0

شکل دهی ورق فلز

View Categories

شکل دهی ورق فلز

41 min read

PDF
شکل دهی ورق فلز
معرفی
در فرآیندهای شکل دهی ورق فلز، پدیده برگشت فنری ناشی از رفتار بازیافت الاستیک مواد باعث می شود که قطعه شکل گرفته در حین آزاد شدن بار شکل دهی تا حدی به شکل اولیه خود بازگردد.
مهم است که برگشت فنری را به طور دقیق پیش بینی کنیم زیرا شکل تغییر شکل یافته نهایی کمی با شکلی که قالب در بار شکل دهی کامل ارائه می دهد متفاوت است.
این مدل یک مسئله اعتبارسنجی NAFEMS در شکل‌دهی ورق فلز بر اساس داده‌های تجربی است، رجوع کنید به Ref. 1 . این مشکل شامل چندین غیرخطی مانند غیرخطی بودن مرز (تماس)، غیرخطی بودن مواد (مواد الاستوپلاستیک) و غیرخطی هندسی است. هر دو کرنش صفحه 2 بعدی و فرض پوسته 3 بعدی در نظر گرفته می شوند.
نتایج هدف شامل زاویه شکل دهی، زاویه پس از رهاسازی و نیروهای پانچ به عنوان تابعی از جابجایی پانچ است.
تعریف مدل
هندسه از مجموعه ای با سه قسمت تشکیل شده است: پانچ، قالب و یک ورق فلزی 1 میلی متری. به دلیل تقارن، فقط یک نیمی از هندسه برای فرض دو بعدی و یک چهارم برای یک سه بعدی نشان داده می شود. شکل 1 هندسه مورد استفاده برای مسئله 3 بعدی را نشان می دهد، در حالی که شکل 2 برش مقطع استفاده شده با مسئله کرنش صفحه دو بعدی را نشان می دهد.
شکل 1: هندسه مدل: پانچ در بالا، ورق نازک در وسط، و قالب در پایین.
شکل 2: برش مقطع از هندسه مدل مورد استفاده برای فرض دو بعدی.
فرض کرنش صفحه در اینجا معتبر است، زیرا ضخامت خارج از صفحه ورق زیاد است. از آنجایی که ضخامت صفحه در مقایسه با انحنای ابزار کوچک است، با وجود اینکه جابجایی‌ها و چرخش‌ها زیاد هستند، کرنش‌های متوسطی مورد انتظار است.
ماده خالی مورد استفاده در آزمایش ها یک آلیاژ آلومینیوم 6111-T4 است که دارای مدول یانگ همسانگرد 70.5·10 3  MPa و نسبت پواسون 0.342 است. تنش تسلیم ماده 194 مگاپاسکال است و از تابع سخت شدن هولومون برای نشان دادن رفتار الاستوپلاستیک استفاده شده است. تابع سخت شدن هولومون یک تابع دو ضریب است که توسط
در اینجا K 550.4 مگاپاسکال و n 0.223 است.
برای بهبود دقت شرایط تماس و نیروها از روش تماس لاگرانژی تقویت شده استفاده می شود. اصطکاک بین ورق نازک و ابزار با استفاده از ضریب اصطکاک کولن 0.1342 تعریف می شود.
داده های تجربی برای زاویه شکل دهی و زاویه پس از رهاسازی در دسترس است، جدول 1 را ببینید .
جدول 1: زاویه در حداکثر جابجایی پانچ و پس از رهاسازی.
زاویه تشکیل (درجه)
زاویه پس از رهاسازی (درجه)
19.6-21.0
53.4-55.8
داده های نیروی پانچ نیز موجود است. اینها در فایل متنی sheet_metal_forming.txt موجود در پوشه کتابخانه کاربردی ماژول ساختاری غیرخطی ذخیره می شوند.
نتایج و بحث
شکل 3 توزیع تنش پسماند و شکل تغییر شکل یافته پس از رهاسازی را برای مشکل از جمله اصطکاک نشان می دهد.
شکل 3: تنش فون میزس و شکل تغییر شکل پس از رهاسازی برای کرنش صفحه دوبعدی.
در شکل 4 می بینید که حداکثر مقدار کرنش پلاستیک حدود 2% است که فرض کرنش کوچک را تایید می کند.
شکل 4: کرنش پلاستیک معادل در حداکثر انحراف پانچ.
شکل 5 و شکل 6 تنش فون میزس در ورق را نشان می دهد که با یک فرض پوسته سه بعدی محاسبه شده است. به توزیع تنش در امتداد جهت y توجه کنید که با فرض کرنش صفحه دوبعدی قابل ارزیابی نیست.
شکل 5: تنش فون میزس و شکل تغییر شکل در شکل گیری مشکل پوسته سه بعدی.
شکل 6: تنش فون میزس و تغییر شکل شکل پس از انتشار برای مشکل پوسته سه بعدی.
زاویه محاسبه شده در حداکثر جابجایی پانچ و پس از آزادسازی در جدول 2 فهرست شده است . این مقادیر با داده های تجربی و نتایج عددی مورد بحث در Ref مطابقت خوبی دارند. 1 .
جدول 2: زاویه محاسبه شده در حداکثر جابجایی پانچ و پس از رهاسازی.
زاویه تشکیل (درجه)
زاویه پس از رهاسازی (درجه)
بدون اصطکاک
20.6
46.1
با اصطکاک
20.5
54
با اصطکاک (پوسته)
20.9
54.6
شکل 7 نیروهای پانچ در مقابل جابجایی پانچ را نشان می دهد. می توان به وضوح تأثیر اصطکاک را در بار اعمال شده مشاهده کرد. علاوه بر این، زمانی که نیروهای اصطکاک در آن گنجانده شود، قسمت خالی برای مدت طولانی تری در تماس با ابزار باقی می ماند.
شکل 7: نیروی پانچ در مقابل جابجایی پانچ.
در مدل بدون اصطکاک نیروهای محاسبه شده در فرآیند شکل دهی دارای دو پیک هستند. نیروها برای به دست آوردن فضای خالی در قالب افزایش می یابند. هنگامی که قسمت خالی به اندازه کافی تغییر شکل داده است، به نیروی کمتری نیاز دارد تا قسمت خالی در قالب به سمت پایین رانده شود. درست قبل از اینکه پانچ به شکل شکل‌دهی برسد، قسمت خالی کف قالب را لمس می‌کند و نیرو به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد تا مرحله شکل‌دهی به پایان برسد. در مرحله رها کردن، نیروهای پانچ با بازگشت پانچ به موقعیت اولیه خود کاهش می یابد.
هنگامی که اصطکاک اضافه می شود، تاریخچه بار اعمال شده به طور قابل توجهی متفاوت است. اول از همه، به بارهای بالاتری نیاز دارد تا قسمت خالی وارد قالب شود. ثانیاً، تنها یک قله در مرحله شکل‌گیری مشاهده می‌شود، زیرا قسمت خالی هرگز به پایین قالب نمی‌رسد. در مرحله رهاسازی، یک حداکثر نیز مشاهده می شود که با نیروی اصطکاک توضیح داده می شود.
شکل 8 موقعیت خالی در قالب برای مشکل بدون اصطکاک را نشان می دهد. در سمت چپ، پانچ به داخل قالب می رود (از بالا به پایین). این شامل مرحله شکل گیری است. در سمت راست، می توانید مرحله رهاسازی را هنگام برداشتن پانچ از قالب (از بالا به پایین) مشاهده کنید.
شکل 8: شکل تغییر شکل یافته در قالب (بدون اصطکاک)
شکل 9 موقعیت خالی در قالب برای مشکل از جمله اصطکاک را نشان می دهد. در سمت چپ پانچ به داخل قالب می رود (از بالا به پایین). در سمت راست می توانید مرحله رهاسازی را هنگام برداشتن پانچ از قالب (از بالا به پایین) مشاهده کنید.
شکل 9: شکل تغییر شکل لایه خالی در قالب (شامل اصطکاک)
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
در مسئله معیار همانطور که در Ref. 1 ، سخت شدن پلاستیک با قانون هولومون نشان داده شده است. سخت شدن هولومون نشان دهنده خوبی از سخت شدن مواد برای سویه های بزرگ است. با این حال، در ناحیه کرنش کوچک، تنش محاسبه شده منفی است. برای اطمینان از تداوم بین رفتار مواد ارتجاعی و سخت شونده، از مماس منحنی هولومون استفاده می کنید تا با سخت شدن بدون تنش در کرنش پلاستیکی معادل صفر مطابقت داشته باشد.
شکل 10 تفاوت بین سخت شدن هولومون با پارامترهای ارائه شده در توضیحات مدل و تابع سخت شدن شامل انتقال هموار مورد استفاده برای اجرای مدل عددی را نشان می دهد.
شکل 10: سخت شدن هولومون با انتقال صاف (آبی) و بدون (قرمز چین).
با توجه به ترکیب تماس با اصطکاک، مدل مواد الاستوپلاستیک و غیرخطی بودن هندسی، مدل نیاز به تنظیمات دستی تماس و حل کننده برای به دست آوردن همگرایی خوب دارد. علاوه بر این، قسمت خالی در ابزار برای تغییر شکل خاص ناپایدار می شود. برای دور زدن مشکلات عددی، پیشنهادات زیر را دنبال کنید:
•
از تنظیم دستی برای تعریف ضریب جریمه و غیرفعال کردن آرامش برای اطمینان از ثابت بودن ضریب جریمه عادی استفاده کنید. تنظیمات پیش‌فرض از ضریب جریمه ملایم‌تری در هر تکرار جدا شده اولیه استفاده می‌کنند. در اینجا از یک مقدار ثابت برای حفظ سفتی یکسان بین حدس اولیه و راه حل محاسبه شده استفاده کنید. با استفاده از ضریب ضریب جریمه می توانید بر نرخ همگرایی تأثیر بگذارید، مقدار کم ضریب ضریب جریمه همگرایی را با هزینه زمان محاسبات اضافی بهبود می بخشد، در حالی که مقدار بالاتر، محاسبات را سرعت می بخشد. برای این مشکل مقادیر متفاوتی برای ضرب کننده ضریب جریمه استفاده می شود: در حالت دو بعدی مقدار 0.1 برای تماس بین پانچ و ورق و 0.02 برای تماس بین قالب و ورق. برای مورد سه بعدی، ضریب جریمه برای تماس بین پانچ و ورق روی 0.05 تنظیم شده است.
ارجاع
1. AWA Konter، معیارهای تماس با المان محدود پیشرفته ، NAFEMS، 2006.
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_مواد_سازه_غیرخطی/پلاستیسیته/شکل_فلزی
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
در پنجره Model  Wizard روی  2D کلیک کنید .
2
در درخت Select  Physics ، Structural  Mechanics>Solid  Mechanics  (جامد) را انتخاب کنید .
3
روی افزودن کلیک کنید .
4
 روی مطالعه کلیک کنید .
5
در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Stationary را انتخاب کنید .
6
 روی Done کلیک کنید .
تعاریف جهانی
همه پارامترهای مدل را از یک فایل حاوی پارامترهای هندسه و برخی از خواص مواد بارگیری کنید.
پارامترهای 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions روی Parameters  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید .
3
 روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل sheet_metal_forming_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
قسمت 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Global  Definitions کلیک راست کرده و Geometry  Parts>2D  Part را انتخاب کنید .
اکنون یک بخش دوبعدی از هندسه مدل بسازید و از هندسه خالی شروع کنید.
مستطیل 1 (r1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، L را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، th را تایپ کنید .
یک دامنه اضافی برای کنترل مش بهتر در قسمت خالی اضافه کنید.
5
برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام لایه
ضخامت (متر)
لایه 1
40[mm]
6
تیک لایه های  سمت  چپ را انتخاب کنید .
7
تیک Layers  on  bottom را پاک کنید .
8
 روی Build  Selected کلیک کنید .
هندسه پانچ را ادامه دهید.
دایره 1 (c1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، R1 را تایپ کنید .
4
در قسمت متنی Sector  angle عدد 90 را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، R1+th را تایپ کنید .
6
قسمت Rotation  Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، -90 را تایپ کنید .
7
برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام لایه
ضخامت (متر)
لایه 1
هفتم
8
 روی Build  Selected کلیک کنید .
در نهایت هندسه قالب را رسم کنید.
دایره 2 (c2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، R2+th را تایپ کنید .
4
در قسمت متنی Sector  angle عدد 90 را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، -R3 را تایپ کنید .
6
قسمت Rotation  Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، -90 را تایپ کنید .
7
قسمت لایه ها را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام لایه
ضخامت (متر)
لایه 1
هفتم
8
 روی Build  Selected کلیک کنید .
دایره 3 (c3)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه  و  شکل را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Radius ، R3 را تایپ کنید .
4
در قسمت متنی Sector  angle عدد 90 را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، R2+R3 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن y ، -R3 را تایپ کنید .
7
قسمت Rotation  Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، 90 را تایپ کنید .
8
قسمت لایه ها را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام لایه
ضخامت (متر)
لایه 1
هفتم
9
 روی Build  Selected کلیک کنید .
مستطیل 2 (r2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، 1[cm] را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، th را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، R2+R3 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن y ، -th را تایپ کنید .
7
 روی Build  Selected کلیک کنید .
حذف نهادهای 1 (del1)
1
در پنجره Model  Builder ، روی قسمت  1 کلیک راست کرده و Delete  Entities را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای حذف  نهادها ، بخش Entities  یا  Objects  to  Delete را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، دامنه را انتخاب کنید .
4
در شیء c1 ، فقط دامنه 1 را انتخاب کنید.
5
در شیء c2 ، فقط دامنه 1 را انتخاب کنید.
6
در شیء c3 ، فقط دامنه 1 را انتخاب کنید.
7
 روی Build  Selected کلیک کنید .
اتحادیه 1 (uni1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans  and  Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید .
2
فقط اشیاء del1(2) ، del1(3) و r2 را انتخاب کنید.
هندسه 1
قسمت نمونه 1 (pi1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Parts کلیک کنید و قسمت  1 را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت  ، روی Build Selected کلیک کنید .
فرم اتحادیه (فین)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Geometry  1 روی Form  Union  (fin) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات Form  Union/Assembly ، بخش Form  Union/Assembly را پیدا کنید .
3
از لیست Action ، Form  an  assembly را انتخاب کنید .
4
تیک Create  Pairs را پاک کنید .
5
 روی Build  Selected کلیک کنید .
تعاریف
اکنون می‌توانید جفت‌های مخاطب را اضافه کنید تا مشخص کنید که در کدام مرز انتظار دارید این تماس اتفاق بیفتد.
جفت تماس 1 (p1)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  جفت ها کلیک کنید و جفت تماس  را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 20 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای جفت ، قسمت Destination  Boundaries را پیدا کنید .
4
برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
5
فقط مرز 13 را انتخاب کنید.
جفت تماس 2 (p2)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  جفت ها کلیک کنید و جفت تماس  را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 5، 8 و 9 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای جفت ، قسمت Destination  Boundaries را پیدا کنید .
4
برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
5
فقط مرز 12 را انتخاب کنید.
تعاریف جهانی
برای تعریف جابجایی پانچ برای مراحل بارگذاری و تخلیه، از یک تابع درون یابی استفاده کنید که جابجایی را تابعی از یک پارامتر یکنواخت می کند.
درون یابی 1 (int1)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Interpolation کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید .
3
در قسمت متن نام تابع  ، punch را تایپ کنید .
4
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
تی
F(T)
0
0
0.98
پانچ_حداکثر
1
پانچ_حداکثر
2
0
5
قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
تابع
واحد
مشت زدن
میلی متر
6
در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
بحث و جدل
واحد
تی
1
مواد را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Material کلیک کنید تا پنجره Add  Material باز شود .
2
به پنجره Add  Material بروید .
3
در درخت، Built-in>Structural  steel را انتخاب کنید .
4
کلیک راست کرده و Add  to  Global  Materials را انتخاب کنید .
5
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Material کلیک کنید تا پنجره Add  Material بسته شود .
تعاریف جهانی
مواد 2 (mat2)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions ، روی Materials راست کلیک کرده و Blank  Material را انتخاب کنید .
مواد
پیوند مواد 1 (matlnk1)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و More  Materials>Material  Link را انتخاب کنید .
Material Link 2 (matlnk2)
1
روی Materials کلیک راست کرده و More  Materials>Material  Link را انتخاب کنید .
2
فقط دامنه های 4 و 5 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای Material  Link ، قسمت تنظیمات پیوند  را پیدا کنید .
4
از لیست Material ، Material  2  (mat2) را انتخاب کنید .
تعاریف جهانی
مواد 2 (mat2)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions>Materials روی Material  2  (mat2) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material  Contents را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
ویژگی
متغیر
ارزش
واحد
گروه اموال
مدول یانگ
E
70.5 [kN/mm^2]
پا
مدول یانگ و نسبت پواسون
نسبت پواسون
نه
0.342
1
مدول یانگ و نسبت پواسون
تراکم
rho
2700 [kg/m^3]
کیلوگرم بر متر مکعب
پایه ای
4
قسمت Material  Properties را پیدا کنید . در درخت خواص مواد ،  Solid Mechanics>Elastoplastic Material>Elastoplastic Material Model>Initial yield stress (sigmags) را انتخاب کنید .
5
 روی افزودن  به  مواد کلیک کنید .
6
بخش محتوای مواد  را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
ویژگی
متغیر
ارزش
واحد
گروه اموال
تنش تسلیم اولیه
سیگماگ ها
sigma0
پا
مدل مواد الاستوپلاستیک
از یک تابع ثابت تکه ای برای تعریف تابع سخت شدن با یک انتقال صاف استفاده کنید. در کرنش پلاستیکی معادل کوچک (کمتر از 3%) از یک تابع خطی استفاده کنید. در مقادیر بالاتر، از تابع سخت شدن هولومون استفاده کنید.
تکه ای 1 (pw1)
1
در پنجره Model  Builder ، گره Material  2  (mat2) را گسترش دهید .
2
روی Global  Definitions>Materials>Material  2  (mat2)>Elastoplastic  Material Material  (  ElastoplasticModel) کلیک راست کرده و Functions>Piecewise را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای Piecewise ، در قسمت متن نام تابع ، sigma_hard را تایپ کنید .
4
قسمت Definition را پیدا کنید . از لیست Extrapolation ، هیچکدام را انتخاب کنید .
5
از لیست هموارسازی ، مشتق اول پیوسته  را انتخاب کنید .
6
زیربخش فواصل را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
شروع کنید
پایان
تابع
0
eps0
(K*eps0^n-sigma0)/eps0*x
eps0
0.5
K*x^n-sigma0
7
قسمت Units را پیدا کنید . در قسمت متن Arguments ، 1 را تایپ کنید .
8
در قسمت Function text، Pa را تایپ کنید .
9
قسمت Definition را پیدا کنید . از لیست Extrapolation ، نزدیکترین  تابع را انتخاب کنید .
مواد 2 (mat2)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions>Materials>Material  2  (mat2) روی مدل Elastoplastic  Material  (ElastoplasticModel) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مدل مواد الاستوپلاستیک  ، بخش ورودی‌های مدل را پیدا کنید .
3
 روی Select  Quantity کلیک کنید .
4
در کادر محاوره‌ای Physical  Quantity ، strain plastic را در قسمت متن تایپ کنید.
5
 روی Filter کلیک کنید .
6
در درخت، Solid  Mechanics>Equivalent  plastic  strain  (1) را انتخاب کنید .
7
روی OK کلیک کنید .
8
در پنجره Model  Builder ، روی Material  2  (mat2) کلیک کنید .
9
در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material  Contents را پیدا کنید .
10
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
ویژگی
متغیر
ارزش
واحد
گروه اموال
عملکرد سخت شدن
سیگماغ
sigma_hard (epe)
پا
مدل مواد الاستوپلاستیک
مکانیک جامدات (جامدات)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Solid  Mechanics  (solid) کلیک کنید .
2
فقط دامنه های 4-6 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات مکانیک جامدات  ، بخش ضخامت را پیدا کنید .
4
در قسمت متن d ، w_sheet را تایپ کنید .
مواد الاستیک خطی 1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)> Solid  Mechanics  (solid) روی Linear  Elastic  Material  1 کلیک کنید .
پلاستیک 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Plasticity را انتخاب کنید .
2
فقط دامنه های 4 و 5 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای Plasticity ، بخش Plasticity  Model را پیدا کنید .
4
زیربخش مدل سخت شدن ایزوتروپیک  را پیدا کنید . از لیست، عملکرد سخت شدن را انتخاب کنید .
تقارن 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 1، 11 و 18 را انتخاب کنید.
جابجایی تجویز شده 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Prescribed  Displacement را انتخاب کنید .
2
فقط دامنه 6 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای جابجایی تجویز شده  ، بخش جابجایی تجویز شده را پیدا کنید .
4
تیک Prescribed  in  x  direction را انتخاب کنید .
5
کادر بررسی تجویز شده  در  جهت y  را انتخاب کنید .
6
در قسمت متنی u 0 y ، punch(para) را تایپ کنید .  
برای چنین مشکلی (با استفاده از پارامتر ادامه)، یک ضریب جریمه ثابت ترجیح داده می شود. برای بهبود پایداری آن را با مقدار کمتری نسبت به پیش فرض تنظیم کنید.
تماس 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Contact  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات تماس ، بخش روش تماس  را پیدا کنید .
3
از لیست، Augmented  Lagrangian را انتخاب کنید .
4
بخش مجازات فشار تماس را  پیدا کنید . از لیست کنترل عامل مجازات ، تنظیم دستی را انتخاب کنید .
5
در قسمت متن f p ، 0.1 را تایپ کنید .
6
از لیست استفاده  از آرامش ، هرگز را انتخاب کنید .
7
قسمت مقدار اولیه  را پیدا کنید . در قسمت متن T n ، 1e4 را تایپ کنید .
تماس 2
1
روی Component  1  (comp1)>Solid  Mechanics  (solid)>Contact  1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مخاطب ، بخش انتخاب جفت  را پیدا کنید .
3
در قسمت Pairs ، روی  افزودن کلیک کنید .
4
در کادر گفتگوی افزودن ، جفت تماس  2 (p2) را در لیست جفت ها انتخاب کنید .
5
روی OK کلیک کنید .
6
در پنجره تنظیمات تماس ، بخش مجازات فشار تماس را  پیدا کنید .
7
در قسمت متن f p ، 2e-2 را تایپ کنید .
مش 1
نقشه برداری 1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Mapped کلیک کنید .
توزیع 1
1
روی Mapped  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 13 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی Number  of  Elements عدد 50 را تایپ کنید .
توزیع 2-5
1
به افزودن چهار توزیع اضافی با تنظیمات زیر ادامه دهید:
 
نام
مرز
تعداد عناصر
توزیع 2
1، 18
1
توزیع 3
8 20
25
توزیع 4
11
5
توزیع 5
9
10
2
 روی ساخت  همه کلیک کنید .
تعاریف
زاویه تغییر شکل خالی، شیب خط بین نقاط (4e-2, 0) و (6e-2,0) است. از متغیرهای جفت ادغام برای ارزیابی مختصات فضایی در این نقاط استفاده کنید.
ادغام 1 (در اول)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal  Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ادغام ، بخش انتخاب منبع  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، نقطه را انتخاب کنید .
4
فقط نقطه 11 را انتخاب کنید.
ادغام 2 (intop2)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal  Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ادغام ، بخش انتخاب منبع  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، نقطه را انتخاب کنید .
4
فقط نقطه 13 را انتخاب کنید.
متغیرهای 1
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی متغیرهای  محلی  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام
اصطلاح
واحد
شرح
زاویه
2*atan((intop2(x)-intop1(x))/(intop2(y)-intop1(y)))
راد
زاویه تغییر شکل خالی
بدون اصطکاک
1
در پنجره Model  Builder ، روی Study  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Frictionless را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
مرحله 1: ثابت
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Frictionless روی Step  1:  Stationary کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، کلیک کنید تا بخش Results  When  Solving گسترش یابد .
3
کادر Plot را انتخاب کنید .
یک جاروی ادامه کمکی برای پارامتر تنظیم کنید .
4
برای گسترش بخش Study  Extensions کلیک کنید . کادر بررسی جارو کمکی  را انتخاب کنید .
5
 روی افزودن کلیک کنید .
6
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام پارامتر
لیست مقادیر پارامتر
واحد پارامتر
پارا (پارامتر جابجایی پانچ)
محدوده 1e-4 (2e-2,2e-2,1.5)
راه حل 1 (sol1)
1
در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show  Default  Solver کلیک کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، گره Solution  1  (sol1) را گسترش دهید .
3
در پنجره Model  Builder ، گره Frictionless>Solver  Configurations>Solution  1  (sol1)>Stationary  Solver  1 را گسترش دهید ، سپس روی Parametric  1 کلیک کنید .
4
در پنجره تنظیمات برای پارامتر ، برای گسترش بخش ادامه کلیک کنید .
5
تیک گزینه Tuning  of  step  size را انتخاب کنید .
6
در قسمت متنی Initial  step  size ، 1e-4 را تایپ کنید .
7
در قسمت متنی Minimum  step  size ، 1e-4 را تایپ کنید .
8
در قسمت متن حداکثر  اندازه گام  ، 2e-2 را تایپ کنید .
9
از لیست پیش بینی ، خطی را انتخاب کنید .
10
روی Frictionless>Solver  Configurations>Solution  1  (sol1)>Stationary  Solver  1>Parametric  1 کلیک راست کرده و گزینه Stop  Condition را انتخاب کنید .
11
در پنجره تنظیمات برای وضعیت توقف  ، قسمت عبارات توقف را پیدا کنید .
12
 روی افزودن کلیک کنید .
13
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
بیان را متوقف کنید
توقف کنید اگر
فعال
شرح
min(comp1.solid.Tnmax_p1,comp1.solid.Tnmax_p2)-(para>1)
منفی (<0)
√
توقف بیان 1
14
قسمت Output  at  Stop را پیدا کنید . از لیست افزودن  راه حل ، مرحله  پس از  توقف را انتخاب کنید .
15
کادر بررسی Add  warning را پاک کنید .
16
 روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
استرس (بدون اصطکاک)
نمودار پیش فرض تنش فون میزس، کرنش پلاستیک معادل و فشار تماس پس از رهاسازی را نشان می دهد. برای وضوح بهتر، کرنش پلاستیک معادل را غیرفعال کنید، که به طور جداگانه ترسیم می شود.
1
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دوبعدی  ، Stress (Frictionless) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
2
در نوار ابزار Stress (Frictionless) روی  Plot کلیک کنید .
3
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Predefined  Plot کلیک کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، بدون اصطکاک/محلول  1  (sol1)>Solid  Mechanics>Equivalent  Plastic  Strain  (جامد) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
نتایج
تغییر شکل 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Equivalent  Plastic  Strain  (solid) را گسترش دهید .
2
روی Surface  1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش مقیاس را پیدا کنید .
4
چک باکس Scale  factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 1 را تایپ کنید .
5
در نوار ابزار Equivalent Plastic Strain (solid) روی  Plot کلیک کنید .
زاویه شکل دهی و زاویه بعد از رهاسازی را ارزیابی کنید.
دستورالعمل زیر نحوه ارزیابی زاویه شکل دهی و زاویه پس از رهاسازی را نشان می دهد.
زاویه تغییر شکل (بدون اصطکاک)
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results>Datasets را گسترش دهید .
2
روی Results>Derived  Values ​​کلیک راست کرده و Global  Evaluation را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی  ، زاویه تغییر شکل (بدون اصطکاک) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
4
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست انتخاب پارامتر  (پارا) ، از لیست را انتخاب کنید .
5
در لیست مقادیر پارامتر (para) ، 1 و 1.3 را انتخاب کنید .
6
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expressions کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)>Definitions>Variables>angle  –  Blank  deformation  angle  –  rad را انتخاب کنید .
7
قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
اصطلاح
واحد
شرح
زاویه
درجه
زاویه تغییر شکل خالی
8
 روی ارزیابی کلیک کنید .
زاویه تغییر شکل (بدون اصطکاک)
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results>Tables را گسترش دهید ، سپس روی Table  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات جدول ، تغییر شکل زاویه (بدون اصطکاک) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
اکنون نیروهای پانچ را در مقابل جابجایی پانچ مانند شکل 7 رسم کنید .
نیروی پانچ در مقابل جابجایی
1
در نوار ابزار نتایج ، روی  1D  Plot  Group کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، Punch Force vs. Displacement را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، None را انتخاب کنید .
4
برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان  ، هیچکدام را انتخاب کنید .
5
قسمت Plot  Settings را پیدا کنید .
6
چک باکس x-axis  label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، جابجایی پانچ (mm) را تایپ کنید .
7
کادر بررسی برچسب محور y  را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Punch force (N) را تایپ کنید .
8
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت چپ بالا  را انتخاب کنید .
جهانی 1
1
روی Punch  Force  vs.  Displacement کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش داده را پیدا کنید .
3
از لیست Dataset ، Frictionless/Solution  1  (sol1) را انتخاب کنید .
4
قسمت y-Axis  Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
اصطلاح
واحد
شرح
2*solid.dcnt2.T_toty
ن
5
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
6
در قسمت Expression text -punch(para) را تایپ کنید .
7
از لیست واحد ، mm را انتخاب کنید .
8
برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . از لیست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
9
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
بدون اصطکاک
10
در نوار ابزار Punch Force vs. Displacement ، روی  Plot کلیک کنید .
اکنون اصطکاک را در مشکل وارد کنید.
مکانیک جامدات (جامدات)
تماس 1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Solid  Mechanics  (solid) روی Contact  1 کلیک کنید .
اصطکاک 1
1
در نوار ابزار فیزیک ، روی  ویژگی ها کلیک کنید و اصطکاک را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اصطکاک ، قسمت پارامترهای اصطکاک  را پیدا کنید .
3
در قسمت متن μ 0.1348 را تایپ کنید .
4
قسمت مقدار اولیه  را پیدا کنید . از لیست وضعیت تماس قبلی ، در تماس را انتخاب کنید .
تماس 2
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)> Solid  Mechanics  (solid) روی Contact  2 کلیک کنید .
اصطکاک 1
1
در نوار ابزار فیزیک ، روی  ویژگی ها کلیک کنید و اصطکاک را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اصطکاک ، قسمت پارامترهای اصطکاک  را پیدا کنید .
3
در قسمت متن μ 0.1348 را تایپ کنید .
4
قسمت مقدار اولیه  را پیدا کنید . از لیست وضعیت تماس قبلی ، در تماس را انتخاب کنید .
اضافه کردن مطالعه
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study باز شود .
2
به پنجره Add  Study بروید .
3
زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Stationary را انتخاب کنید .
4
روی Add  Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
5
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study بسته شود .
اصطکاک
1
در پنجره Model  Builder ، روی Study  2 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، اصطکاک را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
مرحله 1: ثابت
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Friction روی Step  1:  Stationary کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Results  When  Solving را پیدا کنید .
3
کادر Plot را انتخاب کنید .
4
از لیست گروه Plot  ، پیش فرض را انتخاب کنید .
5
قسمت Study  Extensions را پیدا کنید . کادر بررسی جارو کمکی  را انتخاب کنید .
6
 روی افزودن کلیک کنید .
7
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام پارامتر
لیست مقادیر پارامتر
واحد پارامتر
پارا (پارامتر جابجایی پانچ)
محدوده 1e-4 (2e-2,2e-2,1.5)
راه حل 2 (sol2)
1
در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show  Default  Solver کلیک کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، گره Solution  2  (sol2) را گسترش دهید .
3
در پنجره Model  Builder ، گره Friction>Solver  Configurations>Solution  2  (sol2)>Stationary  Solver  1 را گسترش دهید ، سپس روی Parametric  1 کلیک کنید .
4
در پنجره تنظیمات برای Parametric ، بخش Continuation را پیدا کنید .
5
تیک گزینه Tuning  of  step  size را انتخاب کنید .
6
در قسمت متنی Initial  step  size ، 2e-2 را تایپ کنید .
7
در قسمت متنی Minimum  step  size ، 1e-5 را تایپ کنید .
8
در قسمت متن حداکثر  اندازه گام  ، 2e-2 را تایپ کنید .
9
از لیست پیش بینی ، خطی را انتخاب کنید .
10
روی Friction>Solver  Configurations>Solution  2  (sol2)>Stationary  Solver  1>Parametric  1 کلیک راست کرده و گزینه Stop  Condition را انتخاب کنید .
11
در پنجره تنظیمات برای وضعیت توقف  ، قسمت عبارات توقف را پیدا کنید .
12
 روی افزودن کلیک کنید .
13
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
بیان را متوقف کنید
توقف کنید اگر
فعال
شرح
min(comp1.solid.Tnmax_p1,comp1.solid.Tnmax_p2)-(para>1)
منفی (<0)
√
توقف بیان 1
14
قسمت Output  at  Stop را پیدا کنید . از لیست افزودن  راه حل ، مرحله  پس از  توقف را انتخاب کنید .
15
کادر بررسی Add  warning را پاک کنید .
16
در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show  Default  Plots کلیک کنید .
مرحله 1: ثابت
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Friction روی Step  1:  Stationary کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Results  When  Solving را پیدا کنید .
3
از لیست گروه Plot  ، استرس (جامد) را انتخاب کنید .
4
در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
استرس (اصطکاک)
1
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دوبعدی  ، استرس (اصطکاک) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
2
در نوار ابزار استرس (اصطکاک) ، روی  Plot کلیک کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، اصطکاک/محلول  2  (sol2)>Solid  Mechanics>Equivalent  Plastic  Strain  (جامد) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
نتایج
تغییر شکل 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Equivalent  Plastic  Strain  (solid)  1 را گسترش دهید .
2
روی Surface  1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش مقیاس را پیدا کنید .
4
چک باکس Scale  factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 1 را تایپ کنید .
5
در نوار ابزار Equivalent Plastic Strain (solid) 1 ، روی  Plot کلیک کنید .
اکنون می توانید زاویه را در مراحل شکل گیری و پس از انتشار ارزیابی کنید.
زاویه تغییر شکل (اصطکاک)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Deformation  Angle  (Frictionless) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی  ، زاویه تغییر شکل (اصطکاک) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، اصطکاک/راه حل  2  (sol2) را انتخاب کنید .
4
در لیست مقادیر پارامتر (para) ، 1 و 1.42 را انتخاب کنید .
5
کنار  Evaluate کلیک کنید ، سپس New  Table را انتخاب کنید .
زاویه تغییر شکل (اصطکاک)
1
در پنجره Model  Builder ، در بخش Results>Tables روی Table  2 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات جدول ، تغییر شکل زاویه (اصطکاک) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
جهانی 2
1
در پنجره Model  Builder ، در Results>Punch  Force  vs.  Displacement روی Global  1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش داده را پیدا کنید .
3
از لیست Dataset ، اصطکاک/راه حل  2  (sol2) را انتخاب کنید .
4
برای گسترش بخش Coloring  and  Style کلیک کنید . زیربخش Line  style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dashed را انتخاب کنید .
5
قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
اصطکاک
6
در نوار ابزار Punch Force vs. Displacement ، روی  Plot کلیک کنید .
جدولی اضافه کنید که در آن داده های آزمایشی معیار ذخیره شود.
نیروی پانچ (آزمایش)
1
در نوار ابزار نتایج ، روی  جدول کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات جدول ، Punch Force (Experiment) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . روی Import کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل sheet_metal_forming.txt دوبار کلیک کنید .
آزمایش کنید
1
در پنجره Model  Builder ، روی Punch  Force  vs.  Displacement کلیک راست کرده و Table  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات نمودار جدول  ، Experiment را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست جدول ، Punch  Force  (Experiment) را انتخاب کنید .
4
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . زیربخش Line  style را پیدا کنید . از لیست Line ، هیچکدام را انتخاب کنید .
5
از فهرست رنگ ، از  تم را انتخاب کنید .
6
زیربخش نشانگرهای خط  را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید .
7
برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
8
از لیست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
9
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
آزمایش کنید
10
در نوار ابزار Punch Force vs. Displacement ، روی  Plot کلیک کنید .
اکنون اصطکاک در مدل گنجانده شده است. برای محاسبه مجدد راه حل بدون اصطکاک در مطالعه اول، باید مطمئن شوید که گره های اصطکاک در مدل این مطالعه خاص غیرفعال هستند. اگر بخواهید مدل را ببندید و بعداً دوباره باز کنید، این کار راحت است.
بدون اصطکاک
مرحله 1: ثابت
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Frictionless روی Step  1:  Stationary کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Physics  and  Variables  Selection را پیدا کنید .
3
تیک Modify  model  configuration  for  study  step را انتخاب کنید .
4
در درخت، Component  1  (comp1)>Solid  Mechanics  (جامد)،  Controls  Spatial  Frame>Contact  1>Friction  1 را انتخاب کنید .
5
کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید .
6
در درخت، Component  1  (comp1)>Solid  Mechanics  (جامد)،  Controls  Spatial  Frame>Contact  2>Friction  1 را انتخاب کنید .
7
کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید .
افزودن کامپوننت
در پنجره Model  Builder ، روی گره ریشه راست کلیک کرده و Add  Component>3D را انتخاب کنید .
هندسه 2
صفحه کار 1 (wp1)
1
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار  کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار  ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید .
3
از لیست هواپیما ، xz-plane را انتخاب کنید .
4
بخش Unite  Objects را پیدا کنید . چک باکس Unite  objects را پاک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model  Builder ، روی صفحه  هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> قسمت نمونه 1 (pi1)
1
در نوار ابزار Work Plane ، روی  Parts کلیک کرده و قسمت  1 را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت  ، روی Build Selected کلیک کنید .
3
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
اکسترود 1 (ext1)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Geometry  2 روی Work  Plane  1  (wp1) کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید .
2
فقط شیء wp1.pi1(1) را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید .
4
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
فواصل (متر)
w_sheet/2
5
تیک Reverse  direction را انتخاب کنید .
6
 روی Build  Selected کلیک کنید .
اکسترود 2 (ext2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Extrude کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
فواصل (متر)
w_tools/2
4
تیک Reverse  direction را انتخاب کنید .
5
 روی Build  Selected کلیک کنید .
فرم اتحادیه (فین)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Geometry  2 روی Form  Union  (fin) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات Form  Union/Assembly ، بخش Form  Union/Assembly را پیدا کنید .
3
از لیست Action ، Form  an  assembly را انتخاب کنید .
4
تیک Create  Pairs را پاک کنید .
تعاریف (COMP2)
جفت تماس 3 (p3)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  جفت ها کلیک کنید و جفت تماس  را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 30 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای جفت ، قسمت Destination  Boundaries را پیدا کنید .
4
برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
5
فقط مرز 19 را انتخاب کنید.
جفت تماس 4 (p4)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  جفت ها کلیک کنید و جفت تماس  را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 4، 7 و 14 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای جفت ، قسمت Destination  Boundaries را پیدا کنید .
4
برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
5
فقط مرز 19 را انتخاب کنید.
تعاریف جهانی
مواد 3 (mat3)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions>Materials روی Material  2  (mat2) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material  Properties را پیدا کنید .
3
در درخت خواص Material  ، Geometric Properties>Shell را انتخاب کنید .
4
 روی افزودن  به  مواد کلیک کنید .
5
بخش محتوای مواد  را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
ویژگی
متغیر
ارزش
واحد
گروه اموال
مدول مماس ایزوتروپیک
و همکاران
پا
مدل مواد الاستوپلاستیک
مدول مماس سینماتیکی
من
پا
مدل مواد الاستوپلاستیک
ضخامت
lth
هفتم
متر
پوسته
تراکم
rho
2700 [kg/m^3]
کیلوگرم بر متر مکعب
پایه ای
مدول یانگ
E
70.5 [kN/mm^2]
پا
مدول یانگ و نسبت پواسون
نسبت پواسون
نه
0.342
1
مدول یانگ و نسبت پواسون
تنش تسلیم اولیه
سیگماگ ها
sigma0
پا
مدل مواد الاستوپلاستیک
عملکرد سخت شدن
سیگماغ
sigma_hard (epe)
پا
مدل مواد الاستوپلاستیک
ضرایب هیل
{Hillcoefficients1, Hillcoefficients2, Hillcoefficients3, Hillcoefficients4, Hillcoefficients5, Hillcoefficients6}
{0، 0، 0، 0، 0، 0}
m²·s 4 / kg²
مدل مواد الاستوپلاستیک
تنش های تسلیم کششی و برشی اولیه
{ys1، ys2، ys3، ys4، ys5، ys6}
{0، 0، 0، 0، 0، 0}
N/m²
مدل مواد الاستوپلاستیک
چرخش
lrot
0.0
درجه
پوسته
عناصر مش
lne
2
1
پوسته
مواد
Material Link 3 (matlnk3)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2) روی Materials راست کلیک کرده و More  Materials>Material  Link را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد  ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، Boundary را انتخاب کنید .
4
فقط مرز 30 را انتخاب کنید.
تعاریف جهانی
مواد 3 (mat3)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions>Materials روی Material  3  (mat3) کلیک راست کرده و Copy را انتخاب کنید .
مواد
مواد 3 (mat4)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2) روی Materials راست کلیک کرده و Paste  Material را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، Boundary را انتخاب کنید .
4
فقط مرزهای 19 و 24 را انتخاب کنید.
فیزیک را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics باز شود .
2
به پنجره Add  Physics بروید .
3
در درخت، Structural  Mechanics>Shell  (پوسته) را انتخاب کنید .
4
رابط های فیزیک را  در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادرهای حل را برای اصطکاک و اصطکاک پاک کنید .
5
روی Add  to  Component  2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
6
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics بسته شود .
پوسته (پوسته)
1
در پنجره تنظیمات برای Shell ، بخش انتخاب مرز  را پیدا کنید .
2
 روی Clear  Selection کلیک کنید .
3
فقط مرزهای 19، 24 و 30 را انتخاب کنید.
ضخامت و افست 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Shell  (Shell) روی Thickness  and  Offset  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Thickness  and  Offset ، قسمت Thickness  and  Offset را پیدا کنید .
3
در قسمت متنی d 0 ، th را تایپ کنید .
4
از لیست موقعیت ، سطح بالا  در مرز را انتخاب کنید .
مواد الاستیک خطی لایه ای 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Layered  Linear  Elastic  Material را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 19 و 24 را انتخاب کنید.
مواد
مواد 3 (mat4)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Materials روی Material  3  (mat4) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مواد ، بخش جهت  و  موقعیت را پیدا کنید .
3
از لیست سیستم مختصات  ، سیستم مرزی 2 (sys2) را انتخاب کنید .
4
از لیست موقعیت ، سمت بالا  در مرز را انتخاب کنید .
پوسته (پوسته)
مواد الاستیک خطی لایه ای 1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Shell  (Shell) روی Layered  Linear  Elastic  Material  1 کلیک کنید .
پلاستیک 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Plasticity را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 19 و 24 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای Plasticity ، بخش Plasticity  Model را پیدا کنید .
4
زیربخش مدل سخت شدن ایزوتروپیک  را پیدا کنید . از لیست، عملکرد سخت شدن را انتخاب کنید .
جابجایی / چرخش تجویز شده 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Prescribed  Displacement/Rotation را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 30 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای جابجایی/چرخش تجویز شده  ، بخش جابجایی تجویز شده را پیدا کنید .
4
تیک Prescribed  in  x  direction را انتخاب کنید .
5
کادر بررسی تجویز شده  در  جهت y  را انتخاب کنید .
6
تیک گزینه Prescribed  in  z  direction را انتخاب کنید .
7
در قسمت متنی u 0 z ، punch(para) را تایپ کنید .  
تقارن 1
1
در نوار ابزار فیزیک ، روی  لبه ها کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید .
2
فقط لبه های 30، 31 و 39 را انتخاب کنید.
تماس 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Contact  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مخاطب ، بخش سطح تماس  را پیدا کنید .
3
از سطح تماس  ،  لیست مقصد ، پایین را انتخاب کنید .
4
بخش مجازات فشار تماس را  پیدا کنید . از لیست کنترل عامل مجازات ، تنظیم دستی را انتخاب کنید .
5
در قسمت متن f p ، 5e-2 را تایپ کنید .
اصطکاک 1
1
در نوار ابزار فیزیک ، روی  ویژگی ها کلیک کنید و اصطکاک را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای اصطکاک ، قسمت پارامترهای اصطکاک  را پیدا کنید .
3
در قسمت متن μ 0.1342 را تایپ کنید .
4
قسمت ضریب مجازات نیروی اصطکاک  را پیدا کنید . از لیست کنترل عامل مجازات ، از والدین را انتخاب کنید .
5
قسمت مقدار اولیه  را پیدا کنید . از لیست وضعیت تماس قبلی ، در تماس را انتخاب کنید .
تماس 2
1
روی Contact  1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مخاطب ، بخش انتخاب جفت  را پیدا کنید .
3
در قسمت Pairs ، روی  افزودن کلیک کنید .
4
در کادر محاوره ای افزودن ، جفت تماس  4 (p4) را در لیست جفت ها انتخاب کنید .
5
روی OK کلیک کنید .
6
در پنجره تنظیمات برای مخاطب ، بخش سطح تماس  را پیدا کنید .
7
از سطح تماس  ،  لیست مقصد ، بالا را انتخاب کنید .
8
بخش مجازات فشار تماس را  پیدا کنید . در قسمت متن f p ، 2e-2 را تایپ کنید .
مش 2
نقشه برداری 1
1
در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Mapped را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 4، 7، 14، 19، 24 و 30 را انتخاب کنید.
توزیع 1
1
روی Mapped  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط لبه های 1، 4، 21، 49 و 50 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی Number  of  elements ، 1 را تایپ کنید .
توزیع 2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Mapped  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط لبه های 5 و 51 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی Number  of  Elements عدد 25 را تایپ کنید .
توزیع 3
1
روی Mapped  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط Edge 11 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در فیلد متنی Number  of  element ، 10 را تایپ کنید .
توزیع 4
1
روی Mapped  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط Edge 31 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی Number  of  Elements عدد 50 را تایپ کنید .
توزیع 5
1
روی Mapped  1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
2
فقط Edge 30 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، روی  Build  Selected کلیک کنید .
تعاریف (COMP2)
ادغام 3 (intop3)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal  Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ادغام ، بخش انتخاب منبع  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، نقطه را انتخاب کنید .
4
فقط نقطه 21 را انتخاب کنید.
ادغام 4 (intop4)
1
در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal  Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ادغام ، بخش انتخاب منبع  را پیدا کنید .
3
از لیست سطح نهاد هندسی  ، نقطه را انتخاب کنید .
4
فقط نقطه 25 را انتخاب کنید.
متغیرهای 2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام
اصطلاح
واحد
شرح
زاویه_پوسته
2*atan((intop4(x)-intop3(x))/(intop4(z)-intop3(z)))
راد
زاویه تغییر شکل خالی (پوسته)
اضافه کردن مطالعه
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study باز شود .
2
به پنجره Add  Study بروید .
3
زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Stationary را انتخاب کنید .
4
رابط های فیزیک را  در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادر حل را برای Solid Mechanics (جامد) پاک کنید .
5
روی Add  Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
6
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study بسته شود .
مطالعه 3
مرحله 1: ثابت
1
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Study  Extensions را پیدا کنید .
2
کادر بررسی جارو کمکی  را انتخاب کنید .
3
 روی افزودن کلیک کنید .
4
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
نام پارامتر
لیست مقادیر پارامتر
واحد پارامتر
پارا (پارامتر جابجایی پانچ)
محدوده 1e-4 (2e-2,2e-2,1.5)
5
در پنجره Model  Builder ، روی Study  3 کلیک کنید .
6
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، اصطکاک (پوسته) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
راه حل 3 (sol3)
1
در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show  Default  Solver کلیک کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، گره Solution  3  (sol3) را گسترش دهید .
3
در پنجره Model  Builder ، گره Friction  (shell)>Solver  Configurations>Solution  3  (sol3)>Stationary  Solver  1 را گسترش دهید ، سپس روی Parametric  1 کلیک کنید .
4
در پنجره تنظیمات برای Parametric ، بخش Continuation را پیدا کنید .
5
تیک گزینه Tuning  of  step  size را انتخاب کنید .
6
در قسمت متنی Initial  step  size ، 2e-2 را تایپ کنید .
7
در قسمت متنی Minimum  step  size ، 1e-5 را تایپ کنید .
8
در قسمت متن حداکثر  اندازه گام  ، 2e-2 را تایپ کنید .
9
از لیست پیش بینی ، خطی را انتخاب کنید .
10
روی اصطکاک  (پوسته)>  پیکربندی حل کننده> راه حل  3 (sol3)>  حل کننده ثابت  1> پارامتر 1 کلیک راست کرده و وضعیت توقف را انتخاب کنید .
11
در پنجره تنظیمات برای وضعیت توقف  ، قسمت عبارات توقف را پیدا کنید .
12
 روی افزودن کلیک کنید .
13
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
بیان را متوقف کنید
توقف کنید اگر
فعال
شرح
min(comp2.shell.Tnmax_p3,comp2.shell.Tnmax_p4)-(para>1)
منفی (<0)
√
توقف بیان 1
14
قسمت Output  at  Stop را پیدا کنید . از لیست افزودن  راه حل ، مرحله  پس از  توقف را انتخاب کنید .
15
کادر بررسی Add  warning را پاک کنید .
16
در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show  Default  Plots کلیک کنید .
مرحله 1: ثابت
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Friction  (پوسته) روی Step  1:  Stationary کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Results  When  Solving را پیدا کنید .
3
کادر Plot را انتخاب کنید .
4
از لیست گروه Plot  ، استرس (پوسته) را انتخاب کنید .
5
در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
سطح 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره استرس  (پوسته) را گسترش دهید .
2
روی Results>Stress  (shell)>Surface  1 کلیک راست کرده و Delete را انتخاب کنید .
استرس (پوسته)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Results روی Stress  (پوسته) کلیک کنید .
2
در نوار ابزار استرس (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید .
3
در پنجره Settings for 3D  Plot  Group ، بخش Data را پیدا کنید .
4
از لیست Dataset ، اصطکاک  (پوسته)/راه حل  3  (4)  (sol3) را انتخاب کنید .
5
از لیست مقدار پارامتر  (para) ، 1 را انتخاب کنید .
سطح 2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Surface  2 کلیک کنید .
2
در نوار ابزار استرس (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید .
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1
به پنجره Add  Predefined  Plot بروید .
2
در درخت، اصطکاک  (پوسته)/راه حل  3  (4)  (sol3)> پوسته>  کرنش پلاستیک معادل  (پوسته) را انتخاب کنید .
3
روی Add  Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
4
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Predefined  Plot کلیک کنید .
نتایج
تغییر شکل 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Equivalent  Plastic  Strain  (پوسته) را گسترش دهید .
2
روی Surface  1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش Expression را پیدا کنید .
4
در قسمت متن x-component ، shell.u را تایپ کنید .
5
در قسمت متنی y-component ، shell.v را تایپ کنید .
6
در قسمت متن z-component ، shell.w را تایپ کنید .
7
قسمت Scale را پیدا کنید .
8
چک باکس Scale  factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 1 را تایپ کنید .
9
در نوار ابزار Equivalent Plastic Strain (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید .
زاویه تغییر شکل (پوسته)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Deformation  Angle  (Friction) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی  ، زاویه تغییر شکل (شل) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، اصطکاک  (پوسته)/راه حل  3  (4)  (sol3) را انتخاب کنید .
4
در لیست مقادیر پارامتر (para) ، 1 و 1.4 را انتخاب کنید .
5
قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
اصطلاح
واحد
شرح
زاویه_پوسته
درجه
زاویه تغییر شکل خالی (پوسته)
6
کنار  Evaluate کلیک کنید ، سپس New  Table را انتخاب کنید .
جهانی 3
1
در پنجره Model  Builder ، در بخش Results>Punch  Force  vs.  Displacement روی Global  2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش داده را پیدا کنید .
3
از لیست Dataset ، اصطکاک  (پوسته)/راه حل  3  (4)  (sol3) را انتخاب کنید .
4
قسمت y-Axis  Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
اصطلاح
واحد
شرح
4*shell.dcnt2.T_totz
ن
5
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . زیربخش Line  style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dash-dot را انتخاب کنید .
6
قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
پوسته
7
در نوار ابزار Punch Force vs. Displacement ، روی  Plot کلیک کنید .
What are your Feelings