- Tytuł:
-
Sprzężona analiza Eulera-Lagrange’a w modelowaniu procesu wyciskania
Coupled Eulerian-Lagrangian approach in simulation of extrusion process - Autorzy:
-
Ryzińska, G.
Skrzat, A.
Śliwa, R. E. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/211424.pdf
- Data publikacji:
- 2015
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Obróbki Plastycznej
- Tematy:
-
wyciskanie
kompozyt Al-Pb
sprzężona analiza Eulera-Lagrange'a
extrusion
composite Al-Pb
coupled Eulerian-Lagrangian approach - Opis:
-
W pracy przedstawiono badania eksperymentalne i symulacje numeryczne procesu wyciskania
warstwowych kompozytów metalowych o strukturze rdzeń–powłoka. W badaniach
eksperymentalnych badano próbki o stałym stosunku średnicy rdzenia (Al) do
zewnętrznej średnicy powłoki (Pb) oraz o różnym stopniu redukcji przekroju poprzecznego
wyrobu. Siła rejestrowana podczas badań posłużyła do weryfikacji poprawności
przyjętych modeli numerycznych. W symulacjach numerycznych procesu wyciskania
zastosowano osiowosymetryczny model Lagrange’a (program MSC Marc Mentat) oraz
model sprzężonej analizy Eulera-Lagrange’a (program Abaqus). Głównym problemem
obliczeń numerycznych są bardzo duże deformacje wsadowego materiału złożonego do
wykonania wyrobu kompozytowego. W podejściu Lagange’a uzyskanie zbieżności rozwiązania
wymaga ciągłego generowania nowych siatek elementów skończonych. Wpływa
to negatywnie na zbieżność obliczeń. Rozpatrywane zadanie rozwiązano jako problem
osiowosymetryczny. Podejście CEL nie wymagało generacji nowych siatek, ponieważ
Eulerowska siatka elementów skończonych pozostawała nieruchoma a przez nią przepływał
materiał. Dzięki temu uwarunkowanie problemu nie zmieniało się w czasie analizy,
a proces rozwiązywania był stabilny. W programie Abaqus analizy CEL są ograniczone
wyłącznie do problemów trójwymiarowych, co powoduje konieczność zastosowania
dużej ilości elementów i znacznie wydłuża czas obliczeń. Ze względu na symetrię
problemu rozpatrywano jedynie jedną czwartą modelu fizycznego, zmniejszając w ten
sposób liczbę stopni swobody. Uzyskane numerycznie wyniki w postaci wykresów zależności
siły w funkcji przemieszczenia stempla porównywano z rezultatami badań eksperymentalnych.
Oszacowanie siły w procesie uzyskane za pomocą obydwu podejść jest
porównywalne.
An experimental and numerical study of the extrusion of metallic composite materials is presented in this paper. In the experimental investigations constant diameters of aluminum core and lead cylinder are considered as well as various extrusion ratios. The punch force registered in experiments is used to verify the reliability of proposed numerical models. Numerical simulations of the extrusion process use updated Lagrangian approach (MSC Marc Mentat program) and coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) approach (Abaqus program). The main difficulty of numerical calculations are very large deformations of the processed material. The application of the Lagangian approach requires continuous generation of new finite element meshes in order to achieve the convergence. Considered problem is solved as axisymmetric. CEL approach does not require new mesh generation because Eulerian mesh remains fixed and material flows through it. Thanks to this condition the solution process is stable. Abaqus CEL analysis implementation is limited to the three-dimensional problem only, making necessary to use a large number of elements. To make the computations more efficient only onequarter of the model is considered due to the symmetry of the problem. The results of numerical simulations in terms of plots of the punch force versus the punch displacement are compared to data registered in the experimental investigations. Estimation of the punch forcein both approaches is comparable. - Źródło:
-
Obróbka Plastyczna Metali; 2015, 26, 1; 73-92
0867-2628 - Pojawia się w:
- Obróbka Plastyczna Metali
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł