BO GIAO DUC VA DAO TAO TRAN THI THU THUY MO PHONG SO QUA TRINH DAP VUOT BIEN MONG THANH TRONG CONG NGHE CHE TAO BÌNH CHỨA KHÍ CÔNG NGHIỆP CHỊU ÁP LỰC CAO CHUYỂN NGÀNH GIÁ CÔNG ÁP LỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TSKH NGUYÊN TẤT TIỀN HA NOI 2005 MUC LUC Mực lục Lời nói dâu. Aw Chị mg 1. Giới thiện chung 1. Khái quát về sản phẩm bình chứa khí công nghiệp enw 1.
Mô phỏng số tối - u công nghệ tạo hình 1.3, Kết luận Chí mg 2. Lựa chọn phí ng án công nghệ chế tạo bình chứa khí công nghiệp 2.1, Các chỉ tiêu lựa chọn ph- ơng án công nghệ 13 2. Các ph- ơng ấn công nghệ 14 2. Công nghệ dập vuốt biến mỏng thành 20 2.4, Kết luận 31 Chtbng 3.
Ứng dụng phản mẻm ANSYS trons phân tích bài toán 32 cơ học 3. Khái quát chung về phần mẻm ANSYS 32 3. Các mô đun chính của phần mềm ANSYS 37 3. Mô đun tiên xử lý 38 3.
Mô đun hậu xử lý 68 3. Kết luận s9 ChLong 4. Mé hinh hoa qua trình đập vuốt biến mông thành 70 & trang théi néng bing phan mém ANSYS 4. Các giả thiết cơ bản 70 4.2, Các ph- ơng trình cơ bản của quá trình tạo hình vật liệu ở trạng thái 72 nóng 4.
Mõ hình hoá quá trình dập vuốt biển mỏng ở trạng thai néng bing 80 phần mềm ANSYS 4. Giải bài toán biên cơ - nhiệt 985 4. Kếi luận 105 ChLbng 5. Mô phông số quá trình dập vuốt biến mỏng thành ở 106 †rạng thái nóng bằng phan mém ANSYS 5.
Tiên hành mô phỏng số 106 5. Kết quả mô phỏng số quá trình dập vuốt biến mỗng ở trạng thái 107 nồng bằng phần mềm ANSYS 5. Kết luận 113 Kết hận 114 Tài liệu tham khảo y h- éng ding vé thuGe Linh chy cia vat lidu cding nh- md hinh bién dang thye tế của vật liệu 1. Mô phỏng số Mô phống số là quá trình mô phỏng những hiện L- ợng, quá trình xảy ra trong thực tế bằng việc sử dụng các ph-ơng pháp số để giải các bài toán th- ong d- gc biểu diễn d- ới dạng các hệ ph- ơng trình vi tích phân.
Mô phỏng số đ- ợc thực hiện bằng nhiều ph- ơng pháp tính toán khác nhau nh- ph- ơng pháp phần tử hữu hạn, sai phân hữu hạn, biến phân hoặc phần tử biên. Mỗi ph- ơng pháp đều có những điểm mạnh yếu riêng. Khi khảo sát các bài toán cơ học nói chung và bài toán tạo hình biển đạng nói riêng ng- ði ta th- ờng đùng ph- ong pháp phần tử hữu hạn vì nó có thể giải quyết đ- ge các bài toán với xuiễn có hình dụng bất kỳ và các điều kiện biên phức tạp. Ph-ơng pháp mô phổng số hay công nghệ “ảo” đ- ợc áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học nh- chế tạo máy, công nghiệp ô tô, tầu thuỷ, xây dựng, y học.
Ph-ơng pháp mô phống số d- ợc coi là một b- ớc dột phá trong công nghệ, nó đáp ứng đ- ợc hầu hết các yêu câu đặt ra của một vấn để cơ học. với thời gian nhanh nhất, chỉ phí thấp nhất nhờ quá trình thiết kế và Link losin công nghệ đ- ợc thực hiện một cách linh hoạt trên máy tính với sự trợ giúp của những phần mềm thích hợp. Mô phỏng số tối - u hoá công nghệ tạo hình đ- ợc ứng dụng phổ biến ở các n- ớc có nên công nghệ phát triển nh- Mỹ, Anh, Đức, Nhật. Thông qua mé phéng số quá trình biến dạng có thế nhận d- go hình ảnh về tr-ờng ứng suất, biến dạng, tr- ờng vận tốc trong vật thể, từ dó ng- ời kỹ s- sẽ có thể rút ra những kết lận dúng đán về quá trình biến đạng tạo hình sân phẩm mặt khác có thể phân tích những khiếm khuyết trong quá trình.
Trên cơ sở đó sửa lại thiết kể để cuối cũng đ-a rà một bộ thông số dầu vào hợp lý nhất cho quá trình chế tạo sản phẩm. y h- éng ding vé thuGe Linh chy cia vat lidu cding nh- md hinh bién dang thye tế của vật liệu 1. Mô phỏng số Mô phống số là quá trình mô phỏng những hiện L- ợng, quá trình xảy ra trong thực tế bằng việc sử dụng các ph-ơng pháp số để giải các bài toán th- ong d- gc biểu diễn d- ới dạng các hệ ph- ơng trình vi tích phân. Mô phỏng số đ- ợc thực hiện bằng nhiều ph- ơng pháp tính toán khác nhau nh- ph- ơng pháp phần tử hữu hạn, sai phân hữu hạn, biến phân hoặc phần tử biên.
Mỗi ph- ơng pháp đều có những điểm mạnh yếu riêng. Khi khảo sát các bài toán cơ học nói chung và bài toán tạo hình biển đạng nói riêng ng- ði ta th- ờng đùng ph- ong pháp phần tử hữu hạn vì nó có thể giải quyết đ- ge các bài toán với xuiễn có hình dụng bất kỳ và các điều kiện biên phức tạp. Ph-ơng pháp mô phổng số hay công nghệ “ảo” đ- ợc áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học nh- chế tạo máy, công nghiệp ô tô, tầu thuỷ, xây dựng, y học. Ph-ơng pháp mô phống số d- ợc coi là một b- ớc dột phá trong công nghệ, nó đáp ứng đ- ợc hầu hết các yêu câu đặt ra của một vấn để cơ học.
với thời gian nhanh nhất, chỉ phí thấp nhất nhờ quá trình thiết kế và Link losin công nghệ đ- ợc thực hiện một cách linh hoạt trên máy tính với sự trợ giúp của những phần mềm thích hợp. Mô phỏng số tối - u hoá công nghệ tạo hình đ- ợc ứng dụng phổ biến ở các n- ớc có nên công nghệ phát triển nh- Mỹ, Anh, Đức, Nhật. Thông qua mé phéng số quá trình biến dạng có thế nhận d- go hình ảnh về tr-ờng ứng suất, biến dạng, tr- ờng vận tốc trong vật thể, từ dó ng- ời kỹ s- sẽ có thể rút ra những kết lận dúng đán về quá trình biến đạng tạo hình sân phẩm mặt khác có thể phân tích những khiếm khuyết trong quá trình. Trên cơ sở đó sửa lại thiết kể để cuối cũng đ-a rà một bộ thông số dầu vào hợp lý nhất cho quá trình chế tạo sản phẩm.
LỜI NÓI ĐẦU Những tiêu chí mà các nhà nghiên cứu kỹ thuật đặt ra là nâng cao chất ]-gng sản phẩm, giảm chi phí, hạ giá thành bởi đó chính là sức cạnh tranh mà nhà sắn xuất luôn cẩn đến. Để có đ-ợc điều này tr- ớc hết nhà nghiên cứu kỹ thuật phải có đ- ợc một công nghệ hợp lý, Nh- vậy việc tối -u hoá công nghệ luôn là vấn để đ- ợc quan tâm. TTr- đc dây khi công nghệ ch- a phát triển, tối -u hoá công nghệ th- ờng dựa trên kinh nghiệm sản xuất, và tối -u dần trong quá trình sản xuất, quá trình này diễn ra riêng lẻ không có tính tổng quát, nên hiệu quả th- ờng không cao, Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh rế có tính chất liên ngành của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là công nghệ thông tin, điện tử, tự động hoá đã trợ giúp quá trình tối -u hoá công nghệ một cách đơn giấn, nhanh chóng và chính xác bằng ph- ơng pháp mô phổng số trên máy tính đem lại hiệu quả cao trong nghiền cứu khoa hợc cũng nh- trong sẳn xuất. Ở n-ốc ta hiện nay, mô phỏng số vấn còn là vấn để mới mẻ, hầu nh- ch-a đợc ứng dụng phổ biến vào sản xuất mà lầu hết chỉ đừng lại ở việc nghiên cứu lý thuyết ở một số tr- ừng đại hợc cũng nh- các viện nghiên cứu.
"Tuy nhiên, cùng với các - u điểm của nó chắc chắn rằng mô phỏng số sẽ đ- ợc ấp dụng phổ biến vào thực tiễn sản xuất trong thời gian tới. Để góp phần vào sự phát triển chung của việc nghiên cứu tối -u hoá công nghệ nhờ mô phỏng số và thúc đẩy ứng dụng kết quả tối -u vào sản xuất công nghiệp, luận văn này nghiên cứu và ứng dụng ph-ơng pháp mô phỏng số nhờ phần mềm ANSYS% nhằm tối - u hoá công nghệ dập vuốt biến mỏng thành trong việc chế tạo bình chứa khí công ngh 8 hiện đang có mật tại thị Ir- ðng Việt nam, tức là sản phẩm đ- ä ra phải có sức cạnh tranh về chất l- ựng, giá thành và mẫu mã. Vì vậy, để có đ- ợc một công nghệ hợp lý luôn là van dé đ- ợc các nhà kỹ thuật quan tâm. Ngày nay, nhờ sự 'phát triển của công nghệ thông tin nên việc lựa chọn công nghệ hợp lý trở nên đơn giản hơn, cụ thể đó là việc sử dụng các phần mềm để mô phỏng quá trình tạo hình, tối - u công nghệ.
Mô phỏng số tối | ii hoá công nghệ tạo hình Mõ phóng số đ- ợc xem là một ph- ơng pháp tối -u công nghệ tạo lãnh rat phổ biến, hữu hiệu và không thể thiếu đ- ợc trong thiết kế phục vụ sản xuất cũng nh- trong nghiên cứu lý thuyết về bản chất của các quá trình. Qua nghiên cứu ng- ời ta thấy rằng, mô phông quá trình biến dạng đ- ợc thực hiện theø hai ph- ơng pháp là ph- ơng pháp mó phống vật lý và mô phống sé 1.1, Cac phOong phap mé phong. Mé phong vat ly Khi nghiên cứu quá trình biến dạng với đặc điểm chảy phức tạp của vật liệu trong quá trình gia công, để có thể nắm đ- ợc qui luật chảy dẻo th- ờng phải làm nhiều thí nghiệm, dẫn đến rất tốn kém, Để giảm giá thành và thời gian nạ- ời ta không tiến hành thực nghiệm với những vật liệu thật theo tỷ lệ 1:1 mà th- ðng tiến hành trên những vật liệu đễ biển dạng có thuộc tính chảy t-ơng tự nh- vật liệu thực trong ruột khoảng nhiệt độ nhất định và rẻ tiên hơn vật liệu thái nh- sáp hay plasticine Để có thể làm 1nô phỏng vật lý quá trình biến dạng với vật liệu thí nghiệm, nghiên cứu quy luật chảy đo của vậi liệu có thể sử dụng những khuôn mẫu đơn giản đ ợc làm bảng nhôm hoặc thậm chí bằng gỗ. Thông qua mô phỏng vật lý sẽ có đ-ợc những đánh giá, định Nhân dip hoàn thành luận văn tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đã tận lình giúp đỡ, tạo điểu kiện cho tôi hoàn thành tốt khoá học của minh.
"Trong quá trình làm luận văn tôi đã nhận d- ợc sự h- éng dẫn nhiệt tình của thầy PGS. Nguyễn Tất Tiến, TS. Nguyễn Đắc Trung bộ môn GCAL - 'Ir- ờng Đại học Bách khoa Hà nội, qua đây tôi xin tổ lòng biết ơn sự h- ớng dẫn và giúp đỡ quý báu này.