Конечноэлементные модели инструментов для анализа тепловых процессов

Для анализа тепловых явлений в инструменте был выбран штамповый блок, предназначенный для ПГОШ поковки корпуса наружного шарнира номенклатуры ПО "Москвич", технология изготовления которой представлена была ранее.

При многопозиционной штамповке наибольшее внимание уделяется рабочим деталям штампа наиболее нагруженных переходов, так как здесь высока вероятность выхода инструмента из строя. Такими переходами с точки зрения температурно-силовых условий при полугорячей штамповке поковки корпуса наружного шарнира является 2-й для прямого выдавливания ступенчатого стержня и 5-й для обратного выдавливания полости в утолщении. Наиболее нагруженными деталями штампа на этих переходах являются соответственно матрица и пуансон.

Предварительно с помощью выбранного инструментального средства (графического комплекса DISPLAY) в режиме препроцессора создаются геометрические модели исследуемого инструмента. На рис. 4.34 приведены геометрические модели матрицы и пуансона. Множество геометрических точек (1, 2, 3, ..., n) и плоскостей (I, II, III, ...,NI), построенных по соответственным точкам, позволяют разбить сечение на отдельные области, что облегчает дальнейшую процедуру построения конечно-элементной модели. Форма и типы используемых конечных элементов в зависимости от вида анализа выбираются из имеющейся библиотеки программного комплекса NISA II.

Для описания сложных геометрических тел могут быть использованы элементы, имеющие искривленные границы. Например, в элементах, имеющих значение переменной NORDR = 2, для описания каждой стороны используют три узла. Поскольку параболическая кривая может быть достаточно точно построена по трем точкам, то каждая из сторон данных элементов может соответствовать параболической искривленной границе. Таким же образом, элементы, имеющие значения переменной NORDR = 3, обеспечивают кубическую аппроксимацию искривленных границ. Использование таких элементов обычно дает результаты высокой степени точности, а дискретизация модели может включать меньшее число элементов.