Материал: U0vSrbCC8k
цы производится следующим образом: Главное меню Данные По-
верхности теплоотдачи заполнение таблицы координат присвоение
файлу имени Find FE numbers and sides заполнение выпавшего ок- на Files for Mesh файлами с номерами узлов элементов и координатами об-
ласти Оk присвоение имени файлу с номерами элементов и граничных сторон.
Аналогично задаются граничные условия первого рода (команда Гра-
ничные температуры в выпадающем меню Данные).
В случае криволинейной поверхности теплоотдачи таблица с номерами элементов и граничных сторон элементов и таблица граничных температур задаются вручную.
2.2.3. Источники нагрева
Порядок создания файла с источниками: Главное меню меню Дан-
ные команда Источники теплоты первое вложенное меню Произ- вольный второе вложенное меню По координатам окно с таблицей для координат границ с источниками, а также для величины плотности ис- точника q.
В каждой строке задаются прямолинейный участок границы i и величи-
на qi. Созданному файлу присваивается имя, затем определяются элементы и номера граней с источниками: меню Find в строке меню окна FE numbers
and sides окно Files for Mesh (to determine surfaces) Node's numbers of
FE исследуемой области Coordinates of nodes исследуемой области Ok
кнопка Begin в окне To run procedure? Ok в окне Поиск элементов по координатам присвоение имени файлу с таблицей элементов. На этом введение источников тепла можно считать завершенным.
Здесь описан один из возможных способов задания источников тепла. Программой предусмотрены, кроме произвольного, сварочный, осцилли- рующий и импульсный источники тепла, а также задание их неравномерного распределения по поверхностям.
В этой программе импульсная форма источника тепла на поверхности реза задается с помощью трех значений плотности потока тепловой энергии и пяти моментов времени (рис. 2.10). Точкой с координатами (t1, q1) задается крутизна и амплитуда переднего фронта импульса. Тремя точками (t2, q2),
11
(t3, q3) и (t4, 0) можно задать практически любую форму зад его фронта им- пульса. Интервалами (t1, t2) и (t4, t5) задаются ширина верш ны импульса и
пауза между импульсами оответственно.
Рис. 2.10
Порядок создания ф йла с импульсными источниками:
меню Данные команда Источники теплоты после меню Импульсный в ожение Мощность, время (рис. 2
параметры импульсов и и количество. Затем импульсы опре
рабатываемой поверхности с помощью вложения По элемен
ординатам.
Главное меню
нее вложенное
.11). Заносятся еляются на об-
ам или По ко-
Рис. 2.11
В выпадающем меню Данные есть еще команда Плавл ние и испаре- ние. Ее используют для з дания параметров процессов плав ения и испаре-
12
ния, например при моделировании термической резки материала или про- шивки в нем отверстий.
2.2.4. Этапы по времени
Команда Временные характеристики используется для разделения ис- следуемого процесса на этапы. В конце очередного этапа программой в каж- дом конечном элементе определяются теплофизические характеристики ма- териала и заносятся в память в виде файлов для обращения к ним при расче- тах напряжений и деформаций. Количество этапов и длительность каждого этапа подбираются таким образом, чтобы приращение температуры (±ΔT) на каждом этапе было по крайней мере в 2 раза меньше температурного интер- вала фазовых превращений в обрабатываемом материале при нагреве и ох- лаждении. Обычно достаточно получить T ≤ 100 °С.
2.3. Решение тепловой задачи
Для запуска решения тепловой задачи в Главном меню выбираются ме- ню Расчет и команда Итерационный метод. В появившемся окне Files for Temperature Task необходимые файлы, полученные ранее, собираются в макрофайл (рис. 2.12), ему присваивается имя (кнопка MacroFile), затем за- пускается расчет (кнопка Run). Если расчет проводится для данного задания впервые, то на запрос о прерывании программы следует дать ответ Нет и включить процедуру расчета (Begin). В окне Running Calculations дается информация о времени, этапе и числе итераций.
Рис. 2.12
13
С помощью меню Результаты можно просмотреть табличные и графи- ческие расчетные данные. Анализ результатов расчета температурного поля следует начать с определения роста температуры на каждом этапе. В случае необходимости производится корректировка количества и длительности эта- пов и повторяется расчет температурного поля.
После расчета процесса нагрева создается макрофайл охлаждения. В этот
макрофайл не включается файл с источниками и заменяется файл с этапами по времени. Новый файл составляется с учетом условия |ΔT| ≤ 100 °С, а также требования, чтобы после заданного времени охлаждения температура обра- батываемого изделия не превышала 80 °С. После расчета процесса охлажде- ния термический цикл закалки можно считать завершенным.
3.РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ
3.1.Исходные данные для расчета напряжений и деформаций
Для расчета напряжений и деформаций в окне Плоская деформация и осевая симметрия (см. рис. 1.1) следует выбрать соответствующий тип за- дачи и получить на экране окно с заголовком Stresses & Strains (рис. 3.1).
Рис. 3.1
В главном меню этого окна следует выбрать меню Данные и ввести требуемую информацию через соответствующие выпадающие и вложенные меню и команды.
3.1.1. Механические свойства
Командой Механические свойства вызывается таблица, содержащая шесть столбцов. В первый столбец заносятся значения температуры в преде- лах от 0 до 1200 °С через 50…100 °С; во второй – модуль упругости Е для за-
данной марки стали; в третий – предел текучести Yh при нагреве; в четвер-
тый – предел текучести Yc при охлаждении; в пятый и шестой – значения мо-
дуля упругости и предела текучести для стали аустенитного класса. Послед- ние два столбца заполняются при исследовании процессов сварки и термооб- работки сварных соединений.
3.1.2. Превращения при нагреве и охлаждении
После задания механических свойств командой Превращения при на-
греве вызывается окно Phase Transformations during Heating и задаются требуемые параметры фазовых превращений. Значения температуры начала
Аc1 и конца Аc3 аустенитных превращений выбираются из справочной лите-
ратуры для заданной марки стали. Лазерная закалка, как известно, характери- зуется высокой скоростью нагрева (свыше 1000 °С/с), поэтому аустенитные
превращения заканчиваются при температуре, превышающей Аc3 для равно- весного процесса на 50…250 °С. Для задания превращений при нагреве ре- комендуется увеличить равновесное значение Аc3 на 150…200 °С.
15