Раздел 7. Компьютерное моделирование и автоматизация процессов производства
506
7.2. Моделирование процессов литья деталей из металлов и сплавов
507
элементов, применяемого в«Политоне», наталкивается насерьез-
ные затруднения при оперативном решении производственных
задач. Основная проблема заключается в том, что моделирование
по МКЭ требует высокой квалификации инженеров-технологов
и больших затрат рабочего времени при проведении анализа
литейной технологии. Кроме того, необходимо приобретение
дорогостоящего дополнительного программного обеспечения
для генерации сетки конечных элементов. Поскольку в произ-
водственных условиях не всегда удается высвободить отдельного
специалиста для работы с «Полигоном», потенциально эффек-
тивная система не используется на полную мощность: количе-
ство выполняемых расчетов невелико, и спустя некоторое время
интерес технологов-литейщиков к этой программе угасает [60].
Напротив, использование метода конечных разностей, приме-
няемого для решения технологических задач в САЕЛП L VMFlow,
позволяет в течение короткого срока (от нескольких часов до не-
скольких дней) решить поставленную задачу, не требуя от техно-
лога специальной подготовки. Связано это с тем, что трудоёмкая
операция разбиения геометрической модели отливки на расчет-
ные элементы, которая при работе в «Полигоне» может занять до
90% отведенного на моделирование времени, в LVMFlow проис-
ходит автоматически — технологу нужно только указать размер
«ячейки». Достоверность получаемых результатов можно оцени-
вать с вероятностью 90—95 % [60].
Следует отметить, что продолжительность обучения работе
с CAE ЛП LVMFlow не превышает нескольких дней, после чего
технолог может приступать к самостоятельному моделированию
литейных процессов. Продолжительность обучения системе
«Полигон» в производственных условиях составляет от шести
месяцев до года.
Отличительная черта LVMFlow — возможность детально мо-
делировать заполнение полости формы расплавом. Это обеспе-
чивает получение достаточно точных результатов, а также позво-
ляет технологу-литейщику анализировать влияние различных
литниково-питающих систем. Например, система «Полигон»
многих специальных опций не имеет и поэтому уступает систе-
ме LVMFlow в удобстве и количестве предоставляемых инженеру
возможностей для автоматизации анализа литейной технологии,
хотя по продолжительности компьютерного времени, необходи-
мого для расчета той или иной отливки, обе системы показывают
Приблизительно одинаковые результаты.
CAE/CAM ЛП LVMFlow может использоваться для модели-
рования таких способов литья, как литьё по выплавляемым
моделям, литьё в землю, в кокиль, изложницу, литьё под дав-
лением. Из дополнительных элементов оснастки, приме-
няемых в литейной технологии, в LVMFlow рассматриваются
теплоэлектронагреватели, каналы с теплоносителями, филь-
тры, противопригарные покрытия. Предусмотрено моделиро-
вание многократного использования формы, что важно при
моделировании литья в кокиль и под давлением. Пользова-
телю предоставляется возможность получить распределение
температурно-фазовых полей в отливке и форме, количество
незатвердевшей жидкой фазы, полей скоростей и давлений,
места образования усадочных раковин и микропористости,
а также проследить движение шлаковых частиц и определить
места их скопления. Технолог может объективно оценить вре-
мя затвердевания и получить необходимые для проектирова-
ния параметры «модуля» отливки.
7.3. Моделирование процессов
обработки металлов давлением
Технологии обработки металлов давлением основаны на их
способности, при определённых условиях, пластически дефор-
мироваться в результате воздействия на деформируемое тело (за-
готовку) внешних сил.
Если при упругих деформациях деформируемое тело полно-
стью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия
внешних сил, то при пластических деформациях изменение
формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраня-
ется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформа-
ция характеризуется смещением атомов относительно друг друга
на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия
внешних сил атомы возвращаются в исходное положение.