Simufact Welding 4.0.2

Prezentacja symulacji komputerowej spoiny wielościegowej na wybranym
przykładzie złącza spawanego
www.EC-E.pl
23 stycznia 2015 r.
Stalowa Wola
Grzegorz Dubiel, Andrzej Gajoszek
Siedziba - EC Engineering Sp. z o.o.
Ul. Opolska 100
31 – 323 Kraków
Zakład produkcyjny –
Mielec
Ul. Wojska Polskiego 3
39-300 Mielec
Czym się zajmujemy?
 Design
 CAD
 CAE
 Badania i pomiary
 Produkcja
 Oprogramowanie
Oprogramowanie
Polska, Czechy, Słowacja:

Oprogramowanie CAE

Maintenance
(Pomoc techniczna, aktualizacje)

Szkolenia
(centrum kompetencyjne)

MSC.Software (Polska)
Spotkania użytkowników
Patran, MSC Nastran, Adams, Marc, Dytran,
Fatigue, Sinda, Actran, SimXpert, Digimat
Simufact
simufact.forming, simufact.welding.
DYNAmore
LS-Dyna, DynaForm, Dummy Models.
VI-Grade
VI-Rail, VI-Aircraft, VI-Tire, VI-SportsCar,
FEV Virtual Engine
ETA
PreSys,
Simulent
Simulent Drop ,Simulent Coat,Simulent Fill,
Simulent CastS, imulent Jet ,Simulent Slosh,
Simulent Plasma
Prezentacja symulacji komputerowej spoiny wielościegowej na wybranym
przykładzie złącza spawanego
Simufact.Welding
Patran
 Budowa modelu elementów skończonych
gr. 10 mm
300 mm
125 mm
Patran
 Budowa modelu elementów skończonych
Patran
 Budowa modelu elementów skończonych
Patran
 Budowa modelu elementów skończonych
Patran
 Budowa modelu elementów skończonych
Simufact Welding 4.0.2
 Wczytanie modelu elementów skończonych
Simufact Welding 4.0.2
 Określenie właściwości części spawanych

Przewodność cieplna otoczenia
Simufact Welding 4.0.2
 Materiał
Element
Value [%]
S355J2G3
Al
0.05
C
0.17
Fe
98.127
Mn
1.6
N
0.005
P
0.017
S
0.011
Si
0.02


Skład chemiczny
Właściwości mechaniczne
Moduł Younga, współczynnik Poissona, gęstość
Simufact Welding 4.0.2
 Materiał
S355J2G3

Właściwości termalne
przewodność cieplna, ciepło właściwe, rozszerzalność cieplna, współczynnik strat, temperatura topnienia,
temperatura krzepnięcia, ciepło utajone,
Simufact Welding 4.0.2
 Materiał
S355J2G3

Krzywe rozciągania
Simufact Welding 4.0.2
 Materiał
S355J2G3

Transformacje fazowe
Simufact Welding 4.0.2
 Określenie trajektori ściegu
Simufact Welding 4.0.2
 Określenie parametrów procesu spawania
Simufact Welding 4.0.2
 Określenie modelu źródła ciepła
Model Goldak’a
Simufact Welding 4.0.2
 Generowanie spoiny
Określenie chronologii w procesie oraz interwałów czasowych
Simufact Welding 4.0.2
 Generowanie spoiny
Określenie pozycji narzędzia
Simufact Welding 4.0.2
 Generowanie spoiny
Geneowanie przekroju poprzecznego spoiny
Simufact Welding 4.0.2
 Narzędzia mocujące
Simufact Welding 4.0.2
 Narzędzia mocujące
Wszystkie narzędzia są opisane jako ciało kontaktowe odbierające stopnie swobody
 W celu określenia miejsca kontaktu musi być obecny geometryczny model
elementów skończonych narzędzia.
 Pozycja narzędzia:
- powierzchnia elementów musi być wewnątrz pola tolerancji (0.01 mm)
określonej przez węzły części spawanych.
- powierzchnia elementów musi pokryć w polu tolerancji powierzchnię
przynajmniej jednego elementu części spawanej
 Importowane narzędzia mogą być zbudowane z sześciościanów i
pięciościanów (3D) lub czworoboków i trójkątów (2D).
 Pomiędzy narzędziem a komponentem zachodzi wymiana ciepła. Narzędzie
posiada stałą temperaturę (ambient temperature) . Jeżeli komponent
nagrzeje się do wyższej temperatury, narzędzie odbiera ciepło z części.
Simufact Welding 4.0.2
 Narzędzia mocujące
Simufact.welding posiada 3 typy narzędzi:
- „bearing”
- „fixing”
- „clamp”
BEARING
Narzędzie działa jak stół. Komponent może poruszać się w górę i przesuwać się po powierzchni narzędzia.
Używając simufact solver możliwe jest zdefiniowanie tarcia.
FIXING
Narzędzie odbiera możliwość ruchu we wszystkich 3 kierunkach. Narzędzie samo w sobie nie może się obracać,
obroty komponentu sa pośrednio odebrane przez fakt działania podpory na powierzchni.
Simufact Welding 4.0.2
 Narzędzia mocujące
CLAMP
Narzędzie może mieć sztywność i / lub siły trzymania. Zarówno sztywność jak i siła mają ten sam kierunek,
który jest automatycznie wykrywany przez uśrednioną normalną do powierzchni styku. W przypadku płaskich
powierzchni styku jest to po prostu kierunek normalny do powierzchni.
Uchwyt narzędzia podąża za odkształceniem komponentu. Jeżeli przemieszcza się w kierunku na zewnątrz od
komponentu (w przeciwnym kierunku oddziaływania siły) całkowita siła zmniejsza się:
siła całkowita = siła początkowa - c x s
(siła całkowita= siła początkowa + sztywność x przemieszczenie)
Jeśli porusza się w kierunku komponentu (w kierunku oddziaływania siły), całkowita siła wzrasta:
siła całkowita = siła początkowa + c x s
(siła całkowita= siła początkowa - sztywność x przemieszczenie)
Wskazane jest, aby zaciski zawsze miały narzędzie blokujące, aby zapobiec ruchom całej spawanej struktury.
Często stosowane jest połączenie zacisk wraz z łożyskiem jako narzędzie blokujące.
Simufact Welding 4.0.2
 Diagram Gantta
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki termalne
•
Temperatura
•
Gęstość strumienia ciepła (W/m2)
•
Maksymalna temperatura
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki termalne
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki - przemieszczenia

Deformacja (w osiach x,y,z, całkowita)
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki - przemieszczenia
7
6
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki - odkształcenia spawalnicze

Odkształcenia kierunkowe w zakresie elastycznym i plastycznym oraz ich wypadkowe wartości
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki – naprężenia

Naprężenia kierunkowe i ich ekwiwalenty (np. VonMises)
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki – naprężenia
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki – przemiany fazowe

Faza dominująca, objętościowy udział fazy [%], twardość
Simufact Welding 4.0.2
 Wyniki – przemiany fazowe
Simufact Welding 4.0.2
 Dodatkowe informacje

Spoina zczepna

„Refinement” – dynamiczne zagęszczanie siatki elementów skończonych

Generator spoin

„Welding monitor” – kalibracja źródła ciepła

Tworzenie modelu na plikach wynikowych
Dziękujemy
za uwagę
i zapraszamy do
współpracy
EC Engineering Sp. z o.o.
Ul. Opolska 100
31-323 Krakow
tel.: +48 12 341 89 00
fax.: +48 12 341 89 01
e-mail: [email protected]
www.ec-e.pl