On Development of Methods of Computer Simulation for Processes of Metal Forming

Desarrollo de métodos de simulación informática para procesos de conformado de metales

Se realiza un análisis comparativo de los principales métodos modernos de solución de problemas de valor límite de conformado de metales. Se hace una breve revisión retrospectiva del desarrollo de métodos de solución de problemas de valor límite de conformado de metales (incluyendo métodos de simulación por ordenador). El nuevo método de simulación por ordenador de procesos de conformado de metales. Es un método de linealización de problemas no lineales y se basa en la variación de un método de elementos finitos. Se presentan los resultados de la simulación por ordenador del proceso de recalcado de materiales con diferentes características de flujo. El método ofrecido y sus modificaciones permiten reducir considerablemente el tiempo de solución de los problemas de valores límite, proporcionando suficiente veracidad de los resultados.

INTRODUCCIÓN

Todos los métodos modernos para resolver los problemas de valor límite de la formación de metales (MF) se pueden dividir tentativamente en los siguientes grandes grupos:

- métodos basados en alguna ley física de conservación,

- métodos basados en principios de variación,

- métodos basados en otros principios.

Al primer grupo pertenecen los enfoques enmarcados en la ley de conservación de la cantidad de movimiento (equilibrio), la ley de conservación de la sustancia (condición de incompresibilidad), la ley de conservación de la energía (incluida la energía térmica), el principio de conservación del momento de la cantidad de movimiento, etc. trata de formar y resolver los sistemas de ecuaciones diferenciales o integrales. Aplicados a problemas de MF, estos pueden ser: ecuaciones diferenciales de Stokes (flujo del fluido viscoso incompresible), ecuaciones de equilibrio diferencial en tensiones; ecuaciones integrales (incluidas las de contorno) obtenidas sobre la base del teorema de reciprocidad de las obras o el método de las cargas ficticias; ecuaciones diferenciales de conducción de calor, ecuaciones del balance de energía térmica. En combinación con potentes métodos numéricos modernos (métodos de elementos finitos y elementos de contorno, método de diferencias finitas), este enfoque permite formular y resolver una clase suficientemente amplia de problemas de deformación plástica, incluidos los problemas 3D.

El segundo grupo de métodos se basa en algunos principios de variación de la mecánica y la física térmica. En este caso la solución del problema se obtiene a partir de la condición de estacionariedad del funcional correspondiente al principio de variación elegido. Al resolver los problemas de MF con valores en la frontera, las formulaciones más utilizadas son las basadas en el funcional de Lagrange o Markov (Hermann). Como instrumento de discretización, se utiliza principalmente el método de elementos finitos, a veces, el método de variación-diferencia.