穿孔
關(guān)注創(chuàng)建者：Comsol塵飛 創(chuàng)建時間：2021-02-19
穿孔的視頻教程
simufact.forming16.0 斜軋穿孔工藝
simufact.forming16.0 斜軋穿孔工藝 1）仿真六大要素必不可少：幾何模型、材料數(shù)據(jù)、摩擦類型、溫度傳熱、設(shè)備運(yùn)動、網(wǎng)格劃分 2）專業(yè)的環(huán)形網(wǎng)格劃分器，六面體網(wǎng)格規(guī)則劃分 3）彈簧力控制送料
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穿孔的實例教程
因此，穿孔板吸收器是建筑物和住宅的有吸引力的選擇。在當(dāng)前的研究中，系統(tǒng)地改變了傳統(tǒng)圓形穿孔的橫截面形態(tài)，并提出了一種通用的MPP理論，以解釋穿孔形狀對吸聲的影響。預(yù)計將穿孔形狀從圓形改變?yōu)榛ò陼U(kuò)大MPP的表面阻抗，因此在某些情況下可以提高其吸收性能。
研究內(nèi)容：
與普通的帶圓形穿孔的MPP不同，提出了一種獨特的帶花瓣形穿孔的MPR吸收器。通過精確考慮花瓣形射孔孔中的流體速度，建立了花瓣形射孔的MPP吸聲理論。該理論可以解釋穿孔形態(tài)（從圓形到花瓣）改變對吸聲的影響。通過有限元仿真驗證了所提出的理論，并取得了良好的一致性。比較了具有花瓣形穿孔的MPP與具有相同孔隙率的傳統(tǒng)MPP的吸聲性能。研究表明，孔形狀的變化顯著改變了流體速度場和孔內(nèi)/孔外的流動電阻率，因此，在所考慮的情況下，具有花瓣狀性能的擬議MPP的吸聲性能可以優(yōu)于傳統(tǒng)MPP。
圖.花瓣形微穿孔的示意圖
技術(shù)路線：
在Comsol中對圓孔形微穿孔板和花瓣形微穿孔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元仿真分析。（假設(shè)孔與孔之間的影響忽略，因此在模型建立時，只建立單個微孔進(jìn)行有限元分析）
1. 幾何模型的構(gòu)建。
圖.左圖為一個圓形微孔的有限元模型(d=1 mm, t=6 mm, D=50 mm, φ=0.0625);右圖為一個花瓣形微孔的有限元模型(d=1 mm, t=6 mm, D=50 mm, φ=0.0625, e = 0.1,n=8)。
2.
展開 之前有卡友說他的天龍出現(xiàn)了發(fā)動機(jī)活塞穿孔的現(xiàn)象。很多人都知道，現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度很高，做功時候的較大壓力，讓鋁活塞已經(jīng)不能再承受。所以現(xiàn)在天龍搭載的雷諾發(fā)動機(jī)已經(jīng)采用了鋼頂鋁裙的鉸接式活塞，來解決這個問題，但是它的鋼頂活塞依然穿孔了，到底是什么原因呢？
從照片來看，第5缸活塞的鋼頂部分出現(xiàn)了一個開口，活塞表面布滿積碳。最初懷疑是它的油嘴可能有尿油現(xiàn)象，造成活塞頂部溫度過高穿孔。將6個噴油器送檢，結(jié)果顯示全部為工作良好狀態(tài)，這就說明不是該車本身的原因造成的故障，故障的原因來自人為。
既然不是噴油器的原因造成的，也排除了活塞的質(zhì)量原因，這個故障就顯得比較典型了。詢問得知該車是長期在四川-云南的路線上運(yùn)行，這條路線山大坡陡，發(fā)動機(jī)負(fù)荷較大，但這還不足以引起鋼頂活塞出現(xiàn)穿孔。
根據(jù)故障現(xiàn)象分析，該車駕駛員在爬坡過程中，長期讓發(fā)動機(jī)處于高檔位低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)，也就是我們俗稱的拖擋行駛。我們都知道當(dāng)車輛處于拖擋狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)就會產(chǎn)生過負(fù)荷的現(xiàn)象，一次兩次無所謂，但在長時間的過負(fù)荷狀態(tài)下，鋼頂活塞也會不堪重負(fù)最終出現(xiàn)穿孔。正是因為如此，車主為這次故障付出了慘痛的代價，不但耽誤了生意，還得付出一大筆車輛維修的費(fèi)用。
這個案例告訴我們，水滴石穿，一些長期的錯誤操作積少成多，最終也會造成車輛的故障，只有正確使用才能使我們的卡車少出或者不出問題，才能為我們創(chuàng)造更好的效益。
展開 大家都知道，常見的管材加工方式有連鑄連軋、穿孔斜軋及芯棒拔長。高性能管材的精加工一般通過減徑減壁軋制，兩輥的三輥的都有。方式各不相同。本次講座主要結(jié)合simufact.forming軟件對穿孔斜軋、三輥軋管及芯棒拔長等三種工藝的模擬仿真需要注意事項進(jìn)行講述。
首先給出這三個案例的cad模型，大家有興趣的可以自己動手做一做。
3roller tube roll.rar
rotary piercing.rar
shell forge.rar
一、穿孔斜軋模擬注意事項
鋼管的穿孔斜軋示意圖如圖所示，原始坯料為圓柱體鋼棒，上下兩個傾斜軋輥主動旋轉(zhuǎn)，后方推料板推動坯料前進(jìn)，咬入后靠軋輥旋轉(zhuǎn)帶動坯料進(jìn)給，坯料前端有一個子彈頭似穿孔芯模，一般芯模中要通冷卻水，如果模型做的精確一些，可以把子彈頭芯模也劃分網(wǎng)格，考慮為變形體，中間設(shè)置一個物體，模擬冷卻水的作用，進(jìn)行換熱，這樣可以分析子彈頭芯模的應(yīng)力。這里為了模型的簡化，就直接考慮成剛體了。左右兩邊還有兩個擋板，起到支撐坯料的作用。
運(yùn)動分析：推板推動坯料往前進(jìn)的平動（設(shè)置彈簧實現(xiàn)），上下兩個軋輥的主動旋轉(zhuǎn)（定義旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)速），中間子彈頭芯模的被動旋轉(zhuǎn)（定義被動旋轉(zhuǎn)邊界條件）這里對于如何設(shè)置這些運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)就不做詳細(xì)講解了?？梢詤⒖家郧拔业奶樱簊imufact強(qiáng)力旋壓模擬教程http://forums.caenet.cn/showtopic-507999.aspx
我們主要對穿孔斜軋仿真建模時需要注意的地方，或者說與其它工藝模擬，設(shè)置不同的地方。
需要注意的有一下幾個地方：
1、中間子彈頭芯模的被動旋轉(zhuǎn)邊界條件設(shè)定，定義局部坐標(biāo)系后，始終是局部坐標(biāo)系的Z軸。
展開 設(shè)計遇到問題怎么辦，就到青松設(shè)計網(wǎng)找答案
我們分模的時候經(jīng)常會遇到一些復(fù)雜的插穿孔，如果方法不對的話需要花很多時間去補(bǔ)孔，如何快速的補(bǔ)好復(fù)雜的插穿孔呢?我來給大家分享：
1、如圖2所示，此類孔如何用實體快速補(bǔ)好？
2、利用創(chuàng)建方塊命令將插穿孔堵起來，注意必須把孔包完，創(chuàng)建方塊的間隙設(shè)為0.5，如圖所示：
3、利用替換面命令將包塊的頂面與產(chǎn)品面替平，結(jié)果如圖所示：
4、包塊與產(chǎn)品求差，然后利用拉伸命令拉伸一個輔助面，便于后續(xù)替換，注意拉伸的方向為坐標(biāo)的矢量方向，如圖所示：
5、利用替換面命令將包塊的頂面與輔助面替平，如圖所示：
6、包塊與產(chǎn)品求差，然后再創(chuàng)建另一個小包塊，間隙設(shè)為0，創(chuàng)建完成后，與產(chǎn)品求差，如圖所示：
7、 再用替換面命令將小包塊兩邊替換到大包塊的兩側(cè)，將兩個包塊求和起來，完成插穿孔的補(bǔ)孔，如圖所示：
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展開 穿孔斜軋的模擬一直是個難題，主要是網(wǎng)格的重劃分及計算時間。相關(guān)的旋轉(zhuǎn)設(shè)置在網(wǎng)格和計算時間面前都是小兒科了，以往計算一個題單cpu計算可能需要一個月，前段時間稍微研究了一下simufact軟件里面自帶的一個穿孔的案例。并且放到工作站上做了一下計算。8核并行，一晚上就算完了。把相關(guān)的文件發(fā)上來給大家共享。希望能幫助廣大初學(xué)者。請教了一下專門做穿孔斜軋的老師，他說simufact里面的這個案例和實際的工藝有點不一樣，主要是開始的坯料不一樣，實際中的坯料就是一根圓棒，大家可以看到，在simufact的這個案例中，坯料前端還有倒角。廢話不說了，先上圖，在上動畫。還是和以往一樣，已經(jīng)建立好的模型在附件中。
rolling.rar
建立的模型示意圖
共劃分11000多六面體單元，采用ringmesh網(wǎng)格劃分器
動畫如下。兩個軋輥主動運(yùn)動，轉(zhuǎn)速：70轉(zhuǎn)/分，推料板施加彈簧推動棒料往前運(yùn)動一小段，咬入后棒料便靠摩擦力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)著向前運(yùn)動。芯模因為和坯料接觸而被動旋轉(zhuǎn)。
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穿孔的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
穿孔的最新內(nèi)容
涇縣明華涂料江正宏講的消失模蹋箱（塌箱/潰型），核心是涂層+負(fù)壓+工藝三大類原因，以下是實戰(zhàn)版總結(jié)： 一、涂料核心原因（江正宏重點強(qiáng)調(diào)） - 涂層高溫強(qiáng)度不足：扛不住干砂側(cè)壓+金屬液沖擊，局部潰散、穿孔、塌陷（尤其內(nèi)澆道上方、大平面） ? - 涂層厚度不均/過薄：轉(zhuǎn)角、厚
2）夾持樣品：樣品夾持有2種方式可供選擇，圖4（a）為楔形夾具直接夾持，圖4（b）通過基材與夾具上的穿孔用插銷固定，后者可以避免樣品在測試過程中打滑。在夾持時，應(yīng)保證樣品與夾具的對中，使受力沿軸線位置，夾持間距為80mm。
圖4 對接拉伸樣品夾持方式
3）調(diào)整相機(jī)：調(diào)整相機(jī)位置，調(diào)整光圈大小與焦距，使其聚焦到對接樣品的膠粘區(qū)域，如圖5所示。
▍連續(xù)型試驗的特點
氣氛組成單一：以5%氯化鈉水溶液為基礎(chǔ)，24小時持續(xù)噴霧；
溫度固定：不具備溫度循環(huán)功能；
結(jié)果指標(biāo)：以腐蝕斑點面積、腐蝕穿孔時間、腐蝕產(chǎn)物厚度等作為判斷依據(jù)；
經(jīng)濟(jì)實用：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，廣泛用于基本表面防護(hù)性能評估。
2
什么是“交變鹽霧試驗”？
▍連續(xù)型試驗的特點
氣氛組成單一：以5%氯化鈉水溶液為基礎(chǔ)，24小時持續(xù)噴霧；
溫度固定：不具備溫度循環(huán)功能；
結(jié)果指標(biāo)：以腐蝕斑點面積、腐蝕穿孔時間、腐蝕產(chǎn)物厚度等作為判斷依據(jù)；
經(jīng)濟(jì)實用：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，廣泛用于基本表面防護(hù)性能評估。
2
什么是“交變鹽霧試驗”？
一旦振膜因意外穿孔或撞擊受損，外部空氣攜帶著無數(shù)微觀粒子涌入密閉腔體，便造成了不可逆的“污染”。即便后續(xù)進(jìn)行清潔，要達(dá)到原廠級別的潔凈度，所需成本與技術(shù)難度往往遠(yuǎn)超直接生產(chǎn)一支全新的傳聲器。
“維修”實為“重建”，且無法復(fù)現(xiàn)原廠標(biāo)定
許多人想象中的“維修”，對于此類精密儀器而言，實則是一次幾乎推倒重來的“重建”，且結(jié)果充滿不確定性。
PhC板由一個被空氣包圍的薄介質(zhì)膜和在一個規(guī)則的、有限的、六邊形網(wǎng)格上穿孔的圓孔組成。對于L5腔，省略了沿裝置中心線的5個孔。共振模式被定位在缺失的孔隙處。因為該結(jié)構(gòu)有三個對稱平面(x=0, y=0, z=0)，計算區(qū)域選擇為全結(jié)構(gòu)的1/8，在對稱平面上采用鏡像邊界條件。
PhC板由一個被空氣包圍的薄介質(zhì)膜和在一個規(guī)則的、有限的、六邊形網(wǎng)格上穿孔的圓孔組成。對于L5腔，省略了沿裝置中心線的5個孔。共振模式被定位在缺失的孔隙處。因為該結(jié)構(gòu)有三個對稱平面(x=0, y=0, z=0)，計算區(qū)域選擇為全結(jié)構(gòu)的1/8，在對稱平面上采用鏡像邊界條件。
部分網(wǎng)格離散L5空腔幾何形狀(藍(lán)色:介質(zhì)材料，灰色&省略區(qū)域:空氣)?？斩词怯蓤D像左上方缺失的氣孔形成的。
可以用于激光打孔/光學(xué)穿孔，光學(xué)捕獲，光學(xué)相干斷層掃描(OCT)，角膜手術(shù)，望遠(yuǎn)鏡等。本文以Throlabs AX2520-UV型號為例，來模擬將平面波入射光束轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)形輪廓。
模型
光線追跡使用相干光線追跡，F(xiàn)RED的相干光技術(shù)高斯光束分解技術(shù)，為了使圓錐表面中心點光線錯誤最小，需要追跡大量的光線。本例中，我們使用201*201的格子光。
圖1.
這個流程的開發(fā)是非常早的，科學(xué)家們很早就對求解方程這個核心的、統(tǒng)一化的、重復(fù)化的計算過程進(jìn)行程序開發(fā)，甚至在早期的“穿孔紙帶式的早期計算機(jī)”就已經(jīng)開始了。紙帶有一定的寬度，所以在FROTRAN語言的固定格式中，程序語句只能寫在第7-72列中，第1-6列只能寫部分特殊字符用于續(xù)行或者語句標(biāo)號或者注釋，第73列以后的語句則會被忽略。即使是后續(xù)開發(fā)的自由格式，也仍然是限制132個字符。
5） 高速穿孔試驗
對于該試驗，沖擊速度在10,mm/min。
如果需要考慮材料失效模型，比如GISSMO，DIEM，MMC或Johnson-Cook模型，則需要再多做一些其他試驗，并根據(jù)仿真軟件不同的材料本構(gòu)要求，可能會涉及到材料各向異性的樣件取樣，及不同溫度下的材料力學(xué)性能測試。
