Методология учета анизотропии
Продолжаем разрабатывать методологию создания системы компьютерного проектирования (СИСКОМПР или CAD/CAM system) технологических процессов изготовления типичных деталей в промышленности (например, при производстве деталей из листового материала) на основе платформы визуального программирования (которая включает методы компьютерной графики). В предыдущих главах мы разработали методику проектирования процессов обработки заготовок на примере вытяжки листовой заготовки. Проектирование процесса выполнено при помощи математического моделирования обработки изотропной заготовки на основе аналитического и численного решения основных уравнений (моделирующих процесс обработки). Однако изотропный материал на практике применяется редко. Большинство материалов (металлов и неметаллов) обладает анизотропией, а именно, различием механических и других свойств. У наиболее распространенных горячекатаных и холоднокатаных металлических листовых материалов анизотропия проявляется различием механических свойств в различных направлениях в плоскости прокатки и по толщине листа (вследствие особенностей технологии прокатки и отжига). Анизотропия имеет кристаллографическую и текстурную природу, которая описана в литературе по физике металлов. В данной главе мы разработаем методику проектирования процессов с учетом анизотропии исходного материала на примере вытяжки детали из заготовки (любой конфигурации), которая вырезана из этого материала. Как и выше, проектирование выполним при помощи математического моделирования процесса на основе метода конечных элементов.
Для математического моделирования обработки заготовки с учетом ее анизотропии необходимо провести испытания материала и определить его механические свойства. Тип и количество этих свойств зависит от теории, которую мы будем использовать при моделировании. Принимаем, что осями координат x,y,z являются главные оси анизотропии: ось x размещаем вдоль базового направления; ось y перпендикулярна оси x; оси x и y лежат в плоскости листа; ось z перпендикулярна плоскости листа. Анизотропные листовые материалы, как правило, обладают симметрией механических свойств. Мы будем рассматривать материалы, у которых имеются три взаимно перпендикулярные плоскости симметрии механических свойств; эти плоскости проходят через оси координат x,y,z.
