Применение ЭВМ в технологии переработки полимеров

Данные неудобства содержались в том, что свойства сплава и материалов формы, а также характеристики теплопередачи и иные граничные и исходные условия расчета назначаются и редактируются в модуле «Сплав» и сберегаются в виде файлов. При конфигурации расчета необходимо задать в модуле «Фурье-3D» пути к данным файлам. Пользователь может не помнить, какие условия назначены в файле. Для уточнения необходимо открыть модуль «Сплав» и загрузить в него интересные его данные. Чтоб ликвидировать таковую длинную цепочку, модуль «Сплав» был переустроен в динамическую библиотеку. Это дозволило гарантировать вызов редакторов негеометрических данных при задании исходных условий расчета конкретно из диалога Исходные данные для расчета (рис. 6). В версии «ПолигонСофт» 13.4 была добавлена вероятность задавать шаг сохранения расчета. Это дает возможность значительно уменьшить размер файлов итогов расчета при проведении долгих вычислений (к примеру, остывания большого слитка).Рис. 6. Вызов редакторов модуля «Сплав» из решателя «Фурье-3D»Самое большое изменение содержательной части решателя, то есть изменение его моделей, случилось в конце прошлого года и отмечено в версии 13.4. В решатель была добавлена новая модель макропористости [1, 2], значительно уточняющая раньше применяемую модель. Ее различие складывается в улучшенном способе пошагового определения формы усадочной раковины с учетом капиллярного эффекта и падения давления при кристаллизации тепловых узлов. С помощью новейшей модели наиболее точно прогнозируются усадочные раковины закрытого типа, в частности, моделируется формирование твердой корочки при кристаллизации расплава сверху вниз (рис. 7). Сейчас новейшая модель добавлена для применения в режиме тестирования и может быть запущена взамен традиционной модели МАКРО.В наиболее ранних версиях «Фурье3D» были добавлены специальные алгоритмы для обрабатывания скользящих границ при двустороннем перемещении геометрических объектов для моделирования работы МНЛЗ.Рис. 7. Сравнение формы усадочной раковины: а — стандартная модель МАКРО; б — новая модель МАКРОРасчет напряжений в отливке (модуль «Гук3D»)Одним из главных событий, связанных с 13й версией, стал выход нового модуля «Гук3D» для расчета напряженнодеформированного состояния (НДС) отливки и формы в процессе их остывания (рис. 8). Впервые решатель вышел в составе СКМ ЛП «ПолигонСофт» 13.3 и с тех пор это один из самых динамично развивающихся модулей системы. В нем применяется термоупругопластическая модель поведения отливки со встроенным критерием разрушения, позволяющим прогнозировать образование горячих и холодных трещин [3, 4]. «Гук3D» имеет 32 и 64битные версии основного модуля и 32 и 64битные версии консольного приложения. Надежность и устойчивость алгоритмов модуля «Гук3D» позволяют использовать его даже для моделирования процессов термообработки (например, закалки в воду) с целью определения остаточных напряжений, деформаций, коробления и возможного разрушения (без учета фазовых превращений в твердом состоянии). «Гук3D» работает как постпроцессор модуля «Фурье3D», то есть расчет ведется на основе температурных полей, рассчитанных заранее в модуле «Фурье3D».Рис. 8. Деформация крупногабаритной отливки, рассчитанная в модуле «Гук-3D» (масштаб перемещений 1:10) Одна из особенностей этого решателя по сравнению с другими процессорами «ПолигонСофт» — его открытость. Пользователь может гибко управлять работой решающих алгоритмов и многочисленными опциями модуля (рис. 9). Все параметры документированы и подробно описаны в справочной системе.В модуле «Гук3D», вошедшем в СКМ ЛП «ПолигонСофт» 13.4, реализован модифицированный метод Ньютона, отличающийся более высокой устойчивостью и гораздо менее требовательный к качеству начальных приближений. Новая версия позволяет вести расчет напряжений (как в отливке, так и в форме), имеющих до трех произвольно ориентированных плоскостей симметрии, но без учета их контактного взаимодействия. Модуль поддерживает режимы ручной и автоматической фиксации отливки в пространстве. Механизмы записи состояния расчета позволяют продолжать прерванный по техническим причинам расчет или перезапускать его с измененными параметрами и/или с произвольно сохраненного момента времени.Рис. 9. Диалог настроек алгоритмов решателя «Гук-3D»ЗаключениеРазработанные методики инженерной оптимизации основываются на теоретических и экспериментальных исследованиях процессов пластикации, смешения и диспергирования высоковязких полимерных композиций и резиновых смесей в одно- и двухшнековых экструдерах, пластикации на валковых машинах, а также на базовых теориях прочности и более точных расчётных моделях, построенных для процесса оптимизации конструкций основных тяжелонагруженных элементов прессового, литьевого, валкового, смесительного и экструзионного оборудования.Список использованной литературыМонастырский В.П. Моделирование образования макропористости и усадочной раковины в отливке // Литейщик России. 2011. № 10. С. 1621.Монастырский В.П. Моделирование микропористости в отливках, затвердевающих в условиях направленного теплоотвода // Тепловые процессы в технике. 2011. № 1. С. 2027.Монастырский В.П., Александрович А.И., Монастырский А.В., Соловьев М.Б., Тихомиров М.Д. Моделирование напряженнодеформированного состояния отливки при кристаллизации // Литейное производство. 2007. № 8. С. 4547.Монастырский А.В., Смыков А.Ф., Панкратов В.А., Соловьев М.Б. Прогноз образования горячих трещин и расчет коробления отливок в СКМ ЛП «ПолигонСофт» // Литейное производство. 2009. № 5. С. 4649.GiuRongLiu, M.B. LiuSmoothParticleHydrodynamics: A MeshfreeParticleMethod//2003.