نرمافزار Deform برای مدلسازی فرآیند اکستروژن آلومینیوم، سه گزینه را در اختیار کاربر قرار میدهد.
-
روش لاگرانژی (Updated Lagrangian-UL)
در این روش، پروسه اکستروژن شبیه به اتفاقی که در واقعیت رخ میدهد، شبیهسازی خواهد شد.
به این منظور شمش(Billet) آلومینیوم به شکل اولیه خود درون کانتینر(Container) قرار گرفته و سپس توسط پرس درون قالب تزریق شده تا شکل نهایی قالب را بگیرد. با این روش میتوان مدل نیرو-جابجایی پروفیل آلومینیوم را بهدست آورد. همچنین نحوه پر شدن راهگاههای مواد (مواد خورها)، تاثیرات نهایی روی قالب و پیشبینی خطوط جوش روی پروفیل، از دیگر موارد قابل مشاهده در روش UL است. مشبندیهای متوالی، بهخصوص بعد از پر شدن کامل راهگاهها و در زمان ورود جریان ماده به درون Bearing، یکی از عوامل افزایش زمان حل در شبیهسازی UL است.
مراحل شبیهسازی اکستروژن به روشa .UL) شمش اولیه، (b) اکسترود پایهها، (c) جریان ماده در محل جوش، (d) شکلگیری نهایی پروفیل
مشاهده شکلگیری خطوط جوش(خطوط قرمز) در روش UL
-
روش Arbitrary Lagrangian Eulerian-ALE
روش ALE بر اساس حالت گذرا UL پایهریزی شده، با این تفاوت که دیگر احتیاجی به مشبندی مجدد نخواهد بود.
برای انجام این مدل از تحلیل، ابتدا شمش(Billet) به نحوی مدلسازی میشود که مقداری اکسترود شده باشد، یعنی پروفیل کمی از قالب خارج شده و درون قالب را کاملا پر کرده باشد. نیروی مورد نیاز پرس، شکل پروفیل اکسترود شده، انحراف پروفیل در هنگام خروج از قالب و متغیرهای حالت پایدار، اصلیترین خروجیهای روش ALE هستند.
-
روش حالت پایدارSteady State-SS
این یک روش تک مرحلهای(بدون زمان) است، که مسئله را با فرض رفتار پایدار تحلیل میکند.
نیروی مورد نیاز پرس و شکل نهایی/انحراف پروفیل، خروجیهای اصلی روش SS است.
خطوط جوش زمانی قابل مشاهده است که تحلیل به روش UL و پر شدن راهگاهها بهطور کامل شبیهسازی شود.
در روشهای ALE و SS بهدلیل این که پیش طراحی شمش بهصورت قالب کاملا پرشده فرض میگردد، امکان پیشبینی خطوط جوش وجود ندارد. همچنین روش لاگرانژی تنها روشی است که امکان پیشبینی شکل نهایی پروفیل را میدهد.
در نمودار زیر منحنی نیرو-جابجایی برای هر سه روش نشان داده شده است.
منحنی UL تغییرات نیرو را از ابتدای دهانه ورودی سنبه(قالب) تا مرحله خروج از قالب نشان میدهد. دو روش دیگر این امکان را بهدلیل نوع طراحی شمش اولیه نمیدهند. در نتیجه فقط نیروی نهایی روی پرس قابل مشاهده است، نه تغییرات آن در طول فرآیند اکستروژن. اگر شبیهسازی به روش UL را تا انتها ادامه دهیم، باید منحنی نیرو-جابجایی در این روش نیز با دو منحنی دیگر همگرا شود.
در هر دو روش ALE و SS خروجی شمش بهصورت کاملا مستقیم طراحی میشود و بعد از تحلیل، میزان انحراف و جهت انحراف بهدست میآید.
شکل زیر همین نتیجه را نشان میدهد، و خروجی هر دو روش بسیار نزدیک به یکدیگر هستند.
اگر در روش UL شبیهسازی را به مدت کافی ادامه دهیم، نتیجه آن نیز باید بسیار نزدیک به نتیجه دو روش دیگر باشد.