Parallel FEM code for simulation of laser dieless drawing process of tubes

• Autorzy: Milenin A.

Warianty tytułu

PL

Równoległy kod mes do symulacji procesu laserowego bez narzędziowego ciągnienia rur

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper is devoted to the development of FEM code for simulation of laser dieless drawing process of micro tubes made from magnesium alloy. Difficulties in the development of parameters of such technology are related to the fact that this process is based on the free forming of the workpiece. For this reason it is difficult to determine the parameters of the process allowing to receive specified tube dimensions. The proposed solution is based on the use of parallel computing. The parallel solution of the vector of problems, which was generated by the method of factorial experiment was considered. Solved tasks allow to generate acceptable window of process parameters and to determine the parameters that guarantee the dimensions of the final pipe. A numerical effectiveness of the developed code is based on the usage by all parallel processes the one matrix with addresses of non-zero elements in the stiffness matrix.

PL

Artykuł jest poświęcony opracowaniu kodu MES do symulacji procesu laserowego bez narzędziowego ciągnienia mikro rur ze stopu magnezu. Trudności wyznaczenia parametrów tej technologii są związane z faktem, że rozpatrywany proces jest oparty o swobodne odkształcenie wsadu. Z tego powodu wyznaczenie parametrów, które pozwalają otrzymać zadane wymiary rury, jest trudne. Proponowane rozwiązanie wykorzystuje obliczenia równolegle. Rozpatrzono równoległe rozwiązanie wektora zagadnień, które są wygenerowane na podstawie teorii eksperymentu czynnikowego. Rozwiązane zadania pozwalają na wygenerowanie okna dopuszczalnych parametrów procesu i wyznaczenie parametrów, które gwarantują zadane wymiary rury. Numeryczna wydajność opracowanego kodu jest oparta o wykorzystanie przez wszystkie równolegle procesy jednej macierzy zawierającej położenie nie zerowych elementów macierzy sztywności..

Słowa kluczowe

EN

parallel computing; dieless drawing; metal forming; magnesium alloys

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 17, No. 4
• Strony: 176--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Milenin A.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Chandra, R., Menon, R., Dagum, L., Kohr, D., Maydan, D.,McDonald, J., 2001, Parallel Programming in OpenMP, Morgan Kaufmann.
• Furushima, T., Manabe, K., 2007, Experimental and numerical study on deformation behavior in dieless drawing process of superplastic microtubes, Journal of Materials Processing Technology, 191, 59-63.
• Furushima, T., Masuda, T., Manabe, K., Alexandrov, S., 2011, Prediction of Free Surface Roughening by 2D and 3D Model Considering Material Inhomogeneity, Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, 5, 12, 978-990.
• Furushima, T., Imagawa, Y., Furusawa, S., Manabe, K., 2015,Development of rotary laser dieless drawing apparatus for metal microtubes, Key Engineering Materials, 626,372-376.
• Furushima, T., Imagawa, Y., Furusawa, S., Manabe, K., 2014, Deformation profile in rotary laser dieless drawing process for metal microtubes, Procedia Engineering, 81,700-705.
• Hensel, A., Spittel, T., 1979, Kraft- und Arbeitsbedarf Bildsomer Formgeburgs Verfahren, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Lipsk (in German).
• Kustra, P., Milenin, A., Płonka, B., Furushima, T., 2016, Production process of biocompatible magnesium alloy tubes using extrusion and dieless drawing processes, Journal of Materials Engineering and Performance, 25/6, 2528-2535.
• Li, Y., Quick, N. R., Kar, A., 2002, Dieless laser drawing of fine metal wires, Journal of Materials Processing Technology, 123, 451-458.
• Milenin, A., Kustra, P., Byrska-Wójcik, D., Furushima, T., 2017, Physical and Numerical Modelling of Laser Dieless Drawing Process of Tubes from Magnesium Alloy, Procedia Engineering, 207, 2352-2357.
• Milenin, A., Kustra, P., 2014, Optimization of profile extrusion processes using the finite element method and distributed computing, eScience on distributed computing infrastructure: achievements of PLGrid Plus domain-specific services and tools, eds. Bubak, M., Kitowski, J., Wiatr,K., Springer International Publishing, 378-390.
• Milenin, A., Gzyl, M., Rec, T., Plonka, B., 2014, Computer aided design of wires extrusion from biocompatible MgCa magnesium alloy, Archives of Metallurgy and Materials, 59, 551-556.
• Milenin, A., Kustra, P., Paćko M., 2010, Mathematical model of warm drawing of MgCa0.8 alloy accounting for ductility of the material, Computer Methods in Materials Science, 10, 69-79.
• Schenk, O., Gärtner K., 2004, Solving unsymmetric sparse systems of linear equations with PARDISO, Future Generation Computer Systems, 20, 475-487.
• Tiernan, P., Hillery, M.T., 2004, Dieless wire drawing – an experimental and numerical analysis, Journal of Materials Processing Technology, 155-156, 1178-1183.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).