Использование средств моделирования процессов обработки металлов давлением при выполнении курсовых и дипломных работ на кафедре МПФ Текст научной статьи по специальности «Прочие социальные науки»

УДК 372.862

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ НА КАФЕДРЕ МПФ

С.Н. Ларин, А.А. Пасынков

Приводится информация об использовании комплекса для математического моделирования процессов обработки металлов давлением - QFORM 3D при выполнении курсовых проектов и выпускных квалификационных работ студентами кафедры МПФ.

Ключевые слова: штамповка, деформирования, напряжения, исследование, QFORM.

Кафедра «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета всегда занимала ведущие позиции, как в своем университете, так и среди других кафедр ведущих ВУЗов Российской Федерации, занимающихся вопросами обработки давлением. Основным подспорьем для этого является интенсивная научно-исследовательская работа профессорско-преподавательского состава, соискателей и студентов [1, 2]. Кроме того, научно-исследовательская работа, проводимая на кафедре, явилась базой для привлечения к научной деятельности студентов, подготавливаемых кафедрой.

Научно-исследовательская работа студентов на кафедре МПФ является практической составляющей учебного процесса, способствующей углубленному пониманию роли обработки металлов давлением в развитии машиностроения и перспектив совершенствования технологий. Благодаря проводимым исследованиям студент приобретает уверенность в надежности получаемых знаний и начинает формироваться его компетентность и опыт, без которых специалист может и не состояться.

Важно частью выполняемых студентами курсовых и дипломных проектов всегда являлось теоретическое исследование рассматриваемых в этих работах процессов обработки давлением.

В 2012 году на кафедру «Механика пластического формоизменения» был приобретен комплекс для математического моделирования процессов обработки металлов давлением QFORM 2D/3.

QFORM- это универсальный комплекс для математического моделирования процессов обработки металлов давлением. В программе удалось соединить уникальный по своей простоте интерфейс с широкой функциональностью, благодаря чему моделировать стало намного удобней и приятней. Реализованные в программе инструменты позволяют не только быстро и подробно описать моделируемый процесс, но и глубоко исследовать полученные результаты.

Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 9

Программное обеспечение QFORM позволяет моделировать самые разнообразные холодные и горячие процессы обработки металлов давлением: штамповку, свободную ковку, выдавливание, продольную прокатку, поперечно-клиновую прокатку, винтовую прокатку, экструзию профилей, процессы гибки, раскатку колец и колес, ротационную вытяжку, штамповку высоким давлением, листовую штамповку, орбитальную штамповку, штамповку спеченных порошков, совместную деформацию нескольких заготовок из разных материалов и другие специальные процессы.

QForm поставляется с большой базой данных деформируемых материалов, инструментальных материалов, оборудования и смазок. В программе описаны модели механических, гидравлических и винтовых прессов, молотов, вращательного оборудования, реализовано несколько моделей трения.

Студентами кафедры этот комплекс весьма активно применяется, например,при выполнении выпускных квалификационных работ по тематике горячей объемной штамповки. Программа имеет интуитивный интерфейс и ее освоение и работа с ней не доставляет им проблем. С помощью данного программного обеспечения студенты проверяют корректность разработанного ими технологического процесса и штамповой оснастки: правильно ли спроектирован чертеж поковки; корректно ли подобрана заготовка; насколько правильно рассчитаны силы деформирования и соответственно подобрано оборудование для реализации технологического процесса; оптимально ли спроектирована штамповая оснастка; не возникает ли дефектов в поковке при деформировании? Основной же задачей при выполнении дипломных проектов является исследование рассматриваемых в них процессов. Благодаря широким возможностям этой программы студенты проводят исследование влияния большого количества факторов на рассматриваемыеими процессы обработки давлением. Можно произвести оценку напряженно-деформированного состояния и разрушения материала заготовки в любой момент деформирования, в любой точке заготовки. Объем полученных результатов может быть ограничен лишь временем на исследование и объемом записки.

За последние два года значительно выросло количество студентов использующих это программное обеспечение. На защитах своих работ они грамотно и уверенно отвечают на вопросы, касающиеся их проектов. Ведь QFORM дает наглядное представление за течением материала в процессе деформирования, он корректно показывает весь процесс.

Кроме того на кафедре имеется учебная версия программы, которая позволяет исследовать процессы штамповки в двумерной системе координат. Эта версия довольно широко используется при выполнении лабораторных работ по таким дисциплинам, как «Штамповка анизотропных материалов», «Новые технологические процессы и оборудование», «Технология листовой штамповки» и «Технология ковки и объемной штампов-

ки». Использование QFORM вместе с работами, проведенными в условиях лаборатории кафедры дает весьма ощутимый скачек в повышении уровня подготовки студентов.

Однако, у этого программного продукта имеются недостатки, в основном касающиеся его стоимости и требований к компьютерам, на которые о должен быть установлен.

Таким образом хотелось бы отметить пользу, которую приобрела кафедра с покупкой QFORM, касающуюся именно учебного процесса, которая заключается в подготовке квалифицированных специалистов в области обработки давлением.

Список литературы

1. Изотермическое формоизменение анизотропных материалов жестким инструментом в режиме кратковременной ползучести / С. С. Яковлев, С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, В.И. Трегубов, А.В. Черняев. М.: Машиностроение, 2009. 412 с.

2. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / В. А. Голенков, С.П. Яковлев, С. А. Головин, С.С. Яковлев, В. Д. Кухарь / под ред. В.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.

Ларин Сергей Николаевич, д-р техн. наук, проф., mpf-tiilaaramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Пасынков Андрей Александрович, канд. техн. наук, доц., mpf-tulaaramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

STUDY OF PO WER MODE AND LIMITING PARAMETERS IN ISO THERMAL FLANGING

MODE SHORT-TERM CREEP

S.N. Larin, A.A. Pasynkov

Information on use of a complex for mathematical modeling of processing of metals hy pressure - QFORM 3D is provided at implementation of academic year projects and final qualification works as students of MPF department.

Key words: stamping, deformations, tension, research, QFORM.

Larin Sergey Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, mpf-tulaaramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Pasynkov Andrey Aleksandrovich, candidate of technical sciences, docent, mpf-tulaaramhler. ru, Russia, Tula, TulaStateUniversity