CC BY
5
Panfilov Gennady Vasilyevich, doctor of technical sciences, professor, tul-pan2000@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Uuniversity,
Chernyaev Aleksey Vladimirovich, doctor of technical sciences, docent, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Do An Htu, postgraduate, doanhtu1991.ru@,gmail.ru, Russia, Tula, Tula State Uni-
versity
УДК 621.983
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-6-374-376
НАПРЯЖЕННОЕ И ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ ГОРЯЧЕЙ
ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКЕ СЛОЖНОПРОФИЛЬНОЙ ДЕТАЛИ
А.В. Алексеев
Проводится сравнение двух видов заготовок для проведения операции горячей объемной штамповки с целью изготовления детали со сложным профилем, а также приводятся схемы распределения напряжений, деформаций и иных параметров, которые представляют наибольший интерес.
Ключевые слова: напряжение, повреждаемость, деформации, горячая объемная штамповка, деформирование.
Получение сложнопрофильных деталей возможно с применением различных заготовок, отличающихся не только размерами, но и формой [1-7]. При этом заготовка оказывает значительное влияние на процесс формоизменения, и может давать как положительный, так и негативный эффект. Поэтому исследования, нацеленные на выявление оптимальной заготовки, являются весьма актуальными.
Так, рассмотрим получение детали с помощью горячей объёмной штамповки (рис. 1) из двух разных форм заготовок: цилиндрической и призматической с пятью гранями.
Рис. 1. Профиль требуемой заготовки
Для осуществления цели было проведено моделирование в QForm в котором были выявлены интенсивности деформаций (рис. 2) и деформаций (рис. 3).
Данные были получены с помощью метода конечных элементов, реализованном в QForm. Цилиндрическая и призматическая заготовки имели одинаковый объем и материалов их выступала сталь 15, которая широк используется во всех сферах жизнедеятельности человека. Заготовка является жестко-пластичной, анизотропия не учитывалась. Начальная температура материала заготовки и инструмента составляет 1100 градусов.
Технологии и машины обработки давлением
а б
Рис. 2. Интенсивность деформаций при деформировании: а — цилиндрической заготовки; б — призмы
аб Рис. 3. Интенсивность напряжений при деформировании: а — цилиндрической заготовки; б — призмы
Помимо представленных выше данных были получены еще и средние напряжения (рис. 4).
1
Мкс. -339 -1512
т
1ЭТ4
аб Рис. 4. Средние напряжения при деформировании: а — цилиндрической заготовки; б — призмы
Интенсивность деформаций при формоизменении различных заготовок по величине совпадает, однако на ребрах полуфабриката после деформации призмы присутствует зоны с повышенным значением деформации. Наибольшее значение деформации наблюдается в вершинах полуфабриката.
Максимальная интенсивность напряжений при деформировании цилиндрической оболочки выше на 5%, чем при формоизменении призмы.
В заготовках при деформировании преобладают сжимающие напряжения, что характерно для данного процесса. При этом величина сжимающих напряжений для цилиндрической заготовки находятся в диапазоне от 339 до 1512, а для призматической в диапазоне от 969 до 1974. Что означает, что призматическая заготовка подвергается более интенсивному сжатию.
Таким образом, по результатам моделирования и по величинам интенсивности напряжений, деформаций и по средним напряжениям нельзя сделать однозначный вывод о том, какую из заготовок лучше применять для данного процесса. Однако, если деталь имеет ответственное назначение, то в таком случае лучше использовать призматическую заготовку, так как в ней преобладают значительные сжимающие напряжения.
Список литературы
1. Яковлев С.С. Анализ методов получения деталей типа втулка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 572576.
2. Яковлев С.С. Комплексное сравнение различных режимов прямого выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 538-541.
3. Юрков И.В. Анализ процесса комбинированного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 564568.
4. Чижов И.А. Напряженно-деформированное состояние в заготовке при прямом выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 524-526.
5. Подтягин В.Э. Прямое выдавливание полуфабриката с фланцем при различных температурных условиях // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 547-549.
6. Жерносек В.Н. Анализ формы детали и течения материала при комбинированном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 555-557.
7. Ларин С.Н., Платонов В.И., Куприн Е.П., Яковлев С.С. (мл.) Подход к оценке повреждаемости при деформировании стрингерных конструкций с цилиндрическими каналами по различным теориям ползучести и повреждаемости // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 3. С. 3-14.
Алексеев Александр Владимирович, студент, mpf-tula@,.rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
STRESS AND DEFORMED STATE AT HOT DIMENSIONAL STAMPING OF A DIFFICULT
PROFILE PART
A.V. Alekseev
A comparison is made of two types of blanks for hot die forging in order to manufacture a part with a complex profile. Schemes of distribution of stresses, strains and other parameters that are of the greatest interest are presented.
Key words: stress, damageability, deformation, hot forging, deformation.
Alekseev Aleksandr Vladimirovich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
