CC BY
1
Яковлев Сергей Сергеевич, ассистент, yakovlev-ss-science@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
Кухарь Владимир Денисович, д-р техн. наук., профессор, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лазаренко Алена Евгеньевна, канд. техн. наук., доц., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
EVALUATION OF POWER MODES AND FIELDS OF DEFECTS IN THE GRIPING OF ALUMINUM AND STEEL
SHELLS
S.S. Yakovlev, V.D. Kukhar, A.E. Lazarenko
The article presents the results of a study of the force and deformation parameters of the process of local formation of grooves on the inner surface of the shells, depending on the geometric dimensions of the tool and the depth of the formed grooves.
Key words: finite element method, corrugation, shell, removal, theory ofmultifactor experiment planning.
Yakovlev Sergey Sergeevich, assistant, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Kukhar Vladimir Denisovich, doctor of technical sciences, professor, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lazarenko Alena Evgenievna, candidate of technical sciences, docent, kirealena@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-302-303
ОТБОРТОВКА КАК ОДИН ИЗ МЕТОДОВ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ И КОМПЬЮТЕРНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
Д.И. Кондаков
В данной статье рассматривается значимость компьютерного моделирования и определения напряженного и деформированного состояния в процессах штамповки металлических изделий. Обращается внимание на необходимость учета сложных геометрических форм деталей, характеристик материала и условий воздействия нагрузок для оптимизации процесса и предотвращения возможных дефектов. Использование метода конечных элементов позволяет исследовать различные параметры штамповки, такие как коэффициент трения и конфигурация рабочего инструмента, что в свою очередь позволяет улучшить качество изделий и снизить количество брака. Исследование проводилось при разных коэффициентах трения и конфигурациях рабочего инструмента. Проведенный анализ показал, что повышение коэффициента трения и высоты рабочей кромки сопровождается увеличением интенсивности напряжений и деформаций. Результаты исследования подтверждают, что компьютерное моделирование является эффективным инструментом для совершенствования производственных процессов в машиностроении и металлообработке.
Ключевые слова: интенсивность деформаций, интенсивность напряжений, компьютерное моделирование, обработка металлов давлением, штамповка, параметры детали, коэффициент трения.
В наше время компьютерные технологии играют все более значимую роль в различных отраслях промышленности, включая машиностроение и металлообработку. Одним из ключевых процессов в производстве металлических изделий является штамповка, которая, в частности, позволяет формировать детали из листового металла путем приложения давления [1-3]. Однако при проведении процесса штамповки необходимо учитывать не только форму детали, усилие штамповки, но и напряженное и деформированное состояние материала [4-8]. Для того чтобы оптимизировать этот процесс и предотвратить вероятные дефекты, важно проводить компьютерное моделирование напряженного и деформированного состояния штамповки, а также других характеристик детали [9].
Компьютерное моделирование позволяет анализировать поведение материала при воздействии нагрузок, оптимизировать параметры процесса штамповки, предсказать возможные дефекты, а также сэкономить время и ресурсы на проведение многочисленных экспериментов в реальных условиях.
Для проведения компьютерного моделирования напряженного и деформированного состояния необходимо использовать специализированные программные средства, такие как различные CAD/CAM системы и программы для расчета конечных элементов. С их помощью можно создавать 3D модели заготовок, определять параметры материала, задавать условия давления и температуры, а затем анализировать результаты моделирования. Важно отметить, что компьютерное моделирование позволяет не только предсказывать напряженное и деформированное состо-
Технологии и машины обработки давлением
яние, но и оптимизировать процесс, улучшить качество изделия, снизить количество брака и повысить производительность. Для более точной оценки напряженного и деформированного состояния при штамповке применяется компьютерное моделирование с использованием метода конечных элементов. Этот подход позволяет учитывать сложные геометрические формы деталей, неоднородности материала, а также симулировать воздействия различных нагрузок на материал. В данной же работе был проведен анализ напряженного и деформированного состояния при отбортовке (рис. 1. и 2), которые были получены с помощью компьютерного моделирования процесса формоизменения стального изделия в программе QForm.
Рис. 1. Интенсивность деформаций
' Коэффициент трения
■ 300-310 1 310-320 1320-330 330-340 «340-350
Рис. 2. Интенсивность деформаций
Исследование было выполнено при разных коэффициентах трения и конфигурациях рабочего инструмента? Однако материал и остальные факторы были одинаковыми. Анализ напряжений и деформаций однозначно показал, что увеличение коэффициента трения, и высоты рабочий кромки позволяет определить, что с увеличением этих параметров увеличивается и интенсивность напряжений, и интенсивность деформаций. Таким образом, использование методов компьютерного моделирования для определения напряженного и деформированного состояния материала является эффективным инструментом для совершенствования производственных процессов и повышения качества металлических изделий.
Список литературы
1. Никифоров А.Д. Современные проблемы науки в области технологии машиностроения. / А.Д. Никифоров. М.: Высшая школа, 2006. 392 с.
2. Технология листовой штамповки : учеб. пособие / В. И. Бер, С. Б. Сидельников, Р. Е. Соколов, Е. В. Иванов. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. 168 с.
3. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения / Б.С. Балакшин. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1997. 485 с.
4. Пасынков А. А., Яковлев С. С., Гасанов А. И. Исследование повреждаемости и полей Гартфилда в стальном полуфабрикате при рифлении внутренней поверхности // Черные металлы. 2022. № 10. С. 83-86. ЕБЫ FFMEYW.
5. Левачева Д. А. Исследование ротационной вытяжки тонкостенных конических деталей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. Вып. 8. С. 78-84. ЕБЫ NQUTSU.
6. Кухарь В. Д., Яковлев С. С. Разработка устройства вытяжки с локальным утонением стенки для формирования оболочек с продольными ребрами // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2023. Вып. 4. С. 527-533. EDNIYQBIA.
7. Кондаков Д.И. Оценка силовых характеристик процесса прошивки компьютерным моделированием // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. Вып. 3. С. 128-130. EDN: SJIGZS.
8. Моделирование процессов обработки металлов давлением в программе QFORM V8: методические указания / составители: В.Р. Каргин, А.В. Казаков. Самара: Издательство Самарского университета, 2021. 56 с.
9. Кинзин Д.И., Рычков С.С. Использование программного комплекса Deform-3D при моделировании процессов сортовой прокатки // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им.Г.И. Носова. 2011. № 2. С. 45-48.
Кондаков Данила Иванович, магистрант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет.
Научный руководитель: Пасынков Андрей Александрович, канд. техн. наун., доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
FLAMING AS ONE OF THE METHODS OF SHEET STAMPING AND COMPUTER SIMULATION OF THE PROCESS
D.I. Kondakov
This article discusses the importance of computer modeling and determination of the stress and strain state in the processes of stamping of metal products. Attention is drawn to the need to take into account the complex geometric shapes of parts, material characteristics and load conditions to optimize the process and prevent possible defects. The use of the finite element method makes it possible to study various stamping parameters, such as the coefficient of friction and the configuration of the working tool, which in turn makes it possible to improve the quality ofproducts and reduce the number of defects. The study was carried out at different friction coefficients and working tool configurations. The analysis showed that an increase in the coefficient of friction and the height of the working edge is accompanied by an increase in the intensity of stresses and deformations. The results of the study confirm that computer modeling is an effective tool for improving production processes in mechanical engineering and metalworking.
Key words: strain intensity, stress intensity, computer modeling, metal forming, stamping, part parameters, friction coefficient.
Kondakov Danila Ivanovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University.
Scientific advisor: Pasynkov Andrey Alexandrovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University.
УДК 621.9.06-52
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-2-304-305
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЧЕТАНИЯ СИЛОВОГО И КИНЕМАТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ В ВИБРОТРАНСПОРТНЫХ И ВИБРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С СИНФАЗНЫМИ
ГАРМОНИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ
Н.А. Усенко
Статья посвящена теоретическому обоснованию нового способа повышения производительности вибрационных загрузочных устройств высокопроизводительных технологических систем обработки давлением.
Ключевые слова: вибробункерные загрузочные устройства, устройства с колебаниями, возбуждающие колебания, колебания.
До настоящего времени в вибробункерных загрузочных устройствах - ВБЗУ, в вибролотковых загрузочных устройствах - ВЛЗУ, а также в вибротранспортерах, виброконвейрах и вибротехнологических устройствах -вибросепараторах, виброситах, вибрационных устройствах для объёмной обработки деталей и материалов используются: силовое, кинематическое и инерционное возбуждения гармонических, синфазных колебаний [1].
На примере ВБЗУ и ВЛЗУ для транспортирования и одновременном ориентированием штучных предметов обработки-ПО при реализации синфазных гармонических колебаний при безотрывном вибротранспортировании относительная скорость не превышает 50 мм/с.
Устранение этого недостатка многими научными и производственными школами были реализованы устройства с независимыми синфазными гармоническими раздельными вынужденными колебаниями в вертикальных и горизонтальных направлениях со сдвигом по фазе, тем самым, был осуществлён переход от линейных синфазных колебаний к колебаниям раздельным с реализацией фигур Лиссажу эллипса или круга с целью значительного повышения скорости в безотрывном режиме или для интенсификации различных техпроцессов [1].
