CC BY
54
УДК 621.771
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВЫДАВЛИВАНИИ В РАЗЪЕМНЫХ МАТРИЦАХ
Л.И. Алиева, И.С. Алиев, П.Б. Абхари, К.В.Гончарук
Рассмотрены процессы и проведено моделирование комбинированного выдавливания в разъемных матрицах методом конечных элементов при помощи программного продукта QForm 2Б. Исследовано формоизменение в процессе комбинированного выдавливания в разъемных матрицах. Установлены геометрические параметры процесса, при которых не происходит образование утяжины. На основе результатов моделирования, получена диаграмма зависимости появления утяжины от геометрических параметров процесса.
Ключевые слова: комбинированное выдавливание, разъемная матрица, утяжи-на, метод конечных элементов
Развитие новых направлений в обработке металла давлением привело к использованию комбинированных схем выдавливания с разъемными матрицами. Использование подобной комбинации в технологическом процессе позволяет получить заготовки одного или нескольких типоразмеров с максимально приближенной формой. Немаловажным преимуществом использования разъемных матриц является применение универсального оборудования для реализации требуемой схемы комбинированного выдавливания.
Сущность процесса заключается в том, что в отличие от традиционных способов штамповки матрица имеет одну или несколько плоскостей разъема, по которым части матрицы плотно прилегают друг к другу в период деформирования заготовки. Этот способ может применяться при холодной, полугорячей и горячей обработке металла. Штамповку в разъемных матрицах применяют преимущественно взамен широко распространенного в производстве способа штамповки в открытых штампах [1, 2]. Использование комбинированного выдавливания в разъемных матрицах позволяет расширить технологические возможности объёмной штамповки и получить детали, которые будет сочетать в себе преимущества данных способов [3 - 5].
Таким образом, при рассмотрении вопроса об эффективности применения штамповки в разъемных матрицах целесообразно изучить дефек-тообразования.
Целью работы является определение численных параметров появления такого дефекта, как утяжина при комбинированном выдавливании в разъемных матрицах на основе метода конечных элементов (рис. 1).
а б
Рис. 1. Схема комбинированного выдавливания заготовки в разъемных матрицах (а), получаемый полуфабрикат (б)
Моделирование процесса (рис. 2) комбинированного выдавливания в разъемных матрицах проводилось с учетом следующих параметров:
- механические свойства материала заготовки АД33: кривая истинных напряжений которого описывается уравнением а (е) = 248,8 е0,15,
предел текучести <г0 2 = 105 МПа, модуль Юнга Е = 75000 МПа, коэффициент Пуассона V = 0,3 и коэффициент трения между материалом заготовки и инструментом т = 0,08 (закон Зибеля).
- геометрические параметры процесса: Л - наружный радиус заготовки (Л = 9 мм), Л - внутренний радиус стакана (Л = 4,5 мм), £ - Л - Л, И - высота приемной полости для выдавливаемого фланца
(Н = 6,9,12мм), НД - относительная высота фланца (НД = 1,33; 2; 2,66), г - радиус закругления кромок инструмента (г = 2мм), Ь - высота заготовки (Ь = 36мм), Я/Л - относительный ход деформирующего пуансона.
В процессе комбинированного выдавливания было исследовано напряженно-деформированное состояние. Анализ характера изменения распределения интенсивности деформаций и интенсивности напряжений показывает, что значения данных показателей растут по ходу процесса, наибольшие значения сосредоточены в очаге деформации. Максимальные значения деформации наблюдаются при минимальной относительной высоте фланца.
Моделирование процесса комбинированного выдавливания в разъемных матрицах относительно высоких фланцев характеризуется появлением дефекта утяжины. Дефект возникает при максимальной интенсивности деформаций. По результатам исследований построена диаграмма для определения геометрических размеров процесса комбинированного выдавливания, при которых не будет происходить образование утяжины. Диаграмма представлена на рис. 3.
М а б в
Рис. 2. Искажение делительной сетки (а), распределение интенсивности деформаций (б), распределение интенсивности напряжений, МПа (в) по ходу деформирования = 7,55
7,8
I—Грани 14а появления утяжины
7,6
М
7,2
7,0
6,8
6,6
6,4
6,2
6,0
г
Утяжина 1
/
/ \
Утяжины нет [
/
*
1,2
1.4
1.6
1.8
2,0
2,2
2.4
2,6
2.8 ИЛ
Рис. 3 Диаграмма зависимости появления утяжины от относительного хода деформирующего пуансона ()
и относительной высоты фланца (ИД)
Как показывает диаграмма, при назначении геометрических размеров, которые лежат ниже кривой, образование утяжины отсутствует. Также диаграмма показывает, что при увеличении высоты приемной полости под фланец возрастает вероятность образования утяжины.
Используя полученные результаты при технологическом процессе комбинированного выдавливания, можно получить полуфабрикаты (или готовых деталей) без дефектов и с хорошим качеством поверхности.
Выводы. Использование процессов комбинированного выдавливания в разъемных матрицах позволяет расширить технологические возможности кузнечно-прессового производства. В ходе исследований установлено, что при выдавливании фланца появляется такой дефект как утяжина. Построена диаграмма определения геометрических параметров, при которых не возникает утяжины. Установлена зависимость относительного хода деформирующего пуансона от геометрических параметров фланца. Исследовано деформированное состояние при разной относительной высоте фланца. Установлено, что максимальная интенсивность деформаций наблюдается в зоне образования дефекта утяжины.
Список литературы
1. Алиева Л.И., Гуменюк Ю.И., Усманов Д.В. Прогнозирование отклонений формы деталей при холодном выдавливании // Сучасш проблеми металурги. Науковi вють Пластична деформащя металiв. Дншропетровськ: Системш технологи, 2005. Т. 8. С. 515-520.
2. Алиева Л.И., Борисов Р.С. Формообразование утолщений на полых и сплошных заготовках // Удосконалення процешв i обладнання об-робки тиском в металургп i машинобудуванш: тематич. зб. наук. пр. Кра-маторськ - Слов'янськ: ДДМА, 2003. С. 262-267.
3. Алиева Л.И. Комбинированное выдавливание втулок с фланцем // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов ОМД: сб. тезисов междун. научн.-техн. конф. СПб.: Изд-во ПИМаш, 2005. С. 23-26.
4. Проектирование процессов выдавливания в разъемных матрицах / Л.И. Алиева [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Сер. Механика деформируемого твердого тела и ОМД, Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. Вып.2. С. 132-139.
5. Алиева Л. И., Мартынов С.В. Отклонение формы деталей с фланцем, полученных холодным выдавливанием // Збiрник тез доповщей X Всеукрашсько! науково-практично! конференцп студенев, асшранпв та молодих вчених "Технолопя - 2007". Северодонецьк : СТ1 СНУ iм. В. Даля, 2007. С. 7.
Алиева Лейла Играмотдиновна, канд. техн. наук, доц., omdadgma.donetsk.ua, Украина, Краматорск, Донбасская государственная машиностроительная академия,
Алиев Играмотдин Серажутдинович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой., omd@,dgma. donetsk. ua, Украина, Краматорск, Донбасская государственная машиностроительная академия,
Абхари Пейман Бахменович, канд. техн. наук, доц., payharies@gmail.com, Украина, Краматорск, Донбасская государственная машиностроительная академия
Гончарук Кристина Васильевна, асп., goncharuk_omd@,mail. ua, Украина, Краматорск, Донбасская государственная машиностроительная академия
PREDICTION OF DEFECTS IN COMBINED EXTRUSIONS SPLIT DIE L.I. Aliieva, I.S. Aliiev, P.B.Abhari, K.V.Goncharuk
Processes and modeling of combined extrusion in split matrices finite element method using the software QForm 2D. Investigated in the forming of the composite extrusion process to split die. Geometric parameters of the process, in which there is no sink marks. Based on the simulation results obtained by the appearance of a graph of sink marks on the geometric parameters of the process.
Key words: combined extrusion, split die, sink mark, finite element method
Aliieva Leila Igramotdinovna, candidate of technical sciences, docent, omd@dgma. donetsk. ua, Ukraine, Kramatorsk, Donbass State Engineering Academy,
Aliiev Igramotdin Serazhutdinovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, omd@dgma. donetsk. ua, Ukraine, Vinnitsa, Vinnitsa National Technical University,
Abhari Peyman Bahmanovich, candidate of technical sciences, docent., payha-riesagmail. com, Ukraine, Kramatorsk, Donbass State Engineering Academy,
Goncharuk Kristina Vasil'evna, postgraduate, goncharuk_omd@mail.ua, Ukraine, Kramatorsk, Donbass State Engineering Academy
УДК 004.021
НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ В СТАТИСТИЧЕСКОМ МАШИННОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
С.В. Недошивин
Предложена методика проведения статистического машинного эксперимента при анализе исследуемой технологической системы с детерминированной моделью. Рассмотрены этапы проведения нелинейного множественного корреляционного анализа на заключительных этапах разработанной методики.
Ключевые слова: статистический машинный эксперимент, множественный нелинейный регрессионный анализ.
Проведение и обработка результатов статистических машинных (модельных, условных) экспериментов (СМЭ) с детерминированными (теоретическими) моделями позволяют существенно расширить и углубить количественное и качественное представление о сущности и характере сложных взаимосвязей между признаками в многопараметрических исследуемых системах, особенно в тех случаях, когда проведение натурных экспериментов проблематично или нецелесообразно [1]. Во многих случаях планирование, проведение и обработка результатов СМЭ осуществляются на основе планируемого многофакторного эксперимента [2, 3]. Однако в процессе проведения исследований часто возникают варианты, когда проведение активного многофакторного эксперимента не представляется возможным или в нем нет необходимости по другим соображениям. В этих случаях значительный результат может дать реализация СМЭ на основе математического аппарата классического множественного корреляционно-регрессионного анализа [4]. В работе [5] изложены фрагменты разработанной методики проведения статистического машинного эксперимента, касающиеся этапов непосредственной реализации множественного регрессионного анализа при линейном характере получаемого уравнения регрессии.
Сравнительно часто линейная регрессионная модель неадекватно
68
