Повышение работоспособности подвижных канатов на основе применения калибрующего обжатия прядей

• Автор: Лаптева, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОДВИЖНЫХ КАНАТОВ ИЗ ПЛАСТИЧЕСКИ ОБЖАТЫХ ПРЯДЕЙ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Область применения, конструкции, классификация и требования, предъявляемые к стальным канатам
1.2. Свивка прядей и канатов
1.2.1. Направления повышения работоспособности подвижных канатов
1.3. Современное состояние и направления развития технологии пластического обжатия прядей подвижных канатов
1.3.1. Глубокое обжатие прядей
1.3.2. Способы оценки степени пластического обжатия пряди
1.3.3. Калибрующее обжатие прядей
1.4. Расчетные методики оценки процесса обжатия пряди
1.4.1. Существующие способы расчета передачи давления внутрь пряди при пластическом обжатии
1.4.2. Существующие способы анализа формоизменения проволок обжатых прядей
1.5. Применение конечно-элементного моделирования при проектировании
технологических операций в канатном производстве
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КАЛИБРУЮЩЕГО ОБЖАТИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ПРЯДИ
2.1. Разработка методики расчета передачи давления внутрь многослойной пряди при обжатии
2.2. Разработка методики расчета ширины контактной поверхности проволок при калибрующем обжатии пряди
2.3. Методика выбора эффективного режима калибрующего обжатия многослойной пряди
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОВОЛОКИ ПРИ КАЛИБРУЮЩЕМ ОБЖАТИИ ПРЯДИ
3.1. Методика проведения экспериментов по исследованию изменений механических свойств проволок и прядей при обжатии
3.2. Изменение ширины контактных площадок проволок
3.3. Исследование факторов, влияющих на поворот пряди и проволок при силовой обработке
3.4. Изменение кривизны площадок контакта проволок в процессе обжатия
3.5. Исследование изменений механических свойств проволок пластически обжатых прядей
3.5.1. Анализ изменения предела прочности проволок обжатых прядей
3.5.2. Анализ изменения относительного удлинения, количества скручиваний и перегибов проволок обжатых прядей
3.5.3. Анализ изменения микротвердости по сечению проволок обжатых прядей
Выводы
ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КАЛИБРУЮЩЕГО ОБЖАТИЯ ПРЯДИ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ «ПЕЕОКМ-ЗБ». РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ ПРИМЕНЕНИЮ КАЛИБРУЮЩИХ ОБЖАТИЙ МНОГОСЛОЙНЫХ ПРЯДЕЙ ПОДВИЖНЫХ КАНАТОВ
4.1. Разработка модели пластического обжатия пряди в программном комплексе «ОЕБОКМ-ЗО»
4.2. Определение факторов, влияющих на ширину, кривизну и форму контактных площадок проволок при обжатии пряди
4.2.1. Кривизна контактных площадок проволок при обжатии пряди
4.2.2. Изменение формы межпроволочного контакта в зависимости от степени обжатия пряди
4.3. Анализ напряженно-деформированного состояния пряди и ее элементов при обжатии в роликовой волоке
4.3.1. Моделирование процесса обжатия проволоки верхнего слоя пряди
4.3.2. Моделирование процесса обжатия пряди в программном комплексе «ОЕБ СЖМ-З Б»
4.3.3. Оценка напряженного состояния проволок обжатой пряди
4.4. Рекомендации по промышленному применению калибрующего обжатия
многослойных прядей подвижных канатов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

1.5. Применение конечно-элементного моделирования при проектировании технологических операций в канатном производстве
Новым этапом в решении проблемы повышения адекватности расчетов напряженно-деформированного состояния канатов, срока их службы, моделирования процессов силовой обработки канатов и их нагружения при эксплуатации, с возможностью проведения визуального анализа результатов, является применение существовавшего ранее метода конечно-элементного моделирования (МКЭ) [102-112] на новом уровне, с использованием пакетов прикладных программ: ABAQUS, MARC, DYNA, DEFORM-3D (США); FORGE (Франция); QFORM, РАПИД, SPLEN (Россия) др. [102-106].
Решение задачи определения напряженно-деформированного состояния каната с помощью МКЭ с использованием программы ANSYS-7 предложено авторами работы [102]. Модель каната конструкции 1+6, с разбивкой на 2016 элементов, подвергалась растяжению вдоль оси при жестком защемлении одного торца. При этом наблюдалось перемещение проволок, перегруженность центральной проволоки и неравномерность напряжений, максимальные из которых сконцентрированы в области межпроволочного контакта. Полученное значения напряженно-деформированного состояния позволяет судить о прочности конкретного каната. Недостатком предложенной методики является применение расчетной схемы к простой конструкции каната, не являющейся универсальной, методика также не решает задачи расчета напряженно-деформированного состояния каната при его силовой обработке.
Авторами работы [103] применен МКЭ с использованием программы ANSYS-7 для определения напряженного состояния в спиральном канате конструкции 1x7. В работе отмечается неравномерность напряженного состояния каната: величина напряжений возрастает от наружной поверхности проволок повива к центральной проволоке, которая к тому же находится под действием растягивающего напряжения. Зоны межпроволочного контакта,