Математическое моделирование интенсивного формообразования гнутых профилей в роликах с использованием конечно-элементного анализа

Математическое моделирование интенсивного формообразования гнутых профилей в роликах с использованием конечно-элементного анализа

Автор: Левщанов, Владимир Викторович

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2010

Место защиты: Ульяновск

Количество страниц: 178 с. ил.

Артикул: 4657112

Автор: Левщанов, Владимир Викторович

Стоимость: 250 руб.

Математическое моделирование интенсивного формообразования гнутых профилей в роликах с использованием конечно-элементного анализа  Математическое моделирование интенсивного формообразования гнутых профилей в роликах с использованием конечно-элементного анализа 

Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Методы и способы формообразования профилей.
1. 1.1. Изготовление профилей в кромкогибочных машинах
1.1.2. Гибка профилей в штампах.
1.1.3. Изготовления профилей в инструментальных фильерах
1.1.4. Формообразование гнутых профилей, в роликах
1.1.5. Комбинированный метод
1.2. Дефекты профилей, возникающие в процессе
формообразования
1.2.1. Саблевидность
1.2.2. Продольная кривизна
1.2.3. Скрутка
1.2.4. Кромковая волнистость
1.3. Методы анализа процессов профилирования,
их возможности и ограничения
1.3.1. Сравнительный анализ математических методов
1.3.2. Формулировка метода конечных элементов.
1.4. Сравнительный анализ современных программных пакетов на основе МКЭ применяемых для решения технологических задач
1.4.1. Нрограммн ы й комплекс .
1.4.2. Программный продукт
1.4.3. Программный продукт .
1.4.4. Программный продукт .ап
1.4.5. Программный продукт .
1.4.6. Программный продукт .
1.5. Причины возникновения погрешностей.
1.6. Проблемы и задачи, подлежащие решению
Выводы
I Тостановка задач исследования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ.
2.1. Модель интенсивного деформирования перфорированных заготовок
2.2. Модель деформационного упрочнения материала при профилировании с высвобождением угловой зоны.
2.3. Модель зоны плавного перехода при интенсивном формообразовании профиля из упрочняющегося материала.
Выводы
3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПРОФИЛИРОВАНИЯ .
3.1. Применяемые программные средства и схема проведения исследований.
3.2. Выбор типа конечного элемента для решения задач профилирования.
3.2.1. Свойства материалов использованные при моделировании
3.2.2. Создание программного модуля на языке АРОВ в среде программного комплекса ТАЗте
3.2.3. Опции контактного взаимодействия использованные
при моделировании.
3.3. Исследование предельных возможностей профилирования перфорированной ленты
3.4. Моделирование процесса формирования угловой зоны профиля методом стесненного изгиба.
3.4.1. Моделирование высвобождения угловой зоны.
3.5. Моделирование осадки заготовки подковообразной формы
3.6. Моделирование подгибки полки в межклетьевом пространстве профилегибочного станка.
Выводы.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИТЕРИЕВ ПРЕДЕЛЬНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
4.1. Программа экспериментальных исследований.
4.1.1. Цель и задачи исследований.
4.1.2. Применяемые средства и алгоритм проведения
конечноэлементного эксперимента
4.1.3. Выбор схемы формообразования профиля.
4.2. Конечноэлементная модель профилегибочного станка
4.2.1. Конечноэлементная модель деформируемой заготовки
4.2.2. Конечноэлементные модели роликовых калибров.
4.2.3. Конечноэлементная модель направляющего устройства.
4.2.4. Полная конечноэлементная модель профшегибочного станка.
4.2.5. Допущения, принятые при моделировании
4.2.6. Опции решателя и контроля конечноэлементной модели
4.3. Постпроцессорная обработка результатов решения
4.3.1. Зоны контроля.
4.3.2. Создание программного модуля на языке БСШРТО реализующего алгоритм автоматизированной выборки данных о характеристиках напряженнодеформированного состояния модели.
4.3.3. Исследования протяженности зоны плавного перехода.
4.3.4. Измерение величины относительного удлинения кромки полки.
4.3.5. Измерение величины отклонения дна профиля в вертикальной плоскости
4.3.6. Исследование зависимости геометрических характеристик угловой зоны от суммарного угла подгибки в условиях интенсивного деформ ирования
4.4. Экспериментальная гибочная установка
4.4.1. Конструкция установки.
4.4.2. Работа с установкой.
4.5. Результаты экспериментальных исследований.
4.5.1. Исследование потери устойчивости дна профиля в форме депланации поверхности.
4.5.2. Исследование геометрических характеристик зоны плавного перехода профиля.
4.6. Основные направления дальнейших исследований
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Оценка научноисследовательской работы и апробация результатов конечноэлементного моделирования
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
Приложение 1. Программный модуль на языке параметрического моделирования АРОЬ для создания в среде АУБ базы данных материала Сталь кп
Приложение 2. Программный модуль на языке БСЮРТО, предназначенный для выборки данных о значениях напряжений и деформаций в контрольных точках модели и интерпретации их в графической форме 1 Приложение 3. Технический акт использования результатов
0НП0ИДМ.
Приложение 4. Акт оценки результатов научноисследовательской работы ОАО Ульяновский НИАТ
Приложение 5. Патент на полезную модель 1
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ
Е, Ех модуль Юнга материала
АЮХУ коэффициент Пуассона р угол изгиба, рад а суммарный угол подгибки, град
5 толщина заготовки, мм
Ь ширина полки профиля, мм у относительное поперечное сужение 0пред предельный угол подгибки полки за один технологический
переход, 1рад спр предельная деформация а6 предел прочности, МПа от предел текучести материала, Мпа
7,г, с во, вгв радиальные, окружные, аксиальные напряжения, МПа
р, радиальная, окружная и аксиальная компонента тензора
деформаций соответственно
интенсивность деформаций сдвига
А удельная работа деформации полки
Ь, Ьк протяженность зоны плавного перехода, мм
Ьм межклетьевое расстояние, мм а,гие истинные напряжения, МПа
гие истинные деформации
Я показатель упрочнения
р радиус кривизны нейтрального слоя деформаций НСД ра радиус кривизны нейтрального слоя напряжений НСН г, Я радиусы кривизны внутреннего и наружного контура угловой зоны
Введение


Листовая сталь в рулонах позволяет автоматизировать процесс подачи металла к штампу или другому профилегибочному оборудованию и получать изделия требуемой длины с меньшим количеством концевых отходов. Постоянно растущий спрос на продукцию машиностроения ставит серьезную задачу разработки новых высокоэффективных и ресурсосберегакмцих технологий обработки металла. Этим требованиям отвечают высокопроизводительные процессы ОМД обработка металлов давлением отличающиеся сравнительно низкой энергоемкостью и незначительными потерями металла. Современные методы холодного профилирования позволяют получать детали с высоким классом точности и чистоты поверхности, которые представляют собой законченный продукт и могут быть использованы сразу после изготовления. Сортамент продукции, получаемой методом ОМД постоянно растет с увеличением доли профилей специального назначения и с уменьшением доли профилей общего назначения сортовых профилей. Сегодня он составляет уже более типоразмеров и продолжает увеличиваться 4. Появляются новые отрасли промышленности потребители экономичных видов профилей. Примером такого рода продукции является металлический сайдинг рис. Рис. В таблице 1. ОМД в различных отраслях машиностроения. Таблица 1. К наиболее востребованной продукции прокатного производства, применяемой в машиностроительной отрасли, также можно отнести гнутые профили, полученные методом холодного деформирования. Область их применения простирается от элементов силового набора летательных аппаратов, каркасов железнодорожных вагонов и судов до строительных ферм и конструктивных элементов сельскохозяйственных машин. В зависимости от вида и величины эксплуатационных нагрузок форма сечения применяемых в машиностроении гнутых профилей может варьировать от простой уголок, швеллер, Собразная, зетовая до сложной и специальной. При этом в качестве материала профилей могут использоваться стали, алюминиевые и титановые сплавы, композиционные материалы и др. Растет производство профильной продукции из двухслойного и трехслойного листового проката биметалла. Основной слой такого материала состоит из углеродистой или низколегированной стали, а плакирующий из цинка, меди, олова, свинца или полимерных покрытий 5. Методы производства тонкостенных гнутых профилей основаны на постепенном изменении сечения плоской полосы или листа металла до достижения требуемой формы с применением профилегибочного оборудования рис. Я
о X Ю
с
X
а. Рис. Изготовление профилей в кромкогибочных машинах. В серийном и мелкосерийном производстве гибка листового металла осуществляется с применением листогибочных и кромкогибочные машин по
Рис. Работа кромкогибочных машин основана на реализации принципа свободного изгиба 6. Для устранения этого дефекта требуется коррекции угла изгиба Аа. При гибке в кромкогибочных машинах деталей из пластичных материалов, например из низкоуглеродистой стали или из латуни с большим содержанием меди, пружинение незначительно и им пренебрегают 7. Однако учесть все факторы, влияющие на величину пружинения сложно, и часто минимизировать этот вредный эффект удается только настройкой кромкогибочной машины методом приближения. Рис. В таблице 1. Таблица 1. Сталь , , Ст. Ст. Сталь , , Ст. Сталь ,, Ст. Сталь , , Ст. К основным недостаткам существующих кромкогибочных машин следует отнести ограниченные технологические возможности и большие затраты труда, связанные с наладкой оборудования 7, 9. Л . По данным 2 гибке подвергается до всего производимого листового металла. Этот технологический процесс может осуществляться при стационарной позиции заготовки или впередвижку рис. Рис. На первой стадии формообразования радиус изгиба заготовки велик и деформация носит упругий характер. По мере уменьшения радиуса изгиба увеличивается растяжение внешних слоев материала со стороны матрицы и сжатия внутренних слоев со стороны пуансона. После достижения окружными напряжениями предела текучести деформация детали приобретает упругопластический характер. Дальнейшее уменьшение радиуса изгиба приводит к росту напряжений и увеличению зоны пластической деформации. Оставшиеся после окончания воздействия фор
Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.241, запросов: 244