Математическое моделирование и исследование процессов обработки металлов давлением

• Автор: Кудюров, Лев Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 336 с. : ил.

Министерство путей сообщения Российской Федерации Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта
На правах рукописи
Кудюров Лев Владимирович
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Специальность 05.13Л6 - применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Самара 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ПРЕССОВАНИИ
1.1. Экспериментальные методы
1.2. Аналитические методы
1.3. Численные методы
1.4. Гидромеханический подход
1.5. Состояние вопроса и предмет исследования
2. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКОЙ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ БЕЗОТХОДНОМ ПРЕССОВАНИИ
2.1. Модель течения
2.2. Выбор метода исследования и построение ортогональной
координатной сетки
2.3. Преобразование координат
2.4. Система уравнений, описывающих течение и напряженное
состояние материала заготовки
2.5. Граничные условия
2.6. Положение фронта течения и коэффициент обновления
поверхности
2.7. Выводы
3. УЧЕТ ОБЪЕМНОЙ ВЯЗКОСТИ СМАЗКИ В ЗАДАЧАХ КОНТАКТНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ
3.1. Приближенное аналитическое решение задачи контактной

гидродинамики с учетом объемной вязкости смазки
3.2. Оценка влияния объемной вязкости на несущую способность смазочного слоя
3.3. Оценка влияния объемной вязкости на температуру
смазочного слоя
3.4. Влияние объемной вязкости на температуру смазочного
слоя при вибрационном нагружении УГД-контакта
3.5. Исследование несущей способности смазочного клинового
слоя в неизотермических условиях
3.6. Оценка температуры смазочного слоя в клиновом зазоре
3.7. Выводы
4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
ПЛАСТОГИДРОДИНАМИКИ С УЧЕТОМ ОБЪЕМНОЙ ВЯЗКОСТИ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
4.1. Алгоритм решения задачи течения материала заготовки в контейнере сложной формы
4.2. Конечноразностный метод решения задачи контактной гидродинамики с учетом объемной вязкости смазки
4.2.1. Приближенное численное решение задачи контактной гидродинамики с учетом объемной вязкости смазки
4.2.2. О профиле температуры на входе и выходе из контакта
4.2.3. Уточненное численное решение задачи
4.3.Алгоритм совместного решения задачи течения вязкопластического материала заготовки и задачи контактной гидродинамики при наличии смазки между телом заготовки
и стенкой инструмента
4.4. Выводы
Гидромеханический подход к исследованию пластического течения особенно эффективен в технологии прессования со смазкой и задачах гидроэкструзии с гидростатическим или гидродинамическим режимом смазывающей жидкости, т.к. становится возможным использование уравнений сплошной среды и для пластического течения, и для течения смазочного слоя. Существующие алгоритмы по совместному решению задачи упруго-гидродинамического контакта и задачи пластического течения базируются в основном на использовании МКЭ [ 134],[135]. Следует отметить, что в работе [134] задача пластогидродинамики решена с учетом возможностей разрывов масляной пленки и непосредственных контактов материала заготовки и инструмента (граничное трение), чем объясняется появление шероховатости на поверхности полуфабриката. Большинство же публикаций по этому вопросу ограничивается рассмотрением геометрических и теплофизических характеристик смазочного слоя. Так в работе [136] рассмотрены плоское и осесимметричное течение смазочного слоя. Для определения толщины слоя использовано условие равенства удельных усилий деформации вязкого смазочного слоя и пластической заготовки. Принято допущение о равномерной толщине слоя, имеющего одинаковую несущую способность с действительной. Показано, что при всех прочих (кроме вязкости) равных условиях, при осесимметричной деформации требуется более вязкая смазка, чем при плоской деформации. Кроме того, вследствие малости массы смазки отмечаются более теплоизолирующие для заготовки свойства смазочной пленки, чем ее теплопроводные свойства. В работе [137] получена оценка толщины слоя смазки между металлом и инструментом в зависимости от вязкости смазки, усилия инструмента и времени. В [138],[139] исследовано влияние вязкости и физико-