Математическое моделирование и оптимизация процессов деформирования материалов при обработке давлением

• Автор: Логашина, Ирина Валентиновна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 0 с. : 399 ил.

Оглавление

Введение
1. Проблемы математического моделирования
при проектировании технологических процессов
11 Методы решения краевых задач в обработке металлов давлением
1.2. Современное развитие технологии прокатки
1.3. Основы технологии штамповки
1.4. САО/САМ/САЕ системы
1.5 Методы автоматической генерации конечно-элементной сетки
2. Методика расчета напряженно-деформированного
состояния
2.1. Математическая модель формоизменения
2.2. Метод конечных элементов Основные соотношения
2.2.1. Обобщенная плоская задача
2.2.2. Осесимметричная задача
2.3. Горячая деформация
2.3.1 Конечноэлементная аппроксимация температурной задачи
2.3.2. Моделирование плоских температурных полей
2.3.3. Моделирование осесимметричных температурных полей
2.3 4. Реализуемые типы температурных граничных условий
2.4. Контактное взаимодействие и его реализация
2.4.1 Основные соотношения, моделирующие контактное
2.4.2. Реализация условий трения
2.5. Оценка возможных разрушений

2.6. Аппроксимация механических свойств металлов и сплавов
при горячей обработке давлением
3. Математическое моделирование горячего формоизменения материалов при листовой прокатке
3.1 Задание параметров полосы и валков. Установка
начального положения
3.2. Контактное взаимодействие полосы с валком
3.2.1. Определение нейтрального сечения
3.2.2. Силы, действующие на валки, и момент прокатки
3.2.3. Расчет возможных разрушений при листовой прокатке
3.3 Проверка работоспособности математической модели
3.3 1 Сравнительный анализ расчетов и аналитических формул
3.3.2 Сравнительный анализ расчетов и результатов работы
реального прокатного стана
4. Методика расчета деформационных и энергосиловых параметров прокатки сорговых профилей
4.1. Основные допущения, принимаемые при физической
постановке задачи сортовой прокатки
4.2. Алгоритм построения пространственного напряженно-деформированного состояния для элемента очага деформации
4.3. Факторы, влияющие на процесс прокатки в калибрах
4.3.1. Вычисление нейтрального сечения
4.3.2. Учет подпора со стороны соседних сечений
4.3.3 Определение координаты точки захвата металла валками
4 3 4 Вычисление скоростей движения точек контактной
поверхности с учетом пошагового изменения контура

4.3.5. Вычисление продольной скорости сечений полосы
4.3.6. Определение усилия и момента прокатки
4.4. Моделирование и анализ процесса прокатки в калибрах
4.4.1. Сравнительный анализ расчетных и эксперимент&чьных показателей формоизменения при прокатке в гладких
валках, полученных на лабораторном стане МГМИ
4 4.2. Оценка адекватности модели реальному процессу на основе экспериментально- промышленных данных
о сортовой прокатке
4.4.3. Сравнение результатов 2.50 анализа и трехмерного
анализа прокатки в калибрах
4.5. Примеры применения компьютерных прогнозов
4.5.1 Усовершенствование промышленных калибровок
4.5.2. Экспертное опробование и оценка эффективности использования системы имитационного
моделирования в промышленных условиях
5. Имитационное моделирование и оптимизация технологии
производства подшипниковых колец
5.1 Моделирование получения башенных поковок
подшипниковых колец
5.1.1. Расчет течения металла при штамповке
башенных поковок
5.1.2. Расчет термонапряженного состояния штамповой
оснастки при получении башенной поковки
5.1.3. Варианты усовершенствования технологического
процесса получения башенных поковок
5.2. Повышение эффективности подшипникового производства

принимать значения различных порядков, что затрудняет анализ и контроль результатов.
Перейдем к рассмотрению методов, обладающих достоинствами сеточных и проекционных методов и лишенных их фундаментальных недостатков.
К группе проекционно-сеточных методов можно отнести вариационноразностный метод, метод конечных элементов (МКЭ). метод граничных интегральных уравнений — метод граничных элементов (МГИУ — МГЭ).
Широко распространено использование для моделирования пластического течения вариационно-разностных методов При этом используются преимущества описанных выше вариационных принципов механики сплошных сред и сеточного представления искомых функций [28].
Вариационно-разностный метод представляет собой применение конечно-разностной дискретизации функционала мощности (или энергии) в заданной механически сплошной среде и в некоторой произвольной области. Если использовать принцип виртуальных скоростей, то интенсивность скорости деформации Н можно выразить через компоненты тензора скорости деформации, а те. в свою очередь, через составляющие вектора скорости. Затем дифференциальные операторы, входящие в преобразованное таким образом выражение для Н заменяются их конечно-разностными аналогами. После дискретизации подынтегрального выражения, необходимо выбрать соответствующую схему численного интегрирования (например, квадратурную формулу Гаусса). Далее проводится интегрирование по всем ячейкам конечно-разностной сетки и по тем участкам границы, где заданы граничные условия по Нейману. После этого проводится составление системы уравнений относительно неизвестных узловых значений составляющих вектора скорости, решение которой и позволит найти распределение искомого поля скоростей [37]