Расчетно-экспериментальный метод определения температурных напряжений элементов конструкций технологической оснастки в процессе формования литых заготовок

• Автор: Миронова, Любовь Ивановна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Постановка задачи. Обзор и. анализ работ, посвященных исследованию термонапряженного состояния элементов
конструкций технологической оснастки в процессе литья
§ 1.1. Краткий исторический обзор ранее проведенных исследований термонапряженного состояния элементов конструкций литейных форм.
§ 1.2. Элементы конструкций, материалы и условия эксплуатаций технологической оснастки литейного производства
§ 1.3. Обобщение конструктивных схем технологической
оснастки
§ 1.4. Цели и задачи исследований
Глава II. Методы теплопроводности и термоупругости для
анализа работоспособности технологической оснастки
§2.1. Тепловые процессы в элементах оснастки
§ 2.2. Методы расчета температурных полей с учетом особенностей конструктивных схем
§2.3. Температурные поля и градиенты температур в исследуемых конструктивных схемах
§ 2.4. Термомеханика элементов конструкций технологической оснастки
Глава Ш. Определение температурных напряжений в элементах конструкций на основе математических аналогий механики деформируемого твердого тела
§ 3.1. Моделирование термонапряженного состояния многосвязных оболочечных элементов конструкций оснастки методом статико-геометрической аналогии

§3.2. Практическая реализация метода пластиночной аналогии при определении температурных напряжений в элементах
технологической оснастки
§3.3. Термонапряженное состояние призматических изделий сложной формы
Глава IV. Экспериментальные исследования и практические рекомендации по оптимальному проектированию элементов
конструкций технологической оснастки
§4.1. Конструктивные схемы опытных образцов и промышленных изделий
§4.2. Комплексные расчетно-экспериментальные исследования элементов конструкций технологической оснастки
§4.3. Практические рекомендации по выбору конструктивных схем, материала и условий термосилового нагружения элементов конструкций литейного производства
Основные выводы
Литература
Приложения

Введение
Задачи о температурных напряжениях возникают в машиностроении, авиации,, металлургии, строительстве, и других областях, где вопросы прочности, связанные с температурными воздействиями могут, иметь, большое значение: Особое внимание этим вопросам уделяется! в заготовительном производстве, а именно в литейном производстве. Получение качественных литых заготовок неразрывно связано с качеством технологической оснастки (формы литья, пресс-формы, кокили и т.д.), в которых они оформляются.
Качество получаемых изделий существенно зависит от эксплуатационной стабильности соответствующих прессформ, под которой понимается неизменность геометрической формы и структурного состояния узлов оснастки. Нарушение эксплуатационных параметров элементов оснастки обусловлено взаимодействием расплавленного металла с поверхностью форм литья. Конечным результатом такого взаимодействия является изменение структуры поверхностного слоя материала с последующим снижением прочности, предела текучести, образования микротрещин. При этом степень деградации материала оснастки определяется уровнем и характером распределения температурных напряжений, определение которых весьма важно для прогнозирования поведения элементов оснастки в технологиях изготовления литых заготовок.
Вопросы оптимальной конструкции оснастки, ее эксплуатационной стойкости, являются составной частью формирования себестоимости изготовления заготовок. Высокие цены на металл, энергоносители и высокопроизводительное металлорежущее оборудование не позволяют изготавливать дешевую технологическую оснастку в литейном производстве, вследствие чего доля литых заготовок в машиностроении стремительно падает. Замена литых заготовок на детали, выполненные
направлении координаты, радиуса цилиндра, Т = $х,у,г)= Д%). Каждый слой тепловой цепочки характеризуется своим температурным полем, которое определяется из решения нестационарного уравнения
теплопроводности Стут (г)
Эт рк

Формулы для расчета
3*1 _ аж дт дрк

; 0<рк>%

_д А-+Ьу
ж -ч ^ ^Уж Т -ч
дрк дт дрк 4=Дт)прирк= <;■. * =
(2.11)
СгГг(^ = ~ дт рк

2 — Л •
ЛгРк "г ; ^ <” Рк > Г
оРк )
Ъ = Ь ; рк — Г,;
Эь _ дэ» Г3 [
дРк К

; г7 <рк > г
-д.„А=_д

°'м Ърк -’С«Мдрк' 13 - 14 ; Рк =Г2/
(2.12)
(2.13)
д1л =аСкМ
дрк дрк

V ЪРк)
; Г 2 <рк > Г
А; л, , —а,о(^4 /)) ’ Г — Гз,

(2.14)
Начальные условия:
т= 0; ?у = /зая; 0
Я*, - коэффициент теплопроводности жидкого состояния сплава; ккал/м ч °С;
Ат - коэффициент теплопроводности твердого состояния сплава; ккал/м ч