Повышение качества круглых в плане поковок на основе совершенствования технологии штамповки

• Автор: Володин, Александр Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Г лава 1. Проектирование технологических процессов горячей

объемной штамповки круглых в плане поковок

1.1. Технологические схемы штамповки круглых в плане 14 поковок и конструкции штамповой оснастки
1.2. Роль моделирования при проектировании техноло- 24 гических переходов штамповки
1.3. Задание граничных условий в напряжениях трения и 29 оценка антифрикционных свойств смазок

1.4. Выводы и задачи исследования

Глава 2. Реверсивная математическая модель расчета осесиммет-

ричного деформированного состояния

2.1. Разбиение области деформации на конечные элемен- 35 ты
2.2. Характеристика четырехугольного изопараметриче- 36 ского элемента
2.3. Конечноэлементная аппроксимация функционала
2.4. Условие несжимаемости четырехугольного элемента
2.5. Особенности использования четырехугольных эле- 45 ментов
2.6. Задание граничных условий
2.7. Выбор шага приращения деформации
2.8. Условия перехода материала с контактной поверх- 53 ности на свободную и обратно
2.9. Тестирование математической модели
2.10. Использование математической модели для опре-

деления конфигурации полуфабриката
2.11 Выводы и итоги главы
Глава 3. Исследование эффективности технологических смазок и 63 определение показателей сил трения
3.1. Исследование эффективности смазок при неравных 63 объемах выборок
3.1.1. Статистистическая обработка опытных данных
3.1.2. Определение объема испытаний
3.1.3. Проверка гипотезы нормальности эмпирического 70 распределения
3.1.4 Отсев грубых погрешностей
3.1.5. Проверка гипотезы о равенстве дисперсий незави- 73 симых экспериментальных выборок
3.1.6. Однофакторный дисперсионный анализ
3.1.7. Результаты исследования пяти видов смазки
3.2.Разработка экспериментально-теоретического метода 87 определения коэффициентов трения
3.3. Выводы и итоги главы 103 Глава 4. Исследование влияния технологических факторов на
процессы штамповки и разработка технических решений повышающих качество поковок
4.1. Кольцевые поковки
4.1.1. Физическое исследование влияния смещения 105 штампов на изгиб пуансона
4.1.2. Численное моделирование физических экспери- 113 ментов
4.1.3. Численное моделирование бесподпорной техноло- 114 гии изготовления кольцевых поковок
4.2. Поковки шестерен с венечной и ступичной частями
4.3. Разработка технических решений с целью повышения качества штампуемых поковок
4.3.1. Концепция проектирования штамповой оснастки для изготовления круглых в плане поковок с глубокими центральными отверстиями
4.3.1.1. Устройство для горячей объемной штамповки
4.3.2. Устройство для выравнивания торцов заготовок
4.4. Разработка технологической схемы изготовления круглых в плане поковок с центральным фланцем
4.5. Выводы и итоги главы Основные выводы Библиографический список Приложения

Вектор скольжения V, = V* - уг,
V* - проекция вектора скорости инструмента на плоскость 5^,
гг - проекция вектора скорости точек металла, находящихся в контакте с инструментом, на плоскость ;
V., =д/(У- -угг)2+Ь’*гу -V.)2 • (2.2)
В (2.2) под корнем записаны компоненты соответствующих векторов.
Таким образом, задача определения деформированного состояния сводится к минимизации функционала (2.1). Для численной реализации этого принципа воспользуемся методом конечных элементов, который предусматривает дискретизацию рассматриваемой области на конечное число элементов. При этом внутри каждого элемента компоненты вектора скорости течения аппроксимируются функциями, например, линейными относительно каждой координаты.
2.1. Разбиение области деформации на конечные элементы
Согласно методу конечных элементов, рассматриваемая область деформации должна быть разбита на конечное число элементов. При этом необходимо задать их количество, размеры и формы. Элементы, с одной стороны, должны быть достаточно малыми, что до определенного момента повышает точность решения, с другой стороны, применение больших элементов сокращает время счета. Обычно, в местах, где ожидаемые результаты предположительно сильно изменяются, применяют более мелкую сетку разбиения, а в областях, где ожидаемые результаты почти постоянны применяют крупную.
При дискретизации двумерных областей используют треугольные и четырехугольные элементы. Они бывают линейные, квадратичные и кубиче-