Математическое моделирование технологических операций штамповки эластичной средой листовых деталей с учетом пружинения

• Автор: Широкова, Зинаида Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 144 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ технологических процессов изготовления деталей штамповкой эластичной средой
1.2. Обзор методов расчета напряженнодеформированного состояния и величины пружинения

1.3. Выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ШТАМПОВКИ

ЭЛАСТИЧНОЙ СРЕДОЙ

2.1. Аппроксимация диаграмм деформирования

2.2. Метод переменных параметров упругости

2.3. Расчет напряженнодеформированного состояния
2.4. Расчет пружинения
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ПРОВЕРКА .АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ
3.1. Планирование эксперимента
3.2. Результаты и обработка экспериментальных исследований
3.3. Оценка адекватности модели
3.4. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных
3.5. Оценка влияния нестабильности механических характеристик
и размеров сортамента на велшшну пружинения
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
4.1. Общее описание программного комплекса
4.2. Описание программных модулей 6
4.2.1. Аппроксимация кривой упрочнения
4.2.2. Расчет длины нейтрального слоя под нагрузкой
4.2.3. Метод переменных параметров упругости
4.2.4. Расчет напряжений на ребре выпуклого борза V
4.2.5. Расчет напряжений на ребре вогнутого борза V
4.2.6. Расчет напряжений на стенке выпуклого борта V
4.2.7. Расчет напряжений на стенке вогнутого борта V
4.2.8. Расчет углов пружинения
4.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Проведена оценка влияния нестабильности механических характеристик материала заготовки и размеров сортамента на точность изготовления деталей. В четвертой главе описывается реализация программного комплекса, приводится общая схема функционирования, описания программных модулей и составы входных и выходных данных. В приложении приведены акты внедрения. ГЛАВА 1. Широкое распространение в авиастроении получили процессы штамповки листовых деталей эластичной средой. К таким деталям, составляющим наиболее многочисленную группу деталей ЛА относятся: пояса и стойки нервюр крыла, стабилизатора, киля, спрингеры и шпангоуты носовой и хвостовой частей фюзеляжа, нервюры всех типов. Штамповка эластичной средой - наиболее распространенный в самолетостроении способ изготовления плоских деталей с бортами (типа нервюр). Формообразование этих деталей осуществляется за счет изгиба, растяжения и посадки (сжатия) под действием давления эластичной среды. Достоинства процесса заключается в высокой производительности (за один ход пресса штампуют несколько различных деталей), простоте оснастки и обслуживания [1]. Штамповку' листовых деталей, проводят в универсальных контейнерах оснащенных эластичной (полиуретановой) полушкой. Гибку деталей производят в штампах с открытым или закрытым объемом. В штампах с открытым объемом можно производить гибку деталей из пластического материала (относительное удлинение <*. В штампах с формообразующими деталями из полиуретана процесс штамповки происходит в результате совместной упруго-пластической деформации заготовки и матрицы (пуансона) из полиуретана. В результате гибки в штампах с формообразующими деталями из полиуретана можно получить детали с несколькими гибками за один переход. Гибку допускается совмещать с пробивкой отверстий и рельефной формовкой. При совмещении гибки с пробивкой отверстий и рельефной формовкой следует применять штампы с закрытым объемом. Р^ - давление, МПа. Ширина матрицы из полиуретана в штампе с открытым объемом (Вм) должна быть не менее пятикратной ширины контакта пуансона (Вр). Минимальная высота матрицы из полиуретана {Им) должна превышать глубину внедрения пуансона не менее чем в три раза. Величена зазора (Вм) между матрицей из полиуретана и стенкой контейнера должна быть не менее 0,5 мм и не более 1 мм. Размеры формовочного блока для гибки в штампе с закрытым объемом. Припуск на высот>' формовочного блока принимают равным от 8 до мм. Углы формовочного блока и нерабочие ребра следует скруглять радиусом от 2 до мм. Штампы с формообразующими деталями из полиуретана применяют в целях снижения стоимости, сокращения сроков проектирования и ремонта, снижение металлоемкости, сокращение сроков изготовления. Радиус гибки должен быть не менее 0, мм, для гибки в штампах с открытым объемом. Радиус гибки должен быть не менее 0, для гибки в штамповках с •закрытым объемом. Минимальный размер отгибаемой полки должен быть равен . Минимально допустимый радиус гибки следует применяется лишь в случае конструктивной необходимости, во всех других случаях он увеличивается от 1,5 до 2,5 раз. Форма контейнеров в плане может быть прямоугольной или круглой. Поскольку данная работа посвящена изучению ТІЇ типа а), б) и г), то в дальнейшем изложении будут рассматриваться только они. Деформирующее давление, действующее со стороны эластичной среды на заготовку, при штамповке зависит от физико-мсханичсских характеристик материала заготовки и геометрии получаемой детали. Величина необходимого для формообразования деформирующего давления определена в работах [, , ], где показано, что для формообразования деталей с плоской стенкой эта величина находится в пределах . МПа. При формообразовании деталей с выпуклыми бортами возможна потеря устойчивости (гофрообразование борта). Для предотвращения этого эффекта используются неподвижные и подвижные прижимные опоры Применение прижимных опор определяется величиной коэффициента гибки-формовки К - Аб / /? Ий - высота борта, Яб - радиус кривизны борта в плане. При 0,1 < К < 0, применяются неподвижные прижимные опоры (рис. К > 0, и высоте борта Ьб > мм необходимо применять подвижные прижимные опоры.