Динамика процесса экструзии при брикетировании стружки алюминиевых сплавов

• Автор: Костин, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И
ПРАКТИКИ БРИКЕТИРОВАНИЯ
1.1. Сущность и способы брикетирования
1.2. Анализ отечественных и зарубежных разработок
1.3. Влияние физико-механических свойств сыпучих материалов на
процесс брикетирования
1.4. Анализ математических моделей прессования
1.5. Выводы
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ ПРИ БРИКЕТИРОВАНИИ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
2.1. Метод реологического моделирования
2.2.Расчет сил внешнего трения
2.3. Математическое моделирование процесса прессования стружки методом экструзии
2.4. Метод крупных частиц для интегрирования дифференциальных уравнений
2.5. Численное моделирование процесса экструзи
2.6. Вывод
3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННЫХ РАСЧЕТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ
СПЛАВОВ
3.1. Описание экспериментальных исследований
3.2. Результаты экспериментальных исследований

3.3. Анализ результатов экспериментальных и численных исследований
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ПЕРЕРАБОТКИ И БРИКЕТИРОВАНИЯ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ
4.1. Разработка технологии брикетирования
4.1.1. Экспериментальная оценка производительности участка
4.1.2. Энергетические показатели участка
4.1.3. Расчет конструкции пресс-формы
4.2. Практическая реализация результатов
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Производственная деятельность любого металлообрабатывающего предприятия связана со значительными отходами металла в стружку, несмотря на применение прогрессивных способов получения заготовок.
Проблема рационального использования металлической стружки самого распространенного металлосодержащего и металлоемкого промышленного отхода содержит многие аспекты, такие как технические, организационноэкономические, экологические и др. Однако научные основы передела стружки недостаточно разработаны. Это подтверждается тем, что организованно перерабатывается только 35-40% всей образующейся стружки /2, 19, 75/.
Трудность решения этой проблемы на сегодняшний день обусловлена: физическим состоянием металлической стружки (развитая поверхность, низкая насыпная масса, высокая степень наклепа ее элементов); низкой культурой организации сбора, транспортировки и хранения стружки, отсутствием оптимальной технологии ее переработки.
Современные способы переработки металлической стружки, как шихтового материала, несмотря на многолетний опыт и традиции нерентабельны, несовершенны и неперспективны. Основные их недостатки: низкий уровень вышеназванных мероприятий по подготовке стружки к предварительному переделу, что приводит к ее смешиванию по химическому составу, и степени окисления; значительный угар металла (до 20-25%) при выплавке из стружки черных и цветных металлов; высокая металло- и энергоемкость оборудования для подготовки стружки к переплаву; прерывность технологических процессов.
Известно, что удельные капитальные вложения на сбор и переплавку металлических брикетов в 10 раз меньше, чем на производство нового металла из РУД-
Поэтому исследование и внедрение процессов экструзии при брикетировании стружки для последующей переплавки в металлургии является

рования порошковых и пористых материалов. Рассмотрена дилатансия, когда при увеличении касательных напряжений при неизменном усилии прессования (при РО) влечет за собой интенсификацию уплотнения. Явления рассматриваемого типа называют дилатансией первого рода.
В данной работе рассматриваются начально-краевые задачи технологического деформирования пористых тел.
Физико-механические и служебные характеристики пористых тел определяются плотностью и деформацией прессуемого материала. Система
дифференциальных уравнений имеет вид:
<3р Эр ЭУ;
— + V ; —1— + р ~
дХ ЭХ; Эх1
Эю Эю
+ V, у
дх 1 ЭХ;
Схема деформирования задается граничными условиями, выражающими взаимодействие обрабатываемого материала с пресс-формой, которые формируются с помощью компонент вектора скорости (прилипание, нормальное перемещение пресс-элементов) или напряжений (свободная поверхность, внешнее трение). Начальные условия описывают распределение р и со до начала деформирования.
Решение сформулированной начально-краевой задачи составляет основу математического моделирования процессов уплотнения. Численные методы основаны на пошаговом интегрировании. Поле скоростей устанавливают на каждом шаге интегрирования, для чего в работе /65/ используется метод конечных элементов. При решении задач о прессовании в жестких конических матрицах предоставляется метод проницаемых элементов (МПЭ), основанный на предположении о возможности (в отличие от МКЭ) изменения массы конечного элемента. Это позволяет использовать при дискретизации области течения такую сетку конечных элементов, которая изменяется по заранее заданным законам.