Компьютерное моделирование процессов дорнования отверстий трубчатых заготовок

• Автор: Лебедев, Алексей Романович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 232 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Основные направления научно-методического обеспечения методов пластического формообразования трубчатых заготовок коническим инструментом
1.1. Общая характеристика процесса объемного дорнования отверстий заготовок
из труб
1.2. Основные схемы процессов объемного дорнования заготовок из труб
1.2.1. Однозубое дорнование отверстий
1.2.2. Многозубое дорнование отверстий
1.3. Экспериментально-аналитические исследования очага деформации
1.3.1. Формы очага деформации
1.3.2. Аналитические исследования параметров очага деформации
1.3.3. Экспериментальные исследования параметров очага деформации
1.4. Анализ методов исследования параметров процесса дорнования отверстий
1.4.1. Контактное давление
1.4.2. Сила дорнования
1.5. Применение численных методов для анализа
напряженно-деформированного состояния осесимметричных конструкций
Выводы
Цель и задачи исследований
Глава 2. Теоретические и экспериментальные исследования параметров
очага деформации при дорновании отверстий трубчатых заготовок
2.1. Обобщенные представления о форме и размерах очага деформации
2.1.1. Формулировка задачи исследований
2.1.2. Исследование высоты волны внеконтактной деформации
2.2. Обобщенная схема деформации трубчатой заготовки, взаимодействующей
с конусом инструмента
2.2.1. Элементы очага деформации
2.2.2. Закономерности деформации в передней упругой зоне
2.2.3. Закономерности деформации в задней упругой зоне
2.3. Закономерности деформации на внеконтактных пластических участках
2.3.1. Геометрия переднего участка внеконтактной пластической деформации
2.3.2. Геометрия заднего внеконтактного участка пластической деформации
2.4. Участок контактного взаимодействия инструмента с заготовкой
Выводы
Глава 3. Основные предпосылки компьютерного моделирования процессов дорнования трубчатых заготовок

3.1. Исходные предпосылки моделирования процессов дорнования на ЭВМ
3.2. Основные предпосылки применения численных методов решения
задач упругопластических задач деформирования осесимметричных заготовок
3.3. Конечно-разностная постановка задачи определения полей упругих
деформаций при локальном нагружении осесимметричного тела
3.4. Конечно-элементная постановка задачи определения полей упругих
деформаций при локальном нагружении осесимметричного тела
3.5. Моделирование локального нагружения осесимметричного тела за пределами упругости
3.6. Краткое описание программы моделирования
Выводы
Глава 4. Исследования компьютерной модели
4.1. Равномерное нагружение толстостенного цилиндра
4.2. Задача о локальном осесимметричном нагружении тонкостенной втулки
4.3. Задача об упругом нагружении пластины
4.4. Моделирование перехода втулки в пластическое состояние
4.5. Точность моделирования и ресурсы ЭВМ
Выводы
Глава 5.Методика моделирования процессов дорнования отверстий
трубчатых заготовок
5.1. Граничные условия в модели
5.2. Методика моделирования напряженно-деформированного состояния многослойных оболочек
5.3. Определение параметров процесса дорнования по данным компьютерного моделирования
5.3.1. Параметры передней внеконтактной зоны
5.3.2 Параметры задней внеконтактной зоны
5.3.3. Модификация геометрии внеконтактных зон по толщине стенки
5.3.4. Определение основных геометрических параметров обрабатываемой заготовки
5.3.5. Определение силовых параметров процесса
5.4. Структура численного эксперимента
Выводы
Г лава 6. Экспериментальные исследования и моделирование процессов дорнования отверстий трубчатых заготовок
6.1.У гол максимального пластического изгиба
6.2. Радиус изгиба
6.3.Фактическая длина контакта дорна с заготовкой

6.4.Упругие радиальные смещения и точность обработки отверстий
6.5.Контактное давление на поверхности инструмента
6.6.Сила дорнования
6.7.0статочные деформации и размеры трубчатой заготовки
6.8. Напряженно-деформированное состояние в процессе
деформирования заготовки
6.9.0статочные напряжения
Выводы
Глава 7. Проектирование процесса дорнования отверстий трубчатых заготовок
7.1. Принципы проектирования технологических процессов обработки отверстий с применением процесса дорнования
7.2 Методика выбора трубчатых заготовок
7.3. Учет требований к твердости материала поверхностного слоя при
выборе заготовки
7.4 Автоматизация расчета предельных размеров трубчатых заготовок
7.5. Упрочнение материала заготовки в процессе дорнования отверстий
7.6. Методика расчета процесса дорнования
7.6.1. Общий план проектирования процесса дорнования отверстий
7.6.2. Определение натяга на первый зуб многозубого дорна
7.6.3. Стратегия проектирования многозубого дорна
7.6.4 Рекомендации по поиску более выгодного варианта
конструкции многозубого дорна
7.7. Оптимальная конструкция многозубого дорна
7.8. Практическое моделирование процесса дорнования отверстия трубчатой заготовки
Выводы
Общие выводы по работе
Список использованных источников
Приложения
Приложение № 1. Протоколы численного эксперимента
Приложение № 2. Листинг программы “MODEL”
Приложение № 3. Листинг программы “ANALIZMOD”
Приложение № 4. Листинг программы “DISP_MOD”
Приложение № 5. Акты внедрения разработки

дела текучести определяется по кривой упрочнения 1-го рода о = Де). Другой важной особенностью пакета является наличие адаптивного алгоритма дискретизации исследуемой области на каждом шаге нагружения, что позволяет наиболее корректно описывать граничные условия нагружения заготовки. Аналогичными возможностями обладают ряд других программных продуктов отечественного и зарубежного производства, например система расчета процесса пластического деформирования «РАПИД» [78], РОЮШБ, ДБ-БУТЧАЗБ и др.
Следует отметить, что как бы ни были широки возможности современных коммерческих пакетов программ, применение их для исследования процесса дорнования отверстий является затруднительным по следующим причинам:
все пакеты, информация по которым была доступна автору, основаны на теории пластического течения, для которой характерно допущение о ничтожной роли упругих деформаций в ходе нагружения заготовки. Для процессов дорнования отверстий трубчатых заготовок роль упругих деформаций отрицать нельзя;
- дифференциальные уравнения, решаемые в ППП методом конечных элементов имеют свой жесткий набор составляющих, изменить который невозможно без исходных текстов программ. Это создает для исследователя большие неудобства при изучении процессов, отличающихся от тех, ради которых создавался пакет;
ВЫВОДЫ
1. Аналитические методы исследования процессов дорнования отверстий основаны на применении систем дифференциальных уравнений в частных производных, включающих условия равновесия и пластичности и связи деформаций с напряжениями, для решения которых приходится вводить упрощающие допущения. В частности, вводятся допущения о плоском напряженно-деформированном состоянии, жестко деформируемом теле, известном направлении главных напряжений и деформаций и др. В результате полученные решения имеют ограниченные возможности по оценке НДС в любой точке деформируемого тела.
2. Теоретические исследования процессов дорнования отверстий в трубчатых заготовках, выполненные с применением классических методов теории обработки металлов давлением, не привели к достаточно достоверной числовой оценке многих главных параметров очага деформации. Имеются существенные разногласия в оценке контактного давления и длины контакта, не выработано отношение к форме и размерам очага деформации и механизму его образования. В связи с этим просматривается недостаточность обобщающих материалов по проектированию процессов дорнования, регулированию точности и каче-