Математическое моделирование обжима и раздачи трубчатых заготовок в матрицы с продольными и поперечными пазами энергией импульсного магнитного поля

• Автор: Яковлева, Ольга Борисовна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 142 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. анализ методов расчета электромагнитных процессов в задачах магнитноимпульсной ШТАМПОВКИ
1.2. Основные выводы по разделу
1.3. Цель и основные задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК
2.1. Основные соотношения конечно-элементного анализа процессов деформирования
2.1.1. Вариационная формулировка задачи динамики
2.1.2. Конечно-элементная формулировка задачи.:.:
2.1.3. Представление матрицы жесткости при упругом и пластическом состояниях материала
2.1.4. Математическая реализация упругопластических переходов
2.1.5. Вариант решения уравнений движения
2.1.6. Свободная раздача тонкостенных трубчатых заготовок
2.2. Конечно-элементные варианты вычисления деформаций в задачах магнитноимпульсной штамповки
2.3. Общие результаты и выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК
3.1. Конечно-элементное решение задач обжима и раздачи трубчатой заготовки в матрицу с кольцевыми пазами
3.2. Процессы продольной рифтовки тонкостенной трубчатой заготовки
3.2.1. Конечно-элементный анализ процесса раздачи труб в матрицу с продольными пазами
3.2.2. Численные исследования процесса обжима цилиндрической трубы в матрицу с продольными пазами энергией ИМП
3.3. Сравнение экспериментальных и расчетных данных
3.4. Применение факторного машинного эксперимента для математического моделирования процессов магнитно-импульсной штамповки
3.4.1. Исследование процессов поперечной рифтовки
3.4.1.1. Реализация многофакторного эксперимента процесса поперечной рифтовки
3.4.2. Исследование процессов продольной рифтовки
3.4.2.1. Исследование геометрических параметров процесса продольной рифтовки
3.4.2.2. Исследование силовых и геометрических параметров процесса продольной рифтовки ИМП
3.5. Общие результаты и выводы
4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОДНОВИТКОВОМ ИНДУКТОРЕ ДЛЯ МИОМ
4.1. Основные гипотезы. Построение математической модели электрических процессов
4.2. Интегрирование уравнений
4.3. Вычисление сил и температур
4.4. Результаты расчетов. Их анализ
4.5. Выводы по главе
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
6. ЛИТЕРАТУРА
Введение

Сокращение сроков освоения новых изделий, снижение себестоимости их изготовления и металлоемкости применяемой оснастки, повышение конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения оказывают мощное стимулирующее воздействие на разработку научнообоснованных методов расчета новой техники и технологий, компьютерных проектных методик. В настоящее время все это усугубляется недостатком инвестиций, высокой стоимостью кредитов, жесткими требованиями и нестабильностью товарного рынка, в связи с чем особенно актуальной становится проблема разработки систем автоматизированного проектирования (САПР) ресурсосберегающих технологий и оборудования, обеспечивающих минимальную трудоемкость изделий при наилучшем их качестве. В свою очередь создание развитых САПР невозможно без решения большого круга теоретических, экспериментальных, технологических и компьютерно-программных задач. К таким задачам, в первую очередь, относятся разработка более полных и точных математических моделей процессов пластического формоизменения.
В значительной степени решению этих задач способствует внедрение в промышленность прогрессивных технологий магнитно-импульсной штамповки, отличающихся компактностью и мобильностью оборудования, простотой и низкой стоимостью оснастки, высоким качеством получаемых изделий. Современные установки для магнитно-импульсной обработки металлов, основанные на модульном принципе, позволяют расширить потенциальные возможности листовой штамповки, легко встраиваются в автоматизированные линии, могут использоваться для выполнения разнообразных операций формовки и сборки как в условиях мелкосерийного, так и крупносерийного производств [ 51, 53, 68, 79, 81 ]. Результаты исследований показывают, что в операциях магнитно-импульсной штамповки

где П - шаг, соответствующий моменту времени /. Тогда уравнение движения элемента (2.1) представим в виде:
М-А = АР-К-Шк,
(2.12)
где Аик и АР - векторы приращений перемещений и внешних сил соответственно.
При использовании диагональной матрицы масс решение системы (2.12) сводится к делению правой части на диагональные элемента матрицы масс:
т = мч(Хдр-Х-ЛС/*)-

2.1.3. Представление матрицы жесткости при упругом и пластическом состояниях материала
В пределах упругих деформаций связь между приращениями напряжений и деформаций выражается законом Гука, согласно которому компоненты приращений деформаций являются линейными функциями приращений напряжений. Для изотропного тела в случае плоского деформированного состояния закон Гука имеет вид:

А(ТУ
(2.13)

(1+ф(1-2г)(А " " АЕх’
А у =— Ат ;
/ ху ху’
где С - модуль сдвига; упругие постоянные материала Е,С и V связаны между собой равенством