në shtëpi » Llogaritjet » Modelimi numerik i proceseve të prerjes. Modelimi numerik i proceseve të prerjes së materialeve elastoviskoplastike në një formulim tredimensional

Modelimi numerik i proceseve të prerjes. Modelimi numerik i proceseve të prerjes së materialeve elastoviskoplastike në një formulim tredimensional

MEKANIKA E TRUPIT TË NGURTË<3 2008

SIMULIMI NUMERIK I PROCESEVE TË PRERJES SË MATERIALEVE ELASTIKO-VISKO-PLASTIKE NE NJË PARAQITJE TREDIMENSIONALE

Në këtë punim, një simulim tredimensional i procesit të paqëndrueshëm të prerjes së një pllake elastike-viskoze-plastike (pjese pune) nga një prestar absolutisht i ngurtë që lëviz me shpejtësi konstante V0 në prirje të ndryshme të skajit prerës a (Fig. 1). Modelimi u krye mbi bazën e një modeli termomekanik të çiftuar të një materiali elastik-viskoz-plastik. Bëhet një krahasim midis procesit të prerjes adiabatike dhe mënyrës, duke marrë parasysh përçueshmërinë termike të materialit të pjesës së punës. Një studim parametrik i procesit të prerjes u krye me një ndryshim në gjeometrinë e pjesës së punës dhe mjetit prerës, shpejtësinë dhe thellësinë e prerjes, si dhe vetitë e materialit që përpunohet. Madhësia e trashësisë së pjesës së punës në drejtim të boshtit z. Gjendja e sforcimit ndryshoi nga e tensionuar në plan H = H/L< 1 (тонкая пластина) до плоскодеформируе-мого H >1 (pllakë e gjerë), ku H është trashësia, L është gjatësia e pjesës së punës. Problemi u zgjidh në një rrjet adaptiv lëvizës Lagranzhian-Eulerian me metodën e elementeve të fundme me ndarje dhe duke përdorur skema eksplicite-mplicite për integrimin e ekuacioneve. Është treguar se simulimi numerik i problemit në një formulim tredimensional bën të mundur studimin e proceseve të prerjes me formimin e një çipi të vazhdueshëm, si dhe me shkatërrimin e çipit në pjesë të veçanta. Mekanizmi i këtij fenomeni në rastin e prerjes ortogonale (a = 0) mund të shpjegohet me zbutjen termike me formimin e brezave të prerjes adiabatike pa përfshirë modele dëmtimi. Kur preni me një prerës më të mprehtë (këndi a është i madh), është e nevojshme të përdorni një model të kombinuar të zbutjes termike dhe strukturore. Varësia e forcës që vepron në prerës merren për parametra të ndryshëm gjeometrikë dhe fizikë të problemit. Tregohet se regjimet thuajse monotone dhe osciluese janë të mundshme dhe jepet shpjegimi fizik i tyre.

1. Hyrje. Proceset e prerjes luajnë një rol të rëndësishëm në përpunimin e materialeve të vështira për t'u deformuar në tornim dhe freza. Përpunimi është operacioni kryesor për formimin e çmimeve në prodhimin e pjesëve komplekse të profilit nga materiale të vështira për t'u deformuar, siç janë lidhjet titan-alumin dhe molibden. Kur ato priten, formohen patate të skuqura, të cilat mund të ndahen në copa të veçanta (patate të skuqura), gjë që çon në një sipërfaqe të pabarabartë të materialit të prerë dhe presion shumë të pabarabartë në prerës. Përcaktimi eksperimental i parametrave të temperaturës dhe gjendjeve stres-deformim të materialit që përpunohet gjatë prerjes me shpejtësi të lartë është jashtëzakonisht i vështirë. Një alternativë është simulimi numerik i procesit, i cili bën të mundur shpjegimin e veçorive kryesore të procesit dhe studimin e mekanizmit të prerjes në detaje. Një kuptim themelor i mekanizmit të formimit dhe thyerjes së çipave është thelbësor për prerjen efikase. Matematika

Modelimi teorik i procesit të prerjes kërkon marrjen parasysh të deformimeve të mëdha, shkallës së sforcimit dhe ngrohjes për shkak të shpërndarjes së deformimit plastik, i cili çon në zbutjen termike dhe shkatërrimin e materialit.

Zgjidhja e saktë e këtyre proceseve ende nuk është marrë, megjithëse kërkimet janë ndërmarrë që nga mesi i shekullit të 20-të. Punimet e para u bazuan në skemën më të thjeshtë të llogaritjes rigide-plastike. Megjithatë, rezultatet e marra në bazë të analizës së ngurtë-plastike nuk mund të kënaqnin as përpunuesit e materialit dhe as teoricienët, pasi ky model nuk u jepte përgjigje pyetjeve të parashtruara. Në literaturë, nuk ka zgjidhje për këtë problem në një formulim hapësinor, duke marrë parasysh efektet jolineare të formimit, shkatërrimit dhe copëzimit të çipave gjatë zbutjes termomekanike të materialit.

Vitet e fundit, falë simulimeve numerike, janë bërë përparime të caktuara në studimin e këtyre proceseve. Studime të ndikimit në formimin dhe shkatërrimin e patate të skuqura të këndit të prerjes, termike vetitë mekanike detaje dhe prerës, mekanizëm shkatërrimi. Megjithatë, në shumicën e punimeve, procesi i prerjes u konsiderua nën kufizime të rëndësishme: u miratua një formulim dydimensional i problemit (deformimi i planit); ndikimi nuk u konsiderua faza fillestare proces i paqëndrueshëm në forcën që vepron në prerës; shkatërrimi supozohej të ndodhte sipas një ndërfaqeje të paracaktuar. Të gjitha këto kufizime nuk lejuan studimin e plotë të prerjes, dhe në disa raste çuan në një keqkuptim të mekanizmit të vetë procesit.

Për më tepër, studimet eksperimentale tregojnë vitet e fundit, në shpejtësi të lartë deformimi e > 105-106 s-1, shumë materiale shfaqin një varësi anormale nga temperatura e lidhur me rirregullimin e mekanizmit të lëvizjes së dislokimit. Mekanizmi i luhatjes termike zëvendësohet nga mekanizmi i rezistencës së fononit, si rezultat i të cilit varësia e rezistencës së materialit nga temperatura bëhet drejtpërdrejt e kundërt: me rritjen e temperaturës, forcimi i materialit rritet. Efekte të tilla mund të çojnë në probleme të mëdha në prerjen me shpejtësi të lartë. Këto probleme nuk janë studiuar deri më tani në literaturë. Simulimi i një procesi me shpejtësi të lartë kërkon zhvillimin e modeleve që marrin parasysh varësitë komplekse të sjelljes viskoplastike të materialeve dhe, para së gjithash, marrin parasysh dëmtimin dhe shkatërrimin me formimin e çarjeve dhe fragmentimit të grimcave dhe pjesëve të një material i deformueshëm. Për të marrë parasysh të gjitha

8 Mekanika e gjendjes së ngurtë, nr. 3

efekte, kërkohen jo vetëm modele komplekse termofizike, por edhe metoda moderne llogaritëse që bëjnë të mundur llogaritjen e deformimeve të mëdha që nuk lejojnë shtrembërime kufizuese të rrjetit dhe marrin parasysh shkatërrimin dhe shfaqjen e ndërprerjes në material. Problemet në shqyrtim kërkojnë një sasi të madhe llogaritjeje. Është e nevojshme të zhvillohen algoritme me shpejtësi të lartë për zgjidhjen e ekuacioneve elastoviscoplastike me ndryshore të brendshme.

2. Deklarata e problemit. 2.1. Gjeometria. Një deklaratë tre-dimensionale e problemit pranohet. Në FIG. 1 tregon zonën dhe kushtet kufitare në rrafshin e prerjes. Në drejtimin pingul me rrafshin, pjesa e punës ka një trashësi të kufizuar H = H/L (L është gjatësia e pjesës së punës), e cila ndryshonte në një gamë të gjerë. Vendosja hapësinore lejon lirinë e lëvizjes së materialit të pjesës së punës nga rrafshi i prerjes dhe dalje më të butë të çipit, gjë që siguron kushte më të favorshme prerjeje.

2.2 Ekuacionet bazë. Sistemi i plotë i çiftëzuar i ekuacioneve termoelasticitet-viskoplasticitet përbëhet nga ekuacioni i ruajtjes së momentit

piu/ir = ; (2.1)

Ligji i Hukut me sforcimet e temperaturës

(2.2) ekuacioni i fluksit të nxehtësisë dj

pSe d- \u003d K 0, .. - (3 X + 2c) a0 ° e „■ + ko; p (2.3)

ku Ce është kapaciteti i nxehtësisë, K është koeficienti i përçueshmërisë termike, k është koeficienti Queenie-Taylor, i cili merr parasysh ngrohjen e materialit për shkak të shpërndarjes plastike.

Ne kemi gjithashtu ligjin e rrjedhës plastike të lidhur

ep = xi^/yo; (2.4)

dhe kushtet e plasticitetit

A, EE, X;, 9) = Oy (]EE, X;, 0)< 0 (2.5)

ku λ] janë invariante tensori të stresit, E; - Tensor deformimi plastik. Ekuacionet e evolucionit për ndryshoret e brendshme kanë formën

dX / yz = yLk, Xk, 9) (2.6)

2.3 Modeli i materialit. Në këtë punim, është miratuar një model termoelastik-viskoplastik i tipit Mises - një model plasticiteti me një forcë rendimenti në formën e një varësie shumëfishuese (2.7), duke përfshirë deformimin dhe forcimin viskoplastik dhe zbutjen termike:

oy(ep, ¿*,9) = [a + b(ep)"]

ku oy është forca e rrjedhshmërisë, ep1 është intensiteti i deformimeve plastike, 0 është temperatura relative referuar pikës së shkrirjes 0m: "0<0*

(0 - 0*) / (0t - 0*), 0*<0<0т

Materiali i pjesës supozohet të jetë homogjen. Materiali relativisht i butë A12024-T3 është përdorur në llogaritjet (konstantet elastike: E = 73 GPa, V = 0,33; konstante plastike: A = 369 MPa, B = 684 MPa, n = 0,73, e0 = 5,77 × 10-4, C = 0,0083, m = 1,7; ■ 10-4, C = 0,008, m = 1,46, 9* = 300 K, 9m = 600 K, v = 0,9). Procesi i prerjes adiabatike krahasohet me zgjidhjen e problemit të plotë termomekanik.

2.4. Shkatërrim. Modeli i thyerjes së materialit bazohet në qasjen e kontinumit Minchen-Sack, bazuar në modelimin e zonave të thyerjes nga grimcat diskrete. Vlera kritike merret si kriter i dështimit

Intensiteti i sforcimit plastik ep:

ep = [dx + d2exp (d311/12)][ 1 + d41n (dp/d0)](1 + d59) (2.8)

ku unë. - konstante të materialit, të përcaktuara nga eksperimenti.

Nëse kriteri i dështimit plotësohet në një qelizë Lagranzhiane, atëherë lidhjet midis nyjeve në qeliza të tilla çlirohen dhe sforcimet ose relaksohen në zero, ose rezistenca ruhet vetëm në lidhje me ngjeshjen. Masat nyjore të Lagranzhit pas shkatërrimit kthehen në grimca të pavarura që mbartin masën, momentin dhe energjinë, lëvizin si një tërësi e ngurtë dhe nuk ndërveprojnë me grimcat e pashkatërruara. Një përmbledhje e detajuar e këtyre algoritmeve është dhënë në. Në punimin aktual, thyerja përcaktohet nga arritja e intensitetit kritik të deformimit plastik ep, dhe sipërfaqja e thyerjes nuk është e paracaktuar. Në llogaritjet e mësipërme

e p = 1.0, shpejtësia e prerësit u mor e barabartë me 2 m/s dhe 20 m/s.

2.5. Metoda e integrimit të ekuacionit. Për të integruar sistemin e çiftuar të reduktuar të ekuacioneve të termoplasticitetit (2.1)-(2.8), këshillohet të zbatohet metoda e ndarjes e zhvilluar në . Skema e ndarjes së ekuacioneve elastike-plastike konsiston në ndarjen e procesit të plotë në një parashikues - një proces termoelastik, në

ku ep = 0 dhe të gjithë operatorët e lidhur me deformimin plastik zhduken, dhe korrigjuesi - në të cilin shkalla totale e sforcimit е = 0. Në fazën e parashikuesit, sistemi (2.1)-(2.6) në lidhje me variablat e shënuar me një tildë do të marrë formën

ryb/yz = a]

y aL \u003d "- a§"9) pSei9 / yg \u003d K.9ts - (3X + 2ts) a90eu

Për lexim të mëtejshëm të artikullit, duhet të blini tekstin e plotë. Artikujt dërgohen në format

V. K. Astashev, A. V. Razinkin - 2008

"MEKANIKA UDC: 539.3 A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin SIMULIMI NUMERIK I PROCESEVE TË SHPEJTËSISË TË LARTË ORTOGONALE...»

BULETINI I UNIVERSITETIT SHTETËROR TOMSK

2009 Matematika dhe Mekanika Nr. 2(6)

MEKANIKA

A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin

SIMULIMI NUMERIK I PROCESEVE

PER PRERJE ORTOGONALE ME SHPEJTESI TE LARTE TE METALEVE1

Studohen numerikisht proceset e prerjes ortogonale me shpejtësi të lartë të metaleve me metodën e elementeve të fundme në kuadrin e një modeli elastik-plastik të mediumit në intervalin e shpejtësisë së prerjes 1–200 m/s. Si kriter për ndarjen e çipave është përdorur vlera kufizuese e energjisë specifike të deformimeve të prerjes. Zbulohet domosdoshmëria e përdorimit të një kriteri shtesë të formimit të çipit, i cili propozohet vlera kufi vëllimi specifik i mikrodëmtimeve.

Fjalët kyçe: prerje me shpejtësi të lartë, simulim numerik, metoda e elementeve të fundme.

Nga pikëpamja fizike, procesi i prerjes së materialeve është një proces deformimi dhe shkatërrimi intensiv plastik, i shoqëruar nga fërkimi i çipit në sipërfaqen e përparme të prerësit dhe fërkimi i sipërfaqes së pasme të veglës në sipërfaqen e prerjes. në kushtet e presioneve të larta dhe shpejtësive të rrëshqitjes. Energjia mekanike e shpenzuar në këtë proces shndërrohet në energji termike, e cila nga ana tjetër ka një ndikim të madh në modelet e deformimit të shtresës së prerë, forcat prerëse, konsumimin dhe jetëgjatësinë e veglave.

Produktet e inxhinierisë moderne mekanike karakterizohen nga përdorimi i materialeve me rezistencë të lartë dhe të vështirë për t'u prerë, një rritje e mprehtë e kërkesave për saktësinë dhe cilësinë e produkteve dhe një ndërlikim të konsiderueshëm të formave strukturore të pjesëve të makinës të marra nga prerja. . Prandaj, procesi i përpunimit kërkon përmirësim të vazhdueshëm. Aktualisht, një nga fushat më premtuese për një përmirësim të tillë është përpunimi me shpejtësi të lartë.

Në literaturën shkencore, studimet teorike dhe eksperimentale të proceseve të prerjes me shpejtësi të lartë të materialeve janë paraqitur jashtëzakonisht të pamjaftueshme. Ekzistojnë shembuj të veçantë të studimeve eksperimentale dhe teorike të efektit të temperaturës në karakteristikat e forcës së një materiali në procesin e prerjes me shpejtësi të lartë. Në aspektin teorik, problemi i materialeve prerëse ka marrë zhvillimin më të madh në krijimin e një numri modelesh analitike të prerjes ortogonale. Sidoqoftë, kompleksiteti i problemit dhe nevoja për të marrë më mirë parasysh vetitë e materialeve, efektet termike dhe inerciale çuan në punë. 08-99059), Ministria e Arsimit dhe Shkencës së Federatës Ruse në kuadrin e AVCP " Zhvillimi i potencialit shkencor të arsimit të lartë” (projekti 2.1.1/5993).

110 A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin përdorimi i metodave numerike, nga të cilat, në lidhje me problemin në shqyrtim, përdoret më gjerësisht metoda e elementeve të fundme.

– – –

llogaritet duke përdorur ekuacionin e gjendjes së tipit Mie – Grüneisen, në të cilin koeficientët zgjidhen në bazë të konstanteve a dhe b të adiabatit të goditjes Hugoniot.

Marrëdhëniet konstituive lidhin komponentët e devijatorit të stresit dhe tensorit të shkallës së deformimit dhe përdorin derivatin Jaumann. Kushti Mises përdoret për të përshkruar rrjedhën plastike. Janë marrë parasysh varësitë e karakteristikave të forcës së mediumit (moduli i prerjes G dhe forca dinamike e rendimentit) nga temperatura dhe niveli i dëmtimit të materialit.

Simulimi i procesit të ndarjes së çipave nga pjesa e punës u krye duke përdorur kriterin për shkatërrimin e elementeve të projektimit të pjesës së punës, duke përdorur një qasje të ngjashme me modelimi simulues shkatërrimi i materialit të tipit erozion. Vlera kufizuese e energjisë specifike të deformimeve të prerjes Esh është përdorur si kriter i thyerjes - kriteri i ndarjes së çipit.

Vlera aktuale e kësaj energjie llogaritet duke përdorur formulën:

D Esh = Sij ij (5) dt Vlera kritike e energjisë specifike të sforcimit të prerjes varet nga kushtet e ndërveprimit dhe jepet nga funksioni shpejtësia fillestare goditje në tru:

c Esh = hi + bsh 0, (6) c ku hiri, bsh janë konstante materiale. Kur Esh Esh është në qelizën e llogaritjes, kjo qelizë konsiderohet e shkatërruar dhe hequr nga llogaritja e mëtejshme, dhe parametrat e qelizave fqinje rregullohen duke marrë parasysh ligjet e ruajtjes. Korrigjimi konsiston në heqjen e masës së elementit të shkatërruar nga masat e nyjeve që i përkisnin këtij elementi. Nëse në të njëjtën kohë masa e ndonjë nyje llogaritëse bëhet zero, atëherë kjo nyje konsiderohet e shkatërruar dhe gjithashtu hiqet nga llogaritja e mëtejshme.

Rezultatet e llogaritjes Llogaritjet janë kryer për shpejtësitë e prerjes nga 1 në 200 m/s. Dimensionet e pjesës së punës të veglës: gjatësia e skajit të sipërm është 1,25 mm, ana 3,5 mm, këndi i përparmë është 6°, këndi i pasmë është 6°. Pllaka e çelikut që përpunohej kishte një trashësi prej 5 mm, një gjatësi prej 50 mm dhe një thellësi prerjeje prej 1 mm. Materiali i pjesës së punës është çeliku St3, materiali i pjesës së punës të mjetit është një modifikim i dendur i nitridit të borit.

U përdorën vlerat e mëposhtme të konstanteve të materialit të pjesës së punës: 0 = 7850 kg/m3, a = 4400 m/s, b = 1,55, G0 = 79 GPa, 0 = 1,01 GPa, V1 = 9,2 10–6 m3/kg , V2 = 5,7 10–7 m3/kg, Kf = 0,54 ms/kg, Pk = –1,5 GPa, hi = 7 104 J/kg, bsh = 1,6 103 m/s. Materiali i pjesës së punës së veglës karakterizohet nga konstante 0 = 3400 kg/m3, K1 = 410 GPa, K2 = K3 = 0, 0 = 0, G0 = 330 GPa, ku K1, K2, K3 janë konstantet e ekuacioni i gjendjes në formën e Mie – Gruneisen.

Rezultatet e llogaritjes së procesit të formimit të çipit gjatë lëvizjes së prerësit me shpejtësi 10 m/s janë paraqitur në fig. 1. Nga llogaritjet rezulton se procesi i prerjes shoqërohet me deformim të rëndë plastik të pjesës së punës në afërsi të majës së prerësit, e cila, gjatë formimit të patate të skuqura, çon në një shtrembërim të fortë të formës origjinale të elementëve të projektimit të vendosura. përgjatë vijës së prerjes. Në këtë punim përdoren elemente trekëndore lineare, të cilët me hapin e vogël kohor të nevojshëm të përdorur në llogaritje, sigurojnë qëndrueshmërinë e llogaritjes me deformimin e tyre të konsiderueshëm.

– – –

Oriz. Fig. 1. Forma e çipit, pjesës së punës dhe pjesës së punës së veglës prerëse në momentet kohore prej 1,9 ms (a) dhe 3,8 ms (b) kur prerësi lëviz me një shpejtësi prej 10 m/s ashkël. Në shpejtësitë e prerjes prej 10 m/s dhe më të ulëta, në kampion shfaqen zona ku kriteri i ndarjes së çipave nuk aktivizohet në kohë (Fig. 1, a), gjë që tregon nevojën për të aplikuar ose një kriter shtesë, ose për të zëvendësuar kriterin e përdorur. me një të re.

Për më tepër, nevoja për të rregulluar kriterin e formimit të çipit tregohet nga forma e sipërfaqes së çipit.

Në fig. 2 tregon fushat e temperaturës (në K) dhe energjinë specifike të prerjes (në kJ/kg) me një shpejtësi prerjeje prej 25 m/s në një kohë prej 1.4 ms pas fillimit të prerjes. Llogaritjet tregojnë se fusha e temperaturës është pothuajse identike me fushën e energjisë specifike të sforcimit të prerjes, gjë që tregon se një 1520

– – –

Oriz. Fig 3. Fushat e vëllimit specifik të mikrodëmtimeve (në cm3/g) në kohën 1.4 ms kur prerësi lëviz me shpejtësi 25 m/s mjedise në intervalin e shpejtësive të prerjes 1 – 200 m/s.

Bazuar në rezultatet e llogaritjeve, u zbulua se natyra e shpërndarjes së linjave të nivelit specifik të energjisë së deformimeve të prerjes dhe temperaturave me shpejtësi prerjeje tepër të larta është e njëjtë me shpejtësitë e prerjes të rendit 1 m/s, dhe ndryshimet cilësore në mënyrën mund të lindin për shkak të shkrirjes së materialit të pjesës së punës, e cila ndodh vetëm në një shtresë të ngushtë në kontakt me mjetin, dhe gjithashtu për shkak të degradimit të vetive të forcës së materialit të pjesës së punës të mjetit. .

Është identifikuar një parametër i procesit - vëllimi specifik i mikrodëmtimeve - vlera kufizuese e të cilit mund të përdoret si një kriter shtesë ose i pavarur për formimin e çipit.

LITERATURA

1. Petrushin S.I. Dizajni optimal i pjesës së punës të veglave prerëse // Tomsk: Tom. Universiteti Politeknik, 2008. 195 f.

2. Sutter G., Ranc N. Fushat e temperaturës në një çip gjatë prerjes ortogonale me shpejtësi të lartë – Një hetim eksperimental // Int. J. Makina Tools & Manufacture. 2007 Nr. 47. P. 1507 - 1517.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. dhe Molinari A. Modelimi numerik i prerjes ortogonale: Ndikimi i kushteve të prerjes dhe kriteri i ndarjes, J. Phys. 2006.V.IV. nr. 134.

4. Hortig C., Svendsen B. Simulimi i formimit të çipave gjatë prerjes me shpejtësi të lartë // J. Teknologjia e përpunimit të materialeve. 2007 Nr. 186. F. 66 - 76.

5. Campbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Karakterizimi mikrostrukturor i çipave AlT651 dhe pjesëve të punës të prodhuara nga përpunimi me shpejtësi të lartë // Shkenca dhe Inxhinieria e Materialeve A. 2006. Nr. 430. F. 15 - 26.

6. Zelepugin S.A., Konyaev A.A., Sidorov V.N. et al. Studim eksperimental dhe teorik i përplasjes së një grupi grimcash me elementët mbrojtës të anijes kozmike // Kërkimi Hapësinor. 2008. V. 46. Nr. 6. S. 559 – 570.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. Modelimi i shkatërrimit të pengesave gjatë ndikimit me shpejtësi të lartë të një grupi trupash // Fizikë Kimike. 2008. V. 27. Nr. 3. S. 71 – 76.

8. Ivanova O.V., Zelepugin S.A. Gjendja e deformimit të përbashkët të përbërësve të përzierjes gjatë ngjeshjes së valës së goditjes // Buletini i TSU. Matematikë dhe mekanikë. 2009. Nr. 1 (5).

9. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Studimet e vetive mekanike të materialeve nën ngarkimin e valës së goditjes // Izvestiya RAN. MTT. 1999. Nr. 5. S. 173 - 188.

10. Zelepugin S.A., Shpakov S.S. Shkatërrimi i një karabit bor pengues me dy shtresa - aliazh titani në goditje me shpejtësi të lartë // Izv. universitetet. Fizika. 2008. Nr 8/2. fq 166 - 173.

11. Gorelsky V.A., Zelepugin S.A. Zbatimi i metodës së elementeve të fundme për studimin e prerjes ortogonale të metaleve me një mjet STM, duke marrë parasysh efektet e shkatërrimit dhe të temperaturës // Materialet super të forta. 1995. Nr. 5. S. 33 - 38.

INFORMACION PËR AUTORËT:

SHIPACHEV Alexander Nikolaevich - student pasuniversitar i Fakultetit të Fizikës dhe Teknologjisë në Tomsk Universiteti Shtetëror. E-mail: alex18023@mail.ru ZELEPUGIN Sergey Alekseevich - Doktor i Shkencave Fizike dhe Matematikore, Profesor i Departamentit të Mekanikës së Ngurtave të Deformueshme të Fakultetit të Fizikës dhe Teknologjisë të Universitetit Shtetëror Tomsk, Hulumtues i Lartë i Departamentit të Makrokinetikës Strukturore të Qendra Shkencore Tomsk e Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave Ruse. E-mail: szel@dsm.tsc.ru, szel@yandex.ru Pranuar për botim 19 maj 2009

Punime të ngjashme:

Seria e Përmbledhjeve Ligjore të APT Institucionet Kombëtare të të Drejtave të Njeriut si Mekanizma Parandalues Kombëtar: Mundësitë dhe Sfidat Dhjetor 2013 Hyrje Protokolli Opsional i Konventës së OKB-së kundër Torturës (OPCAT) krijon një sistem parandalimi të torturës bazuar në vizitat në vendet e ndalimit nga një Nënkomision i organit ndërkombëtar, dhe organizatat kombëtare mekanizmat kombëtarë parandalues. Shtetet kanë të drejtë të japin një ose më shumë ekzistues ose ... "

"Këshilli Akademik: rezultatet e takimit më 30 janar Në mbledhjen e Këshillit Akademik të Universitetit Shtetëror të Shën Petersburgut më 30 janar, u dha medalja e Universitetit të Shën Petersburgut, certifikatat e fituesve të konkursit 2011 për mbështetjen shtetërore të të rinjve rusë. shkencëtarët me doktoraturë, titullin Profesor Nderi i Universitetit Shtetëror të Shën Petersburgut, dhënien e çmimeve të Universitetit të Shën Petersburgut për vepra shkencore, dhënien e titujve akademikë, zgjedhjen e drejtuesve të departamenteve dhe konkursin e punonjësve shkencorë e pedagogjikë. Zëvendësrektori për Kërkime, Nikolai Skvortsov bëri...»

"një. Dispozita të përgjithshme Për të identifikuar dhe mbështetur studiues të rinj të talentuar, për të nxitur rritjen profesionale të rinisë shkencore, për të inkurajuar veprimtarinë krijuese të shkencëtarëve të rinj të Akademisë së Shkencave Ruse, institucioneve të tjera, organizatave të Rusisë dhe studentëve të institucioneve të arsimit të lartë të Rusisë në drejtimin e kërkimi shkencor, Akademia Ruse e Shkencave jep çdo vit 19 medalje për veprat më të mira shkencore me çmime prej 50,000 rubla secila për shkencëtarët e rinj të Akademisë së Shkencave Ruse, institucioneve të tjera, organizatave të Rusisë dhe 19 medalje ... "

“KOMISIONI PËR TË DREJTAT E NJERIUT PËR ELLIMINIMIN E DISKRIMINIMIT RACAK Fleta e të dhënave nr. 12 e Serisë Botërore të Fushatës për të Drejtat e Njeriut Fleta e të Drejtave të Njeriut është publikuar nga Qendra për të Drejtat e Njeriut e Zyrës së Kombeve të Bashkuara në Gjenevë. Ai pasqyron disa nga çështjet e të drejtave të njeriut që janë nën vëzhgim të ngushtë ose janë me interes të veçantë. Publikimi Human Rights: A Fact Sheet i dedikohet publikut të gjerë; Qëllimi i tij është të promovojë...

“Leksioni 3 RREGULLIMI I TREGUT DHE SHTETIT Shteti është e vetmja organizatë e këtij lloji që merret me dhunën e rregullt në shkallë të gjerë. Murray Rothbard7 Unë gjithmonë kam mbrojtur një pikëpamje të balancuar të rolit të shtetit, duke njohur kufizimet dhe dështimet si të mekanizmit të tregut ashtu edhe të shtetit, por gjithmonë duke supozuar se ata veprojnë së bashku në partneritet. Joseph Stiglitz8 Pyetjet kryesore: 3.1. Fiasko, apo dështime të tregut dhe nevoja për një shtet…”

2016 www.website - "Biblioteka Elektronike Falas - Publikime Shkencore"

Materialet e kësaj faqeje janë postuar për shqyrtim, të gjitha të drejtat u përkasin autorëve të tyre.
Nëse nuk jeni dakord që materiali juaj të postohet në këtë faqe, ju lutemi na shkruani, ne do ta heqim atë brenda 1-2 ditëve të punës.

Prezantimi

Kapitulli 1. Formulimi i përgjithshëm i problemit të deformimit elastik-plastik 25

1.1. Kinematika e procesit 25

1.2. Marrëdhëniet konstituive të proceseve të deformimit të fundëm elastik-plastik 32

1.3. Paraqitja e problemit të deformimit elastoplastik të fundëm 38

1.4. Vendosja e procesit të ndarjes 42

Kapitulli 2 Modelimi numerik i proceseve të formimit përfundimtar 44

2.1. Formulimi numerik i problemës 44

2.2. Metoda e integrimit të zgjidhjes së marrëdhënieve 50

2.3. Algoritme për zgjidhjen e problemave të vlerës kufitare të elasticitetit-plasticitetit 51

2.4. Kontrollimi i korrektësisë së zbatimit të modelit matematikor 54

2.5. Analiza e sjelljes së modelit nën deformime të vogla 57

2.6. Modelimi i procesit të ndarjes së materialit të elementeve të fundme 58

2.7. Ndërtimi i një modeli për futjen e një pyke të ngurtë në një trup gjysmë të pafund elastik-plastik 60

2.8. Mekanizmi i llogaritjes së fërkimit në modelin e prerjes 62

Kapitulli 3 Modelimi matematik i procesit të prerjes . 65

3.1. Procesi i prerjes falas 65

3.2. Faktorët që ndikojnë në formimin e çipit 68

3.3. Kushtet kufitare në simulimin 70

3.4. Zbatimi i procesit të prerjes me elemente të fundme 74

3.5. Simulimi i prerjes në gjendje të qëndrueshme 75

3.6. Procesi përsëritës në hapin 77

3.7. Arsyetimi i zgjedhjes së hapit të llogaritjes dhe numrit të elementeve të fundme 80

3.8. Krahasimi i vlerave të gjetura dhe të llogaritura eksperimentalisht të forcave prerëse 83

Bibliografi

Hyrje në punë

shkatërrimi i metalit në kushte të tilla kufizuese, të cilat zakonisht nuk hasen as në testimin e materialeve dhe as në procese të tjera teknologjike. Procesi i prerjes mund të studiohet në modele fizike të idealizuara me përfshirjen e analizës matematikore. Para se të vazhdoni me analizën e modeleve fizike të procesit të prerjes, këshillohet të njiheni me idetë moderne në lidhje me strukturën e metaleve dhe mekanizmin e rrjedhjes dhe shkatërrimit të tyre plastik.

Skema më e thjeshtë e prerjes është prerja drejtkëndore (ortogonale), kur skaji i prerjes është pingul me vektorin e shpejtësisë së prerjes dhe skema e prerjes së zhdrejtë, kur vendoset një kënd i caktuar i pjerrësisë së skajit të prerjes.

skajet Unë.

Oriz. 1. (a) Skema e prerjes drejtkëndore (b) Skema e prerjes së pjerrët.

Natyra e formimit të çipave për rastet e konsideruara është afërsisht e njëjtë. Autorë të ndryshëm e ndajnë procesin e formimit të çipave në 4 dhe 3 lloje. Prandaj, ekzistojnë tre lloje kryesore të formimit të çipave të paraqitur në Fig. 2: a) me ndërprerje, duke përfshirë ndarjen periodike të elementeve të çipit në formën e segmenteve të vogla; b) formimi i vazhdueshëm i çipit; c) vazhdohet me formimin e grumbullimit në vegël.

Prezantimi

Sipas një koncepti tjetër, në vitin 1870, I. A. Time propozoi një klasifikim të llojeve të patate të skuqura të formuara gjatë prerjes së materialeve të ndryshme. Sipas klasifikimit të I. A. Time, gjatë prerjes së materialeve strukturore në çdo kusht, formohen katër lloje patate të skuqura: elementare, artikulare, kulluese dhe thyerje. Çipat elementare, të bashkuara dhe të kullimit quhen patate të skuqura, pasi formimi i tyre shoqërohet me sforcime prerëse. Çipat e thyerjes nganjëherë quhen patate të skuqura të shkëputura sepse formimi i tyre shoqërohet me sforcime tërheqëse. Pamja e të gjitha llojeve të listuara të patate të skuqura është treguar në Fig. 3.

Oriz. 3. Llojet e patate të skuqura sipas klasifikimit të Kohës.

Figura 3a tregon formimin e çipave elementare, të përbërë nga "elementë" të veçantë me përafërsisht të njëjtën formë, të palidhur ose të lidhur dobët me njëri-tjetrin. kufiri tp, ndarja e elementit të çipit të formuar nga shtresa e prerë quhet sipërfaqe prerëse.

Prezantimi8

Fizikisht, është një sipërfaqe përgjatë së cilës, në procesin e prerjes, ndodh periodikisht shkatërrimi i shtresës së prerë.

Figura 36 tregon formimin e çipave të bashkuar. Nuk ndahet në pjesë të veçanta. Sipërfaqja e copëtimit sapo ka filluar të shfaqet, por nuk depërton në të gjithë trashësinë. Prandaj, rropat përbëhen, si të thuash, nga nyje të veçanta, pa prishur lidhjen midis tyre.

Në figurën 3v - formimi i patate të skuqura kullimi. Karakteristika kryesore është vazhdimësia (vazhdimësia) e saj. Nëse nuk ka pengesa në rrugën e patate të skuqura kullimi, atëherë ajo del si një shirit i vazhdueshëm, duke u mbështjellë në një spirale të sheshtë ose spirale, derisa një pjesë e çipit të shkëputet nën peshën e vet. Sipërfaqja e çipit 1 - ngjitur me sipërfaqen e përparme të mjetit, quhet sipërfaqja e kontaktit. Është relativisht i lëmuar dhe me shpejtësi të lartë prerjeje lëmohet si rezultat i fërkimit ndaj sipërfaqes së përparme të veglës. Sipërfaqja e kundërt e saj 2 quhet sipërfaqja (ana) e lirë e çipit. Është i mbuluar me prerje të vogla dhe ka një pamje prej kadifeje me shpejtësi të lartë prerjeje. Patate të skuqura janë në kontakt me sipërfaqen e përparme të mjetit brenda zonës së kontaktit, gjerësia e së cilës tregohet me C dhe gjatësia është e barabartë me gjatësinë e punës së tehut kryesor. Në varësi të llojit dhe vetive të materialit që përpunohet dhe shpejtësisë së prerjes, gjerësia e zonës së kontaktit është 1,5-6 herë më e madhe se trashësia e shtresës së prerë.

Figura 3g tregon formimin e një çipi thyerjeje, të përbërë nga pjesë të veçanta, të palidhura me forma dhe madhësi të ndryshme. Formimi i copave të thyerjes shoqërohet me pluhur të imët metalik. Sipërfaqja e shkatërrimit tp mund të vendoset nën sipërfaqen e prerjes, si rezultat i së cilës kjo e fundit është e mbuluar me gjurmë patate të skuqura të thyera prej saj.

Hyrje 9

Sipas asaj që thuhet në, lloji i çipit varet kryesisht nga lloji dhe vetitë mekanike të materialit që përpunohet. Gjatë prerjes së materialeve duktile, është i mundur formimi i tre llojeve të para të patate të skuqura: elementare, artikulare dhe kulluese. Ndërsa fortësia dhe forca e materialit që përpunohet rritet, çipi i kullimit kthehet në një çip të përbashkët dhe më pas në një çip elementi. Gjatë përpunimit të materialeve të brishta, formohen patate të skuqura elementare ose, më rrallë, copëza të thyerjes. Me një rritje të fortësisë së një materiali, të tillë si gize, patate të skuqura elementare kthehen në patate të skuqura thyerje.

Nga parametrat gjeometrikë të mjetit, lloji i çipit ndikohet më së shumti nga këndi i grabitjes dhe këndi i prirjes së tehut kryesor. Gjatë përpunimit të materialeve duktile, ndikimi i këtyre këndeve është thelbësisht i njëjtë: me rritjen e tyre, çipi elementar shndërrohet në një të bashkuar, dhe më pas në një kullues. Gjatë prerjes së materialeve të brishtë në kënde të mëdha grabitjeje, mund të formohen patate të skuqura thyerje, të cilat, me zvogëlimin e këndit të grabitjes, bëhen elementare. Ndërsa këndi i prirjes së tehut kryesor rritet, patate të skuqura gradualisht kthehen në patate të skuqura elementare.

Lloji i çipit ndikohet nga ushqimi (trashësia e shtresës së prerë) dhe shpejtësia e prerjes. Thellësia e prerjes (gjerësia e shtresës së prerë) praktikisht nuk ka asnjë efekt në llojin e çipit. Një rritje e furnizimit (trashësia e shtresës së prerë) çon, gjatë prerjes së materialeve duktile, në një tranzicion të qëndrueshëm nga patate të skuqura kullimi në patate të skuqura të bashkuara dhe elementare. Gjatë prerjes së materialeve të brishtë, me një rritje të ushqimit, patate të skuqura elementare kthehen në patate të skuqura thyerje.

Efekti më i vështirë në llojin e çipit është shpejtësia e prerjes. Gjatë prerjes së shumicës së çeliqeve strukturore me karbon dhe aliazh, nëse përjashtojmë zonën e shpejtësive të prerjes në të cilën na-

Hyrje 10

rritja, me rritjen e shpejtësisë së prerjes, çipi nga elementi bëhet artikular dhe më pas kullohet. Sidoqoftë, gjatë përpunimit të disa çeliqeve dhe lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë, lidhjeve të titanit, një rritje në shpejtësinë e prerjes, përkundrazi, e kthen një çip kullimi në një elementar. Arsyeja fizike e këtij fenomeni ende nuk është sqaruar plotësisht. Një rritje në shpejtësinë e prerjes në përpunimin e materialeve të brishtë shoqërohet me kalimin e një çipi thyerjeje në një çip elementar me një ulje të madhësisë së elementeve individuale dhe forcimin e lidhjes midis tyre.

Me parametrat gjeometrikë të veglave dhe kushteve të prerjes që përdoren në prodhim, llojet kryesore të patate të skuqura gjatë prerjes së materialeve plastike janë më shpesh patate të skuqura kullimi dhe më rrallë patate të skuqura të bashkuara. Lloji kryesor i patate të skuqura gjatë prerjes së materialeve të brishtë është patate të skuqura elementare. Formimi i patate të skuqura elementare gjatë prerjes së materialeve duktile dhe të brishtë nuk është studiuar mjaftueshëm. Arsyeja është kompleksiteti në përshkrimin matematikor si të procesit të deformimeve të mëdha elastike-plastike ashtu edhe të procesit të ndarjes së materialit.

Forma dhe lloji i prerësit në prodhim varet kryesisht nga fusha e aplikimit: nga torno, karuselë, frëngji, rrafshues dhe slota, torno automatike dhe gjysmë automatike dhe makina speciale. Prerëset e përdorura në inxhinierinë mekanike moderne klasifikohen sipas dizajnit (të ngurtë, të përbërë, të parafabrikuar, mbajtës, të rregullueshëm), sipas llojit të përpunimit (përmes, prerjes, prerjes, i mërzitshëm, i formësuar, i filetuar), nga natyra e përpunimit (përafërt, përfundim , për tornim të imët), sipas instalimit në lidhje me pjesën (radiale, tangjenciale, djathtas, majtas), sipas formës së seksionit të shufrës (drejtkëndëshe, katrore, e rrumbullakët), sipas materialit.

Prezantimi

pjesët e fuçisë (nga çeliku me shpejtësi të lartë, nga aliazh i fortë, nga qeramika, nga materiale super të forta), nga prania e pajisjeve dërrmuese të çipave.

Rregullimi i ndërsjellë i pjesës së punës dhe trupit është i ndryshëm për lloje të ndryshme prerësësh: për kthimin e prerësve, maja e prerësit zakonisht ndodhet në nivelin e rrafshit të sipërm të trupit, për rrafshuesit - në nivelin e mbështetjes. rrafshi i trupit, për prerës të mërzitshëm me një trup të seksionit tërthor rrethor - përgjatë boshtit të trupit ose nën të. Trupi i prerësve të prerë në zonën e prerjes ka një lartësi pak më të lartë - për të rritur forcën dhe ngurtësinë.

Të dy dizajnet e shumta të prerësve në tërësi dhe elementet e tyre të veçanta strukturore janë të standardizuara. Për të unifikuar dizajnet dhe dimensionet lidhëse të mbajtësve të veglave, u miratua seria e mëposhtme e seksioneve të shufrave, mm: katror me anë a = 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 mm; drejtkëndëshe 16x10; 20x12; 20x16; 25x16; 25x20; 32x20; 21x25; 40x25;40x32;50x32; 50x40; 63x50 (raporti i pamjes H:B=1.6 përdoret për gjysmëfinerinë dhe përfundimin, dhe H:B=1.25 për përafërtimin).

Klasifikuesi gjithë-rus i produkteve parashikon 8 nëngrupe inçizivësh me 39 lloje në to. Janë publikuar rreth 60 standarde dhe specifika për projektimin e prerësve. Për më tepër, janë standardizuar 150 madhësi standarde të futjeve të çelikut me shpejtësi të lartë për të gjitha llojet e prerësve, rreth 500 madhësi standarde të futjeve të karabit të brumosur, 32 lloje të futjeve shumëplanëshe që nuk grijnë (mbi 130 madhësi standarde). Në rastet më të thjeshta, prerësja modelohet si një pykë absolutisht e ngurtë, pa marrë parasysh shumë parametra gjeometrikë.

Parametrat kryesorë gjeometrikë të prestarit, duke marrë parasysh sa më sipër.

Caktimi i këndit të pasmë por- zvogëloni fërkimin e sipërfaqes së pasme në pjesën e punës dhe siguroni lëvizjen e papenguar të prerësit përgjatë pjesës së punës.

Prezantimi12

Ndikimi i këndit të pastrimit në kushtet e prerjes është për faktin se forca normale e restaurimit elastik të sipërfaqes së prerjes dhe forca e fërkimit veprojnë në skajin e prerjes nga ana e pjesës së punës.

Me një rritje të këndit të pasmë, këndi i mprehjes zvogëlohet dhe në këtë mënyrë forca e tehut zvogëlohet, vrazhdësia e sipërfaqes së përpunuar rritet dhe heqja e nxehtësisë në trupin e prerësit përkeqësohet.

Me një ulje të këndit të pastrimit, fërkimi në sipërfaqen e përpunuar rritet, gjë që çon në një rritje të forcave prerëse, rritet veshja e prerësit, rritet gjenerimi i nxehtësisë në kontakt, megjithëse kushtet e transferimit të nxehtësisë përmirësohen dhe trashësia e deformueshme plastike. Shtresa në sipërfaqen e përpunuar rritet. Në kushte të tilla kontradiktore, duhet të ketë një optimum për vlerën e këndit të pastrimit, në varësi të vetive fizike dhe mekanike të materialit që përpunohet, materialit të tehut prerës dhe parametrave të shtresës së prerë.

Manualet japin vlerat mesatare të vlerave optimale të këndeve, por konfirmuar nga rezultatet e testeve industriale. Vlerat e rekomanduara për këndet e pasme të prerësve janë dhënë në tabelën 1.

Prezantimi13

Caktimi i këndit të përparmë Në- zvogëloni deformimin e shtresës së prerë dhe lehtësoni rrjedhjen e çipave.

Efekti i këndit të rakut në kushtet e prerjes: Rritja e këndit të rakut në lehtëson procesin e prerjes duke reduktuar forcat e prerjes. Sidoqoftë, në këtë rast, forca e pykës prerëse zvogëlohet dhe heqja e nxehtësisë në trupin e prerësit përkeqësohet. Reduktimi i këndit Në rrit rezistencën e prerësve, duke përfshirë dimensionale.

Oriz. 6. Forma e sipërfaqes së përparme të prerësve: a - e rrafshët me anim; b - curvilinear me një anim

Vlera e këndit të grabitjes dhe forma e sipërfaqes së përparme ndikohen shumë jo vetëm nga vetitë fizike dhe mekanike të materialit që përpunohet, por edhe nga vetitë e materialit të mjetit. Përdoren forma të sheshta dhe të lakuara (me ose pa zbehje) të sipërfaqes së përparme (Fig. 1.16).

Sipërfaqja e përparme e sheshtë përdoret për prerëset e të gjitha llojeve të materialeve të veglave, ndërsa një zgavër forcues mprehet në teh nën

qoshe UV-^~5 - për prerëse çeliku me shpejtësi të lartë dhe Nëf =-5..-25 . për prerëse karabit, të gjitha llojet e qeramikës dhe materialeve sintetike super të forta.

Për punë në kushte të vështira (prerje me goditje, me lejim të pabarabartë, gjatë përpunimit të çeliqeve të fortë dhe të ngurtësuar), kur përdoren materiale prerëse të forta dhe të brishta (qeramika minerale, materiale sintetike super të forta, lidhje të forta me përmbajtje të ulët kobalti), mund të përdoren prerës

Prezantimi

të pritet me sipërfaqe të përparme të rrafshët, pa zbehje me kënd negativ të grevës.

Prerëset prej çeliku me shpejtësi të lartë dhe aliazhet e forta me sipërfaqe të përparme të sheshtë pa zbehje me ^ = 8..15 përdoren për përpunimin e materialeve të brishta që japin copëza thyerjeje (gize, bronz). Me një trashësi të vogël prerjeje, e krahasueshme me rrezen e rrumbullakosjes së skajit të prerjes, këndi i grevës praktikisht nuk ka asnjë efekt në procesin e prerjes, pasi shtresa e prerë deformohet dhe shndërrohet në patate të skuqura nga një skaj i rrumbullakosur i rrezes. Në këtë rast, këndet e përparme për të gjitha llojet e materialeve të veglave pranohen brenda 0...5 0 . Vlera e këndit të grabitjes ndikon ndjeshëm në qëndrueshmërinë e prerësve.

Caktimi i këndit kryesor në plan - ndryshoni raportin midis gjerësisë b dhe trashësi por prerë në thellësi konstante të prerjes t dhe depozitimi S.

Reduktimi i këndit rrit forcën e majës së veglës, përmirëson shpërndarjen e nxehtësisë, rrit jetëgjatësinë e veglës, por rrit forcat e prerjes Pz Dhe, Rnë rritet

shtrydhja dhe fërkimi në sipërfaqen e trajtuar krijon kushte për shfaqjen e dridhjeve. Me një rritje patatet e skuqura bëhen më të trasha dhe thyhen më mirë.

Modelet prerëse, veçanërisht ato me futje karabit të mbërthyer mekanikisht, ofrojnë një gamë këndesh #>: 90, 75, 63, 60, 50, 45, 35, 30, 20, 10, gjë që ju lejon të zgjidhni këndin që i përshtatet më së miri kushteve të dhëna.

Procesi i ndarjes së materialit varet nga forma e prerësit. Sipas prerjes, ndodh ndarja e metaleve, mund të pritet që ky proces të përfshijë shkatërrimin me formimin dhe zhvillimin e çarjeve. Fillimisht, kjo ide e procesit të prerjes u pranua në përgjithësi, por më vonë u shprehën dyshime për praninë e një çarjeje përpara mjetit prerës.

Malloch dhe Ruliks ishin ndër të parët që zotëruan mikrofotografinë e zonës së formimit të çipave dhe vëzhguan çarje përpara prerësit, ndërsa Kik, bazuar në studime të ngjashme, arriti në përfundime të kundërta. Me ndihmën e teknikave më të avancuara të mikrofotografisë, u tregua se prerja e metaleve bazohet në procesin e rrjedhjes plastike. Si rregull, në kushte normale, një çarje drejtuese nuk formohet; ajo mund të ndodhë vetëm në kushte të caktuara.

Sipas pranisë së deformimeve plastike që përhapen shumë përpara prerësit, u krijua duke vëzhguar procesin e formimit të çipave nën një mikroskop me shpejtësi prerjeje shumë të ulëta të rendit. V- 0,002 m/min. Këtë e dëshmojnë edhe rezultatet e një studimi metalografik të deformimit të kokrrizave në zonën e formimit të çipave (Fig. 7). Duhet të theksohet se vëzhgimet e procesit të formimit të çipit nën një mikroskop treguan paqëndrueshmërinë e procesit të deformimit plastik në zonën e formimit të çipit. Kufiri fillestar i zonës së formimit të çipave ndryshon pozicionin e tij për shkak të orientimit të ndryshëm të planeve kristalografike të kokrrizave individuale të metalit që përpunohet. Ekziston një përqendrim periodik i deformimeve të prerjes në kufirin përfundimtar të zonës së formimit të çipit, si rezultat i të cilit procesi i deformimit plastik humbet periodikisht stabilitetin dhe kufiri i jashtëm i zonës plastike merr shtrembërime lokale, dhe dhëmbët karakteristikë formohen në kufirin e jashtëm. të çipit.

T^- \ : "G

Prezantimi

Oriz. 7. Kontura e zonës së formimit të çipave, e krijuar duke studiuar prerjen e lirë me ndihmën e filmimit.

Oriz. 8. Mikrografi i zonës së formimit të çipave gjatë prerjes së çelikut me shpejtësi të ulët. Mikrografi përshkruan kufijtë fillestarë dhe përfundimtarë të zonës së formimit të çipit. (zmadhim 100x)

Kështu, ne mund të flasim vetëm për pozicionin mesatar të mundshëm të kufijve të zonës së formimit të çipit dhe shpërndarjen mesatare të mundshme të deformimeve plastike brenda zonës së formimit të çipit.

Vështirësi të mëdha paraqet përcaktimi i saktë i gjendjes së sforcuar dhe të deformuar të zonës plastike me metodën e mekanikës plastike. Kufijtë e rajonit plastik nuk janë dhënë dhe janë vetë për t'u përcaktuar. Komponentët e stresit në rajonin plastik ndryshojnë në mënyrë disproporcionale me njëri-tjetrin, d.m.th. deformimet plastike të shtresës së prerë nuk vlejnë për rastin e ngarkimit të thjeshtë.

Të gjitha metodat moderne të llogaritjes për operacionet e prerjes bazohen në studime eksperimentale. Metodat më të plota eksperimentale janë paraqitur në. Gjatë studimit të procesit të formimit të çipave, madhësisë dhe formës së zonës së deformimit, përdoren metoda të ndryshme eksperimentale. Sipas V.F.Bobrov, paraqitet klasifikimi i mëposhtëm:

Metoda e vëzhgimit vizual. Ana anësore e mostrës që i nënshtrohet prerjes së lirë lëmohet ose aplikohet një rrjetë e madhe katrore në të. Gjatë prerjes me shpejtësi të ulët, shtrembërimi i rrjetës, njollosja dhe rrudha e sipërfaqes së lëmuar të kampionit mund të përdoret për të gjykuar madhësinë dhe formën e zonës së deformimit dhe për të formuar një ide të jashtme se si shtresa e prerë pas

Prezantimi17

gradualisht shndërrohet në rroje. Metoda është e përshtatshme për prerje me shpejtësi shumë të ulëta, jo më shumë se 0,2 - 0,3 m/min, dhe jep vetëm një ide cilësore të procesit të formimit të çipit.

Metoda e xhirimit me shpejtësi të lartë. Ai jep rezultate të mira kur shkrepni me një frekuencë prej rreth 10,000 korniza për sekondë dhe ju lejon të zbuloni veçoritë e procesit të formimit të çipit me shpejtësi prerjeje të përdorura praktikisht.

Metoda e rrjetit të ndarjes. Ai bazohet në aplikimin e një rrjeti të saktë ndarës katror me përmasa qelizash 0,05 - 0,15 mm. Rrjeti ndarës aplikohet në mënyra të ndryshme: me rrokullisje me bojë printimi, gravurë, depozitim në vakum, printim në ekran, gërvishtje, etj. Metoda më e saktë dhe më e thjeshtë është gërvishtja me një dhëmbëzimi diamanti në një pajisje PMTZ për matjen e mikrofortësisë ose në një pajisje universale. mikroskop. Për të marrë një zonë deformimi të pashtrembëruar që korrespondon me një fazë të caktuar të formimit të çipave, përdoren pajisje speciale për përfundimin "menjëhershëm" të procesit të prerjes, në të cilin prestari nxirret nga poshtë çipit nga një energji e fortë e shpërthimit të ngarkesës së pranverës ose pluhurit. Në rrënjën e çipit që rezulton, duke përdorur një mikroskop instrumental, maten dimensionet e qelizave të rrjetës ndarëse të shtrembëruara si rezultat i deformimit. Duke përdorur aparatin e teorisë matematikore të plasticitetit, është e mundur të përcaktohet lloji i gjendjes së deformuar, madhësia dhe forma e zonës së deformimit, intensiteti i deformimit në pika të ndryshme të zonës së deformimit dhe parametra të tjerë që karakterizojnë në mënyrë sasiore procesin e formimi i çipit nga dimensionet e rrjetës ndarëse të shtrembëruar.

metoda metalografike. Rrënja e çipit të marrë me ndihmën e një pajisjeje për ndalimin e prerjes "të menjëhershme" pritet, faqja anësore e saj lëmohet me kujdes dhe më pas gdhendet me reagentin përkatës. Mikroseksioni që rezulton i rrënjës së çipit ekzaminohet nën një mikroskop me një zmadhim prej 25-200 herë ose merret një mikrograf. Ndryshimi i strukturës

Prezantimi

patate të skuqura dhe zonat e deformimit në krahasim me strukturën e një materiali të padeformuar, drejtimi i strukturës së deformimit bën të mundur vendosjen e kufijve të zonës së deformimit dhe gjykimin e proceseve të deformimit që ndodhën në të.

Metoda për matjen e mikrofortësisë. Meqenëse ekziston një marrëdhënie e paqartë midis shkallës së deformimit plastik dhe ngurtësisë së materialit të deformuar, matja e mikrofortësisë së rrënjës së çipit jep një ide indirekte të intensitetit të deformimit në vëllime të ndryshme të zonës së deformimit. Për ta bërë këtë, pajisja PMT-3 mat mikrofortësinë në pika të ndryshme të rrënjës së çipit dhe ndërton isoskleres (linjat e fortësisë konstante), me të cilat mund të përcaktoni madhësinë e streseve prerëse në zonën e deformimit.

Metoda polarizuese-optike, ose metoda e fotoelasticitetit bazohet në faktin se trupat izotropikë transparentë bëhen anizotropikë kur ekspozohen ndaj forcave të jashtme dhe nëse shihen në dritë të polarizuar, modeli i ndërhyrjes bën të mundur përcaktimin e madhësisë dhe shenjës së sforcimeve që veprojnë. Metoda e polarizimit-optike për përcaktimin e sforcimeve në zonën e deformimit është e kufizuar për arsyet e mëposhtme. Materialet transparente të përdorura në prerje kanë veti fizike dhe mekanike krejtësisht të ndryshme nga metalet teknike - çeliqet dhe gize. Metoda jep vlera të sakta të sforcimeve normale dhe prerëse vetëm në rajonin elastik. Prandaj, duke përdorur metodën e polarizimit-optik, është e mundur të merret vetëm një ide cilësore dhe e përafërt e shpërndarjes së stresit në zonën e deformimit.

Metodat mekanike dhe radiografike përdoret për të studiuar gjendjen e shtresës sipërfaqësore që shtrihet nën sipërfaqen e trajtuar. Metoda mekanike e zhvilluar nga N. N. Davidenkov përdoret për të përcaktuar sforcimet e llojit të parë, të cilat janë të balancuara në rajonin e trupit, i cili është më i madh se madhësia e kokrrës së kristalit. Metoda është me

Hyrje 19

sipërfaqet e kampionit të prera nga pjesa e përpunuar, shtresat shumë të holla të materialit hiqen në mënyrë sekuenciale dhe përdoren matës deformimi për të matur deformimin e kampionit. Ndryshimi i dimensioneve të kampionit çon në faktin se nën veprimin e sforcimeve të mbetura, ajo çekuilibrohet dhe deformohet. Bazuar në sforcimet e matura, mund të gjykohet madhësia dhe shenja e sforcimeve të mbetura.

Bazuar në sa më sipër, mund të konkludojmë se kompleksiteti dhe zbatueshmëria e kufizuar e metodave eksperimentale në fushën e studimit të proceseve dhe rregullsive në proceset e prerjes, për shkak të kostos së tyre të lartë, gabimeve të mëdha në matje dhe mungesës së parametrave të matur.

Ekziston nevoja për të shkruar modele matematikore që mund të zëvendësojnë kërkimet eksperimentale në fushën e prerjes së metaleve, dhe të përdorin bazën eksperimentale vetëm në fazën e konfirmimit të modelit matematik. Aktualisht, përdoren një sërë metodash për llogaritjen e forcave prerëse, të cilat nuk konfirmohen nga eksperimentet, por rrjedhin prej tyre.

Në punë u krye një analizë e formulave të njohura për përcaktimin e forcave dhe temperaturave të prerjes, sipas së cilës formulat e para u morën në formën e shkallëve empirike të varësive për llogaritjen e përbërësve kryesorë të forcave prerëse të formës:

p, = c P f fq sy K P

ku e mërkurëG - koeficienti duke marrë parasysh ndikimin në forcën e disa kushteve të përhershme; *R- thellësia e prerjes; $^,- ushqim gjatësor; TER- faktori i përgjithësuar i prerjes; xyz- eksponentë.

Hyrje 20

Disavantazhi kryesor i kësaj formule është mungesa e një lidhjeje fizike të theksuar me modelet matematikore të njohura në prerje. Disavantazhi i dytë është numri i madh i koeficientëve eksperimentalë.

Sipas , përgjithësimi i të dhënave eksperimentale bëri të mundur vërtetimin se tangjenta mesatare vepron në sipërfaqen e përparme të mjetit

tensionit qF = 0,285^ , ku &përështë forca aktuale e fundit në tërheqje. Mbi këtë bazë, A.A. Rozenberg mori një formulë tjetër për llogaritjen e komponentit kryesor të forcës prerëse:

(90-y)"cos/

-- їїdG + Sin/

Pz=0,28SKab (2.05Ka-0,55)

2250 QK Qm5(9Q - Y) "

ku Kommersant- gjerësia e shtresës së prerë.

Disavantazhi i kësaj formule është se për çdo specifik

në rastin e llogaritjes së forcës, kërkohet përcaktimi i parametrave TEpor Dhe$k eksperimentalisht, gjë që është shumë e mundimshme. Sipas eksperimenteve të shumta, u zbulua se gjatë zëvendësimit të vijës së lakuar të prerjes me një vijë të drejtë, këndi Nëështë afër 45, dhe për këtë arsye formula do të marrë formën:

dcos Në

Pz = - "- r + mëkat^

tg harqe

Sipas eksperimenteve, kriteri nuk mund të zbatohet si universal i zbatueshëm për çdo gjendje të stresuar. Sidoqoftë, përdoret si bazë në llogaritjet inxhinierike.

Kriteri i sforcimeve tangjenciale më të mëdha. Ky kriter u propozua nga Tresca për të përshkruar gjendjen e plasticitetit, megjithatë, ai mund të përdoret gjithashtu si një kriter i forcës për materialet e brishtë. Dështimi ndodh kur stresi më i madh prerës

r max = gіr "x ~ b) arrin një vlerë specifike (për çdo material të vetin).

Për lidhjet e aluminit, ky kriter, kur krahasohen të dhënat eksperimentale me ato të llogaritura, dha një rezultat të pranueshëm. Për materialet e tjera, nuk ka të dhëna të tilla; për rrjedhojë, zbatueshmëria e këtij kriteri nuk mund të konfirmohet dhe as të kundërshtohet.

Ka gjithashtu kriteret e energjisë. Një nga këto është hipoteza Huber-Mises-Genka, sipas së cilës ndodh shkatërrimi / kur energjia specifike e ndryshimit të formës arrin një vlerë të caktuar kufi.

Prezantimi23

cheniya. Ky kriter ka marrë konfirmim të kënaqshëm eksperimental për metale dhe lidhje të ndryshme strukturore. Vështirësia e zbatimit të këtij kriteri qëndron në përcaktimin eksperimental të vlerës kufizuese.

Kriteret për forcën e materialeve të pabarabarta rezistente ndaj tensionit dhe ngjeshjes përfshijnë kriterin Schleicher, Balandin, Mirolyubov, Yagn. Disavantazhet përfshijnë kompleksitetin e aplikimit dhe konfirmimin e dobët nga verifikimi eksperimental.

Duhet të theksohet se nuk ekziston një koncept i vetëm për mekanizmat e shkatërrimit, si dhe një kriter universal për shkatërrimin, me të cilin do të ishte e mundur të gjykohej pa mëdyshje procesi i shkatërrimit. Për momentin, mund të flasim për zhvillim të mirë teorik vetëm për shumë raste të veçanta dhe përpjekje për t'i përgjithësuar ato. Zbatimi praktik në llogaritjet inxhinierike të shumicës së modeleve moderne të thyerjes nuk është ende i disponueshëm.

Një analizë e qasjeve të mësipërme për përshkrimin e teorisë së ndarjes na lejon të identifikojmë karakteristikat e mëposhtme karakteristike:

Qasjet ekzistuese për përshkrimin e proceseve të shkatërrimit janë të pranueshme në fazën e fillimit të procesit të shkatërrimit dhe gjatë zgjidhjes së problemeve në përafrimin e parë.

Modeli i procesit duhet të bazohet në përshkrimin e fizikës së procesit të prerjes, dhe jo në të dhëna eksperimentale statistikore.

Në vend të marrëdhënieve të teorisë lineare të elasticitetit, është e nevojshme të përdoren marrëdhënie fizikisht jolineare që marrin parasysh ndryshimet në formën dhe vëllimin e trupit nën deformime të mëdha.

Metodat eksperimentale mund të japin informacion pa mëdyshje

Prezantimi

informacion në lidhje me sjelljen mekanike të materialit në një gamë të caktuar të temperaturave dhe parametrave të procesit të prerjes.

Bazuar në sa më sipër, qëllimi kryesor i punësështë krijimi i një modeli matematikor të ndarjes, i cili lejon, në bazë të marrëdhënieve konstituive universale, të merren parasysh të gjitha fazat e procesit, duke filluar nga faza e deformimit elastik dhe duke përfunduar me fazën e ndarjes së çipit dhe pjesës së punës, dhe për të hetuar modelet e procesit të heqjes së çipit.

Në kapitullin e parë disertacioni paraqet një model matematikor të deformimit të fundëm, hipotezat kryesore të modelit të thyerjes. Parashtrohet problemi i prerjes ortogonale.

Në kapitullin e dytë në kuadër të teorisë së përshkruar në kapitullin e parë, ndërtohet një model me elemente të fundme të procesit të prerjes. Një analizë e mekanizmave të fërkimit dhe shkatërrimit është dhënë në lidhje me modelin e elementeve të fundme. Është kryer testimi gjithëpërfshirës i algoritmeve të marra.

Në kapitullin e tretëështë përshkruar formulimi fizik dhe matematikor i problemit teknologjik të heqjes së çipave nga një kampion. Mekanizmi i modelimit të procesit dhe zbatimi i tij i elementeve të fundme janë përshkruar në detaje. Bëhet një analizë krahasuese e të dhënave të marra me studime eksperimentale, nxirren përfundime mbi zbatueshmërinë e modelit.

Dispozitat dhe rezultatet kryesore të punës u raportuan në Konferencën Shkencore Gjith-Ruse "Problemet Moderne të Matematikës, Mekanikës dhe Informatikës" (Tula, 2002), si dhe në shkollën dimërore për mekanikën e vazhdueshme (Perm, 2003), në Konferenca shkencore ndërkombëtare "Problemet moderne të matematikës, mekanikës dhe informatikës" (Tula, 2003), në konferencën shkencore-praktike "Shkencëtarët e rinj të qendrës së Rusisë" (Tula, 2003).

Marrëdhëniet konstituive për proceset e deformimit të fundëm elastik-plastik

Për të individualizuar pikat e mjedisit, për t-në fillestare - Rreth një konfigurimi fiks, të ashtuquajtur të llogaritur (KQ), nxirret një sistem koordinativ arbitrar 0, me ndihmën e të cilit secilës grimcë i caktohet një treshe numrash (J ,2,3) "e caktuar" kësaj grimce dhe e pandryshuar gjatë gjithë kohëzgjatjes së lëvizjes. Sistemi 0 i futur në konfigurimin e referencës, së bashku me bazën, =-r (/ = 1,2,3) quhet sistemi i koordinatave fikse Lagranzhit. Vini re se koordinatat e grimcave në momentin fillestar të kohës në kornizën e referencës mund të zgjidhen si koordinata materiale. Duhet të theksohet se kur merren parasysh proceset e deformimit të një mediumi me veti që varen nga historia e deformimit, pavarësisht nga materiali ose variablat hapësinorë të përdorur, përdoren dy sisteme koordinative - një nga Lagranzhi dhe Euler.

Siç e dini, shfaqja e sforcimeve në trup krijohet nga deformimi i fibrave materiale, d.m.th. ndryshimi në gjatësitë dhe pozicionet relative të tyre, prandaj problemi kryesor i zgjidhur në teorinë gjeometrikisht jolineare të deformimeve është ndarja e lëvizjes së mediumit në përkthimore dhe "thjesht deformuese" dhe tregimi i masave për përshkrimin e tyre. Duhet të theksohet se një paraqitje e tillë nuk është e paqartë dhe mund të tregohen disa qasje në përshkrimin e mediumit, në të cilat ndarja e lëvizjes në një "kuazi të ngurtë" portative dhe një "deformim" relativ kryhet në mënyra të ndryshme. . Në veçanti, në një numër punimesh, lëvizja deformuese kuptohet si lëvizja e fqinjësisë së një grimce materiale në lidhje me bazën e lëvizshme Lagranzhiane ek; në letra, si një lëvizje deformimi, lëvizja konsiderohet në lidhje me një bazë të ngurtë, lëvizja përkthimore e së cilës përcaktohet nga tensori i rrotullimit, i cili lidh boshtet kryesore të masave të shtrembërimit majtas dhe djathtas. Në këtë punim, ndarja e lëvizjes së fqinjësisë së një grimce materiale M (Fig. 1.1) në përkthimore dhe të deformuara bazohet në paraqitjen natyrale të gradientit të shpejtësisë në formën e një pjese simetrike dhe antisimetrike. Në këtë rast, shpejtësia e deformimit përcaktohet si shpejtësia relative e grimcës në raport me trekëndëshin e ngurtë ortogonal të bazës së vorbullës, rrotullimi i së cilës përcaktohet nga tensori i vorbullës Q. Duhet të theksohet se në rastin e përgjithshëm të lëvizjes së mesme , akset kryesore të tensorit W kalojnë nëpër fibra të ndryshme materiale. Megjithatë, siç tregohet në , për proceset e ngarkimit të thjeshtë dhe pothuajse të thjeshtë në diapazonin real të deformimeve, studimi i lëvizjes së deformimit në bazën e vorbullës duket të jetë shumë i kënaqshëm. Në të njëjtën kohë, kur ndërtohen marrëdhënie që përshkruajnë procesin e deformimit të fundëm të një mjedisi, zgjedhja e masave duhet të plotësojë një sërë kriteresh natyrore: 1) masa e deformimit duhet të jetë e lidhur me masën e stresit përmes shprehjes së elementit puna. 2) rrotullimi i një elementi material si një trup absolutisht i ngurtë nuk duhet të çojë në një ndryshim në masat e deformimit dhe derivatet e tyre kohore - një veti e objektivitetit material. 3) gjatë dallimit të masave, duhet të ruhet vetia e simetrisë dhe kushti për ndarjen e proceseve të ndryshimit të formës dhe ndryshimit të vëllimit. Kërkesa e fundit është shumë e dëshirueshme.

Siç tregon analiza, përdorimi i masave të mësipërme për të përshkruar procesin e deformimit përfundimtar, si rregull, çon ose në korrektësi të pamjaftueshme në përshkrimin e deformimit ose në një procedurë shumë të komplikuar për llogaritjen e tyre.

Për të përcaktuar lakimin dhe kthesat e trajektores, përdoren invariantet

tensorët W", të cilët janë derivatet e rendit të n-të të Jaumann-it të devijuesit të shpejtësisë së sforcimit, siç tregohet në dhe invarianti i tretë i masës funksionale të deformimit H nuk varen nga natyra e ndryshimit në metrikë gjatë gjithë intervalit. Lidhja i postulatit të përgjithshëm të izotropisë në formën (1.21) është pikënisja për ndërtimin e modeleve specifike të trupave me deformim të fundëm dhe justifikimin eksperimental të tyre.Duket e natyrshme të përgjithësohen marrëdhëniet e njohura për deformimet e vogla duke kaluar në masat e propozuara të deformimit. dhe ngarkimi Vini re se meqenëse në problemet e studimit të procesit të deformimit të një mediumi, si rregull, përdoret vendosja e shpejtësisë, atëherë të gjitha marrëdhëniet do të formohen në ritmet e ndryshimit të parametrave skalar dhe tensor që përshkruajnë sjelljen e mediumit. . Në të njëjtën kohë, derivatet relative (në kuptimin e Jaumann) të tensorëve dhe devijuesve korrespondojnë me shpejtësitë e vektorëve të sforcimit dhe ngarkimit.

Ndërtimi i një modeli për futjen e një pyke të ngurtë në një trup gjysmë të pafund elastik-plastik

Aktualisht, nuk ka metoda analitike për zgjidhjen e problemeve që lidhen me operacionet e ndarjes. Metoda e linjës rrëshqitëse përdoret gjerësisht për operacione të tilla si futja e pykës ose heqja e çipave. Megjithatë, zgjidhjet e marra duke përdorur këtë metodë nuk janë në gjendje të përshkruajnë në mënyrë cilësore rrjedhën e procesit. Më i pranueshëm është përdorimi i metodave numerike të bazuara në parimet variacionale të Lagrange dhe Jourdain. Metodat ekzistuese të përafërta për zgjidhjen e problemeve me vlerën kufitare të mekanikës së një trupi të ngurtë të deformueshëm janë përshkruar në detaje të mjaftueshme në monografi.

Në përputhje me konceptin bazë të FEM, i gjithë vëllimi i mediumit të deformueshëm ndahet në një numër të fundëm elementësh që janë në kontakt me njëri-tjetrin në pikat nyjore; lëvizja e kombinuar e këtyre elementeve simulon lëvizjen e një mjedisi të deformueshëm. Në të njëjtën kohë, brenda secilit element, sistemi i karakteristikave që përshkruajnë lëvizjen përafrohet nga një ose një sistem tjetër funksionesh të përcaktuara nga lloji i elementit të zgjedhur. Në këtë rast, të panjohurat kryesore janë zhvendosjet e pikave nyjore të elementit.

Përdorimi i një elementi simplex thjeshton shumë procedurën për ndërtimin e një përfaqësimi të elementeve të fundme të relacionit (2.5), pasi lejon që dikush të përdorë operacione më të thjeshta të integrimit me një pikë mbi vëllimin e një elementi. Në të njëjtën kohë, duke qenë se kërkesat e plotësisë dhe vazhdimësisë janë të kënaqura për përafrimin e zgjedhur, shkalla e nevojshme e përshtatshmërisë së modelit të elementeve të fundme me një "sistem të vazhdueshëm" - trup i deformueshëm arrihet thjesht duke rritur numrin e elementeve të fundme me një zvogëlimi përkatës në madhësinë e tyre. Një numër i madh elementësh kërkon një sasi të madhe memorie dhe akoma më shumë kohë të shpenzuar për përpunimin e këtij informacioni; një numër i vogël nuk ofron një zgjidhje me cilësi të lartë. Përcaktimi i numrit optimal të elementeve është një nga detyrat kryesore në llogaritjet.

Ndryshe nga metodat e tjera të përdorura, metoda e ngarkimit sekuencial ka një kuptim të caktuar fizik, pasi në çdo hap merret parasysh përgjigja e sistemit ndaj rritjes së ngarkesës, pasi ajo ndodh në procesin aktual. Prandaj, metoda bën të mundur marrjen e shumë më tepër informacionit në lidhje me sjelljen e trupit sesa thjesht madhësinë e zhvendosjeve për një sistem të caktuar ngarkesash. Meqenëse përftohet natyrshëm një grup i plotë zgjidhjesh që korrespondojnë me pjesë të ndryshme të ngarkesës, bëhet e mundur të ekzaminohen gjendjet e ndërmjetme për stabilitet dhe, nëse është e nevojshme, të bëhen modifikimet e duhura në procedurë për përcaktimin e pikave të degëzimit dhe gjetjen e vazhdimeve të mundshme të procesit. .

Faza paraprake e algoritmit është përafrimi i zonës së studimit për kohën t = 0 me elemente të fundme. Konfigurimi i zonës që korrespondon me momentin fillestar konsiderohet i njohur, ndërsa trupi mund të jetë ose në një gjendje "natyrale" ose të ketë paranderje, për shembull, për shkak të fazës së mëparshme të përpunimit.

Më pas, bazuar në natyrën e pritshme të procesit të deformimit, zgjidhet lloji i teorisë së veçantë të plasticitetit (seksioni 1.2). Të dhënat e përpunuara të eksperimenteve mbi tensionin njëaksial të mostrave të materialit në studim formojnë një lloj specifik marrëdhëniesh konstituive, duke përdorur, në përputhje me kërkesat e paragrafit 1.2, çdo një nga metodat më të zakonshme për përafrimin e lakores eksperimentale. Gjatë zgjidhjes së problemit, një lloj i caktuar i teorisë së plasticitetit supozohet të jetë i pandryshuar për të gjithë vëllimin në studim gjatë gjithë procesit. Vlefshmëria e zgjedhjes vlerësohet më pas nga lakimi i trajektores së deformimit, e llogaritur në pikat më karakteristike të trupit. Kjo qasje u përdor në studimin e modeleve të proceseve teknologjike të deformimit të fundëm të mostrave tubulare në mënyra të ngarkimit të jashtëm të thjeshtë ose afër tij. Në përputhje me procedurën e zgjedhur të integrimit hap pas hapi, i gjithë intervali i ngarkimit në lidhje me parametrin t ndahet në një numër fazash (hapash) mjaft të vogla. Në vijim, zgjidhja e problemit për një hap tipik është ndërtuar sipas algoritmit të mëposhtëm. 1. Për konfigurimin e zonës së sapopërcaktuar bazuar në rezultatet e hapit të mëparshëm, llogariten karakteristikat metrike të hapësirës së deformuar. Në hapin e parë, konfigurimi i rajonit përkon me konfigurimin e përcaktuar në t = O. 2. Karakteristikat elastoplastike të materialit për çdo element përcaktohen në përputhje me gjendjen sforcim-deformim që korrespondon me fundin e hapit të mëparshëm. 3. Formohet një matricë lokale e ngurtësisë dhe vektori i forcës së elementit. 4. Kushtet kufitare kinematike vendosen në sipërfaqet e kontaktit. Me një formë arbitrare të sipërfaqes së kontaktit, përdoret procedura e njohur për kalimin në sistemin lokal të koordinatave. 5. Formohet matrica globale e ngurtësisë së sistemit dhe vektori përkatës i forcës. 6. Zgjidhet sistemi i ekuacioneve algjebrike, përcaktohet kolona vektoriale e shpejtësive të zhvendosjeve nyjore. 7. Përcaktohen karakteristikat e gjendjes sforcim-deformim të çastit, llogariten tenzorët e shpejtësisë së sforcimit W, vorbulla C1, shpejtësia e ndryshimit të vëllimit 0, llogaritet lakimi i rrugës së deformimit X 8. Fushat e shpejtësisë. të tensorëve të stresit dhe sforcimit janë integruar, përcaktohet një konfigurim i ri i rajonit. Përcaktohet lloji i gjendjes sforcim-deformim, zona e deformimit elastik dhe plastik. 9. Përcaktohet niveli i arritur i forcave të jashtme. 10. Monitorohet plotësimi i kushteve të ekuilibrit, llogariten vektorët e mbetur. Kur skema zbatohet pa përsëritje të rafinuara, kalimi në hapin 1 kryhet menjëherë.

Faktorët që ndikojnë në procesin e formimit të çipit

Procesi i formimit të çipave gjatë prerjes së metaleve është një deformim plastik, me shkatërrim të mundshëm të shtresës së prerë, si rezultat i së cilës shtresa e prerë kthehet në patate të skuqura. Procesi i formimit të çipave përcakton kryesisht procesin e prerjes: madhësia e forcës prerëse, sasia e nxehtësisë së gjeneruar, saktësia dhe cilësia e sipërfaqes që rezulton, veshja e veglave. Disa faktorë kanë një ndikim të drejtpërdrejtë në procesin e formimit të çipit, të tjerët - në mënyrë indirekte, përmes atyre faktorëve që ndikojnë drejtpërdrejt. Pothuajse të gjithë faktorët ndikojnë në mënyrë indirekte dhe kjo shkakton një zinxhir të tërë fenomenesh të ndërlidhura.

Sipas , vetëm katër faktorë ndikojnë drejtpërdrejt në procesin e formimit të çipave në prerjen drejtkëndore: këndi i veprimit, këndi i grabitjes së mjetit, shpejtësia e prerjes dhe vetitë e materialit. Të gjithë faktorët e tjerë ndikojnë në mënyrë indirekte. Për të identifikuar këto varësi, u zgjodh procesi i prerjes së lirë drejtkëndore të materialit në një sipërfaqe të sheshtë. Pjesa e punës ndahet në dy pjesë nga linja e supozuar e ndarjes GA, shtresa e sipërme është çipi i ardhshëm, trashësia e shtresës që hiqet është o, pjesa e mbetur e punës është e trashë h. Pika M - pika maksimale e arritjes së majës së prerësit gjatë futjes, rruga e përshkuar nga prerësi - S. Gjerësia e kampionit është e fundme dhe e barabartë me b. Konsideroni modelin e procesit të prerjes (Fig. 3.1.) Duke marrë parasysh se në momentin fillestar të kohës kampioni është i padeformuar, i paprekur, pa prerje. Një pjesë e punës me dy sipërfaqe të lidhura me një shtresë shumë të hollë AG, 8 .a e trashë, ku a është trashësia e çipit që hiqet. AG - vija ndarëse e propozuar (Fig. 3.1.). Kur prerësi lëviz, kontakti ndodh në dy sipërfaqe të veglës prerëse. Në momentin fillestar të kohës, shkatërrimi nuk ndodh - futja e prerësit pa shkatërrim. Si material kryesor përdoret një material izotropik elastik-plastik. Llogaritjet morën parasysh si materialet duktile (aftësia e një materiali për të marrë deformime të mëdha të mbetura pa thyerje) dhe të brishtë (aftësia e një materiali për t'u thyer pa deformim të dukshëm plastik). Baza ishte një mënyrë prerjeje me shpejtësi të ulët, në të cilën, sipas rregullit, përjashtohet shfaqja e fenomeneve të ndenjura në sipërfaqen e përparme. Një veçori tjetër është gjenerimi i ulët i nxehtësisë gjatë procesit të prerjes, i cili nuk ndikon në ndryshimin e karakteristikave fizike të materialit dhe rrjedhimisht në procesin e prerjes dhe në vlerën e forcave të prerjes. Kështu, bëhet e mundur si numerikisht ashtu edhe eksperimentalisht të studiohet procesi i prerjes së një shtrese prerëse jo të komplikuar nga fenomene shtesë.

Në përputhje me kapitullin 2, procesi i elementeve të fundme për zgjidhjen e një problemi të prerjes pothuajse statike kryhet me ngarkim hap pas hapi të kampionit, në rastin e prerjes, me një lëvizje të vogël të prerësit në drejtim të kampionit. Problemi zgjidhet me detyrën kinematike të lëvizjes në prerës, sepse shpejtësia e prerjes është e njohur, dhe forca e prerjes është e panjohur dhe është një sasi e përcaktuar. Për të zgjidhur këtë problem, u zhvillua një paketë softuerike e specializuar Wind2D, e aftë për të zgjidhur tre probleme - për të siguruar rezultate që konfirmojnë vlefshmërinë e llogaritjeve të marra, për të llogaritur problemet e testimit për të justifikuar vlefshmërinë e modelit të ndërtuar, për të patur aftësinë për të dizajnuar dhe zgjidhni një problem teknologjik.

Për të zgjidhur këto probleme, u zgjodh një model i ndërtimit modular të kompleksit, duke përfshirë një guaskë të përbashkët si një element unifikues i aftë për të menaxhuar lidhjen e moduleve të ndryshme. Moduli i vetëm i integruar thellësisht ishte blloku i vizualizimit të rezultateve. Modulet e mbetura ndahen në dy kategori: problema dhe modele matematikore. Nuk lejohet veçantia e modelit matematikor. Në projektin origjinal, ka tre për dy lloje të ndryshme elementesh. Çdo detyrë është gjithashtu një modul i lidhur me modelin matematikor nga tre procedura dhe me një predhë nga një procedurë thirrjeje moduli, kështu që integrimi i një moduli të ri zbret në futjen e katër rreshtave në projekt dhe rikompilimin. Gjuha e nivelit të lartë Borland Delphi 6.0 u zgjodh si një mjet implementimi, i cili ka gjithçka të nevojshme për të zgjidhur detyrën në një kohë të kufizuar. Në çdo detyrë, është e mundur të përdoren rrjetat e elementeve të fundme të ndërtuara automatikisht, ose të përdoren ato të përgatitura posaçërisht duke përdorur paketën AnSYS 5.5.3 dhe të ruajtura në një format teksti. Të gjithë kufijtë mund të ndahen në dy lloje: dinamik (ku nyjet ndryshojnë nga hapi në hap) dhe statik (konstant gjatë gjithë llogaritjes). Më të vështirat në modelim janë kufijtë dinamikë, nëse gjurmojmë procesin e ndarjes sipas nyjeve, atëherë kur arrihet kriteri i shkatërrimit në nyjen që i përket kufirit Ol, lidhja ndërmjet elementeve të cilave u përket kjo nyje prishet duke dublikuar nyje - duke shtuar një numër të ri për elementët që shtrihen nën vijën ndarëse. Një nyje i caktohet J- dhe, dhe tjetra 1 iz (Fig. 3.10). Pastaj nga 1 dhe nyja shkon në C dhe më pas në C. Nyja e caktuar për A p menjëherë ose pas disa hapash godet sipërfaqen e inciziorit dhe shkon në C, ku mund të shkëputet për dy arsye: arritjen e kriterit të shkëputjes, ose me arritjen e pikës B, nëse përcaktohet një çipthyes kur zgjidhet një detyrë e caktuar. Më pas, nyja shkon në G9 nëse nyja përballë saj është tashmë e shkëputur.

Krahasimi i vlerave të gjetura dhe të llogaritura eksperimentalisht të forcave prerëse

Siç u përmend më herët, puna përdor një metodë ngarkimi hap pas hapi, thelbi i së cilës është të ndajë të gjithë rrugën e avancimit të pykës në segmente të vogla me gjatësi të barabartë. Për të rritur saktësinë dhe shpejtësinë e llogaritjeve, në vend të hapave ultra të vegjël, u përdor një metodë përsëritëse për të zvogëluar madhësinë e hapit të kërkuar për të përshkruar me saktësi problemin e kontaktit kur përdorni metodën e elementeve të fundme. Kontrollohen si kushtet gjeometrike për nyjet ashtu edhe kushtet e deformimit për elementët e fundëm.

Procesi bazohet në kontrollimin e të gjitha kritereve dhe përcaktimin e faktorit më të vogël të zvogëlimit të hapit, pas së cilës hapi rillogaritet dhe kështu me radhë derisa të bëhet K 0.99. Disa nga kriteret në një numër detyrash mund të mos përfshihen, të gjitha kriteret janë përshkruar më poshtë (Fig. ZLO): 1. Ndalimi i depërtimit të materialit në trupin e prerësit arrihet duke kontrolluar të gjitha nyjet nga i. \L 9"! 12 deri në kryqëzimin e kufirit të sipërfaqes së përparme të prerjes. Duke supozuar se lëvizja është lineare në një hap, gjendet pika e kontaktit midis sipërfaqes dhe nyjës dhe përcaktohet koeficienti i zvogëlimit të madhësisë së hapit. Hapi po rillogaritet. 2. Identifikohen elementet që kanë kaluar pikën e rendimentit në një hap të caktuar, përcaktohet një faktor zvogëlimi për hapin në mënyrë që vetëm disa elementë të "kalojnë" kufirin. Hapi po rillogaritet. 3. Zbulohen nyje nga një zonë e caktuar që i përkasin linjës së seksionit GA, të cilat tejkaluan vlerën e kriterit të shkatërrimit në këtë hap. Një faktor zvogëlimi hapi përcaktohet në mënyrë që vetëm një nyje të tejkalojë vlerën e kriterit të dështimit. Hapi po rillogaritet. Kapitulli 3. Modelimi matematik i procesit të prerjes 4. Ndalimi i depërtimit të materialit në trupin e prerësit përmes sipërfaqes së pasme të prerjes për nyjet nga A 6, nëse ky kufi nuk është i fiksuar. 5. Për nyjet 1 8, gjendja e shkëputjes dhe kalimi në CC në pikën B mund të vendoset nëse kushti zgjidhet për t'u përdorur në llogaritjen e çipave. 6. Nëse deformimi në të paktën një element tejkalohet me më shumë se 25%, madhësia e hapit zvogëlohet në kufirin e deformimit 25%. Hapi po rillogaritet. 7. Përcaktohet faktori minimal i zvogëlimit të hapit dhe nëse është më i vogël se 0,99, atëherë rillogaritet hapi, në të kundërt kalimi në kushtet pasuese. 8. Hapi i parë konsiderohet pa fërkim. Pas llogaritjes, gjenden drejtimet e lëvizjes së nyjeve që i përkasin A 8 dhe C, shtohet fërkimi dhe hapi rillogaritet, drejtimi i forcës së fërkimit ruhet në një regjistrim të veçantë. Nëse hapi llogaritet me fërkim, atëherë kontrollohet nëse ka ndryshuar drejtimi i lëvizjes së nyjeve, të cilat ndikohen nga forca e fërkimit. Nëse ka ndryshuar, atëherë këto nyje janë të fiksuara fort në sipërfaqen e përparme të prerjes. Hapi po rillogaritet. 9. Nëse kryhet kalimi në hapin tjetër, dhe jo rillogaritja, atëherë fiksohen nyjet që i janë afruar sipërfaqes së prerjes së përparme - KALIMI I NYJËVE NGA i 12 NE A 8 10. Nëse kryhet kalimi në hapin tjetër. jashtë, dhe jo rillogaritje, atëherë për nyjet që i përkasin 1 8, llogariten forcat e prerjes, dhe nëse janë negative, atëherë montimi kontrollohet për mundësinë e shkëputjes, d.m.th. shkëputja kryhet vetëm nëse është e sipërme. 11. Nëse kryhet kalimi në hapin tjetër, dhe jo rillogaritja, atëherë zbulohet nyja që i përket AG, e cila e ka tejkaluar vlerën e kriterit të shkatërrimit në këtë hap me një vlerë të pranueshme (të vogël). Ndezja e mekanizmit të ndarjes: në vend të një nyje krijohen dy nyje, njëra që i përket - dhe, tjetra 1 іz; rinumërimi i nyjeve të trupit sipas një algoritmi të veçantë. Shkoni në hapin tjetër.

Zbatimi përfundimtar i kritereve (1-11) ndryshon si në kompleksitet ashtu edhe në probabilitet të shfaqjes së tyre dhe në kontributin real në përmirësimin e rezultateve të llogaritjes. Kriteri (1) ndodh shpesh kur përdoret një numër i vogël hapash në llogaritje, dhe shumë rrallë kur përdoret një numër i madh hapash në të njëjtën thellësi prerjeje. Megjithatë, ky kriter nuk lejon që nyjet të "bien" në prerës, duke çuar në rezultate të pasakta. Sipas kriterit (9), nyjet fiksohen në fazën e kalimit në hapin tjetër, dhe jo me disa rillogaritje.

Zbatimi i kriterit (2) konsiston në krahasimin e vlerave të vjetra dhe të reja të intensitetit të stresit për të gjithë elementët dhe përcaktimin e elementit me vlerën e intensitetit maksimal. Ky kriter bën të mundur rritjen e madhësisë së hapit dhe në këtë mënyrë jo vetëm rritjen e shpejtësisë së llogaritjes, por edhe zvogëlimin e gabimit që rezulton nga kalimi masiv i elementeve nga zona elastike në atë plastike. Në mënyrë të ngjashme me kriterin (4).

Për të studiuar një proces prerjeje të pastër, pa ndikimin e një rritjeje të mprehtë të temperaturës në sipërfaqen e ndërveprimit dhe në kampionin, në të cilin formohet një çip i vazhdueshëm, pa formimin e grumbullimit në sipërfaqen e prerjes, një shpejtësi prerjeje e kërkohet rend prej 0,33 mm/s. Duke marrë këtë shpejtësi si maksimum, marrim që për të avancuar prerësin me 1 mm, është e nevojshme të llogariten 30 hapa (duke supozuar një interval kohor prej 0,1 - i cili siguron stabilitetin më të mirë të procesit). Gjatë llogaritjes, duke përdorur një model provë, me futjen e një prerëse me 1 mm, duke marrë parasysh përdorimin e kritereve të përshkruara më parë dhe pa marrë parasysh fërkimin, u morën 190 hapa në vend të 30. Kjo është për shkak të një rënie në vlera e hapit të avancimit. Megjithatë, për shkak të faktit se procesi është përsëritës, në fakt janë llogaritur 419 hapa. Kjo mospërputhje është shkaktuar nga një madhësi shumë e madhe hapi, e cila çon në një ulje të shumëfishtë të madhësisë së hapit për shkak të natyrës përsëritëse të kritereve. Kështu që. me një rritje fillestare të numrit të hapave në 100 në vend të 30, numri i llogaritur i hapave është 344. Një rritje e mëtejshme e numrit në 150 çon në një rritje të numrit të hapave të llogaritur në 390, dhe rrjedhimisht një rritje në koha e llogaritjes. Bazuar në këtë, mund të supozohet se numri optimal i hapave, gjatë modelimit të procesit të heqjes së çipit, është 100 hapa për 1 mm furnizim, me një ndarje rrjeti të pabarabartë me një numër elementësh 600-1200. Në të njëjtën kohë, numri real i hapave, pa marrë parasysh fërkimin, do të jetë së paku 340 për 1 mm, dhe duke marrë parasysh fërkimin, të paktën 600 hapa.

BULETINI I UNIVERSITETIT SHTETËROR TOMSK Matematika dhe mekanika

MEKANIKA

A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin

SIMULIMI NUMERIK I PRERJES ORTOGONALE ME SHPEJTESI TE LARTE TE METALEVE1

Proceset e prerjes ortogonale me shpejtësi të lartë të metaleve me metodën e elementeve të fundme janë studiuar numerikisht në kuadrin e një modeli elastik-plastik të mediumit në diapazonin e shpejtësisë së prerjes 1 - 200 m/s. Si kriter për ndarjen e çipave është përdorur vlera kufizuese e energjisë specifike të deformimeve të prerjes. Zbulohet domosdoshmëria e përdorimit të një kriteri shtesë për formimin e çipit, ku propozohet vlera kufizuese e vëllimit specifik të mikrodëmtimeve.

Fjalët kyçe: prerje me shpejtësi të lartë, simulim numerik, metoda e elementeve të fundme.

Në literaturën shkencore, studimet teorike dhe eksperimentale të proceseve të prerjes me shpejtësi të lartë të materialeve janë paraqitur jashtëzakonisht të pamjaftueshme. Ekzistojnë shembuj të veçantë të studimeve eksperimentale dhe teorike të efektit të temperaturës në karakteristikat e forcës së një materiali në procesin e prerjes me shpejtësi të lartë. Në aspektin teorik, problemi i materialeve prerëse ka marrë zhvillimin më të madh në krijimin e një numri modelesh analitike të prerjes ortogonale. Megjithatë, kompleksiteti i problemit dhe nevoja për një përshkrim më të plotë të vetive të materialeve, efektet termike dhe inerciale çuan në

1 Puna u mbështet financiarisht nga Fondacioni Rus për Kërkime Bazë (projektet 07-08-00037, 08-08-12055), Fondacioni Rus për Kërkime Bazë dhe Administrata e Rajonit Tomsk (projekti 09-08-99059), Ministria e Arsimit dhe Shkencës e Federatës Ruse në kuadër të AVCP "Zhvillimi i potencialit shkencor të arsimit të lartë" (projekti 2.1.1/5993).

përdorimi i metodave numerike, nga të cilat, në lidhje me problemin në shqyrtim, përdoret më gjerësisht metoda e elementeve të fundme.

Në këtë punim, proceset e prerjes me shpejtësi të madhe të metaleve studiohen numerikisht me metodën e elementeve të fundme në një formulim dydimensional sforco-rrafsh në kuadrin e një modeli elastik-plastik të një mjedisi.

Në llogaritjet numerike përdoret një model i një mjedisi të dëmtuar, i cili karakterizohet nga mundësia e bërthamimit dhe zhvillimit të çarjeve në të. Vëllimi i përgjithshëm i mediumit W përbëhet nga pjesa e tij e padëmtuar, e cila zë vëllimin Wc dhe karakterizohet nga dendësia pc, si dhe çarjet që zënë vëllimin W/, në të cilat dendësia supozohet të jetë zero. Dendësia mesatare e mediumit lidhet me parametrat e futur me relacionin p = pc (Ws /W). Shkalla e dëmtimit të mediumit karakterizohet nga vëllimi specifik i çarjeve V/ = W//(W p).

Sistemi i ekuacioneve që përshkruajnë lëvizjen adiabatike jo-stacionare (si me deformim elastik ashtu edhe me plastik) të një mjedisi të ngjeshshëm përbëhet nga ekuacionet e vazhdimësisë, lëvizjes, energjisë:

ku p - dendësia, r - koha, u - vektori i shpejtësisë me komponentë u, cmy = - (P + Q)5jj + Bu - komponentët e tensorit të stresit, E - energjia e brendshme specifike, - komponentët e tensorit të shpejtësisë së deformimit, P. = Pc (p / pc) - presioni mesatar, Pc - presioni në përbërësin e ngurtë (pjesa e paprekur) e substancës, 2 - viskoziteti artificial, Bu - komponentët e devijatorit të stresit.

Modelimi i frakturave "shqyerje" kryhet duke përdorur një model kinetik të thyerjes së tipit aktiv:

Gjatë krijimit të modelit, supozohej se materiali përmban vende të mundshme thyerjeje me një vëllim specifik efektiv V:, në të cilin plasaritjet (ose poret) formohen dhe rriten kur presioni në tërheqje Pc tejkalon një vlerë të caktuar kritike P = P)V\/ (V\ + V/ ), që zvogëlohet me rritjen e mikrodëmtimeve të formuara. Konstantat VI, V2, Pk, K/ u zgjodhën duke krahasuar rezultatet e llogaritjeve dhe eksperimenteve për regjistrimin e shpejtësisë së sipërfaqes së pasme kur kampioni ishte i ngarkuar me impulse të ngjeshjes së rrafshët. I njëjti grup konstantesh materiale përdoret për të llogaritur rritjen dhe kolapsin e çarjeve ose poreve, në varësi të shenjës së Pc.

Presioni në një substancë të padëmtuar konsiderohet të jetë një funksion i vëllimit specifik dhe energjisë specifike të brendshme, dhe në të gjithë gamën e kushteve të ngarkimit,

Formulimi i problemit

Shu(ri) = 0 ;

0 nëse |Рс |< Р* или (Рс >P* dhe Y^ = 0),

^=| - n§n (Ps) k7 (Ps | - P *) (Y2 + Y7),

nëse Rs< -Р* или (Рс >P* dhe Y^ > 0).

Ai llogaritet duke përdorur ekuacionin e gjendjes së tipit Mie - Gruneisen, në të cilin koeficientët zgjidhen në bazë të konstanteve a dhe b të adiabatit të goditjes Hugoniot.

Marrëdhëniet konstituive lidhin komponentët e devijatorit të stresit dhe tensorit të shkallës së deformimit dhe përdorin derivatin Jaumann. Kushti Mises përdoret për të përshkruar rrjedhën plastike. Janë marrë parasysh varësitë e karakteristikave të forcës së mediumit (moduli i prerjes G dhe forca dinamike e rrjedhjes o) nga temperatura dhe niveli i dëmtimit të materialit.

Modelimi i procesit të ndarjes së çipave nga pjesa e punës u krye duke përdorur kriterin për shkatërrimin e elementeve të projektimit të pjesës së punës, duke përdorur një qasje të ngjashme me modelimin simulues të shkatërrimit të një materiali të tipit erozion. Vlera kufizuese e energjisë specifike të deformimeve të prerjes Esh është përdorur si kriter i thyerjes - një kriter i ndarjes së çipave. Vlera aktuale e kësaj energjie llogaritet duke përdorur formulën:

Vlera kritike e energjisë specifike të deformimeve të prerjes varet nga kushtet e ndërveprimit dhe jepet nga funksioni i shpejtësisë fillestare të goditjes:

Esh = hi + bsh U0 , (6)

ku hiri, bsh janë konstante materiale. Kur Esh > Esch në qelizën e llogaritjes, kjo qelizë konsiderohet e shkatërruar dhe hequr nga llogaritja e mëtejshme, dhe parametrat e qelizave fqinje rregullohen duke marrë parasysh ligjet e ruajtjes. Korrigjimi konsiston në heqjen e masës së elementit të shkatërruar nga masat e nyjeve që i përkisnin këtij elementi. Nëse në të njëjtën kohë bëhet masa e ndonjë nyje të llogaritur

kthehet në zero, atëherë kjo nyje konsiderohet e shkatërruar dhe gjithashtu hiqet nga llogaritja e mëtejshme.

Rezultatet e llogaritjes

Llogaritjet janë kryer për shpejtësitë e prerjes nga 1 në 200 m/s. Dimensionet e pjesës së punës të veglës: gjatësia e skajit të sipërm është 1,25 mm, ana 3,5 mm, këndi i përparmë është 6°, këndi i pasmë është 6°. Pllaka e çelikut që përpunohej kishte një trashësi 5 mm, një gjatësi 50 mm dhe një thellësi prerjeje 1 mm. Materiali i pjesës së punës është çeliku St3, materiali i pjesës së punës të mjetit është një modifikim i dendur i nitridit të borit. U përdorën vlerat e mëposhtme të konstanteve të materialit të pjesës së punës: p0 = 7850 kg/m3, a = 4400 m/s, b = 1,55, G0 = 79 GPa, o0 = 1,01 GPa, V = 9,2-10"6 m3/kg, V2 = 5,7-10-7 m3/kg, K= 0,54 ms/kg, Pk = -1,5 GPa, hi = 7-104 J/kg, bsh = 1,6 -10 m/s Materiali i punimit një pjesë e mjetit karakterizohet nga konstante p0 = 3400 kg/m3, K1 = 410 GPa, K2 = K3 = 0, y0 = 0, G0 = 330 GPa, ku K1, K2, K3 janë konstantet e ekuacionit të gjendjes në Forma Mi-Gruneisen.

Oriz. Fig. 1. Forma e çipit, pjesës së punës dhe pjesës së punës së veglës prerëse në kohët 1,9 ms (a) dhe 3,8 ms (b) kur prerësi lëviz me shpejtësi 10 m/s

deri në plotësimin e kriterit të ndarjes së çipit. Në shpejtësitë e prerjes prej 10 m/s dhe më të ulëta, në kampion shfaqen zona ku kriteri i ndarjes së çipave nuk aktivizohet në kohë (Fig. 1, a), gjë që tregon nevojën për të aplikuar ose një kriter shtesë, ose për të zëvendësuar kriterin e përdorur. me një të re. Për më tepër, nevoja për të rregulluar kriterin e formimit të çipit tregohet nga forma e sipërfaqes së çipit.

Oriz. Fig. 2. Fushat dhe izolimet e temperaturës (a) dhe energjisë specifike të deformimeve të prerjes (b) në një kohë prej 1,4 ms kur prerësi lëviz me një shpejtësi prej 25 m/s

regjimi i temperaturës në prerjen me shpejtësi të lartë përcaktohet kryesisht nga deformimi plastik i materialit të pjesës së punës. Në këtë rast, temperaturat maksimale në çip nuk i kalojnë 740 K, në pjesën e punës -640 K. Gjatë procesit të prerjes, dukshëm më shumë temperaturat e larta(Fig. 2, a), gjë që mund të çojë në degradimin e vetive të saj të forcës.

Rezultatet e llogaritjes të paraqitura në Fig. 3 tregojnë se ndryshimet e gradientit në vëllimin specifik të mikrodëmtimeve përpara prerësit janë shumë më të theksuara sesa ndryshimet në energjinë e deformimeve të prerjes ose temperaturës, prandaj, në llogaritjet, vlera kufizuese e vëllimit specifik të mikrodëmtimeve mund të përdoret (në mënyrë të pavarur ose si shtesë) si kriter për ndarjen e çipave.

0,1201 0,1101 0,1001 0,0901 0,0801 0,0701 0,0601 0,0501 0,0401 0,0301 0,0201 0,0101

Oriz. Fig. 3. Fushat e vëllimit specifik të mikrodëmtimeve (në cm/g) në një kohë prej 1,4 ms kur prerësi lëviz me një shpejtësi prej 25 m/s

konkluzioni

U identifikua një parametër i procesit - vëllimi specifik i mikrodëmtimeve - vlera kufizuese e të cilit mund të përdoret si një kriter shtesë ose i pavarur për formimin e çipit.

LITERATURA

1. Petrushin S.I. Dizajni optimal i pjesës së punës të veglave prerëse // Tomsk: Tom. Universiteti Politeknik, 2008. 195 f.

2. Sutter G., Ranc N. Fushat e temperaturës në një çip gjatë prerjes ortogonale me shpejtësi të lartë - Një hetim eksperimental // Int. J. Makina Tools & Manufacture. 2007 Nr. 47. P. 1507 - 1517.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. dhe Molinari A. Modelimi numerik i prerjes ortogonale: Ndikimi i kushteve të prerjes dhe kriteri i ndarjes, J. Phys. 2006.V.IV. nr. 134. F. 417-422.

4. Hortig C., Svendsen B. Simulimi i formimit të çipave gjatë prerjes me shpejtësi të lartë // J. Teknologjia e përpunimit të materialeve. 2007 Nr. 186. F. 66 - 76.

5. Campbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Karakterizimi mikrostrukturor i çipave Al-7075-T651 dhe pjesëve të punës të prodhuara nga përpunimi me shpejtësi të lartë // Shkenca dhe Inxhinieria e Materialeve A. 2006. Nr. 430. F. 15 - 26.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. Modelimi i shkatërrimit të pengesave gjatë ndikimit me shpejtësi të lartë të një grupi trupash // Fizikë Kimike. 2008. V. 27. Nr. 3. S. 71 - 76.

9. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Studimet e vetive mekanike të materialeve nën ngarkimin e valës së goditjes // Izvestiya RAN. MTT. 1999. Nr. 5. S. 173 - 188.

10. Zelepugin, S.A. dhe Shpakov, S.S., Shkatërrimi i një pengese me dy shtresa bor karabit-aliazh titanium nën ndikimin me shpejtësi të lartë, Izv. universitetet. Fizika. 2008. Nr 8/2. fq 166 - 173.

SHIPACHEV Alexander Nikolaevich - student pasuniversitar i Fakultetit të Fizikës dhe Teknologjisë të Universitetit Shtetëror Tomsk. E-mail: alex18023@mail.ru

ZELEPUGIN Sergey Alekseevich - Doktor i Shkencave Fizike dhe Matematikore, Profesor i Departamentit të Mekanikës së Ngurtave të Deformueshme të Fakultetit të Fizikës dhe Teknologjisë të Universitetit Shtetëror Tomsk, Studiues i Lartë i Departamentit të Makrokinetikës Strukturore të Qendrës Shkencore Tomsk të Degës Siberiane të Akademia Ruse e Shkencave. E-mail: szel@dsm.tsc.ru, szel@yandex.ru

V 0 z. H/L 1 (pjatë e gjerë), ku H- trashësi, L- gjatësia e pjesës së punës. Problemi u zgjidh në një rrjet adaptiv lëvizës Lagranzhian-Eulerian me metodën e elementeve të fundme me ndarje dhe duke përdorur skema eksplicite-mplicite për integrimin e ekuacioneve ...

Në këtë punim, u krye një simulim tredimensional i procesit të paqëndrueshëm të prerjes së një pllake elastike-viskoze-plastike (pjese pune) nga një prestar absolutisht i ngurtë që lëviz me një shpejtësi konstante duke përdorur metodën e elementeve të fundme. V 0 në pjerrësi të ndryshme të skajit të prerësit a (Fig. 1). Modelimi u krye mbi bazën e një modeli termomekanik të çiftuar të një materiali elastik-viskoz-plastik. Bëhet një krahasim midis procesit të prerjes adiabatike dhe mënyrës, duke marrë parasysh përçueshmërinë termike të materialit të pjesës së punës. Një studim parametrik i procesit të prerjes u krye me një ndryshim në gjeometrinë e pjesës së punës dhe mjetit prerës, shpejtësinë dhe thellësinë e prerjes, si dhe vetitë e materialit që përpunohet. Madhësia e trashësisë së pjesës së punës në drejtim të boshtit ndryshonte z. Gjendja e stresit ndryshoi nga sforcimi i rrafshët R = H/L 1 (pjatë e gjerë), ku H- trashësi, L- gjatësia e pjesës së punës. Problemi u zgjidh në një rrjet adaptiv lëvizës Lagranzhian-Eulerian me metodën e elementeve të fundme me ndarje dhe duke përdorur skema eksplicite-mplicite për integrimin e ekuacioneve. Është treguar se simulimi numerik i problemit në një formulim tredimensional bën të mundur studimin e proceseve të prerjes me formimin e një çipi të vazhdueshëm, si dhe me shkatërrimin e çipit në pjesë të veçanta. Mekanizmi i këtij fenomeni në rastin e prerjes ortogonale (a = 0) mund të shpjegohet me zbutjen termike me formimin e brezave të prerjes adiabatike pa përfshirë modele dëmtimi. Kur preni me një prerës më të mprehtë (këndi a është i madh), është e nevojshme të përdorni një model të kombinuar të zbutjes termike dhe strukturore. Varësia e forcës që vepron në prerës merren për parametra të ndryshëm gjeometrikë dhe fizikë të problemit. Tregohet se regjimet thuajse monotone dhe osciluese janë të mundshme dhe jepet shpjegimi fizik i tyre.

Modelimi numerik i proceseve të prerjes. Modelimi numerik i proceseve të prerjes së materialeve elastoviskoplastike në një formulim tredimensional

"MEKANIKA UDC: 539.3 A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin SIMULIMI NUMERIK I PROCESEVE TË SHPEJTËSISË TË LARTË ORTOGONALE...»

BULETINI I UNIVERSITETIT SHTETËROR TOMSK

MEKANIKA

SIMULIMI NUMERIK I PROCESEVE

PER PRERJE ORTOGONALE ME SHPEJTESI TE LARTE TE METALEVE1

LITERATURA

INFORMACION PËR AUTORËT:

Marrëdhëniet konstituive për proceset e deformimit të fundëm elastik-plastik

Ndërtimi i një modeli për futjen e një pyke të ngurtë në një trup gjysmë të pafund elastik-plastik

Faktorët që ndikojnë në procesin e formimit të çipit

Krahasimi i vlerave të gjetura dhe të llogaritura eksperimentalisht të forcave prerëse

Popullore