uy » Hisob-kitoblar » Kesish jarayonlarini raqamli modellashtirish. Uch o'lchovli formulada elastoviskoplastik materiallarni kesish jarayonlarini raqamli modellashtirish

Kesish jarayonlarini raqamli modellashtirish. Uch o'lchovli formulada elastoviskoplastik materiallarni kesish jarayonlarini raqamli modellashtirish

QATTIQ JADAN MEXANIKASI<3 2008

ELASTIK-VISKO-PLASTIK MATERIALLARNI KESISH JARAYONLARINI UCH OLCHALIKDAGI SON SIMULASYASI

Ushbu maqolada elastik-qovushqoq-plastmassa plitani (ish qismini) mutlaqo qattiq to'sar yordamida kesishning beqaror jarayonining uch o'lchovli simulyatsiyasi. doimiy tezlik V0 to'sar chetining turli egilishlarida a (1-rasm). Modellashtirish elastik-qovushqoq-plastmassa materialning birlashtirilgan termomexanik modeli asosida amalga oshirildi. Ishlov beriladigan materialning issiqlik o'tkazuvchanligini hisobga olgan holda, adiabatik kesish jarayoni va rejim o'rtasida taqqoslash amalga oshiriladi. Kesish jarayonini parametrik o'rganish ishlov beriladigan qismning va kesish asbobining geometriyasini, kesish tezligi va chuqurligini, shuningdek ishlov beriladigan materialning xususiyatlarini o'zgartirgan holda amalga oshirildi. Ish qismi qalinligining o'lchami z o'qi yo'nalishi bo'yicha turlicha bo'lgan.Stress holati tekis kuchlanishdan H = H/L o'zgargan.< 1 (тонкая пластина) до плоскодеформируе-мого H >1 (keng plastinka), bu erda H - qalinligi, L - ishlov beriladigan qismning uzunligi. Muammo harakatlanuvchi adaptiv Lagranj-Euler to'rida chekli elementlar usulida bo'linish va tenglamalarni integrallash uchun aniq-yo'riqchi sxemalar yordamida hal qilindi. Ko'rsatilgandek, masalani uch o'lchovli formulada raqamli simulyatsiya qilish uzluksiz chip hosil bo'lishi bilan, shuningdek, chipni alohida bo'laklarga yo'q qilish bilan kesish jarayonlarini o'rganish imkonini beradi. Ortogonal kesish (a = 0) holatida ushbu hodisaning mexanizmi zarar modellarini jalb qilmasdan, adiabatik kesish bantlarining shakllanishi bilan termal yumshatilish bilan izohlanishi mumkin. O'tkirroq kesgich bilan kesishda (a burchagi katta), termal va strukturaviy yumshatilishning birlashtirilgan modelini qo'llash kerak. Masalaning turli geometrik va fizik parametrlari uchun to'sarga ta'sir qiluvchi kuchning bog'liqliklari olinadi. Kvazimonoton va tebranish rejimlarining mumkinligi ko'rsatilgan va ularning fizik tushuntirishlari berilgan.

1.Kirish. Tokarlikda deformatsiyalanishi qiyin bo'lgan materiallarni qayta ishlashda kesish jarayonlari muhim rol o'ynaydi va frezalash mashinalari. Mexanik ishlov berish - bu titan-alyuminiy va molibden qotishmalari kabi deformatsiyalanishi qiyin bo'lgan materiallardan murakkab profil qismlarini ishlab chiqarishda asosiy narx yaratuvchi operatsiya. Ular kesilganda chiplar hosil bo'ladi, ular alohida bo'laklarga (chiplarga) bo'linishi mumkin, bu esa kesilgan materialning notekis yuzasiga va to'sarga juda notekis bosimga olib keladi. Yuqori tezlikda kesish jarayonida ishlov beriladigan materialning harorat va kuchlanish-deformatsiya holatlari parametrlarini eksperimental aniqlash juda qiyin. Muqobil jarayonning raqamli simulyatsiyasi bo'lib, bu jarayonning asosiy xususiyatlarini tushuntirish va kesish mexanizmini batafsil o'rganish imkonini beradi. Chip shakllanishi va sinishi mexanizmini fundamental tushunish samarali kesish uchun zarurdir. Matematika

Kesish jarayonini nazariy modellashtirish katta deformatsiyalarni, deformatsiyalar tezligini va materialning termal yumshatilishiga va yo'q qilinishiga olib keladigan plastik deformatsiyaning tarqalishi tufayli isitishni hisobga olishni talab qiladi.

20-asrning o'rtalaridan boshlab tadqiqotlar olib borilgan bo'lsa-da, bu jarayonlarning aniq echimi hali olinmagan. Birinchi ishlar eng oddiy qattiq-plastmassa hisoblash sxemasiga asoslangan edi. Biroq, qattiq-plastik tahlil asosida olingan natijalar moddiy protsessorlarni ham, nazariyotchilarni ham qoniqtira olmadi, chunki bu model berilgan savollarga javob bermadi. Adabiyotda materialni termomexanik yumshatish jarayonida chiplarning shakllanishi, yo'q qilinishi va parchalanishining chiziqli bo'lmagan ta'sirini hisobga olgan holda, fazoviy formulada bu muammoni hal qilish yo'q.

So'nggi bir necha yil ichida raqamli simulyatsiyalar tufayli ushbu jarayonlarni o'rganishda ma'lum yutuqlarga erishildi. Kesish burchagi, termal chiplarning shakllanishi va yo'q qilinishiga ta'sirini o'rganish mexanik xususiyatlar detallar va to'sar, yo'q qilish mexanizmi. Biroq, aksariyat ishlarda kesish jarayoni sezilarli cheklovlar ostida ko'rib chiqildi: muammoning ikki o'lchovli formulasi (tekislik deformatsiyasi) qabul qilindi; ta'siri hisobga olinmagan dastlabki bosqich to'sarga ta'sir qiluvchi kuchga beqaror jarayon; vayronagarchilik oldindan belgilangan interfeysga muvofiq sodir bo'lishi taxmin qilingan. Bu cheklovlarning barchasi kesishni to'liq o'rganishga imkon bermadi va ba'zi hollarda jarayonning o'zi mexanizmini noto'g'ri tushunishga olib keldi.

Bundan tashqari, eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatadi so'nggi yillar, da yuqori tezliklar deformatsiya e > 105-106 s-1, ko'p materiallar dislokatsiya harakati mexanizmini qayta tashkil etish bilan bog'liq bo'lgan anomal haroratga bog'liqligini ko'rsatadi. Issiqlik tebranish mexanizmi fonon qarshilik mexanizmi bilan almashtiriladi, buning natijasida material qarshiligining haroratga bog'liqligi to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshi bo'ladi: harorat oshishi bilan materialning mustahkamlanishi ortadi. Bunday ta'sirlar yuqori tezlikda kesishda katta muammolarga olib kelishi mumkin. Bu muammolar hozirgacha adabiyotda o'rganilmagan. Yuqori tezlikdagi jarayonni simulyatsiya qilish materiallarning viskoplastik harakatining murakkab bog'liqligini hisobga oladigan modellarni ishlab chiqishni talab qiladi va birinchi navbatda, yoriqlar hosil bo'lishi va zarralar va bo'laklarning parchalanishi bilan shikastlanish va buzilishlarni hisobga oladi. deformatsiyalanadigan material. Hammasini hisobga olish uchun

8 Qattiq jismlar mexanikasi, № 3

ta'sir qilish uchun nafaqat murakkab termofizik modellar, balki tarmoqning buzilishlarini cheklashga imkon bermaydigan va materialdagi uzilishlarning yo'q qilinishi va ko'rinishini hisobga oladigan katta deformatsiyalarni hisoblash imkonini beradigan zamonaviy hisoblash usullari ham talab qilinadi. Ko'rib chiqilayotgan muammolar katta hajmdagi hisoblashni talab qiladi. Ichki o'zgaruvchilar bilan elastoviskoplastik tenglamalarni echish uchun yuqori tezlikdagi algoritmlarni ishlab chiqish kerak.

2. Muammoning bayoni. 2.1. Geometriya. Muammoning uch o'lchovli bayonoti qabul qilinadi. Shaklda. 1 kesish tekisligidagi maydon va chegara shartlarini ko'rsatadi. Tekislikka perpendikulyar yo'nalishda ishlov beriladigan qismning cheklangan qalinligi H = H / L (L - ishlov beriladigan qismning uzunligi), keng diapazonda o'zgarib turadi. Fazoviy sozlash ishlov beriladigan materialning chiqib ketish tekisligidan harakatlanish erkinligini va yanada qulay kesish sharoitlarini ta'minlaydigan silliq chip chiqishiga imkon beradi.

2.2 Asosiy tenglamalar. Termoelastiklik va yopishqoqlik tenglamalarining to'liq birlashtirilgan tizimi impulsning saqlanish tenglamasidan iborat.

piu/ir =; (2.1)

Harorat kuchlanishlari bilan Guk qonuni

(2.2) issiqlik oqimi tenglamasi dj

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

Bu erda Ce - issiqlik sig'imi, K - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti, k - plastik tarqalish tufayli materialning isishi hisobga olinadigan Queenie-Teylor koeffitsienti.

Bizda plastik oqim qonuni ham mavjud

ep = xi^/yo; (2.4)

va plastika sharoitlari

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

bu yerda l] - stress tenzorining o'zgarmasligi, E; - plastik kuchlanish tensori. Ichki o'zgaruvchilar uchun evolyutsiya tenglamalari shaklga ega

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

2.3 Materiallar modeli. Ushbu maqolada Mises tipidagi termoelastik-viskoplastik model qabul qilingan - ko'paytiruvchi bog'liqlik (2.7) ko'rinishidagi oquvchanlik kuchiga ega bo'lgan plastika modeli, shu jumladan deformatsiya va viskoplastik qattiqlashuv va termal yumshatilish:

oy(ep, ¿*,9) = [a + b(ep)"]

Bu erda oy - oquvchanlik kuchi, ep1 - plastik deformatsiyalar intensivligi, 0 - erish nuqtasi 0 m bo'lgan nisbiy harorat: "0<0*

(0 - 0*) / (0m - 0*), 0*<0<0т

Qismning materiali bir hil deb hisoblanadi. Hisoblashda nisbatan yumshoq material A12024-T3 ishlatilgan (elastik konstantalar: E = 73 GPa, V = 0,33; plastik konstantalar: 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, 9 m = 600 K, v = 0,9). Adiabatik kesish jarayoni to'liq termomexanik masalani hal qilish bilan taqqoslanadi.

2.4. Vayronagarchilik. Materialning sinishi modeli diskret zarrachalar yordamida sinish zonalarini modellashtirishga asoslangan Minchen-Sack kontinuum yondashuviga asoslangan. Muvaffaqiyatsizlik mezoni sifatida tanqidiy qiymat qabul qilinadi

plastik kuchlanish intensivligi ep:

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

qayerda i. - tajriba natijasida aniqlangan materialning konstantalari.

Agar Lagranj hujayrasida nosozlik mezoni qondirilsa, unda bunday hujayralardagi tugunlar orasidagi bog'lanishlar bo'shatiladi va stresslar nolgacha bo'shashadi yoki qarshilik faqat siqilishga nisbatan saqlanib qoladi. Lagranj tugun massalari vayron bo'lganda, massa, impuls va energiyani olib ketadigan, qattiq bir butun sifatida harakatlanadigan va buzilmagan zarralar bilan o'zaro ta'sir qilmaydigan mustaqil zarrachalarga aylanadi. Ushbu algoritmlarning batafsil tavsifi maqolada keltirilgan. Hozirgi ishda sinish plastik deformatsiya epning kritik intensivligiga erishish bilan aniqlanadi va sinish yuzasi oldindan belgilanmagan. Yuqoridagi hisob-kitoblarda

e p = 1,0, to'sarning tezligi 2 m / s va 20 m / s ga teng olingan.

2.5. Tenglamalarni birlashtirish usuli. Termoplastiklik tenglamalarining (2.1)-(2.8) qisqartirilgan bog'langan tizimini integrallash uchun -da ishlab chiqilgan bo'linish usulini qo'llash maqsadga muvofiqdir. Elastik-plastik tenglamalarning bo'linish sxemasi to'liq jarayonni bashorat qiluvchi - termoelastik jarayonga bo'lishdan iborat.

Bu erda ep = 0 va plastik deformatsiya bilan bog'liq barcha operatorlar yo'qoladi va korrektor - bunda umumiy deformatsiya tezligi e = 0. Bashorat qilish bosqichida tilda bilan belgilangan o'zgaruvchilarga nisbatan (2.1)-(2.6) tizim qabul qilinadi. shakl

ryb/yz = a]

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

Maqolani qo'shimcha o'qish uchun siz to'liq matnni sotib olishingiz kerak. Maqolalar formatda yuboriladi

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

"MECHANICS UDC: 539,3 A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin YUQORI TEZLIK ORTOGONAL JARAYONLARINI SONIY SIMULASYASI...»

TOMSK DAVLAT UNIVERSITETI AXBOROTASI

2009 yil Matematika va mexanika № 2(6)

MEXANIKA

A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin

JARAYONLARNING SONIY SIMULATSIYASI

METALLARNI ORTOGONAL TEZLIKDA KESISH UCHUN1

1–200 m/s kesish tezligi diapazonida muhitning elastik-plastmassa modeli doirasida chekli elementlar usuli bilan metallarni yuqori tezlikda ortogonal kesish jarayonlari son jihatdan o‘rganilgan. Chiplarni ajratish mezoni sifatida kesish deformatsiyalarining o'ziga xos energiyasining chegaraviy qiymati ishlatilgan. Taklif etilayotgan qo'shimcha chip shakllantirish mezonidan foydalanish zarurati aniqlandi chegara qiymati mikrozararlarning o'ziga xos hajmi.

Kalit so'zlar: yuqori tezlikda kesish, sonli simulyatsiya, chekli elementlar usuli.

Jismoniy nuqtai nazardan, materiallarni kesish jarayoni - bu kesuvchining old yuzasida chipning ishqalanishi va asbobning orqa yuzasining kesish yuzasida ishqalanishi bilan birga keladigan kuchli plastik deformatsiya va yo'q qilish jarayoni. yuqori bosim va surma tezligi sharoitida. Bu jarayonda sarflangan mexanik energiya issiqlik energiyasiga aylanadi, bu esa o'z navbatida kesilgan qatlamning deformatsiyalanish qonuniyatlariga, kesish kuchlariga, eskirish va asboblarning ishlash muddatiga katta ta'sir ko'rsatadi.

Zamonaviy mashinasozlik mahsulotlari yuqori quvvatli va kesish qiyin bo'lgan materiallardan foydalanish, mahsulotlarning aniqligi va sifatiga qo'yiladigan talablarning keskin oshishi, kesish natijasida olingan mashina qismlarining strukturaviy shakllarini sezilarli darajada murakkablashtirishi bilan ajralib turadi. . Shuning uchun ishlov berish jarayoni doimiy takomillashtirishni talab qiladi. Hozirgi vaqtda bunday takomillashtirishning eng istiqbolli yo'nalishlaridan biri yuqori tezlikda qayta ishlashdir.

Ilmiy adabiyotlarda materiallarni yuqori tezlikda kesish jarayonlarining nazariy va eksperimental tadqiqotlari juda kam taqdim etilgan. Yuqori tezlikda kesish jarayonida haroratning materialning mustahkamlik xususiyatlariga ta'sirini eksperimental va nazariy tadqiqotlarning alohida misollari mavjud. Nazariy jihatdan, materiallarni kesish muammosi ortogonal kesishning bir qator analitik modellarini yaratishda eng katta rivojlanishni oldi. Biroq, muammoning murakkabligi va materiallarning xususiyatlarini, issiqlik va inertial ta'sirlarni yaxshiroq hisobga olish zarurati ish olib bordi. 08-99059), AVCP doirasida Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi " Oliy ta’limning ilmiy salohiyatini rivojlantirish” (2.1.1/5993-loyiha).

110 A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin sonli usullarni qo'llagan, ulardan ko'rib chiqilayotgan muammoga nisbatan chekli elementlar usuli eng keng tarqalgan.

– – –

Mie – Grüneisen tipidagi holat tenglamasi yordamida hisoblab chiqiladi, bunda koeffitsientlar Hugoniot shok adiabatining a va b konstantalari asosida tanlanadi.

Konstitutsiyaviy munosabatlar kuchlanish deviatori va deformatsiya tezligi tensorining komponentlarini bog'laydi va Jauman hosilasidan foydalanadi. Mises holati plastik oqimni tasvirlash uchun ishlatiladi. Muhitning mustahkamlik xususiyatlarining (kesish moduli G va dinamik oqim kuchi) haroratga va materialning shikastlanish darajasiga bog'liqligi hisobga olinadi.

Ish qismidan chipni ajratish jarayonini simulyatsiya qilish ish qismining dizayn elementlarini yo'q qilish mezonidan foydalangan holda, shunga o'xshash yondashuvdan foydalangan holda amalga oshirildi. simulyatsiya modellashtirish eroziya turidagi materialni yo'q qilish. Kesish deformatsiyalarining o'ziga xos energiyasining chegaraviy qiymati Esh sinish mezoni sifatida ishlatilgan - chiplarni ajratish mezoni.

Ushbu energiyaning joriy qiymati quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

D Esh = Sij ij (5) dt Maxsus siljish deformatsiyasi energiyasining kritik qiymati o'zaro ta'sir shartlariga bog'liq va funktsiya bilan beriladi. boshlang'ich tezligi zarba:

c Esh = ash + bsh 0, (6) c bu yerda kul, bsh moddiy konstantalar. Esh Esh hisoblash katakchasida bo'lganda, bu hujayra yo'q qilingan deb hisoblanadi va keyingi hisobdan o'chiriladi va qo'shni hujayralarning parametrlari saqlash qonunlarini hisobga olgan holda o'rnatiladi. Tuzatish vayron qilingan elementning massasini ushbu elementga tegishli bo'lgan tugunlarning massasidan olib tashlashdan iborat. Agar bir vaqtning o'zida har qanday hisoblash tugunining massasi nolga teng bo'lsa, u holda bu tugun yo'q qilingan hisoblanadi va keyingi hisobdan ham olib tashlanadi.

Hisoblash natijalari 1 dan 200 m / s gacha tezlikni kesish uchun hisob-kitoblar amalga oshirildi. Asbobning ishchi qismining o'lchamlari: ustki chetining uzunligi 1,25 mm, yon tomoni 3,5 mm, old burchagi 6 °, orqa burchagi 6 °. Qayta ishlangan po'lat plastinka qalinligi 5 mm, uzunligi 50 mm va kesish chuqurligi 1 mm edi. Ish qismi materiali St3 po'latdir, asbobning ishchi qismining materiali bor nitridining zich modifikatsiyasidir.

Ishlov beriladigan material konstantalarining quyidagi qiymatlari ishlatilgan: 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, kul = 7 104 J / kg, bsh = 1,6 103 m / s. Asbobning ishchi qismining materiali 0 = 3400 kg / m3, K1 = 410 GPa, K2 = K3 = 0, 0 = 0, G0 = 330 GPa konstantalar bilan tavsiflanadi, bu erda K1, K2, K3 - konstantalar. Mie - Gruneisen ko'rinishidagi holat tenglamasi.

To'sarning 10 m / s tezlikda harakatlanishi paytida chip hosil bo'lish jarayonini hisoblash natijalari rasmda ko'rsatilgan. 1. Hisob-kitoblardan kelib chiqadiki, kesish jarayoni to'sar uchi yaqinida ishlov beriladigan qismning qattiq plastik deformatsiyasi bilan birga keladi, bu chiplar hosil bo'lganda, joylashgan dizayn elementlarining asl shaklining kuchli buzilishiga olib keladi. kesish chizig'i bo'ylab. Ushbu ishda chiziqli uchburchak elementlardan foydalaniladi, ular hisob-kitoblarda zarur bo'lgan kichik vaqt qadami bilan ularning sezilarli deformatsiyasi bilan hisoblashning barqarorligini ta'minlaydi,

– – –

Guruch. 1-rasm. Kesuvchi 10 m/s qirqish tezligida harakat qilganda 1,9 ms (a) va 3,8 ms (b) momentlardagi chip, ishlov beriladigan qism va kesuvchi asbobning ishchi qismining shakli. 10 m / s va undan pastroq kesish tezligida namunada chiplarni ajratish mezoni o'z vaqtida ishga tushmaydigan joylar paydo bo'ladi (1-rasm, a), bu qo'shimcha mezonni qo'llash yoki ishlatilgan mezonni almashtirish zarurligini ko'rsatadi. yangisi bilan.

Bundan tashqari, chip hosil bo'lish mezonini sozlash zarurati chip yuzasining shakli bilan ko'rsatiladi.

Shaklda. 2 kesish boshlangandan keyin 1,4 ms vaqt ichida 25 m / s kesish tezligida harorat (K da) va solishtirma kesish energiyasi (kJ / kg) maydonlarini ko'rsatadi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, harorat maydoni o'ziga xos siljish deformatsiyasi energiyasi maydoni bilan deyarli bir xil, bu 1520 ga teng ekanligini ko'rsatadi.

– – –

Guruch. 3-rasm. Kesuvchi 25 m/s tezlikda harakat qilganda 1,4 ms vaqtida mikrozararlarning solishtirma hajmi (sm3/g) maydonlari 1 – 200 m/s kesish tezligi diapazonidagi muhitlar.

Hisob-kitoblar natijalariga ko'ra, o'ta yuqori kesish tezligida kesish deformatsiyalarining va haroratlarning o'ziga xos energiya darajasining chiziqlari taqsimotining tabiati 1 m / s tartibli kesish tezligidagi kabi ekanligi aniqlandi. va rejimdagi sifat farqlari faqat asbob bilan aloqada bo'lgan tor qatlamda yuzaga keladigan ishlov beriladigan materialning erishi, shuningdek asbobning ishchi qismi materialining mustahkamlik xususiyatlarining buzilishi tufayli yuzaga kelishi mumkin. .

Jarayon parametri aniqlandi - mikrozararlarning o'ziga xos hajmi - uning chegaraviy qiymati chip shakllanishi uchun qo'shimcha yoki mustaqil mezon sifatida ishlatilishi mumkin.

ADABIYOT

1. Petrushin S.I. Kesish asboblarining ishchi qismining optimal dizayni // Tomsk: Tom. Politexnika universiteti, 2008. 195 b.

2. Sutter G., Ranc N. Yuqori tezlikda ortogonal kesish paytida chipdagi harorat maydonlari - Eksperimental tekshiruv // Int. J. Mashina asboblari va ishlab chiqarish. 2007 yil №. 47. B. 1507 - 1517 yillar.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. va Molinari A. Ortogonal kesishning raqamli modellanishi: kesish shartlari va ajratish mezonining ta'siri, J. Phys. 2006.V.IV. yo'q. 134.

4. Hortig C., Svendsen B. Yuqori tezlikda kesish jarayonida chip shakllanishini simulyatsiya qilish // J. Materiallarni qayta ishlash texnologiyasi. 2007 yil №. 186. B. 66 - 76.

5. Kempbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Yuqori tezlikda ishlov berish natijasida ishlab chiqarilgan AlT651 chiplari va ish qismlarining mikrostrukturaviy tavsifi // Materials Science and Engineering A. 2006. No. 430. B. 15 - 26.

6. Zelepugin S.A., Konyaev A.A., Sidorov V.N. va boshqalar zarrachalar guruhining kosmik kemaning himoya elementlari bilan to'qnashuvini eksperimental va nazariy o'rganish // Kosmik tadqiqotlar. 2008. V. 46. No 6. S. 559 – 570.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. Bir guruh jismlarning yuqori tezlikda ta'sirida to'siqlarni yo'q qilishni modellashtirish // Kimyoviy fizika. 2008. V. 27. No 3. S. 71 – 76.

8. Ivanova O.V., Zelepugin S.A. Shok-to'lqinli siqilish paytida aralashmaning tarkibiy qismlarining qo'shma deformatsiyasi holati // TDU xabari. Matematika va mexanika. 2009. № 1(5).

9. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Zarba to'lqinli yuk ostida materiallarning mexanik xususiyatlarini o'rganish // Izvestiya RAN. MTT. 1999. No 5. S. 173 - 188.

10. Zelepugin S.A., Shpakov S.S. Ikki qatlamli to'siqli bor karbid - titanium qotishmasini yuqori tezlikda ta'sir qilishda yo'q qilish // Izv. universitetlar. Fizika. 2008 yil. № 8/2. 166-173-betlar.

11. Gorelskiy V.A., Zelepugin S.A. Yo'q qilish va harorat ta'sirini hisobga olgan holda STM asbobi bilan metallarni ortogonal kesishni o'rganish uchun chekli elementlar usulini qo'llash // Superhard Materials. 1995. No 5. S. 33 - 38.

MUALFOLAR HAQIDA MA'LUMOT:

SHIPACHEV Aleksandr Nikolaevich – Tomsk fizika-texnika fakulteti aspiranti davlat universiteti. E-mail: alex18023@mail.ru ZELEPUGIN Sergey Alekseevich – fizika-matematika fanlari doktori, Tomsk davlat universiteti fizika-texnika fakultetining deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar mexanikasi kafedrasi professori, fizika-texnika fakultetining strukturaviy makrokinetika kafedrasi katta ilmiy xodimi. Rossiya Fanlar akademiyasining Sibir bo'limining Tomsk ilmiy markazi. Elektron pochta: szel@dsm.tsc.ru, szel@yandex.ru 2009 yil 19-may nashrga qabul qilingan

Shunga o'xshash ishlar:

APT Huquqiy brifinglar seriyasi Milliy inson huquqlari institutlari milliy oldini olish mexanizmlari sifatida: imkoniyatlar va muammolar 2013 yil dekabr Kirish BMT Qiynoqlarga qarshi Konventsiyaga (OPCAT) fakultativ protokoli xalqaro organ quyi qo'mitasi tomonidan qamoqda saqlash joylariga tashrif buyurish asosida qiynoqlarning oldini olish tizimini o'rnatadi, va milliy tashkilotlar milliy profilaktika mexanizmlari. Davlatlar bir yoki bir nechta mavjud yoki ... berish huquqiga ega.

"Ilmiy kengash: 30 yanvardagi yig'ilish natijalari. 30 yanvar kuni Sankt-Peterburg davlat universiteti Ilmiy kengashining yig'ilishida Sankt-Peterburg universiteti medali, 2011 yilgi yosh ruslarni davlat tomonidan qo'llab-quvvatlash tanlovi g'oliblarining sertifikatlari topshirildi. fan nomzodlari bilan olimlar, Sankt-Peterburg davlat universitetining faxriy professori unvoni, ilmiy ishlar uchun Sankt-Peterburg universiteti mukofotlarini berish , ilmiy unvonlar berish, kafedra mudirlarini saylash va ilmiy va pedagogik xodimlar tanlovi. Ilmiy ishlar bo‘yicha prorektor Nikolay Skvortsov qildi...»

"bir. Umumiy qoidalar Iqtidorli yosh tadqiqotchilarni aniqlash va qo'llab-quvvatlash, ilmiy yoshlarning kasbiy o'sishiga ko'maklashish, Rossiya Fanlar akademiyasi, Rossiyaning boshqa muassasalari, tashkilotlari yosh olimlari va Rossiya oliy o'quv yurtlari talabalarining ijodiy faoliyatini rag'batlantirish maqsadida Rossiya Fanlar akademiyasi har yili Rossiya Fanlar akademiyasining yosh olimlariga, Rossiyaning boshqa muassasalari, tashkilotlariga 50 000 rubl miqdorida mukofotlar bilan eng yaxshi ilmiy ishlar uchun 19 ta medal va 19 ta medal beradi ... "

“INSON HUQUQLARI QO'MITI IRKI KAMISITISHNI BERISH BO'YICHA Faktlar varaqasi №12 Inson huquqlari bo'yicha Butunjahon kampaniyasi. Unda jiddiy nazorat ostida bo‘lgan yoki alohida qiziqish uyg‘otadigan ayrim inson huquqlari masalalari aks ettirilgan. Inson huquqlari: ma'lumotlar varaqasi keng omma uchun mo'ljallangan; Uning maqsadi targ'ib qilish ...

«3-ma'ruza BOZOR VA DAVLAT TARTIBIYoTI Davlat tartibli zo'ravonlik bilan keng miqyosda shug'ullanuvchi yagona tashkilotdir. Myurrey Rothbard7 Men hamisha bozor mexanizmining ham, davlatning ham cheklovlari va muvaffaqiyatsizliklarini tan olib, davlatning roliga mutanosib qarashni yoqlab kelganman, lekin ular doimo hamkorlikda harakat qiladi deb faraz qilganman. Jozef Stiglitz8 Asosiy savollar: 3.1. Bozorning fiaskosi yoki muvaffaqiyatsizligi va davlatga bo'lgan ehtiyoj ... "

2016 www.website - "Bepul elektron kutubxona - Ilmiy nashrlar"

Ushbu sayt materiallari ko'rib chiqish uchun joylashtirilgan, barcha huquqlar ularning mualliflariga tegishli.
Agar materialingiz ushbu saytda joylashtirilganiga rozi bo'lmasangiz, iltimos, bizga yozing, biz uni 1-2 ish kuni ichida o'chirib tashlaymiz.

Kirish

1-bob. Elastik-plastik deformatsiya muammosining umumiy formulasi 25

1.1. Jarayon kinematikasi 25

1.2. Elastik-plastik chekli deformatsiya jarayonlarining konstitutsiyaviy munosabatlari 32

1.3. Cheklangan elastoplastik deformatsiya muammosining bayoni 38

1.4. Ajratish jarayonini sozlash 42

2-bob Yakuniy shakllantirish jarayonlarini raqamli modellashtirish 44

2.1. 44-masalaning sonli formulasi

2.2. Munosabatlarni echish integratsiyasi usuli 50

2.3. Elastik-plastiklikning chegaraviy masalalarini yechish algoritmlari 51

2.4. Matematik modelni amalga oshirishning to'g'riligini tekshirish 54

2.5. Kichik deformatsiyalar ostida model xatti-harakatlarini tahlil qilish 57

2.6. Chekli elementlarning materialini ajratish jarayonini modellashtirish 58

2.7. Yarim cheksiz elastik-plastik korpusga qattiq takozni kiritish uchun modelni qurish 60

2.8. Kesish modelida ishqalanishni hisobga olish mexanizmi 62

3-bob Kesish jarayonini matematik modellashtirish . 65

3.1. Bepul kesish jarayoni 65

3.2. Chip shakllanishiga ta'sir qiluvchi omillar 68

3.3. Simulyatsiyadagi chegaraviy shartlar 70

3.4. Kesish jarayonini chekli elementlar bilan amalga oshirish 74

3.5. Stabil holatdagi kesish simulyatsiyasi 75

3.6. 77-bosqichda takrorlanuvchi jarayon

3.7. Hisoblash bosqichini tanlashni asoslash va chekli elementlar soni 80

3.8. Kesish kuchlarining eksperimental topilgan va hisoblangan qiymatlarini solishtirish 83

Adabiyotlar ro'yxati

Ishga kirish

Odatda materiallarni sinashda ham, boshqa texnologik jarayonlarda ham uchramaydigan bunday cheklovchi sharoitlarda metallni yo‘q qilish. Kesish jarayoni matematik tahlilni jalb qilgan holda ideallashtirilgan fizik modellarda o'rganilishi mumkin. Kesish jarayonining fizik modellarini tahlil qilishdan oldin, metallarning tuzilishi va ularning plastik oqimi va yo'q qilish mexanizmi haqidagi zamonaviy g'oyalar bilan tanishish tavsiya etiladi.

Eng oddiy kesish sxemasi to'g'ri burchakli (ortogonal) kesishdir, bunda kesuvchi tomon kesish tezligi vektoriga perpendikulyar bo'lganda va qiya kesish sxemasi, kesuvchi tomonning ma'lum bir moyillik burchagi o'rnatilganda.

qirralar I.

Guruch. 1. (a) to'g'ri burchakli kesish sxemasi (b) qiya kesish sxemasi.

Ko'rib chiqilgan holatlar uchun chip shakllanishining tabiati taxminan bir xil. Turli mualliflar chip hosil qilish jarayonini 4 va 3 turga ajratadilar. Shunga ko'ra, rasmda ko'rsatilgan chip shakllanishining uchta asosiy turi mavjud. 2: a) intervalgacha, shu jumladan kichik segmentlar shaklida chip elementlarini davriy ajratish; b) uzluksiz chip shakllanishi; v) asbob ustida birikma hosil bo'lishi bilan uzluksiz.

Kirish

Boshqa kontseptsiyaga ko'ra, 1870 yilda I. A. Time turli materiallarni kesish jarayonida hosil bo'lgan chiplar turlarini tasniflashni taklif qildi. I. A. Time tasnifiga ko'ra, har qanday sharoitda strukturaviy materiallarni kesishda to'rt turdagi chiplar hosil bo'ladi: elementar, artikulyar, drenaj va sinish. Elementar, bo'g'inli va drenaj chiplari kesish chiplari deb ataladi, chunki ularning shakllanishi kesishish kuchlanishlari bilan bog'liq. Singan chiplari ba'zan parchalanuvchi chiplar deb ataladi, chunki ularning shakllanishi kuchlanish kuchlanishlari bilan bog'liq. Ro'yxatda keltirilgan barcha turdagi chiplarning ko'rinishi rasmda ko'rsatilgan. 3.

Guruch. 3. Vaqt tasnifiga ko'ra chiplarning turlari.

3a-rasmda taxminan bir xil shakldagi, bir-biriga bog'lanmagan yoki zaif bog'langan alohida "elementlar" dan iborat elementar chiplarning shakllanishi ko'rsatilgan. chegara tp, hosil bo'lgan chip elementini kesilgan qatlamdan ajratish kesish yuzasi deb ataladi.

Kirish8

Jismoniy jihatdan, bu sirt bo'lib, uning bo'ylab kesish jarayonida vaqti-vaqti bilan kesilgan qatlamning yo'q qilinishi sodir bo'ladi.

36-rasmda birlashtirilgan chiplarning shakllanishi ko'rsatilgan. U alohida qismlarga bo'linmaydi. Chiqib ketish yuzasi endigina paydo bo'la boshladi, lekin u butun qalinligi bo'ylab chiplarga kirmaydi. Shuning uchun, talaşlar, xuddi ular orasidagi aloqani buzmasdan, alohida bo'g'inlardan iborat.

3v-rasmda - drenaj chiplarining shakllanishi. Asosiy xususiyat - uning uzluksizligi (uzluksizligi). Agar drenaj chiplari yo'lida hech qanday to'siq bo'lmasa, u holda chipning bir qismi o'z og'irligi ostida uzilib qolmaguncha, tekis yoki spiral spiralga o'ralgan uzluksiz lenta sifatida chiqariladi. Chipning yuzasi 1 - asbobning old yuzasiga ulashgan, kontakt yuzasi deb ataladi. U nisbatan silliq va yuqori kesish tezligida asbobning old yuzasiga ishqalanish natijasida jilolanadi. Uning qarama-qarshi yuzasi 2 chipning erkin yuzasi (yon tomoni) deb ataladi. U kichik tirqishlar bilan qoplangan va yuqori kesish tezligida baxmal ko'rinishga ega. Chipslar kontakt maydoni ichida asbobning old yuzasi bilan aloqa qiladi, uning kengligi C bilan ko'rsatilgan va uzunligi asosiy pichoqning ish uzunligiga teng. Qayta ishlangan materialning turi va xususiyatlariga va kesish tezligiga qarab, aloqa maydonining kengligi kesilgan qatlamning qalinligidan 1,5-6 baravar ko'p.

3g-rasmda turli shakl va o'lchamdagi alohida, bir-biriga bog'liq bo'lmagan qismlardan tashkil topgan sinish chipining shakllanishi ko'rsatilgan. Singan chiplarining shakllanishi nozik metall chang bilan birga keladi. Yo'q qilish yuzasi tp chiqib ketish yuzasi ostida joylashgan bo'lishi mumkin, buning natijasida ikkinchisi undan singan chiplar izlari bilan qoplanadi.

Kirish 9

Aytilganlarga ko'ra, chipning turi ko'p jihatdan ishlov beriladigan materialning turiga va mexanik xususiyatlariga bog'liq. Egiluvchan materiallarni kesishda dastlabki uch turdagi chiplarning shakllanishi mumkin: elementar, artikulyar va drenaj. Qayta ishlangan materialning qattiqligi va mustahkamligi oshishi bilan drenaj chipi qo'shma chipga, keyin esa element chipiga aylanadi. Mo'rt materiallarni qayta ishlashda elementar chiplar yoki kamdan-kam hollarda sinish chiplari hosil bo'ladi. Materialning qattiqligining oshishi bilan, masalan, quyma temir, elementar chiplar sinish chiplariga aylanadi.

Asbobning geometrik parametrlaridan chip turiga rake burchagi va asosiy pichoqning moyillik burchagi eng kuchli ta'sir qiladi. Egiluvchan materiallarni qayta ishlashda bu burchaklarning ta'siri asosan bir xil bo'ladi: ular ortishi bilan elementar chip birlashtirilganga, so'ngra drenajga aylanadi. Katta burchak burchaklarida mo'rt materiallarni kesishda sinish chiplari paydo bo'lishi mumkin, ular tirgak burchagi kamayishi bilan elementar holga keladi. Asosiy pichoqning moyillik burchagi oshgani sayin, chiplar asta-sekin elementar chiplarga aylanadi.

Chip turiga ozuqa (kesilgan qatlam qalinligi) va kesish tezligi ta'sir qiladi. Kesish chuqurligi (kesilgan qatlamning kengligi) chip turiga amalda ta'sir qilmaydi. Yemning ko'payishi (kesilgan qatlamning qalinligi) egiluvchan materiallarni kesishda drenaj chiplaridan artikulyar va elementar chiplarga izchil o'tishga olib keladi. Mo'rt materiallarni kesishda ozuqaning ko'payishi bilan elementar chiplar singan chiplarga aylanadi.

Chip turiga eng qiyin ta'sir kesish tezligidir. Ko'pgina uglerodli va qotishma konstruktiv po'latlarni kesishda, agar biz kesish tezligi zonasini istisno qilsak, unda -

Kirish 10

o'sish, kesish tezligi oshgani sayin, elementardan chip artikulyar bo'ladi va keyin drenajlanadi. Biroq, ba'zi issiqlikka bardoshli po'lat va qotishmalarni, titanium qotishmalarini qayta ishlashda kesish tezligining oshishi, aksincha, drenaj chipini elementarga aylantiradi. Ushbu hodisaning jismoniy sababi hali to'liq aniqlanmagan. Mo'rt materiallarni qayta ishlashda kesish tezligining oshishi singan chipning alohida elementlarning o'lchamlarini pasayishi va ular orasidagi bog'lanishning mustahkamlanishi bilan elementar chipga o'tishi bilan birga keladi.

Ishlab chiqarishda ishlatiladigan asboblarning geometrik parametrlari va kesish shartlari bilan, plastmassa materiallarni kesishda chiplarning asosiy turlari ko'pincha drenaj chiplari va kamroq birlashtirilgan chiplardir. Mo'rt materiallarni kesishda chiplarning asosiy turi elementar chiplardir. Egiluvchan va mo'rt materiallarni kesishda elementar chiplarning hosil bo'lishi etarlicha o'rganilmagan. Sababi katta elastik-plastik deformatsiyalar jarayonini ham, materialni ajratish jarayonini ham matematik tavsiflashda murakkablikdir.

Ishlab chiqarishdagi to'sarning shakli va turi, birinchi navbatda, qo'llash sohasiga bog'liq: stanoklarda, karusellarda, turretlarda, planerlarda va slotterlarda, avtomatik va yarim avtomatik stanoklarda va maxsus dastgohlarda. Zamonaviy mashinasozlikda qo'llaniladigan kesgichlar dizayni (qattiq, kompozit, yig'ma, ushlab turuvchi, sozlanishi), ishlov berish turi bo'yicha (orqali, kesish, kesish, burg'ulash, shakllangan, tishli), ishlov berish xususiyati bo'yicha (qo'pol, pardozlash) tasniflanadi. , nozik burilish uchun), qismga nisbatan o'rnatishga ko'ra (radial, tangensial, o'ng, chap), novda kesimining shakliga ko'ra (to'rtburchaklar, kvadrat, yumaloq), materialga ko'ra

Kirish

barrel qismlari (yuqori tezlikda ishlaydigan po'latdan, qattiq qotishmadan, keramikadan, o'ta qattiq materiallardan), chiplarni maydalash moslamalari mavjudligi bilan.

Har xil turdagi kesgichlar uchun ishchi qism va korpusning o'zaro joylashishi har xil: tornalar uchun to'sarning uchi odatda korpusning yuqori tekisligi darajasida, planerlar uchun - tayanch darajasida joylashgan. tananing tekisligi, dumaloq kesimli tanasi bo'lgan zerikarli kesgichlar uchun - tananing o'qi bo'ylab yoki uning ostida. Kesish zonasidagi kesuvchi to'sarlarning tanasi biroz balandroq balandlikka ega - kuch va qattiqlikni oshirish uchun.

To'sarlarning ko'plab konstruktsiyalari ham, ularning alohida strukturaviy elementlari ham standartlashtirilgan. Asbob ushlagichlarining konstruktsiyalari va birlashtiruvchi o'lchamlarini birlashtirish uchun novda bo'limlarining quyidagi seriyasi, mm qabul qilindi: tomoni a = 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 mm bo'lgan kvadrat; to'rtburchaklar 16x10; 20x12; 20x16; 25x16; 25x20; 32x20; 21x25; 40x25;40x32;50x32; 50x40; 63x50 (aspekt nisbati H:B=1,6 yarim pardozlash va pardozlash uchun, H:B=1,25 qo'pol ishlov berish uchun ishlatiladi).

Butunrossiya mahsulotlar tasniflagichi 39 turdagi tishli tishlarning 8 ta kichik guruhini taqdim etadi. To'sarlarning dizayni uchun 60 ga yaqin standartlar va texnik shartlar nashr etilgan. Bundan tashqari, barcha turdagi kesgichlar uchun 150 standart o'lchamdagi yuqori tezlikda po'latdan yasalgan qo'shimchalar, 500 ga yaqin standart o'lchamdagi lehimli karbid qo'shimchalar, 32 turdagi ko'p qirrali silliqlashmaydigan qo'shimchalar (130 dan ortiq standart o'lchamlar) standartlashtirildi. Eng oddiy hollarda, to'sar ko'plab geometrik parametrlarni hisobga olmagan holda, mutlaqo qattiq takoz sifatida modellashtirilgan.

Yuqoridagilarni hisobga olgan holda to'sarning asosiy geometrik parametrlari.

Orqa burchakni tayinlash lekin- ishlov beriladigan qismning orqa yuzasining ishqalanishini kamaytiring va ishlov beriladigan qism bo'ylab to'sarning to'siqsiz harakatlanishini ta'minlang.

Kirish12

Bo'shliq burchagining kesish shartlariga ta'siri, chiqib ketish yuzasini elastik tiklashning normal kuchi va ishqalanish kuchi ishlov beriladigan qismning chetidan chiqib ketish tomoniga ta'sir qilishi bilan bog'liq.

Orqa burchakning ortishi bilan keskinlik burchagi pasayadi va shu bilan pichoqning mustahkamligi pasayadi, ishlov berilgan yuzaning pürüzlülüğü ortadi va to'sar tanasiga issiqlikni olib tashlash yomonlashadi.

Bo'shliq burchagining pasayishi bilan ishlov beriladigan yuzada ishqalanish kuchayadi, bu kesish kuchlarining oshishiga olib keladi, to'sarning aşınması oshadi, kontaktdagi issiqlik chiqishi ortadi, garchi issiqlik uzatish sharoitlari yaxshilanadi va plastik deformatsiyalanadigan qalinligi oshadi. ishlov berilgan sirtdagi qatlam ortadi. Bunday qarama-qarshi sharoitlarda ishlov beriladigan materialning fizik-mexanik xususiyatlariga, kesish pichog'ining materialiga va kesilgan qatlamning parametrlariga qarab, tozalash burchagi qiymati uchun optimal bo'lishi kerak.

Qo'llanmalar burchaklarning optimal qiymatlarining o'rtacha qiymatlarini beradi, lekin sanoat sinovlari natijalari bilan tasdiqlangan. Tishlarning orqa burchaklari uchun tavsiya etilgan qiymatlar 1-jadvalda keltirilgan.

Kirish13

Old burchakni tayinlash Da- kesilgan qatlamning deformatsiyasini kamaytirish va chip oqimini osonlashtirish.

Rak burchagining kesish shartlariga ta'siri: Rake burchagini oshirish da kesish kuchlarini kamaytirish orqali kesish jarayonini osonlashtiradi. Biroq, bu holda, chiqib ketish xanjarining mustahkamligi pasayadi va to'sar tanasiga issiqlikni olib tashlash yomonlashadi. Burchakning qisqarishi Da to'sarlarning qarshiligini oshiradi, shu jumladan o'lchovli.

Guruch. 6. Kesish tishlarning old yuzasi shakli: a - qirrali tekis; b - chamfer bilan egri chiziqli

Rak burchagining qiymati va old yuzaning shakli nafaqat ishlov beriladigan materialning fizik-mexanik xususiyatlaridan, balki asbob materialining xususiyatlaridan ham katta ta'sir ko'rsatadi. Old sirtning tekis va egri chiziqli (pasli yoki bo'lmagan) shakllari qo'llaniladi (1.16-rasm).

Yassi old yuza barcha turdagi asboblar materiallarini kesgichlar uchun ishlatiladi, qattiqlashtiruvchi pah esa pichoq ostida o'tkirlashadi.

burchak UV-^~5 - yuqori tezlikda po'lat kesgichlar uchun va Daf =-5..-25. karbid kesgichlar, barcha turdagi keramika va sintetik o'ta qattiq materiallar uchun.

Og'ir sharoitlarda ishlash uchun (zarba bilan kesish, notekis ruxsat bilan, qattiq va qotib qolgan po'latlarni qayta ishlashda), qattiq va mo'rt kesish materiallaridan (mineral keramika, o'ta qattiq sintetik materiallar, kobalt miqdori past bo'lgan qattiq qotishmalar) foydalanganda kesgichlar bo'lishi mumkin.

Kirish

oldingi tekis yuza bilan, manfiy burchakka burchakka ega bo'lgan chandiqsiz kesilishi kerak.

Singan chiplari (cho'yan, bronza) beruvchi mo'rt materiallarni qayta ishlash uchun yuqori tezlikda ishlaydigan po'latdan va qattiq qotishmalardan yasalgan tekis old yuzasi ^ = 8..15 bo'lgan qirrasiz kesgichlardan foydalaniladi. Kesuvchi qirraning yaxlitlash radiusi bilan taqqoslanadigan kichik kesilgan qalinligi bilan, kesish burchagi kesish jarayoniga deyarli ta'sir qilmaydi, chunki kesilgan qatlam deformatsiyalanadi va yumaloq radius qirrasi bilan chiplarga aylanadi. Bunday holda, barcha turdagi asboblar materiallari uchun old burchaklar 0...5 0 oralig'ida qabul qilinadi. Rak burchagining qiymati to'sarlarning chidamliligiga sezilarli darajada ta'sir qiladi.

Rejada asosiy burchakni tayinlash - kenglik orasidagi nisbatni o'zgartirish b va qalinligi lekin doimiy kesish chuqurligida kesilgan t va topshirish S.

Burchakning qisqarishi asbob uchi kuchini oshiradi, issiqlik tarqalishini yaxshilaydi, asbobning ishlash muddatini oshiradi, lekin kesish kuchlarini oshiradi Pz Va, Rda ortadi

ishlov berilgan yuzada siqish va ishqalanish tebranishlarning paydo bo'lishi uchun sharoit yaratadi. O'sish bilan chiplar qalinroq bo'ladi va yaxshi buziladi.

Kesuvchi konstruksiyalar, ayniqsa mexanik qisqichli karbid qo'shimchalari bo'lganlar, burchaklarni tanlashga imkon beruvchi #>: 90, 75, 63, 60, 50, 45, 35, 30, 20, 10 burchaklarni ta'minlaydi. qaysi shartlarga eng mos keladi.

Materialni ajratish jarayoni to'sarning shakliga bog'liq. Kesish bo'yicha metallning ajralishi sodir bo'ladi, bu jarayon yoriqlar shakllanishi va rivojlanishi bilan yo'q qilishni o'z ichiga oladi. Dastlab, kesish jarayonining bu g'oyasi odatda qabul qilindi, ammo keyinchalik kesish asbobi oldida yoriq borligi haqida shubhalar paydo bo'ldi.

Malloch va Ruliks birinchilardan bo'lib chip hosil bo'lish zonasining mikrofotografiyasini o'zlashtirdilar va to'sar oldidagi yoriqlarni kuzatdilar, Kik esa shunga o'xshash tadqiqotlarga asoslanib, qarama-qarshi xulosalarga keldi. Mikrofotografiyaning yanada ilg'or usullari yordamida metallarni kesish plastik oqim jarayoniga asoslanganligi ko'rsatildi. Qoida tariqasida, normal sharoitda etakchi yoriq hosil bo'lmaydi, u faqat ma'lum sharoitlarda paydo bo'lishi mumkin.

To'sardan ancha oldinda tarqaladigan plastik deformatsiyalar mavjudligiga ko'ra, mikroskop ostida tartibning juda past kesish tezligida chip hosil bo'lish jarayonini kuzatish orqali o'rnatildi. V- 0,002 m/min. Buni chip hosil bo'lish zonasida don deformatsiyasini metallografik o'rganish natijalari ham tasdiqlaydi (7-rasm). Shuni ta'kidlash kerakki, mikroskop ostida chip hosil bo'lish jarayonini kuzatish chip shakllanishi zonasida plastik deformatsiya jarayonining beqarorligini ko'rsatdi. Chip hosil bo'lish zonasining dastlabki chegarasi qayta ishlangan metallning alohida donalari kristallografik tekisliklarining turli yo'nalishi tufayli o'z o'rnini o'zgartiradi. Chip hosil bo'lish zonasining oxirgi chegarasida kesish deformatsiyalarining davriy kontsentratsiyasi mavjud bo'lib, buning natijasida plastik deformatsiya jarayoni vaqti-vaqti bilan barqarorlikni yo'qotadi va plastik zonaning tashqi chegarasi mahalliy buzilishlarni oladi va tashqi chegarada xarakterli tishlar hosil bo'ladi. chipdan.

T^- \ : "G

Kirish

Guruch. 7. Kino yordamida erkin kesishni o'rganish yo'li bilan tashkil etilgan chip hosil bo'lish zonasining konturi.

Guruch. 8. Past tezlikda po'latni kesishda chip hosil bo'lish zonasining mikrografisi. Mikrografiyada chip hosil bo'lish zonasining dastlabki va yakuniy chegaralari ko'rsatilgan. (100x kattalashtirish)

Shunday qilib, biz faqat chip hosil bo'lish zonasi chegaralarining o'rtacha ehtimoliy holati va chip shakllanishi zonasi ichidagi plastik deformatsiyalarning o'rtacha ehtimoliy taqsimoti haqida gapirishimiz mumkin.

Plastik zonaning kuchlanish va deformatsiyalangan holatini plastik mexanika usuli bilan aniq aniqlash katta qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Plastmassa hududining chegaralari berilmagan va o'zlari aniqlanishi kerak. Plastmassa hududidagi stress komponentlari bir-biriga nomutanosib ravishda o'zgaradi, ya'ni. kesilgan qatlamning plastik deformatsiyalari oddiy yuklash holatiga taalluqli emas.

Kesish operatsiyalari uchun barcha zamonaviy hisoblash usullari eksperimental tadqiqotlar asosida qurilgan. Eng to'liq eksperimental usullar keltirilgan. Chip hosil bo'lish jarayonini, deformatsiya zonasining o'lchami va shaklini o'rganishda turli xil eksperimental usullar qo'llaniladi. V.F.Bobrovning fikriga ko'ra, quyidagi tasnif keltirilgan:

vizual kuzatish usuli. Erkin kesishga duchor bo'lgan namunaning lateral tomoni silliqlanadi yoki unga katta kvadrat panjara qo'llaniladi. Past tezlikda kesishda to'rning buzilishi, namunaning sayqallangan yuzasining xiralashishi va burishishi deformatsiya zonasining o'lchami va shaklini aniqlash va keyin kesilgan qatlam qanday bo'lishi haqida tashqi fikrni shakllantirish uchun ishlatilishi mumkin.

Kirish17

asta-sekin talaşlarga aylanadi. Usul 0,2 - 0,3 m / min dan oshmaydigan juda past tezlikda kesish uchun javob beradi va chipni shakllantirish jarayoni haqida faqat sifatli fikr beradi.

Yuqori tezlikda suratga olish usuli. Taxminan sekundiga 10 000 kvadrat chastotada suratga olishda yaxshi natijalar beradi va amalda qo'llaniladigan kesish tezligida chiplarni shakllantirish jarayonining xususiyatlarini aniqlash imkonini beradi.

To'rni ajratish usuli. U hujayra o'lchamlari 0,05 - 0,15 mm bo'lgan aniq kvadrat bo'linadigan panjarani qo'llashga asoslangan. Ajratish panjarasi turli usullarda qo'llaniladi: bosma siyoh bilan dumalab, o'q qilish, vakuumli yotqizish, ekranda chop etish, tirnash va hokazo. Eng aniq va eng oddiy usul bu mikroqattiqlikni o'lchash uchun PMTZ qurilmasida yoki universal bo'lgan olmos indenter bilan chizishdir. mikroskop. Chip shakllanishining ma'lum bir bosqichiga to'g'ri keladigan buzilmagan deformatsiya zonasini olish uchun kesish jarayonini "lahzali" tugatish uchun maxsus qurilmalar qo'llaniladi, bunda to'sar chip ostidan kuchli bahor yoki kukun zaryadining portlash energiyasi bilan chiqariladi. Olingan chip ildizida instrumental mikroskop yordamida deformatsiya natijasida buzilgan bo'linuvchi panjara hujayralarining o'lchamlari o'lchanadi. Plastisitning matematik nazariyasi apparati yordamida deformatsiyalangan holatning turini, deformatsiya zonasining hajmi va shaklini, deformatsiya zonasining turli nuqtalarida deformatsiyaning intensivligini va jarayonni miqdoriy jihatdan tavsiflovchi boshqa parametrlarni aniqlash mumkin. buzilgan bo'linuvchi panjaraning o'lchamlari bo'yicha chip shakllanishi.

metallografik usul.“Zudlik bilan” kesish to'xtash moslamasi yordamida olingan chipning ildizi kesiladi, uning yon tomoni ehtiyotkorlik bilan sayqallanadi, so'ngra tegishli reagent bilan ishqalanadi. Olingan mikroskop ildizining mikroskop ostida 25-200 marta kattalashtirishda tekshiriladi yoki mikrografiya olinadi. Strukturaning o'zgarishi

Kirish

deformatsiyalanmagan materialning tuzilishi bilan solishtirganda chiplar va deformatsiya zonalari, deformatsiya to'qimalarining yo'nalishi deformatsiya zonasining chegaralarini belgilash va unda sodir bo'lgan deformatsiya jarayonlarini baholash imkonini beradi.

Mikroqattiqlikni o'lchash usuli. Plastik deformatsiya darajasi va deformatsiyalangan materialning qattiqligi o'rtasida aniq bog'liqlik mavjudligi sababli, chip ildizining mikroqattiqligini o'lchash deformatsiya zonasining turli hajmlarida deformatsiyaning intensivligi haqida bilvosita tasavvur beradi. Buning uchun PMT-3 qurilmasi chip ildizining turli nuqtalarida mikroqattiqlikni o'lchaydi va izoskleralarni (doimiy qattiqlik chiziqlari) quradi, ular yordamida siz deformatsiya zonasida kesishish kuchlanishlarining kattaligini aniqlashingiz mumkin.

Polarizatsiya-optik usul, yoki fotoelastiklik usuli shaffof izotrop jismlarning tashqi kuchlar taʼsirida anizotropik boʻlishiga asoslanadi va agar ular qutblangan yorugʻlikda koʻrilsa, interferensiya sxemasi taʼsir etuvchi kuchlanishlarning kattaligi va ishorasini aniqlash imkonini beradi. Deformatsiya zonasidagi kuchlanishlarni aniqlashning polarizatsiya-optik usuli quyidagi sabablarga ko'ra cheklangan qo'llaniladi. Kesishda ishlatiladigan shaffof materiallar texnik metallar - po'lat va cho'yanlarga qaraganda butunlay boshqacha fizik-mexanik xususiyatlarga ega. Usul faqat elastik mintaqadagi normal va kesish kuchlanishlarining aniq qiymatlarini beradi. Shuning uchun, qutblanish-optik usuldan foydalangan holda, deformatsiya zonasida kuchlanish taqsimotining faqat sifatli va taxminiy g'oyasini olish mumkin.

Mexanik va rentgenografik usullar ishlov berilgan sirt ostida yotgan sirt qatlamining holatini o'rganish uchun ishlatiladi. N. N. Davidenkov tomonidan ishlab chiqilgan mexanik usul kristall donasining kattaligidan kattaroq bo'lgan tananing mintaqasida muvozanatlangan birinchi turdagi kuchlanishlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Usul bilan

Kirish 19

ishlov beriladigan qismdan kesilgan namunaning sirtlari, materialning juda nozik qatlamlari ketma-ket olib tashlanadi va namunaning deformatsiyasini o'lchash uchun deformatsiya o'lchagichlar qo'llaniladi. Namuna o'lchamlarini o'zgartirish qoldiq stresslar ta'sirida uning muvozanatsiz va deformatsiyalanishiga olib keladi. O'lchangan shtammlarga asoslanib, qoldiq kuchlanishlarning kattaligi va belgisini baholash mumkin.

Yuqorida aytilganlarga asoslanib, biz xulosa qilishimiz mumkinki, eksperimental usullarning jarayonlarni va kesish jarayonlaridagi qonuniyatlarni o'rganish sohasidagi murakkabligi va cheklanganligi ularning yuqori narxi, katta o'lchov xatolari va o'lchanadigan parametrlarning etishmasligi bilan bog'liq.

Metall kesish sohasida eksperimental tadqiqotlar o'rnini bosa oladigan matematik modellarni yozish va tajriba bazasidan faqat matematik modelni tasdiqlash bosqichida foydalanish zarurati tug'iladi. Hozirgi vaqtda tajribalar bilan tasdiqlanmagan, ammo ulardan olingan kesish kuchlarini hisoblash uchun bir qator usullar qo'llaniladi.

Ishda kuchlar va kesish haroratini aniqlash uchun ma'lum formulalar tahlili o'tkazildi, unga ko'ra birinchi formulalar shaklning kesish kuchlarining asosiy tarkibiy qismlarini hisoblash uchun empirik bog'liqlik darajalari shaklida olingan:

p, = c P f p sy K P

qayerda ChorshanbaG - ba'zi doimiy sharoitlarning kuchiga ta'sirini hisobga oladigan koeffitsient; *R- kesish chuqurligi; $^,- uzunlamasına oziqlantirish; TOR- umumlashtirilgan kesish omili; xyz- ko'rsatkichlar.

Kirish 20

Ushbu formulaning asosiy kamchiligi - kesishda ma'lum bo'lgan matematik modellar bilan aniq jismoniy aloqaning yo'qligi. Ikkinchi kamchilik - tajriba koeffitsientlarining ko'pligi.

Ko'ra, eksperimental ma'lumotlarni umumlashtirish o'rtacha tangens asbobning old yuzasiga ta'sir qilishini aniqlashga imkon berdi.

Kuchlanishi qF = 0,285^, bu erda &to haqiqiy yakuniy kuchlanish kuchidir. Shu asosda A.A.Rozenberg kesish kuchining asosiy komponentini hisoblash uchun yana bir formula oldi:

(90-y)"chunki/

-- vvdG + Sin/

Pz=0,28SKab(2,05Ka-0,55)

2250QK Qm5(9Q - Y) "

qayerda Kommersant- kesilgan qatlamning kengligi.

Ushbu formulaning kamchiligi shundaki, har bir o'ziga xoslik uchun

kuchni hisoblashda parametrni aniqlash talab qilinadi TOlekin Va$k eksperimental ravishda, bu juda mashaqqatli. Ko'pgina tajribalarga ko'ra, egri kesish chizig'ini to'g'ri chiziq bilan almashtirganda, burchak Da 45 ga yaqin, shuning uchun formula quyidagi shaklni oladi:

dcos Da

Pz = - "- r + gunoh ^

tg arccos

Tajribalarga ko'ra, mezonni har qanday stressli holatlar uchun qo'llanilishi mumkin bo'lgan universal mezon sifatida qo'llash mumkin emas. Biroq, u muhandislik hisob-kitoblarida asos sifatida ishlatiladi.

Eng katta tangensial kuchlanishlar mezoni. Ushbu mezon Tresca tomonidan plastika holatini tavsiflash uchun taklif qilingan, ammo u mo'rt materiallar uchun mustahkamlik mezoni sifatida ham ishlatilishi mumkin. Muvaffaqiyatsizlik eng katta kesish kuchlanishida sodir bo'ladi

r max = gír "x ~ b) ma'lum bir qiymatga etadi (har bir material uchun).

Alyuminiy qotishmalari uchun bu mezon eksperimental ma'lumotlarni hisoblanganlar bilan solishtirganda maqbul natijani berdi. Boshqa materiallar uchun bunday ma'lumotlar yo'q, shunga ko'ra, ushbu mezonning qo'llanilishini tasdiqlash yoki rad etish mumkin emas.

Shuningdek bor energiya mezonlari. Ulardan biri Xuber-Mizes-Genka gipotezasi bo'lib, unga ko'ra buzilish sodir bo'ladi / shakl o'zgarishining o'ziga xos energiyasi ma'lum bir chegara qiymatiga yetganda.

Kirish23

cheniya. Ushbu mezon turli xil strukturaviy metallar va qotishmalar uchun qoniqarli eksperimental tasdiqni oldi. Ushbu mezonni qo'llashning qiyinligi cheklovchi qiymatni eksperimental aniqlashda yotadi.

Kesish va siqilishga teng bo'lmagan chidamli materiallarning mustahkamligi mezonlariga Schleicher, Balandin, Mirolyubov, Yagn mezonlari kiradi. Kamchiliklarga qo'llashning murakkabligi va eksperimental tekshirish orqali yomon tasdiqlanish kiradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, yo'q qilish mexanizmlari uchun yagona kontseptsiya, shuningdek yo'q qilishning universal mezoni yo'q, uning yordamida vayron qilish jarayonini aniq baholash mumkin edi. Hozirgi vaqtda faqat ko'plab maxsus holatlarning yaxshi nazariy rivojlanishi va ularni umumlashtirishga urinishlar haqida gapirish mumkin. Zamonaviy sinish modellarining ko'pchiligini muhandislik hisoblarida amaliy qo'llash hali mavjud emas.

Ajratish nazariyasi tavsifiga yuqoridagi yondashuvlarni tahlil qilish bizga quyidagi xarakterli xususiyatlarni aniqlash imkonini beradi:

Vayron qilish jarayonlarini tavsiflashning mavjud yondashuvlari halokat jarayonining boshlanishi bosqichida va birinchi yaqinlashishdagi muammolarni hal qilishda maqbuldir.

Jarayon modeli statistik eksperimental ma'lumotlarga emas, balki kesish jarayoni fizikasi tavsifiga asoslangan bo'lishi kerak.

Elastiklikning chiziqli nazariyasi munosabatlari o'rniga katta deformatsiyalar ostida tananing shakli va hajmining o'zgarishini hisobga oladigan fizik chiziqli bo'lmagan munosabatlardan foydalanish kerak.

Eksperimental usullar aniq ma'lumot berishi mumkin

Kirish

ma'lum bir harorat oralig'ida va kesish jarayonining parametrlarida materialning mexanik harakati haqida ma'lumot.

Yuqoridagilarga asoslanib, ishning asosiy maqsadi universal konstitutsiyaviy munosabatlar asosida jarayonning elastik deformatsiya bosqichidan boshlab, chip va ish qismini ajratish bosqichigacha bo'lgan barcha bosqichlarini ko'rib chiqishga imkon beradigan ajratishning matematik modelini yaratish; chiplarni olib tashlash jarayonining naqshlarini tekshirish.

Birinchi bobda Dissertatsiyada chekli deformatsiyaning matematik modeli, sinish modelining asosiy farazlari keltirilgan. Ortogonal kesish muammosi qo'yiladi.

Ikkinchi bobda birinchi bobda bayon qilingan nazariya doirasida kesish jarayonining chekli elementlar modeli quriladi. Ishqalanish va buzilish mexanizmlarining tahlili chekli elementlar modeliga nisbatan berilgan. Olingan algoritmlarni kompleks sinovdan o'tkazish amalga oshiriladi.

Uchinchi bobda namunadan chiplarni olib tashlashning texnologik masalasining fizik-matematik formulasi tasvirlangan. Jarayonni modellashtirish mexanizmi va uning chekli elementlarni amalga oshirishi batafsil tavsiflangan. Olingan ma'lumotlarning eksperimental tadqiqotlar bilan qiyosiy tahlili o'tkaziladi, modelning qo'llanilishi to'g'risida xulosalar chiqariladi.

Ishning asosiy qoidalari va natijalari "Matematika, mexanika va informatikaning zamonaviy muammolari" Butunrossiya ilmiy konferentsiyasida (Tula, 2002), shuningdek, doimiy mexanika bo'yicha qishki maktabda (Perm, 2003), "Matematika, mexanika va informatikaning zamonaviy muammolari" xalqaro ilmiy konferentsiyasi (Tula, 2003), "Rossiya markazining yosh olimlari" ilmiy-amaliy konferentsiyasida (Tula, 2003).

Elastik-plastik chekli deformatsiya jarayonlari uchun konstitutsiyaviy munosabatlar

Atrof-muhit nuqtalarini individuallashtirish uchun boshlang'ich t uchun - Ruxsat etilgan, hisoblangan deb ataladigan konfiguratsiya (KQ ) haqida, ixtiyoriy koordinatalar tizimi 0 olinadi, uning yordamida har bir zarrachaga uchta raqam (J) beriladi. ,2,3) ushbu zarrachaga "tayinlangan" va harakatning butun davomiyligi davomida o'zgarmagan. Malumot konfiguratsiyasiga kiritilgan 0 tizimi =-r (/ = 1,2,3) asosi bilan birgalikda fiksatsion Lagranj koordinata tizimi deb ataladi. E'tibor bering, zarrachalarning koordinatalarini ma'lumot tizimidagi vaqtning boshlang'ich momentida moddiy koordinatalar sifatida tanlash mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, deformatsiya tarixiga bog'liq bo'lgan xususiyatlarga ega bo'lgan muhitning deformatsiyalanish jarayonlarini ko'rib chiqishda, ishlatiladigan moddiy yoki fazoviy o'zgaruvchilardan qat'i nazar, ikkita koordinata tizimi qo'llaniladi - biri Lagrangian va Eyler.

Ma'lumki, tanadagi stresslarning paydo bo'lishi moddiy tolalarning deformatsiyasi natijasida hosil bo'ladi, ya'ni. ularning uzunliklari va nisbiy pozitsiyalarining o'zgarishi, shuning uchun deformatsiyalarning geometrik chiziqli bo'lmagan nazariyasida hal qilinadigan asosiy muammo - muhitning harakatini translyatsion va "sof deformatsiya" ga bo'lish va ularni tavsiflash choralarini ko'rsatish. Shuni ta'kidlash kerakki, bunday tasvir bir ma'noli emas va vosita tavsifiga bir nechta yondashuvlarni ko'rsatish mumkin, bunda harakatni ko'chma "kvazi-qattiq" va nisbiy "deformatsiya" ga bo'lish turli xil usullarda amalga oshiriladi. yo'llari. Jumladan, bir qator ishlarda deformatsiya harakati deganda moddiy zarrachaning harakatlanuvchi Lagranj asosiga nisbatan qoʻshnilik harakati tushuniladi. qog'ozlarda, deformatsiya harakati sifatida, harakat qattiq asosga nisbatan ko'rib chiqiladi, uning tarjima harakati chap va o'ng buzilish chora-tadbirlarining asosiy o'qlarini bog'laydigan aylanish tensori tomonidan belgilanadi. Bu ishda moddiy zarracha M (1.1-rasm) qo’shni harakatini translyatsion va deformatsiyalanganga bo’lish tezlik gradientining simmetrik va antisimmetrik qism ko’rinishidagi tabiiy tasviriga asoslanadi. Bunda deformatsiya tezligi zarrachaning aylanmasi girdob tenzori Q tomonidan ko'rsatilgan girdob asosining qattiq ortogonal uchburchakka nisbatan nisbiy tezligi sifatida aniqlanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, o'rta harakatning umumiy holatida. , tensor V ning asosiy o'qlari turli xil moddiy tolalar orqali o'tadi. Biroq, da ko'rsatilganidek, deformatsiyalarning haqiqiy diapazonida oddiy va yarim oddiy yuklanish jarayonlari uchun girdob asosidagi deformatsiya harakatini o'rganish juda qoniqarli ko'rinadi. Shu bilan birga, muhitning chekli deformatsiyasi jarayonini tavsiflovchi munosabatlarni qurishda, o'lchovlarni tanlash bir qator tabiiy mezonlarga javob berishi kerak: 1) deformatsiya o'lchovi elementarni ifodalash orqali stress o'lchovi bilan konjugatsiyalangan bo'lishi kerak. ish. 2) moddiy elementning mutlaqo qattiq jism sifatida aylanishi deformatsiya choralari va ularning vaqt hosilalarining o'zgarishiga olib kelmasligi kerak - moddiy ob'ektivlik xususiyati. 3) o'lchovlarni farqlashda simmetriya xossasi va shakl o'zgarishi va hajm o'zgarishi jarayonlarini ajratish sharti saqlanishi kerak. Oxirgi talab juda ma'qul.

Tahlil shuni ko'rsatadiki, yakuniy deformatsiya jarayonini tavsiflash uchun yuqorida ko'rsatilgan chora-tadbirlardan foydalanish, qoida tariqasida, deformatsiyani tavsiflashning etarli darajada to'g'ri emasligiga yoki ularni hisoblashning juda murakkab tartibiga olib keladi.

Traektoriyaning egriligi va burmalarini aniqlash uchun invariantlardan foydalaniladi

tensorlar W ", ular ko'rsatilgan deformatsiya tezligi deviatorining n-tartibli Jaumann hosilalari va deformatsiyaning funktsional o'lchovi H ning uchinchi invariantlari butun intervalda metrikaning o'zgarishi xarakteriga bog'liq emas. (1.21) ko‘rinishdagi izotropiyaning umumiy postulati chekli deformatsiyalanuvchi jismlarning o‘ziga xos modellarini qurish va ularni eksperimental asoslash uchun boshlang‘ich nuqtadir.Kichik deformatsiyalar uchun ma’lum munosabatlarni tavsiya etilgan deformatsiya choralariga o‘tish orqali umumlashtirish tabiiy ko‘rinadi. va yuklash E'tibor bering, muhitning deformatsiyalanish jarayonini o'rganish muammolarida, qoida tariqasida, tezlikni belgilash qo'llaniladi, u holda barcha munosabatlar muhitning harakatini tavsiflovchi skalyar va tenzor parametrlarining o'zgarish tezligida hosil bo'ladi. . Shu bilan birga, tenzorlar va deviatorlarning nisbiy (Jauman ma'nosida) hosilalari deformatsiya va yuklanish vektorlarining tezligiga mos keladi.

Yarim cheksiz elastik-plastmassa jismga qattiq takozni kiritish modelini qurish

Hozirgi vaqtda ajratish operatsiyalari bilan bog'liq muammolarni hal qilishning analitik usullari mavjud emas. Sürgülü chiziq usuli takozni kiritish yoki chipni olib tashlash kabi operatsiyalar uchun keng qo'llaniladi. Biroq, bu usul yordamida olingan echimlar jarayonning borishini sifat jihatidan tasvirlashga qodir emas. Lagrange va Jourdainning variatsion tamoyillariga asoslangan raqamli usullardan foydalanish yanada maqbuldir. Deformatsiyalanuvchi qattiq jism mexanikasining chegaraviy masalalarini yechishning mavjud taxminiy usullari monografiyalarda yetarlicha batafsil bayon etilgan.

FEMning asosiy kontseptsiyasiga muvofiq, deformatsiyalanadigan muhitning butun hajmi tugun nuqtalarida bir-biri bilan aloqa qiladigan cheklangan miqdordagi elementlarga bo'linadi; bu elementlarning qo'shma harakati deformatsiyalanadigan muhitning harakatini simulyatsiya qiladi. Shu bilan birga, har bir element ichida harakatni tavsiflovchi xususiyatlar tizimi tanlangan elementning turiga qarab belgilanadigan u yoki bu funktsiyalar tizimi bilan yaqinlashadi. Bunday holda, asosiy noma'lumlar elementning tugun nuqtalarining siljishi hisoblanadi.

Simpleks elementidan foydalanish (2.5) munosabatning chekli elementli tasvirini qurish tartibini sezilarli darajada osonlashtiradi, chunki u element hajmi bo'yicha bir nuqtali integratsiyaning sodda operatsiyalaridan foydalanishga imkon beradi. Shu bilan birga, tanlangan yaqinlashish uchun to'liqlik va uzluksizlik talablari qondirilganligi sababli, cheklangan elementlar modelining "uzluksiz tizim" - deformatsiyalanadigan jismga muvofiqligining zarur darajasiga chekli elementlar sonini oddiygina ko'paytirish orqali erishiladi. ularning o'lchamlarining mos ravishda pasayishi. Ko'p sonli elementlar katta hajmdagi xotirani va ushbu ma'lumotlarni qayta ishlashga ko'proq vaqt sarflashni talab qiladi, oz sonli esa yuqori sifatli yechimni ta'minlamaydi. Elementlarning optimal sonini aniqlash hisob-kitoblardagi asosiy vazifalardan biridir.

Amaldagi boshqa usullardan farqli o'laroq, ketma-ket yuklash usuli ma'lum bir jismoniy ma'noga ega, chunki har bir bosqichda tizimning yuk ko'payishiga munosabati hisobga olinadi, chunki u haqiqiy jarayonda sodir bo'ladi. Shu sababli, usul ma'lum bir yuk tizimi uchun joy o'zgarishining kattaligidan ko'ra, tananing xatti-harakatlari haqida ko'proq ma'lumot olish imkonini beradi. Yukning turli qismlariga mos keladigan to'liq echimlar to'plami tabiiy ravishda olinganligi sababli, oraliq holatlarning barqarorligini tekshirish va kerak bo'lganda, tarmoq nuqtalarini aniqlash va jarayonning mumkin bo'lgan davomini topish tartibiga tegishli o'zgartirishlar kiritish mumkin bo'ladi. .

Algoritmning dastlabki bosqichi t = 0 vaqt uchun o'rganilayotgan hududni chekli elementlar bilan yaqinlashtirishdir. Boshlang'ich momentga mos keladigan hududning konfiguratsiyasi ma'lum deb hisoblanadi, tana esa "tabiiy" holatda bo'lishi yoki, masalan, qayta ishlashning oldingi bosqichiga bog'liq bo'lgan oldingi kuchlanishlarga ega bo'lishi mumkin.

Keyinchalik, deformatsiya jarayonining kutilayotgan xususiyatidan kelib chiqib, ma'lum plastiklik nazariyasi turi tanlanadi (1.2-bo'lim). O'rganilayotgan material namunalarining bir o'qli tarangligi bo'yicha tajribalarning qayta ishlangan ma'lumotlari 1.2-band talablariga muvofiq, eksperimental egri chiziqqa yaqinlashishning eng keng tarqalgan usullaridan har qandayidan foydalangan holda muayyan turdagi konstitutsiyaviy munosabatlarni hosil qiladi. Muammoni hal qilishda ma'lum turdagi plastiklik nazariyasi butun jarayon davomida o'rganilayotgan butun hajm uchun o'zgarmas deb hisoblanadi. Tanlovning haqiqiyligi keyinchalik tananing eng xarakterli nuqtalarida hisoblangan deformatsiya traektoriyasining egriligi bilan baholanadi. Ushbu yondashuv oddiy yoki unga yaqin tashqi yuklash rejimlarida quvurli namunalarning cheklangan deformatsiyasining texnologik jarayonlari modellarini o'rganishda qo'llanilgan. Tanlangan bosqichma-bosqich integratsiya protsedurasiga muvofiq, t parametriga nisbatan butun yuklash oralig'i bir qator etarlicha kichik bosqichlarga (qadamlarga) bo'linadi. Keyinchalik, tipik qadam uchun masalani yechish quyidagi algoritm bo'yicha tuziladi. 1. Oldingi bosqich natijalariga ko'ra yangi belgilangan maydon konfiguratsiyasi uchun deformatsiyalangan bo'shliqning metrik xarakteristikalari hisoblanadi. Birinchi bosqichda mintaqaning konfiguratsiyasi t = O da aniqlangan konfiguratsiyaga to'g'ri keladi. 2. Har bir element uchun materialning elastoplastik xususiyatlari oldingi bosqichning oxiriga to'g'ri keladigan kuchlanish-deformatsiya holatiga muvofiq aniqlanadi. 3. Elementning mahalliy qattiqlik matritsasi va kuch vektori hosil bo'ladi. 4. Aloqa yuzalarida kinematik chegara shartlari o'rnatiladi. Kontakt yuzasining o'zboshimchalik shakli bilan mahalliy koordinatalar tizimiga o'tishning taniqli tartibi qo'llaniladi. 5. Tizimning global qattiqlik matritsasi va mos keladigan kuch vektori hosil bo'ladi. 6. Algebraik tenglamalar sistemasi yechilgan, tugun siljishlari tezliklarining vektor ustuni aniqlanadi. 7. Bir lahzali kuchlanish-deformatsiya holatining xarakteristikalari aniqlanadi, deformatsiya tezligi W tenzorlari, girdob C1, hajmning o'zgarish tezligi 0, deformatsiya yo'lining egriligi X 8. Tezlik maydonlari. kuchlanish va kuchlanish tensorlari birlashtirilib, mintaqaning yangi konfiguratsiyasi aniqlanadi. Stress-deformatsiya holatining turi, elastik va plastik deformatsiya zonasi aniqlanadi. 9. Tashqi kuchlarning erishilgan darajasi aniqlanadi. 10. Muvozanat shartlarining bajarilishi nazorat qilinadi, qoldiq vektorlar hisoblanadi. Sxema takroriy takrorlashsiz amalga oshirilganda, 1-bosqichga o'tish darhol amalga oshiriladi.

Chip hosil bo'lish jarayoniga ta'sir qiluvchi omillar

Metalllarni kesishda chip hosil bo'lish jarayoni plastik deformatsiya bo'lib, kesilgan qatlamni yo'q qilish mumkin bo'ladi, buning natijasida kesilgan qatlam chiplarga aylanadi. Chip shakllanishi jarayoni asosan kesish jarayonini aniqlaydi: chiqib ketish kuchining kattaligi, hosil bo'lgan issiqlik miqdori, yuzaga keladigan sirtning aniqligi va sifati, asboblarning aşınması. Ba'zi omillar chip shakllanishi jarayoniga bevosita ta'sir qiladi, boshqalari - bilvosita, to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qiluvchi omillar orqali. Deyarli barcha omillar bilvosita ta'sir qiladi va bu o'zaro bog'liq hodisalarning butun zanjirini keltirib chiqaradi.

ga ko'ra, to'rtburchaklar kesishda chiplarni shakllantirish jarayoniga faqat to'rtta omil bevosita ta'sir qiladi: harakat burchagi, asbobning rake burchagi, kesish tezligi va materialning xususiyatlari. Boshqa barcha omillar bilvosita ta'sir qiladi. Ushbu bog'liqliklarni aniqlash uchun materialni tekis yuzada erkin to'rtburchaklar kesish jarayoni tanlangan.Ish qismi tavsiya etilgan GA ajralish chizig'i bo'yicha ikki qismga bo'linadi, yuqori qatlam kelajakdagi chipdir, qatlamning qalinligi. olib tashlangan o, qolgan ish qismi qalin h. M nuqta - qo'yish paytida to'sarning uchiga etib borishning maksimal nuqtasi, kesuvchi bosib o'tgan yo'l - S. Namunaning kengligi cheklangan va b ga teng. Chiqib ketish jarayonining modelini ko'rib chiqing (3.1-rasm). Vaqtning dastlabki momentida namunaning deformatsiyalanmagan, buzilmagan, kesiksiz ekanligini hisobga oling. AG ning juda nozik qatlami bilan bog'langan ikkita sirtning ish qismi, qalinligi 8 .a, bu erda a - olinadigan chipning qalinligi. AG - taklif qilingan ajratish chizig'i (3.1-rasm). To'sar harakatlanayotganda, kesish asbobining ikkita yuzasida aloqa paydo bo'ladi. Vaqtning dastlabki daqiqalarida vayronagarchilik sodir bo'lmaydi - to'sarni buzilmasdan kiritish. Asosiy material sifatida elastik-plastmassa izotrop material ishlatiladi. Hisob-kitoblarda egiluvchan (materialning buzilmasdan katta qoldiq deformatsiyalarni olish qobiliyati) va mo'rt (materialning sezilarli plastik deformatsiyalarsiz sinish qobiliyati) materiallar ko'rib chiqildi. Buning asosi past tezlikda kesish rejimi edi, unda qoidaga ko'ra, old yuzada turg'un hodisalarning paydo bo'lishi istisno qilinadi. Yana bir xususiyat - kesish jarayonida past issiqlik hosil bo'lishi, bu materialning fizik xususiyatlarining o'zgarishiga va natijada kesish jarayoniga va kesish kuchlarining qiymatiga ta'sir qilmaydi. Shunday qilib, qo'shimcha hodisalar bilan murakkab bo'lmagan chiqib ketish qatlamini kesish jarayonini ham raqamli, ham eksperimental ravishda o'rganish mumkin bo'ladi.

2-bobga muvofiq, kvazstatik kesish masalasini echishning chekli elementlar jarayoni namunani bosqichma-bosqich yuklash, kesish holatida to'sarning namuna yo'nalishi bo'yicha kichik harakati bilan amalga oshiriladi. Muammo to'sarda harakatlanishning kinematik vazifasi bilan hal qilinadi, chunki kesish tezligi ma'lum va kesish kuchi noma'lum va belgilangan miqdordir. Ushbu muammoni hal qilish uchun uchta muammoni hal qilishga qodir bo'lgan Wind2D ixtisoslashtirilgan dasturiy ta'minot to'plami ishlab chiqildi - olingan hisob-kitoblarning to'g'riligini tasdiqlovchi natijalarni taqdim etish, tuzilgan modelning haqiqiyligini asoslash uchun test muammolarini hisoblash, loyihalash va loyihalash qobiliyatiga ega. texnologik muammoni hal qilish.

Ushbu muammolarni hal qilish uchun kompleksning modulli konstruktsiyasi modeli, jumladan, turli modullarning ulanishini boshqarishga qodir birlashtiruvchi element sifatida umumiy qobiq tanlandi. Faqatgina chuqur integratsiyalangan modul natijalarni vizualizatsiya qilish bloki edi. Qolgan modullar ikkita toifaga bo'linadi: muammolar va matematik modellar. Matematik modelning o'ziga xosligiga yo'l qo'yilmaydi. Asl loyihada ikki xil turdagi elementlar uchun uchtasi mavjud. Har bir vazifa, shuningdek, uchta protsedura bo'yicha matematik model bilan va bitta modul chaqiruv protsedurasi bo'yicha qobiq bilan bog'langan moduldir, shuning uchun yangi modulning integratsiyasi loyihaga to'rtta qatorni kiritish va qayta kompilyatsiya qilishdan iborat. Amalga oshirish vositasi sifatida Borland Delphi 6.0 yuqori darajali tili tanlangan, unda vazifani cheklangan vaqt ichida hal qilish uchun barcha zarur narsalar mavjud. Har bir vazifada avtomatik tarzda tuzilgan chekli elementlar to'rlaridan yoki AnSYS 5.5.3 paketi yordamida maxsus tayyorlangan va matn formatida saqlanganlaridan foydalanish mumkin. Barcha chegaralarni ikki turga bo'lish mumkin: dinamik (bu erda tugunlar bosqichma-bosqich o'zgaradi) va statik (hisoblash davomida doimiy). Modellashtirishda eng qiyini dinamik chegaralardir, agar biz tugunlar bo'yicha ajratish jarayonini kuzatsak, u holda Ol chegarasiga tegishli tugunda yo'q qilish mezoniga erishilganda, bu tugun tegishli bo'lgan elementlar orasidagi bog'lanishni takrorlash orqali buziladi. tugun - ajratuvchi chiziq ostida joylashgan elementlar uchun yangi raqam qo'shish. Bir tugun J- va, ikkinchisi esa 1 iz (3.10-rasm) ga tayinlanadi. Keyin 1 dan va tugun C ga, keyin esa C ga o'tadi. A p ga tayinlangan tugun darhol yoki bir necha qadamlardan so'ng kesma yuzasiga uriladi va C ga boradi, u erda ikki sababga ko'ra ajralib chiqishi mumkin: ajralish mezoniga erishish, yoki B nuqtasiga yetganda, agar berilgan vazifani hal qilishda chipbreaker aniqlangan bo'lsa. Keyinchalik, agar uning oldidagi tugun allaqachon ajratilgan bo'lsa, tugun G9 ga o'tadi.

Kesish kuchlarining eksperimental topilgan va hisoblangan qiymatlarini taqqoslash

Yuqorida aytib o'tilganidek, ish bosqichma-bosqich yuklash usulidan foydalanadi, uning mohiyati takoz avansning butun yo'lini teng uzunlikdagi kichik segmentlarga bo'lishdir. Hisob-kitoblarning aniqligi va tezligini oshirish uchun ultra-kichik qadamlar o'rniga, chekli elementlar usulidan foydalanganda kontakt muammosini to'g'ri tasvirlash uchun zarur bo'lgan qadam hajmini kamaytirish uchun iterativ usul qo'llanildi. Tugunlar uchun ham geometrik shartlar, ham chekli elementlar uchun deformatsiya shartlari tekshiriladi.

Jarayon barcha mezonlarni tekshirishga va eng kichik bosqichni kamaytirish koeffitsientini aniqlashga asoslanadi, shundan so'ng qadam qayta hisoblab chiqiladi va u K 0,99 bo'lguncha davom etadi. Bir qator vazifalarda mezonlarning ba'zilari ishtirok etmasligi mumkin, barcha mezonlar quyida tavsiflanadi (ZLO-rasm): 1. To'sarning tanasiga materialning kirib borishini taqiqlash i dan barcha tugunlarni tekshirish orqali erishiladi. \ L 9 "! 12 oldingi chiqib ketish yuzasi chegarasining kesishishiga. Harakatni bir qadamda chiziqli deb hisoblab, sirt va tugun o'rtasidagi aloqa nuqtasi topiladi va qadam hajmini kamaytirish koeffitsienti aniqlanadi. Qadam qayta hisoblanmoqda. 2. Berilgan bosqichda chiqish nuqtasidan o'tgan elementlar aniqlanadi, qadam uchun pasaytirish koeffitsienti aniqlanadi, shunda faqat bir nechta elementlar chegaradan "o'tadi". Qadam qayta hisoblanmoqda. 3. GA kesma chizig'iga tegishli ma'lum bir hududdan tugunlar aniqlanadi, bu bosqichda yo'q qilish mezonining qiymatidan oshib ketgan. Bosqichni pasaytirish koeffitsienti faqat bitta tugun nosozlik mezoni qiymatidan oshib ketishi uchun aniqlanadi. Qadam qayta hisoblanmoqda. 3-bob. Kesish jarayonini matematik modellashtirish 4. A 6 dan tugunlar uchun orqa kesish yuzasi orqali to'sarning tanasiga materialning kirib borishini taqiqlash, agar bu chegara belgilanmagan bo'lsa. 5. 1 8 tugunlari uchun ajralish sharti va B nuqtada CC ga o'tish, agar chipbuzarni hisoblashda foydalanish uchun shart tanlangan bo'lsa, o'rnatilishi mumkin. 6. Agar kamida bitta elementdagi deformatsiya 25% dan ortiq bo'lsa, qadam o'lchami 25% deformatsiya chegarasiga kamayadi. Qadam qayta hisoblanmoqda. 7. Qadamni kamaytirishning minimal koeffitsienti aniqlanadi va agar u 0,99 dan kam bo'lsa, u holda qadam qayta hisoblab chiqiladi, aks holda keyingi shartlarga o'tish. 8. Birinchi bosqich ishqalanishsiz hisoblanadi. Hisoblashdan so'ng A 8 va C ga tegishli tugunlarning harakat yo'nalishlari topiladi, ishqalanish qo'shiladi va qadam qayta hisoblab chiqiladi, ishqalanish kuchining yo'nalishi alohida yozuvda saqlanadi. Agar qadam ishqalanish bilan hisoblansa, u holda ishqalanish kuchi ta'sir qiladigan tugunlarning harakat yo'nalishi o'zgarganligi tekshiriladi. Agar u o'zgargan bo'lsa, unda bu tugunlar oldingi chiqib ketish yuzasiga qattiq o'rnatiladi. Qadam qayta hisoblanmoqda. 9. Agar qayta hisoblash emas, balki keyingi bosqichga o'tish amalga oshirilsa, u holda oldingi kesish yuzasiga yaqinlashgan tugunlar o'rnatiladi - KNOTS IN i 12 dan A 8 ga o'tish 10. Agar keyingi bosqichga o'tish amalga oshirilsa. tashqariga, va qayta hisoblash emas, keyin 1 8 ga tegishli bo'lgan tugunlar uchun kesish kuchlari hisoblab chiqiladi va agar ular salbiy bo'lsa, u holda yig'ilishni ajratish imkoniyati tekshiriladi, ya'ni. ajratish faqat yuqori bo'lgan taqdirdagina amalga oshiriladi. 11. Agar qayta hisoblash emas, balki keyingi bosqichga o'tish amalga oshirilsa, u holda AG ga tegishli tugun aniqlanadi, bu ushbu bosqichda yo'q qilish mezonining qiymatidan maqbul (kichik) qiymatdan oshib ketgan. Ajratish mexanizmini yoqish: bitta tugun o'rniga ikkita tugun yaratiladi, biri tegishli va, ikkinchisi 1 íz; maxsus algoritm bo'yicha tana tugunlarini qayta raqamlash. Keyingi bosqichga o'ting.

Mezonlarni (1-11) yakuniy amalga oshirish murakkabligi bilan ham, ularning yuzaga kelish ehtimoli va hisoblash natijalarini yaxshilashga real hissasi bilan ham farqlanadi. Mezon (1) ko'pincha hisoblashda kam sonli qadamlardan foydalanganda va juda kamdan-kam hollarda bir xil kesish chuqurligida ko'p sonli qadamlardan foydalanilganda yuzaga keladi. Biroq, bu mezon tugunlarning kesma ichiga "tushilishiga" yo'l qo'ymaydi, bu noto'g'ri natijalarga olib keladi. (9) mezoniga ko'ra, tugunlar bir nechta qayta hisob-kitoblar bilan emas, balki keyingi bosqichga o'tish bosqichida o'rnatiladi.

(2) mezonni amalga oshirish barcha elementlar uchun eski va yangi kuchlanish intensivligi qiymatlarini solishtirish va maksimal intensivlik qiymatiga ega elementni aniqlashdan iborat. Ushbu mezon qadam hajmini oshirish va shu bilan nafaqat hisoblash tezligini oshirish, balki elementlarning elastik zonadan plastmassaga ommaviy o'tishi natijasida yuzaga keladigan xatolikni kamaytirish imkonini beradi. Xuddi shunday mezon (4).

O'zaro ta'sir yuzasida haroratning keskin ko'tarilishi ta'sirisiz va uzluksiz chip hosil bo'lgan namunadagi toza kesish jarayonini o'rganish, kesish yuzasida birikma hosil bo'lmasdan, kesish tezligi. 0,33 mm/s tartibi talab qilinadi. Ushbu tezlikni maksimal deb hisoblasak, biz to'sarni 1 mm ga oldinga siljitish uchun 30 qadamni hisoblashimiz kerak (vaqt oralig'i 0,1 ni hisobga olgan holda - bu jarayonning eng yaxshi barqarorligini ta'minlaydi). Hisoblashda, sinov modelidan foydalangan holda, to'sarni 1 mm ga kiritish bilan, ilgari tasvirlangan mezonlardan foydalanishni hisobga olgan holda va ishqalanishni hisobga olmagan holda, 30 o'rniga 190 qadam qo'lga kiritildi. Bu pasayish bilan bog'liq. oldingi qadamning qiymati. Biroq, jarayon iterativ bo'lganligi sababli, aslida 419 qadam hisoblab chiqilgan. Bu nomuvofiqlik juda katta qadam o'lchamidan kelib chiqadi, bu esa mezonlarning iterativ tabiati tufayli qadam hajmining bir necha marta kamayishiga olib keladi. Shunday qilib. qadamlar sonining 30 ta o'rniga 100 tagacha ko'payishi bilan, hisoblangan qadamlar soni 344 tani tashkil etadi. Bu raqamning 150 taga ko'payishi hisoblangan qadamlar sonining 390 tagacha ko'payishiga olib keladi va shuning uchun hisoblash vaqti. Bunga asoslanib, chiplarni olib tashlash jarayonini modellashtirishda optimal qadamlar soni 600-1200 ta elementlardan iborat notekis panjara bo'linishi bilan 1 mm besleme uchun 100 qadam deb taxmin qilish mumkin. Shu bilan birga, ishqalanishni hisobga olmagan holda, qadamlarning haqiqiy soni 1 mm uchun kamida 340, ishqalanishni hisobga olgan holda kamida 600 qadam bo'ladi.

TOMSK DAVLAT UNIVERSITETI AXBOROTASI Matematika va mexanika

MEXANIKA

A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin

METALLARNI YUQORI TEZLIKDA ORTOGONAL KESISHNI SONIY SIMULATIYASI1

Metalllarni chekli elementlar usuli bilan yuqori tezlikda ortogonal kesish jarayonlari 1 - 200 m/s kesish tezligi diapazonida muhitning elastik-plastik modeli doirasida sonli o'rganiladi. Chiplarni ajratish mezoni sifatida kesish deformatsiyalarining o'ziga xos energiyasining chegaraviy qiymati ishlatilgan. Chip shakllanishi uchun qo'shimcha mezondan foydalanish zarurati aniqlandi, bunda mikrozararlarning o'ziga xos hajmining chegaraviy qiymati taklif etiladi.

Kalit so'zlar: yuqori tezlikda kesish, sonli simulyatsiya, chekli elementlar usuli.

1 Ish Rossiya fundamental tadqiqotlar jamg'armasi (loyihalar 07-08-00037, 08-08-12055), Rossiya fundamental tadqiqotlar jamg'armasi va Tomsk viloyati ma'muriyati (loyiha 09-08-99059) tomonidan moliyaviy qo'llab-quvvatlandi. Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi "Oliy ta'limning ilmiy salohiyatini rivojlantirish" AVCP doirasida (2.1.1/5993-loyiha).

sonli usullardan foydalanish, ulardan ko'rib chiqilayotgan masalaga nisbatan chekli elementlar usuli eng ko'p qo'llaniladi.

Ushbu ishda metallarni yuqori tezlikda kesish jarayonlari muhitning elastik-plastik modeli doirasida ikki o'lchovli tekislik-deformatsiya formulasida sonli elementlar usuli bilan sonli o'rganiladi.

Raqamli hisob-kitoblarda shikastlangan muhitning modeli qo'llaniladi, bu yadrolanish ehtimoli va undagi yoriqlar rivojlanishi bilan tavsiflanadi. Muhitning umumiy hajmi Vt uning buzilmagan qismidan iborat bo'lib, u Wc hajmini egallaydi va zichlik pc bilan tavsiflanadi, shuningdek, zichlik nolga teng deb qabul qilingan W/ hajmini egallagan yoriqlar. Muhitning o'rtacha zichligi p = pc (Ws / W) munosabati bilan kiritilgan parametrlarga bog'liq. Muhitning shikastlanish darajasi yoriqlarning o'ziga xos hajmi V/ = W//(W p) bilan tavsiflanadi.

Siqiladigan muhitning statsionar bo'lmagan adiabatik (elastik va plastik deformatsiyali) harakatini tavsiflovchi tenglamalar tizimi uzluksizlik, harakat, energiya tenglamalaridan iborat:

Bu yerda p - zichlik, r - vaqt, u - u komponentli tezlik vektori, smy = - (P + Q)5jj + Bu - kuchlanish tensorining komponentlari, E - solishtirma ichki energiya, - deformatsiya tezligi tenzorining komponentlari, P. = Pc (p /pc) - o'rtacha bosim, Pc - moddaning qattiq tarkibiy qismidagi bosim (buzilmagan qismi), 2 - sun'iy yopishqoqlik, Bu - kuchlanish deviatorining komponentlari.

"Yirilgan" yoriqlarni modellashtirish faol turdagi sinishning kinetik modeli yordamida amalga oshiriladi:

Modelni yaratishda, materialning samarali o'ziga xos hajmi V bo'lgan potentsial sinish joylarini o'z ichiga oladi, deb taxmin qilingan edi: Pc kuchlanish bosimi ma'lum bir kritik qiymatdan oshib ketganda yoriqlar (yoki teshiklar) hosil bo'ladi va o'sadi P = P) V\/ (V\ + V/ ), bu hosil bo'lgan mikrodamalarning o'sishi bilan kamayadi. VI, V2, Pk, K/ konstantalari namunaga planar siqish impulslari yuklanganda orqa yuzaning tezligini qayd etish bo‘yicha hisob-kitoblar va tajribalar natijalarini solishtirish yo‘li bilan tanlangan. Xuddi shu moddiy konstantalar to'plami Pc belgisiga qarab yoriqlar yoki gözeneklerin o'sishi va tushishini hisoblash uchun ishlatiladi.

Zarar ko'rmagan moddadagi bosim o'ziga xos hajm va o'ziga xos ichki energiya va yuklash sharoitlarining barcha diapazonidagi funksiyasi hisoblanadi.

Muammoni shakllantirish

Shu(ri) = 0 ;

0 agar |Rs |< Р* или (Рс >P* va Y^ = 0),

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

agar Rs< -Р* или (Рс >P* va Y^ > 0).

U Mie - Gruneisen tipidagi holat tenglamasi yordamida hisoblab chiqiladi, bunda koeffitsientlar Hugoniot shok adiabatining a va b konstantalari asosida tanlanadi.

Konstitutsiyaviy munosabatlar kuchlanish deviatori va deformatsiya tezligi tensorining komponentlarini bog'laydi va Jauman hosilasidan foydalanadi. Mises holati plastik oqimni tasvirlash uchun ishlatiladi. Muhitning mustahkamlik xususiyatlarining (kesish moduli G va dinamik oqim kuchi o) haroratga va materialning shikastlanish darajasiga bog'liqligi hisobga olinadi.

Chipni ishlov beriladigan qismdan ajratish jarayonini modellashtirish ishlov beriladigan qismning dizayn elementlarini yo'q qilish mezonidan foydalangan holda, eroziya tipidagi materialni yo'q qilishni simulyatsiya modellashtirishga o'xshash yondashuvdan foydalangan holda amalga oshirildi. Kesish deformatsiyalarining o'ziga xos energiyasining chegaraviy qiymati Esh sinish mezoni - chipni ajratish mezoni sifatida ishlatilgan. Ushbu energiyaning joriy qiymati quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Kesish deformatsiyalarining o'ziga xos energiyasining kritik qiymati o'zaro ta'sir shartlariga bog'liq va dastlabki ta'sir tezligining funktsiyasi bilan beriladi:

Esh = kul + bsh U0 , (6)

bu yerda kul, bsh moddiy konstantalar. Hisoblash katakchasida Esh > Esch bo'lsa, bu katak yo'q qilingan deb hisoblanadi va keyingi hisobdan chiqariladi va qo'shni hujayralar parametrlari saqlanish qonunlarini hisobga olgan holda o'rnatiladi. Tuzatish vayron qilingan elementning massasini ushbu elementga tegishli bo'lgan tugunlarning massasidan olib tashlashdan iborat. Agar bir vaqtning o'zida har qanday hisoblangan tugunning massasi bo'lsa

nolga aylanadi, keyin bu tugun yo'q qilingan deb hisoblanadi va keyingi hisobdan ham olib tashlanadi.

Hisoblash natijalari

Hisob-kitoblar 1 dan 200 m / s gacha bo'lgan kesish tezligi uchun amalga oshirildi. Asbobning ishchi qismining o'lchamlari: ustki chetining uzunligi 1,25 mm, yon tomoni 3,5 mm, old burchagi 6 °, orqa burchagi 6 °. Qayta ishlangan po'lat plastinka qalinligi 5 mm, uzunligi 50 mm va kesish chuqurligi 1 mm bo'lgan. Ish qismi materiali St3 po'latdir, asbobning ishchi qismining materiali bor nitridining zich modifikatsiyasidir. Ishlov beriladigan material konstantalarining quyidagi qiymatlari ishlatilgan: 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, kul = 7-104 J/kg, bsh = 1,6 -10 m/s Ishlaydigan material asbobning bir qismi p0 = 3400 kg / m3, K1 = 410 GPa, K2 = K3 = 0, y0 = 0, G0 = 330 GPa konstantalar bilan tavsiflanadi, bu erda K1, K2, K3 holat tenglamasining konstantalari. Mi-Gruneisen shakli.

Guruch. 1-rasm. Kesuvchi 10 m/s tezlikda harakat qilganda 1,9 ms (a) va 3,8 ms (b) vaqtlardagi chip, ishlov beriladigan qism va kesuvchi asbobning ishchi qismining shakli.

chipni ajratish mezonining bajarilishiga qadar. 10 m / s va undan pastroq kesish tezligida namunada chiplarni ajratish mezoni o'z vaqtida ishga tushmaydigan joylar paydo bo'ladi (1-rasm, a), bu qo'shimcha mezonni qo'llash yoki ishlatilgan mezonni almashtirish zarurligini ko'rsatadi. yangisi bilan. Bundan tashqari, chip hosil bo'lish mezonini sozlash zarurati chip yuzasining shakli bilan ko'rsatiladi.

Guruch. 2-rasm. Kesuvchi 25 m/s tezlikda harakat qilganda 1,4 ms vaqtdagi kesishuv deformatsiyalarining (b) haroratning (a) va solishtirma energiyasining maydonlari va izolyatorlari.

harorat rejimi yuqori tezlikda kesishda, asosan, ishlov beriladigan materialning plastik deformatsiyasi bilan aniqlanadi. Bunday holda, chipdagi maksimal haroratlar 740 K dan oshmaydi, ishlov beriladigan qismda -640 K. Kesish jarayonida sezilarli darajada ko'proq. yuqori haroratlar(2-rasm, a), bu uning kuch xususiyatlarining buzilishiga olib kelishi mumkin.

Hisoblash natijalari shaklda keltirilgan. Shakl 3 shuni ko'rsatadiki, to'sar oldidagi mikrozararlarning o'ziga xos hajmidagi gradient o'zgarishlar kesish deformatsiyalari yoki harorat energiyasidagi o'zgarishlarga qaraganda ancha aniqroqdir, shuning uchun hisob-kitoblarda mikrozararlarning o'ziga xos hajmining chegaraviy qiymatidan foydalanish mumkin (mustaqil ravishda). yoki qo'shimcha ravishda) chiplarni ajratish mezoni sifatida.

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

Guruch. 3-rasm. Kesuvchi 25 m/s tezlikda harakat qilganda 1,4 ms vaqtdagi mikrozararlarning solishtirma hajmi (sm/g) maydonlari.

Xulosa

Metalllarni chekli elementlar usuli bilan yuqori tezlikda ortogonal kesish jarayonlari 1 - 200 m/s kesish tezligi diapazonida muhitning elastik-plastik modeli doirasida sonli o'rganiladi.

Jarayon parametri aniqlandi - mikrozararlarning o'ziga xos hajmi - uning chegaraviy qiymati chip shakllanishi uchun qo'shimcha yoki mustaqil mezon sifatida ishlatilishi mumkin.

ADABIYOT

1. Petrushin S.I. Kesish asboblarining ishchi qismining optimal dizayni // Tomsk: Tom. Politexnika universiteti, 2008. 195 b.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. va Molinari A. Ortogonal kesishning raqamli modellanishi: kesish shartlari va ajratish mezonining ta'siri, J. Phys. 2006.V.IV. yo'q. 134. B. 417-422.

4. Hortig C., Svendsen B. Yuqori tezlikda kesish jarayonida chip shakllanishini simulyatsiya qilish // J. Materiallarni qayta ishlash texnologiyasi. 2007 yil №. 186. B. 66 - 76.

5. Kempbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Yuqori tezlikda ishlov berish natijasida ishlab chiqarilgan Al-7075-T651 chiplari va ish qismlarining mikrostrukturaviy tavsifi // Materials Science and Engineering A. 2006. No. 430. B. 15 - 26.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. Bir guruh jismlarning yuqori tezlikda ta'sirida to'siqlarni yo'q qilishni modellashtirish // Kimyoviy fizika. 2008. V. 27. No 3. S. 71 - 76.

8. Ivanova O.V., Zelepugin S.A. Shok-to'lqinli siqilish paytida aralashmaning tarkibiy qismlarining qo'shma deformatsiyasi holati // TDU xabari. Matematika va mexanika. 2009. № 1(5). 54-61-betlar.

9. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Zarba to'lqinli yuk ostida materiallarning mexanik xususiyatlarini o'rganish // Izvestiya RAN. MTT. 1999. No 5. S. 173 - 188.

10. Zelepugin, S.A. va Shpakov, S.S., Yuqori tezlik ta'sirida ikki qatlamli bor karbid-titan qotishma to'sig'ini yo'q qilish, Izv. universitetlar. Fizika. 2008 yil. № 8/2. 166-173-betlar.

SHIPACHEV Aleksandr Nikolaevich - Tomsk davlat universitetining fizika-texnika fakulteti aspiranti. Elektron pochta: alex18023@mail.ru

ZELEPUGIN Sergey Alekseevich - fizika-matematika fanlari doktori, Tomsk davlat universitetining fizika-texnika fakultetining deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar mexanikasi kafedrasi professori, Sibir filiali Tomsk ilmiy markazining strukturaviy makrokinetik bo'limi katta ilmiy xodimi. Rossiya Fanlar akademiyasi. Elektron pochta: szel@dsm.tsc.ru, szel@yandex.ru

V 0 z. H/L 1 (keng plastinka), bu erda H- qalinligi, L- ish qismi uzunligi. Muammo harakatlanuvchi adaptiv Lagranj-Euler to'rida chekli elementlar usulida bo'linish va tenglamalarni integrallashning aniq-yo'riqchi sxemalaridan foydalangan holda hal qilindi ...

Ushbu ishda chekli elementlar usuli yordamida doimiy tezlikda harakatlanuvchi mutlaqo qattiq kesgich tomonidan elastik-qovushqoq-plastmassa plastinkani (ish qismini) kesishning beqaror jarayonining uch o'lchovli simulyatsiyasi amalga oshirildi. V 0 to'sarning chetining turli egilishlarida a (1-rasm). Modellashtirish elastik-qovushqoq-plastmassa materialning birlashtirilgan termomexanik modeli asosida amalga oshirildi. Ishlov beriladigan materialning issiqlik o'tkazuvchanligini hisobga olgan holda, adiabatik kesish jarayoni va rejim o'rtasida taqqoslash amalga oshiriladi. Kesish jarayonini parametrik o'rganish ishlov beriladigan qismning va kesish asbobining geometriyasini, kesish tezligi va chuqurligini, shuningdek ishlov beriladigan materialning xususiyatlarini o'zgartirgan holda amalga oshirildi. Ish qismi qalinligining o'qi yo'nalishi bo'yicha o'lchami har xil edi z. Stressli holat tekis kuchlanishdan R = o'zgardi H/L 1 (keng plastinka), bu erda H- qalinligi, L- ish qismi uzunligi. Muammo harakatlanuvchi adaptiv Lagranj-Euler to'rida chekli elementlar usulida bo'linish va tenglamalarni integrallash uchun aniq-yo'riqchi sxemalar yordamida hal qilindi. Ko'rsatilgandek, masalani uch o'lchovli formulada raqamli simulyatsiya qilish uzluksiz chip hosil bo'lishi bilan, shuningdek, chipni alohida bo'laklarga yo'q qilish bilan kesish jarayonlarini o'rganish imkonini beradi. Ortogonal kesish (a = 0) holatida ushbu hodisaning mexanizmi zarar modellarini jalb qilmasdan, adiabatik kesish bantlarining shakllanishi bilan termal yumshatilish bilan izohlanishi mumkin. O'tkirroq kesgich bilan kesishda (a burchagi katta), termal va strukturaviy yumshatilishning birlashtirilgan modelini qo'llash kerak. Masalaning turli geometrik va fizik parametrlari uchun to'sarga ta'sir qiluvchi kuchning bog'liqliklari olinadi. Kvazimonoton va tebranish rejimlarining mumkinligi ko'rsatilgan va ularning fizik tushuntirishlari berilgan.

Kesish jarayonlarini raqamli modellashtirish. Uch o'lchovli formulada elastoviskoplastik materiallarni kesish jarayonlarini raqamli modellashtirish

"MECHANICS UDC: 539,3 A.N. Shipachev, S.A. Zelepugin YUQORI TEZLIK ORTOGONAL JARAYONLARINI SONIY SIMULASYASI...»

TOMSK DAVLAT UNIVERSITETI AXBOROTASI

MEXANIKA

JARAYONLARNING SONIY SIMULATSIYASI

METALLARNI ORTOGONAL TEZLIKDA KESISH UCHUN1

ADABIYOT

MUALFOLAR HAQIDA MA'LUMOT:

Elastik-plastik chekli deformatsiya jarayonlari uchun konstitutsiyaviy munosabatlar

Yarim cheksiz elastik-plastmassa jismga qattiq takozni kiritish modelini qurish

Chip hosil bo'lish jarayoniga ta'sir qiluvchi omillar

Kesish kuchlarining eksperimental topilgan va hisoblangan qiymatlarini taqqoslash

Ommabop