Огляд математичних моделей напруженого, деформованого і кінематичного станів металу при реалізації процесів плющення і виправлення заготовок з асиметричним профілем поперечного перерізу. Розробка рекомендацій з удосконалення технологій процесу плющення.
Аннотация к работе
Донбаська державна машинобудівна академія Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наукРобота виконана в Донбаській державній машинобудівній академії Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Патапкін Віктор Федорович, завідуючий кафедри "Автоматизовані металургійні машини та обладнання" Донбаської державної машинобудівної академії. Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Капланов Василь Ілліч, Приазовський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України, м. кандидат технічних наук, професор Луценко Віктор Олександрович, Донбаський гірничо-металургійний інститут Міністерства освіти і науки України, м. Захист відбудеться "19 "грудня 2003 р. о 1200 годин на засіданні спеціалізованого вченої ради Д 12.105.01 по захисту дисертацій в Донбаський державній машинобудівній академії (84313, м.Необхідність зниження витрат металу, економії матеріальних ресурсів і підвищення конкурентноздатності при виробництві вітчизняної металопродукції загострює задачу одержання довгомірних заготовок зі складним профілем поперечного перерізу. Таким чином, актуальність теми роботи і її практична спрямованість визначаються необхідністю підвищення техніко-економічних показників і розширення сфери використання процесу плющення, які здійснюються на основі підвищення ступеня наукової обґрунтованості прийнятих технічних рішень. Для досягнення зазначеної мети в роботі були поставлені і вирішені наступні основні задачі: - уточнити і розширити математичні моделі напруженого, деформованого і кінематичного станів металу при реалізації процесів плющення і виправлення заготовок з асиметричним профілем поперечного перерізу; проаналізувати вплив і розробити програмні засоби по автоматизованому проектуванню технологічних режимів і конструктивних параметрів механічного устаткування процесу плющення заготовок з асиметричним профілем поперечного перерізу; Наукову новизну дисертаційної роботи складають її наступні основні результати і положення: - вперше стосовно до процесу плющення відносно товстих заготовок з асиметричним профілем поперечного перерізу на основі чисельних інтерпретацій методу верхньої оцінки і методу полів ліній ковзання розроблені математичні моделі НДС металу, що дозволяють врахувати реальну геометрію осередку деформації, неоднорідність розподілів механічних властивостей і асиметрію пластичного плину металу при одночасному забезпеченні можливості прогнозування імовірності появи внутрішніх дефектів суцільності в осьовій зоні;При цьому було показано, що стосовно до виробництва високоточних профілів зі складним трапецієдальним і трапецієдально-закругленим профілями поперечного перерізу найбільш ефективним є використання процесу плющення, заснованого на обтисканні дроту чи катанки між двома робочими валками з нахиленими стосовно один одному утворюючими поверхнями. Різноманіття технологічних схем плющення обумовлює різноманіття конструктивного виконання відповідного механічного устаткування, що включає різні конструктивні виконання валкових вузлів і натискних механізмів, використання попередньо напружених робочих клітей, вибір раціональних калібрувань і так далі. Теоретичні дослідження процесу плющення довгомірних заготовок зі складним асиметричним профілем поперечного перерізу при співвідношенні ширини контакту до середньої товщини менш 2,5-3,0 було проведено на основі методів верхньої оцінки і полів ліній ковзання, що дозволяють повною мірою врахувати двомірний характер пластичного формозмінення металу. У випадку ж наявності відносно тонких перерізів, тобто при >2,5-3,0 математичне моделювання НДС було здійснено на основі чисельного рекурентного рішення скінчено-різницевої форми умови статичної рівноваги виділеного елементарного об‘єму металу у осередку деформації, що забезпечує урахування реальних розподілів граничних умов. В основу математичного моделювання НДС металу в кожному поперечному перерізі при <2,5…3,0 була покладена чисельна побудова і наступний аналіз кінематично можливих полів характеристик у фізичній площині і площині годографа швидкостей.У дисертації виконані нові науково-технічні розробки в області технологій і устаткування плющильного виробництва, що забезпечують рішення актуальної задачі, - економії матеріальних ресурсів, розширення сортаменту і підвищення якості при виробництві довгомірних заготовок зі складним асиметричним профілем поперечного перерізу. Подальший розвиток плющильного виробництва нерозривно повязаний з удосконаленням діючих, а також з розробкою і промисловим освоєнням нових технологій і устаткування, що забезпечують максимальне наближення геометричних параметрів, механічних властивостей і показників якості поверхні одержуваних заготовок до аналогічних показників готової металопродукції.