Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Результаты моделирования распределения толщины при глубокой вытяжке осесимметричных деталей с применением пакета DEFORM 2D
Авторы Коробко Т. Б., к. т. н., доц.
Токарев А. В., ст. преп.
Раздел Металлургия
Год 2016 Выпуск 46 Страницы 69 - 74
УДК 621.983.3
Аннотация В данной статье рассмотрено применение программного комплекса DeForm 2D для моделирования и анализа распределения толщины заготовки в процессе гофрирования осесимметричных деталей, а также для анализа опасности разрушения изделия в процессе вытяжки.
Реферат Цель. Целью данной работы является анализ опасности разрушения изделий в процессах обычной вытяжки и при вытяжке в штампах с поворотными дисками.
Методика. В настоящее время большое внимание уделяется качеству выпускаемой продукции и оптимизации технологий производства. Во многих работах исследуется штамп с поворотными дисками для получения изделий цилиндрической формы. При помощи поворотных дисков производится образование гофра, при этом снижаются потери на трение на фланце, и происходит накопление металла во фланце с целью снижения тангенциальных напряжений. В конце стадии гофрирования заготовка имеет неравномерное распределение толщины, которое в процессе вытяжки с последующей протяжкой выравнивается. Для расчета распределения толщины заготовки в процессе непосредственной вытяжки в качестве начальных условий необходимо задавать распределение толщины заготовки по окончании стадии гофрирования. Расчет распределения толщины в процессе гофрирования основан на анализе напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе гофрирования.
Результаты. В работе проведен анализ напряженно-деформированного состояния металла на стадии гофрирования. Применение полученных выражений показало, что в предложенные уравнения равновесия и пластичности необходимо внести ряд дополнений. Кроме того, получение громоздких формул усложняет расчет (т. е. также требует автоматизации), а упрощения, принятые для их получения, способствуют зарождению погрешностей, величину которых трудно оценить, приведена схема напряженно-деформированного состояния отдельных участков заготовки в процессе гофрирования. На основании приведенных в работе выражений построили алгоритм расчета деформаций, основываясь на рассчитанном поле напряжений и геометрических размерах штампа и исходной заготовки. Выполнен сравнительный анализ технологии глубокой вытяжки в штампе с поворотными дисками и в обычном вытяжном штампе. В программном комплексе DeForm 2D были смоделированы соответствующие процессы вытяжки.
Научная новизна. Анализ моделей показал преимущество вытяжки в штампе с поворотными дисками с предварительным профилированием заготовки по сравнению с обычной вытяжкой с плоским прижимом.
Практическая значимость. В результате работы разработан алгоритм расчета распределения толщины заготовки в процессе гофрирования в штампе с поворотными дисками. Данный алгоритм позволяет вносить корректировки при появлении дополнительных условий (внешние тепловые или электромагнитные воздействия, профилированная исходная заготовка и др.).
Ключевые слова заготовка, гофрирование, напряженно-деформированное состояние, уравнение пластичности, уравнение равновесия, критерий разрушения.
Полный текст