Аналіз моделі механічних властивостей при холодному різанні металу на ножицях
Анотація
Боровик П. В. Аналіз моделі механічних властивостей при холодному різанні металу на ножицях. Oбробка матеріалів тиском. 2020. № 1 (50). C. 57-67.
В роботі вирішено задачу уточнення моделі механічних властивостей матеріалу, що дозволяє підвищити достовірність математичного моделювання та точність визначення відповідних енергосилових параметрів процесів холодного розділення металу на ножицях. Зокрема відзначається, що при моделюванні методом скінченних елементів, з використанням методики побудови кривих текучості і пластичності матеріалу отриманих за результати статичних випробувань на розтяг, точність отримуваних результатів може бути підвищена. Вказується, що швидкість деформації при статичних випробуваннях, може коливатися в широкому діапазоні і це пояснюється величиною відносного подовження при розриві. Встановлено існування функціонального зв’язку та отримано рівняння для визначення швидкості деформації при статичних випробуваннях від відносного подовження при розриві. Застосування цього рівняння при моделюванні МСЕ дозволило зменшити відносну похибку до ± 7 %. Зроблено висновок, що запропонований метод буде сприяти розвитку математичного моделювання процесів різання на ножицях і поглибленню уявлень про процеси, що протікають в металі. Зокрема вивчався частинний вплив параметрів моделі механічних властивостей та умов реалізації процесів на результати моделювання. Були отримані залежності відношення максимального опору різанню при різних значеннях відносної швидкості різання, межи текучості, відносного подовження при розтягуванні, висоти розрізуваного перерізу до відповідних значень отриманих експериментальних даних. Загалом результати моделювання не протирічать загальним уявлення про процеси розділення металів у холодному стані. Результати роботи можуть бути рекомендовані для використання при прийнятті проектно-конструкторських і технологічних рішень в питаннях холодного поділу металу на ножицях.
Посилання
Lukashin N.D., Kokhan L.S., Yakushev A.M. Design and calculation of machines and devices of metallurgical plants: textbook for universities. Moscow: Akademkniga. 2003. 456 p. (in Russian).
Siddhartha Ray. Principles and Applications of Metal Rolling. Cambridge University Press. 2016. 320 p.
Amar Khennane. Introduction to Finite Element Analysis Using MATLAB and Abaqus. CRC Press. 2013. 487 p.
Borovik P.V. Theoretical researhes of metalls processes working by pressure based on the finite elements method. Alchevsk. DonSTU. 2012. 170 p. (in Russian).
Gustafsson E., Marth S., Karlsson L. et al. Strain and stress conditions at crack initiation during shearing of medium- and high-strength steel sheet. International Journal of Mechanical and Materials Engineering. 2017. DOI: https://doi.org/10.1186/s40712-017-0075-5
Reimer P., Zehetner Ch., Hammelmüller F. et al. Numerical modelling and simulation of sheet metal cutting processes. 7th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. 2016, pp. 7749-7756. DOI: https://doi.org/10.7712/100016.2370.10183
Bohdal L. Application of FEM and vision-based methods to analysis of shearing processes in the aspect of scrap reduction. Annual Set the Environment Protection. 2015.17, pp. 90-103.
Borovik P.V. A method for determination of the stress-strain curves and ductility curves in 3d modeling of cold separating processes on shears. Bulletin of NTU “KhPI”. 2018. 31 (1307), pp. 8–13. (in Russian).
Zubchenko A.S., Koloskov M.M., Yu. V. Kashirsky Yu. V. et al. Database steels and alloys. Ed. A.S. Zubchenko. Moscow: Mechanical Engineering, 2003. 784 p. (in Russian).
Borovik P.V., Lutsenko V.A. Approximation of mechanical properties at the mathematical modeling of hot cutting process on scissors. Metallurgical processes and equipment. Donetsk. 2011. 2(24), pp. 5-9. (in Russian).
Gokhfeld D.A., Getsov L.B., Kononov K.M. et al. Mechanical properties of steels and alloys under nonstationary loading: a handbook. Yekaterinburg: Ural Branch of RAS. 1996. 408 p. (in Russian).
Ushakov M.V., Ilyukhin S. Yu., Vorobyev I.A. Accounting for the effect of the deformation rate and temperature on the processes occurring in the zone of primary deformation when cutting metals. Bulletin of TulSU. Technical science. 4. 2. Tula: TulSU. 2010, pp. 89–93. (in Russian).
Panasyuk V.V., Andreykiv A.E., Kovchik S.E. Methods for assessing the crack resistance of structural materials. Kyiv: Scientific Opinion. 1977. 279 с. (in Russian).
