Керування параметрами ЕГ-навантаження для штампування листових деталей з мінімальним жолобленням
Анотація
Тараненко М. Є., Нарижний О. Г. Керування параметрами ЕГ-навантаження для штампування листових деталей з мінімальним жолобленням
Розглянуто механізм розподілу остаточних напружень, що виникають при деформуванні листової заготівки. Моделювання процесу ЕГ-штампування проводиться для умов послідовного локального формоутворення великогабаритних деталей. Такий процес здійснюється в багатоконтурних ЕГ-пресах з багатоелектродними розрядними блоками. В цих типах пресів реалізується можливість керування навантаженням у просторі та часі. Керування здійснюється шляхом зміни місця та часу зміщення розрядів відносно один одного.
Дослідження проводилися з використанням методів численного моделювання із застосуванням програмного продукту LS-DYNA разом з методом ALE. Моделювання проводилося в тривимірної постановці з оригінальними граничними умовами.
Відзначається, що у процесі деформування заготівки трьома ЕГ-розрядами, головні деформації у точках верхньої, серединної та нижньої поверхонь заготовки значно відрізняються за величиною та місцем розташування відносно епіцентрів навантаження.
Показано, що для зниження рівня залишкових напружень, що призводять до жолоблення деталей, порожнину деталей слід формоутворювати з меншою інтенсивністю навантаження, але з більшою кількістю циклів навантаження.
Отримані результати показують, що процес деформування листової заготовки, що навантажується імпульсним силовим полем, носить переважно коливальний характер внаслідок проходження поздовжніх і поперечних хвиль деформацій
Моделювання з малим шагом за часом (~10-8 с) показало, що деформування є складним нелінійним процесом та супроводжується коливаннями напружень з різними періодами. Для оптимізації процесу штампування необхідно узгоджувати поведінку заготовки з частотою навантаження.
Посилання
Hulyi G.A. Scientific fundamentals of discharge-impulse technologies. Kyev : Scientific thought. 1990. 208 p. (in Russian).
Starkov N.V., Strelkovskaya L.I. Experimental researches of impulse electro-hydraulic calibration of sheet articles of high-strength steel. Visnik NTU KhPI Engineering and Electro-Physics of High Voltage. Kharkiv : NTU «KhPI», № 35 (1260). 2017. pp. 79-83. (in Russian).
Meriin B. V. Kornet I. F., Savulkin D. E. Efficiency of electro-hydraulic correction of low-rigidity articles at different loading conditions. Forging and Stamping Production. 1990. № 10. pp. 13-15. (in Russian).
Severdenko V.P., Pachshenko V.S., Kosobutskiy V.S. Sheet forming with ultrasound. Minsk: Science and Engineering. 1975. 192 p. (in Russian).
Taranenko M.Ye. Method of reduction of warping of sheet-formed articles. Materials working by pressure. Kramatorsk. DSEA. 2018. №1 (46). pp. 100-104. (in Russian).
Didyk R. P., Kuznetsov Ye. V., Zabara V. M. Physical fundamentals of strength: Handbook. Dnipropetrovsk : Science and Education. 2005. 608 p. (in Ukrainian).
Zuev L.B. Auto-waved plasticity. Localization and collective modes. Moscow : PhysMatLit. 2018. 202 p. (in Russian)
Kuznetsov Ye. V. Conditions of appearing of vibro-plastic resonance in metals. Forging and Stamping Production. Materials working by pressure. 2002. №2, pp. 6-9. (in Russian).
Taranenko M.Ye. Electrohydraulic forming: theory, equipment and technological processes (monography). Khrkov. Nat. Aerosp. Univ. 2011. 272 p. (in Russian).
Mamutov Alexander V., Golovashchenko Sergey F., Bessonov Nicolas M., Mamutov Viacheslav S. Electrohydraulic Forming of Low Volume and Prototype Parts: Process Design and Practical Examples. J. Manuf. Mater. Process. 2021. 5. 47. 20 p., DOI: https://doi.org/10.3390/jmmp5020047.
Woo Mina, Lee Kyunghoon, Song Woojin, Kang Beomsoo, Kim Jeong. Numerical Estimation of Material Properties in the Electrohydraulic Forming Process Based on a Kriging Surrogate Model. Mathematical Problems in Engineering. Hindawi. Vol. 2020, Article ID 3219829. 12 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/3219829.
Woo Mina, Kim Jeong. Inverse parameter estimation to predict material parameters of the Cowper–Symonds constitutive equation in electrohydraulic forming process. J Eng Math. 132:8. 22 p. DOI: https://doi.org/10.1007/s10665-021-10175-7.
Dariani B.M., Liaghat G.H., Gerdooei M. Experimental investigation of sheet metal formability under various strain rates. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. J. Eng. Manuf. 2009. 223. pp. 703–712, DOI: http://journals.sagepub.com/doi/10.1243/09544054JEM1430.
Mamutov V., Mamutov A., Golovаschenko S. Simulation of High-Voltage Discharge Channel in Water at Electro-Hydraulic Forming Using LS-DYNA. 13 International LS-DYNA users Conference. Меtаl Forming. Dearborn. June 8-10. 2014. 9 p. DOI: https://www.dynalook.com/conferences/13th-international-ls-dyna-conference/metal-forming/simulation-of-high-voltage-discharge-channel-in-waterat-electro-hydraulic-forming-using-ls-dyna-r.
Mamutov Alexander V., Golovashchenko Sergey F., Mamutov Viacheslav S., Bonnen John J.F. Modeling of electrohydraulic forming of sheet metal parts. Journal of Materials Processing Technology. 219 (2015). pp. 84–100. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.11.045.
Naryzhnyi O. G. Computational model of electrohydraulic effect. Open information and computer integrated technologies : Kharkov. Nat. Aerosp. University “KhAI”. Issue. 54. 2012. С. 62-67. (in Russian).
Naryzhnyi O. G., Taranenko M. Ye. Mechanical processes in the system with immersed electrohydraulic chamber. Experiments and modelling. Materials working by pressure, Kramatorsk. DSEA. № 2 (49). 2019. pp. 136142. DOI: https://doi.org/10.37142/2076-2151/2019-2(49)136. (in Russian).
Kryvitskiy Ye.V. Dynamics of electro-explosive in liquid. Kiev : Scientific thought. 1986. 206 p. (in Russian).
Bell J. F. Experimental fundamentals of mechanics of deformable solids. In 2 vol. Vol. I. Low deformations. Translated form English. Edited by A.P. Filin. Moscow : Science. 1984. 600 p. Part II. Finite deformations. Translated form English. Edited by A.P. Filin. Moscow : Science. 1984. 432 p. (in Russian).
Kosenkov V.M., Bychkov V.M. Method of determination of rheological and energy characteristics of impact compession of metals. Novosibirsk : PMTF. 2012. Vol. 53. №6. pp. 134–143. (in Russian).
Kosenkov V.M. Determination of relaxation and dislocation characteristics of metals by diagrams of impact compression. Novosibirsk : PMTF. 2014. Vol. 55. №4, pp. 33–42. (in Russian).
