РАСЧЕТ ФОРМЫ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ РАЗДАЧИ СРЕДНЕЙ ЧАСТИ ТРУБЫ ПО ЖЕСТКОЙ МАТРИЦЕ

Сведения об авторах
  • Комсомольский-на-Амуре государственный университет, Комсомольск-на-Амуре, Россия
  • Комсомольский-на-Амуре государственный университет, Комсомольск-на-Амуре, Россия
  • Комсомольский-на-Амуре государственный университет, Комсомольск-на-Амуре, Россия
  • Комсомольский-на-Амуре государственный университет, Комсомольск-на-Амуре, Россия

Аннотация

В современном машиностроении в целом и в авиастроении в частности большое количество деталей получают листовой штамповкой. Для изготовления элементов гидрогазовых систем летательных аппаратов часто применяются формообразующие операции, в которых жидкости и резиноподобные материалы служат рабочей средой, передающей усилие прессования деформируемой заготовке. В настоящей работе рассматривается процесс раздачи средней части трубчатой заготовки из титанового сплава ОТ4-1. Внутреннее давление на трубчатую заготовку определяется действием рабочего тела при сжатии. Одним из значительных недостатков холодной листовой штамповки является пружинение материала после извлечения из оснастки. Поэтому форма матрицы, используемой для технологического процесса раздачи, должна задавать упреждающую форму трубчатой заготовки, обеспечивающую требуемую остаточную форму после разгрузки. Для определения такой формы матрицы формулируется и решается обратная задача. Реализация метода решения обратной задачи выполнена в системе MSC.Marc. Для осесимметричной формы детали используется двумерная постановка задачи. В случае тонкостенных конструкций моделирование процесса формообразования выполняется в условиях пластичности с учетом малых деформаций, но больших перемещений и поворотов (общая Лагранжева формулировка). Решение обратной контактной задачи формообразования находится итерационным методом, который построен на основе квазистатического вариационного принципа. Данный алгоритм решения обобщается на трехмерные задачи, когда деталь имеет не-осесимметричную форму, в частности эллипсоидальную, тройник и т.д. В результате решения обратной контактной задачи формообразования трубчатой заготовки итерационным методом была определена требуемая геометрия жесткой матрицы. Сравнение численных результатов с проведенным натурным экспериментом показало удовлетворительное совпадение. Таким образом, представленный метод и его реализация в CAE-системе дает возможность проектировать оснастку на стадии подготовки производства.

Ключевые слова

обратная задачаитерационный методраздача трубупругостьпластичностьформообразованиеметод конечных элементовдвумерная постановкатрехмерная постановкасходимость.

Литература

  1. 1.[1] - Афанасьев А.Е., Каргин В.Р., Каргин Б.В. Компьютерный анализ процесса раздачи труб прессованием // Интернет-журнал Науковедение. – 2016. – Т. 8, No 2(33). – С. 97. Scholar
  2. 2.[2] - Высокоэффективные технологические процессы изготовления элементов трубопроводных и топливных систем летательных аппаратов / В.А. Барвинок, А.Н. Кирилин, А.Д. Комаров, В.К. Моисеев, В.П. Самохвалов, Ю.В. Федотов. – М.: Наука и технологии, 2002. – 393 с. Scholar
  3. 3.[3] - Веселов А.А. Определение размеров концов труб после раздачи методом пластического деформирования // Морской вестник. – 2012. – No 1(41). – С. 15–16. Scholar
  4. 4.[4] - Громова Е.Г., Еськина Е.В., Шаров А.А. Исследование процесса стесненного изгиба листовых деталей с использованием полиуретана методом конечно-элементного моделирования // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2011. – No 3. – С. 86–90. Scholar
  5. 5.[5] - Каргин В.Р., Афанасьев А.Е., Каргин Б.В. Влияние противодавления при прямом прессовании труб с раздачей // Интернет-журнал Науковедение. – 2016. – Т. 8. – No 6(37). – С. 9. Scholar
  6. 6.[6] - Кондратенко Л.А., Миронова Л.И. Образование остаточных напряжений при раздаче стальных труб // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2019. – No 1. – С. 58–63. Scholar
  7. 7.[7] - Кузнецов С.В. Влияние поперечных сил на качество деталей, получаемых методами листовой штамповки // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2014. – No 5(107). – С. 438–442. Scholar
  8. 8.[8] - Стесненный изгиб в холодной листовой штамповке эластомером / В.Г. Кулаков, В.К. Моисеев, А.А. Шаров, О.В. Ломовский, А.Н. Плотников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2013. – Т. 15, No 6-4. – С. 855–860. Scholar
  9. 9.[9] - Марьин С.Б. Изготовление деталей из труб давлением эластичных и сыпучих сред для гидрогазовых систем летательных аппаратов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, No 4-2. – С. 416–419. Scholar
  10. 10.[10] - Непершин Р.И. Раздача тонкостенной трубы пуансоном с криволинейным профилем // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. – No 1. – С. 80–88. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 2, 2023)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
23.06.2023
В выпуске
23.06.2023
Выпуск
№ 2 (2023)
Поделиться