Исследование сходимости результатов моделирования в различных программных комплексах при производстве тройников штампосварных
Автор: Торгонин Кирилл Сергеевич, Баталов Герман Сергеевич, Широков Вячеслав Вячеславович, Радионова Людмила Владимировна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением
Статья в выпуске: 2 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Существует несколько основных технологий изготовления тройников. Данные технологии различаются по способу выполнения формоизменяющих операций и применяемому оборудованию. Выбор параметров для каждой технологической операции напрямую определяет качество готовой продукции. При этом расчёт технологических параметров инженерными методиками представляется затруднительным. Поэтому целесообразным является применение современных программ для моделирования технологических операций. В работе рассматривается моделирование технологических операций обработки металлов давлением, выполняемых при производстве тройников, в программных комплексах DEFORM-3D и MSC Marc Mentat. Заготовка и инструмент для моделирования технологических операций были созданы в программе SolidWorks. В программных комплексах DEFORM-3D и MSC Marc Mentat были последовательно промоделированы операции частичного охлаждения нагретой заготовки, набора металла в зону отбортовки и операция отбортовки. По результатам моделирования были определены технологические параметры, по которым в дальнейшем была произведена опытная штамповка деталей «тройник». По результатам работы было выполнено сравнение результатов, полученных в программных комплексах и при опытной штамповке. Результаты моделирования в двух программных комплексах DEFORM-3D и Marc Mentat имеют сходимость 99,9 %. Замер параметров готовых изделий показал, что результаты расчета оказались очень близки к результатам опытной штамповки. Сходимость результатов моделирования и опытной штамповки составила 96,5 %. Определены основные факторы, влияющие на сходимость результатов моделирования и опытной штамповки. Полученные тройники признаны годными, полностью удовлетворяющими требованиям технических условий. Таким образом, показано, что применение программных комплексов DEFORM-3D и Marc Mentat на предприятиях, производящих штампосварные детали трубопровода, целесообразно.
Моделирование, метод конечных элементов, штампосварные детали трубопровода, штамповка, DEFORM, MSC Marc Mentat
Короткий адрес: https://sciup.org/147233983
IDR: 147233983 | УДК: 666.1.037.28 | DOI: 10.14529/met210206
Study of the simulation results convergence in various software complexes in the production of stamp welded tee
There are several basic technologies for making tees. These technologies differ in the way the shaping operations are performed and the equipment used. The choice of parameters for each technological operation directly determines the quality of the finished product. At the same time, the calculation of technological parameters by engineering methods seems to be difficult. Therefore, it is advisable to use modern programs for modeling technological operations. The paper considers the modeling of technological operations of metal forming by pressure, performed during the production of tees, in the software complexes DEFORM-3D and MSC Marc Mentat. The blank and the tool for modeling technological operations were created in the SolidWorks software. In the software complexes DEFORM-3D and MSC Marc Mentat, the operations of partial cooling of the heated billet, the collection of metal into the flanging zone and the flanging operation were sequentially simulated. Based on the simulation results, technological parameters were determined, according to which the experimental stamping of the “tee” parts was carried out later. Based on the results of the work, a comparison was made between the results obtained in software systems and during experimental stamping. Simulation results in two software systems DEFORM-3D and Marc Mentat have a convergence of 99.9%. Measurement of the parameters of the finished products showed that the calculation results were very close to the results of the experimental stamping. The convergence of simulation results and experimental stamping was 96.5%. The main factors influencing the convergence of the results of modeling and experimental stamping have been determined. The resulting tees were found to be suitable, fully satisfying the requirements of the technical specifications. Thus, it has been shown that the use of the DEFORM-3D and Marc Mentat software systems at the enterprises producing stamped-welded parts of the pipeline is expedient.
Список литературы Исследование сходимости результатов моделирования в различных программных комплексах при производстве тройников штампосварных
- Попов, Е.А. Основы теории листовой штамповки / Е.А. Попов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 278 с.
- Горбунов, М.В. Штамповка деталей из трубчатых заготовок / М.В. Горбунов. – М.: Машиностроение, 1960. – 189 с.
- Басаев, Э.П. Экспериментальные исследования процесса обжима с утонением / Э.П. Басаев, А.А. Голышев, Е.С. Дамберг // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформированного твёрдого тела и обработка металлов давлением. – 2004. – Вып. 2. – С. 168–178.
- Михайлов, Ю.О. Mоделирования процесса получения трубчатых заготовок с внутренними рифлями в программной среде DEFORM / Ю.О. Михайлов, Д.Г. Дресвянников, С.Н. Kнязев // Интеллектуальные системы в производстве. – 2013. – № 1 (21). – С. 78–80.
- Харитонов, В.А. Расчет параметров преформации на основе моделирования в программном комплексе DEFORM 3D / В.А. Харитонов, Э.Р. Ямтеева // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2013. – № 56 (10). – С. 47–48. DOI: 10.17073/0368-0797-2013-10-47-48
- Замотаев, К.С. Моделирование штамповки и термической обработки в программе DEFORM / К.С. Замотаев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2014. – Т. 16, № 4. – С. 220–224.
- Гречников, Ф.В. Исследование процесса обжима-раздачи трубной заготовки в программе DEFORM-2D / Ф.В. Гречников, А.Г. Шляпугин, С.С. Савин // 63-я молодёжная научно-техническая конференции. – 2013. – С. 89–91
- Звонов, С.Ю. Особенности процесса формообразования полых конических деталей из кольцевой заготовки / С.Ю. Звонов, И.П. Попов, А.Г. Шляпугин // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. – 2010. – № 3. – С. 75–76.
- Шляпугин, А.Г. Моделирование процесса обжима в программе DEFORM-2D / А.Г. Шляпугин, О.Ю. Блинова; ВИНИТИ РАН. – М., 2012. – 12 с. – Деп. в ВИНИТИ Рос. акад. наук 17.01.12, № 8, В2012.
- Торгонин, К.С. Моделирование операций обработки давлением при производстве тройников штампосварных / К.С. Торгонин, В.В. Широков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2020. – Т. 20, № 2. – С. 80–92. DOI: 10.14529/met200208
- Виттенберг, А.С. Прогрессивные методы изготовления деталей трубопроводов / А.С. Виттенберг, Р.И. Тавастшерн; под ред. А.Г. Камерштейна.– М., 1959. – 181 с.
- Практическое руководство к программному комплексу DEFORM-3D: учеб. пособие / B.C. Паршин, А.П. Карамышев, И.И. Некрасов и др. – Екатеринбург: УрФУ, 2010. – 266 с.
- http://www.solidworks.ru/
- Моделирование операций обработки давлением при производстве штампосварных деталей трубопровода / К.С. Торгонин, В.В. Широков, Б.А. Чаплыгин и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2018. – Т. 18, № 4. – С. 109–120. DOI: 10.14529/met180412__
- https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6579
- Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена. / С.С. Кутателадзе. – Изд. 5-е перераб. и доп. – М.: Атомиздат, 1979 – 416 с.
