Конечно-элементное моделирование термодеформационных процессов при изготовлении высокопрочной проволоки

Рассматриваются вопросы конечно-элементного моделирования термодеформационных процессов при изготовлении высокопрочной проволоки. Объектом исследования является технология термодеформационной обработки (ТДО). Технологическая модель процесса включает скоростной нагрев проволоки до температур, превышающих температуру Ас3, гомогенизирующую выдержку, деформацию заготовки, перемещение деформированной заготовки при контрольно-стабилизированной температуре, обеспечивающей формирование полигонизированной структуры, в зону охлаждения. На базе содержательной функциональной модели проведено конечно-элементное моделирование процессов индукционного нагрева и формообразования проволоки при волочении и обжатии обкаткой в трехроликовой обкатной головке. Тепловое поле при индукционном нагреве по поперечному сечению неоднородно, зависит от диаметра проволоки, скорости перемещения через индуктор, частоты индукционного нагрева. При волочении наблюдается сложное напряженное состояние, процесс осесимметричен, эквивалентные пластические деформации незначительно отличаются от деформации, соответствующей расчетной степени деформации, показано место возможного разрыва после выхода из волоки. При обкатке эквивалентные пластические деформации значительно отличаются от деформации, соответствующей расчетной по обжатию степени деформации из-за тангенциальной составляющей. Результатом использования формообразования в трехроликовой обкатной головке может быть более значительное упрочнение материала, чем предполагалось при разработке технологии исходя из заданной степени деформации (более значительное деформационное упрочнение).