Оптимизация процесса прямого прессования проволоки из сплава ПОИН-52 методом обобщенного приведенного градиента
Автор: Радионова Людмила Владимировна, Фаизов Сергей Радиевич, Ердаков Иван Николаевич, Брык Анастасия Владимировна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением
Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Основными параметрами при прямом прессовании проволочных и прутковых изделий, которые определяют его эффективность, являются усилие прессования и скорость истечения металла из матрицы. В настоящей работе методом обобщенного приведенного градиента решена задача по оптимизации процесса прессования проволоки из сплава ПОИн-52. Показано, что основным технологическим параметром, позволяющим существенно влиять на эффективность процесса прессования, является диаметр контейнера. Такие параметры процесса, как длина заготовки, коэффициент трения для снижения усилия прессования, должны находиться на минимальном значении, а полуугол волоки (матрицы) и скорость прессования - на максимальном значении, допустимом технологией процесса. Для проволоки диаметром 2,0 мм методом обобщенного приведенного градиента решена оптимизационная задача относительно безразмерного отношения Vист*/F* (Y1*/Y2*). Найденный оптимум (Vистmax = 2000 мм/с и F = 79 140 Н) соответствует следующим параметрам технологии изготовления проволоки диаметром 2,0 мм (Х1): длина заготовки L = 80 мм (Х2); диаметр контейнера Dкон = 24 (Х3); скорость прессования Vпр = 6 мм/с (Х4); полуугол волоки α = 75° (Х5); коэффициент f = 0,3 (Х6). В ходе исследований выявлено, что достичь снижения усилия прессования с 161 640 до 38 001 Н без изменения скорости истечения (Vистmax = 896 мм/с) можно за счет уменьшения длины заготовки с 120 до 80 мм, уменьшения диаметра контейнера с 32 до 24 мм, увеличения скорости прессования с 3,5 до 6 мм/с и полуугла матрицы с 23 до 75° при постоянном диаметре готовой проволоки DBSX = 2 мм и коэффициенте трения f = 0,3. Для выбора оптимального значения диаметра контейнера в зависимости от диаметра готовой проволоки построена номограмма.
Прямое прессование, припой, проволока, метод обобщенного приведенного градиента, оптимизационная задача
Короткий адрес: https://sciup.org/147233977
IDR: 147233977 | DOI: 10.14529/met210106
Список литературы Оптимизация процесса прямого прессования проволоки из сплава ПОИН-52 методом обобщенного приведенного градиента
- Математическое моделирование энергосиловых параметров прямого прессования легкоплавких материалов / Л.В. Радионова, С.Р. Фаизов, В.Д. Лезин, А.Е. Сарафанов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2020. – Т. 20, № 2. – С. 71–79. DOI: 10.14529/met200207
- Компьютерное моделирование температурных режимов при полунепрерывном прямом прессовании легкоплавких материалов / Л.В. Радионова, С.Р. Фаизов, Д.В. Громов, И.Н. Ердаков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2020. – Т. 20, № 4. – С. 30–38. DOI: 10.14529/met200404
- Глебов, Л.А. Припой ПОИн-52: исследование процесса и разработка технологии мелкосерийного производства проволоки / Л.А. Глебов, Л.В. Радионова, С.С. Фаизов; под ред. А.Г. Корчунова // Magnitogorsk Rolling Practice 2019: материалы IV молодежной научно-практической конференции. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2019. – С. 54–56.
- Саранча, С.Ю. Применение информационных технологий в металлургическом производстве: оптимизация технологии прокатки и раскроя готовой продукции в сортопрокатном производстве / С.Ю. Саранча, А.Б. Моллер // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. – 2014. – Т. 1. – С. 139–143.
- Температурно-деформационный критерий оптимизации маршрутов волочения тонкой высокоуглеродистой проволоки / Ю.Л. Бобарикин, С.В. Авсейков, А.В. Веденеев, И.Н. Радькова // Литье и металлургия. – 2012. – № 3 (66). – С. 205–208.
- Резников, Ю.Н. Расчёт и оптимизация процессов объёмной штамповки / Ю.Н. Резников, А.В. Вовченко // Вестник Донского государственного технического университета. – 2007. – Т. 7, № 1 (32). – С. 3–24.
- Барбаев, В.И. Оптимизация технологии ковки крупных слитков с целью снижения энергозатрат / В.И. Барбаев, Е.П. Большина // Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. – 2008. – Т. 4, № 4. – С. 65–70.
- Плешивцева, Ю.Э. Оптимизация процесса изотермического прессования слитков из алюминиевых сплавов с предварительным градиентным нагревом / Ю.Э. Плешивцева, А.А. Афиногентов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. – 2016. – № 2. – С. 49–57. DOI: 10.17073/0021-3438- 2016-2-49-57
- Бережной, В.Л. О развитии методов исследования трения для оптимизации прессования на базе экспериментально-промышленного модуля / В.Л. Бережной // Технология легких сплавов. – 2009. – № 4. – С. 62–72.
- Найзабеков, А.Б. Исследование и оптимизация процесса прессования заготовок в равно- канальной угловой матрице с роликами / А.Б. Найзабеков, С.Н. Лежнев // Труды Университета. – 2007. – № 3 (28). – С. 40–43.
- Рахманов, С.Р. Оптимизация процесса прессования и калибровки матрицы трубопрофильного пресса путем моделирования / С.Р. Рахманов // Сталь. – 2015. – № 10. – С. 43–49.__
- Radionova, L.V. Mathematical Modelling of Low Temperature Solder Direct Extrusion / L.V. Radionova, S.R. Faizov, A.E. Sarafanov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – 969 (1). – 012107.
- Оптимизация распределительных процессов на основе аналитических методов и эвристических алгоритмов / А.А. Золотарев, Н.Н. Венцов, О.И. Агибалов, А.С. Деева // Вестник науки и образования Северо-Запада России. – 2016. – № 1. – С. 1–8.
- Леоненков, А.В. Решение задач оптимизации в среде MS Excel / А.В. Леоненков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 704 с.
- Соболь, Б.В. Методы оптимизации: практикум / Б.В. Соболь, Б.Ч. Месхи, Г.И. Каныгин. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 380 с.
- Барышев, А.В. К вопросу использования надстройки Excel «поиск решения» в задачах линейного программирования / А.В. Барышев, Е.Л. Федотова // Интернет-журнал «Науковедение». – 2015. – № 3. – http://naukovedenie.ru/PDF/54TVN315.pdf (дата обращения: 06.02.2021).
