Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Статья научная
В процессе производства бесшовных труб большое внимание уделяют качеству продукции, которая, в свою очередь, складывается из качества заготовки, качества гильзы и качества черновой трубы. При этом на заднем торце гильз могут возникать различные дефекты формы, которые могут препятствовать внедрению оправки и последующей раскатке гильзы в непрерывном раскатном стане. Также дефекты формы на заднем торце гильзы («корона», «серьга», «шип» и др.) могут спровоцировать аварийный останов. Своевременное информирование вальцовщиков о типе торца гильзы сможет способствовать оперативному принятию решения о корректировке настроечных параметров прошивного стана, что, в свою очередь, приведет к недопущению появления продукции с критическими отклонениями по форме. Один из способов получения информации об объекте (торец трубы) - использование цифровых камер. Поэтому необходимо проанализировать современные возможности применения цифровых камер и способов цифровой обработки изображений с целью определения интересующих характеристик.
Бесплатно
Опережение при прокатке рельсового профиля в универсальном калибре
Статья научная
Поставленная ранее вариационная задача о прокатке рельсов в универсальных калибрах реализована в системе MathCAD. Численная реализация позволила установить закономерности изменения опережения в зависимости от основных технологических параметров прокатки. Представлены зависимости коэффициента опережения от коэффициента обжатия шейки рельсового профиля, приведенного диаметра горизонтальных валков, приведенной толщины фланцев и условий трения на контактных поверхностях. Установленные закономерности позволили уточнить модель скоростного режима прокатки рельсов на современных рельсобалочных станах.
Бесплатно
Статья научная
Процессы продольной горячей прокатки бесшовных труб на оправке и без оправки широко используются на современных трубопрокатных агрегатах. При анализе технологии производства труб необходимо учитывать множество факторов, поэтому для определения влияния каждого из них на качество готовых труб целесообразно использовать компьютерное моделирование. На сегодняшний день известно довольно много программ, позволяющих моделировать процессы горячей прокатки методом конечных элементов. Одним из обязательных условий получения достоверных результатов при моделировании является корректный расчёт величины сопротивления металла пластической деформации. В данной работе при помощи компьютерного моделирования были определены диапазоны, в которых изменяются основные параметры, определяющие величину сопротивления пластической деформации. В программе QForm была промоделирована прокатка трубы на плавающей оправке в первых четырёх клетях непрерывного двухвалкового стана. Получены максимальные значения для таких величин, как скорость и величина деформации в клети, а также диапазон изменения температуры металла.
Бесплатно
Определение контактного давления при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре
Статья научная
Представлено решение задачи об определении контактных давлений и усилий прокатки в универсальном калибре на основе использования физических уравнений связи напряженного и деформированного состояния металла в очаге деформации. Для определения напряженного и деформированного состояния металла при прокатке двутаврового профиля в универсальном четырехвалковом калибре была поставлена и решена задача с применением вариационного принципа минимума полной мощности. При этом деформация шейки и фланцев рассматривалась как прокатка прямоугольных полос на гладкой бочке валков, причем принималось, что обжатие фланцев происходит только со стороны вертикального валка. По результатам решения такой задачи с использованием известных положений механики были определены компоненты тензора скорости деформации и интенсивность деформации сдвига. Разработан новый теоретический метод расчета контактных давлений и усилий прокатки при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре. Достоверность метода подтверждена результатами экспериментальной проверки. Разработанный метод определения контактных давлений и сил прокатки реализован в виде программ расчетов на персональном компьютере с использованием вычислительного пакета Mathcad. С целью экспериментальной проверки этого метода проведены расчеты для условий прокатки двутавровых профилей № 35Б1, 40К2 и 45Б2 из стали 15ХСНД на универсальном балочном стане ОАО «НТМК». Полученные расчетные данные сравнивались с результатами экспериментальных исследований; среднестатистическая погрешность расчетов составляет 6,4 %.
Бесплатно
Определение настроечных параметров процесса прошивки на двухвалковых станах винтовой прокатки
Статья научная
Разработаны математические зависимости по описанию основных геометрических параметров очага деформации при винтовой прошивке на двухвалковых станах. Полученные выражения учитывают искажение очага деформации в любом поперечном сечении, вызванное разворотом валков прошивного стана на угол подачи, и могут применяться для математического описания двухвалковых станов винтовой прокатки с грибовидными и бочковидными валками, работающих на повышенных углах подачи. Для достаточно точного математического описания геометрических параметров очага деформации предложены зависимости, которые позволяют определить расстояния от оси прокатки до поверхности валков в любом поперечном сечении очага деформации. Расстояние от оси прокатки до поверхности валков определенно при допущении: изменение радиуса валка в его основной меридиональной плоскости незначительное. Сравнение полученных математических зависимостей с твердотельным моделированием, основанным на поверхностном моделировании с граничным представлением твердых тел и реализованном в САD программе КОМПАС-3D, показало хорошую сходимость и правомочность принятого допущения. На основе полученных выражений разработана методика по определению основных настроечных параметров процесса винтовой прошивки: расстояние между валками в пережиме валков; выдвижение оправки за пережим валков; обжатие перед носком оправки; расстояние от захвата заготовки валками до носка оправки. Разработанные математические зависимости пригодны также для разработки калибровок прокатного инструмента прошивных станов (оправок и валков) и для проведения анализа по схеме деформирования при процессе винтовой прошивки.
Бесплатно
Статья научная
В любом процессе обработки металлов давлением имеет место внешнее трение на контакте инструмента и обрабатываемого материала. Под влиянием сил трения возрастает усилие деформации, разогревается и интенсивно изнашивается инструмент, увеличивается неравномерность деформации и, как следствие, возникает разнородность микроструктуры обрабатываемого металла, возникают растягивающие напряжения, которые иногда приводят к нарушению сплошности изделия. В настоящей работе исследуется влияние контактного трения на процесс прямого прессования прутков и проволоки из сплава ПОИн-52. С помощью математического моделирования исследовано влияние коэффициента трения на усилие в процессе прессования прутков Ø8,0 и 15,0 мм, а также проволоки Ø2,0 мм. Показано, что с увеличением коэффициента трения на преодоление силы трения скольжения на контактной поверхности обрабатываемого металла с контейнером и с матрицей тратится до 60 % усилия, необходимого для прессования исследуемого сплава. В ходе экспериментальных исследований показано, что применение смазочных материалов, а именно графитовой (графит - С) и молибденовой (дисульфид молибдена - MoS2) смазки, позволяет снизить коэффициент трения более чем в 10 раз. С определенной долей допущения можно говорить о том, что при прессовании припоя ПОИн-52 с использованием стального контейнера без применения смазки коэффициент трения равен 0,5, а при применении графитовой или молибденовой смазки коэффициент трения будет принимать значения, близкие к 0,05. С помощью результатов экспериментальных исследований путем подбора были определены показатели трения по законам Кулона, Зибеля и Леванова, которые могут быть применены для компьютерного моделирования в пакете Qform процесса прямого прессования припоя ПОИн-52 с использованием стального контейнера без применения смазки и с применением графитовой и молибденовой смазки. Учет достоверной величины показателя трения при компьютерном моделировании позволит существенно повысить точность расчетов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено распределение температурного поля в узле ролика волоки при волочении низкоуглеродистой стали с целью определения работоспособности и повышения долговечности работы узла методом осевого охлаждения валка. Составлена первичная модель для определения количества отведенного тепла, основанная на уравнении плотности теплового потока, определения оптимальных параметров расхода охлаждающей жидкости и оптимального сечения охлаждающего канала в зависимости от применяемого типоразмера проволоки. По результатам расчетов базовой модели можно сделать выводы о неработоспособности системы в связи с высокими температурными напряжениями и деформациями на контакте ролика и внешнего кольца подшипника. Однако в дальнейшем планируется составить более детализированную модель с учетом энергосиловых параметров, рассеивания теплоты в воздухе, а также уноса теплоты проволокой. Представлен план реализации проекта, заключающийся в теоретическом описании процесса распределения тепла, компьютерном моделировании и проведении натурного эксперимента. Компьютерное моделирование планируется провести на базе программных комплексов DEFORM-3D и СFdesign. Приведенные программы отличаются высокой точностью результатов, значения которых коррелируются с экспериментальными данными. Также программа CFdesign позволяет реализовать процессы передачи между жидкостью и цилиндрической стенкой. Однако для подтверждения математической и компьютерной модели необходимо проведение натурного эксперимента на базе лабораторий «ОМД» МГТУ им. Носова и лаборатории «Инновационные методы ОМД» ЮУрГУ (НИУ). Эксперимент будет проводиться на роликовой волоке ВР-180, что обусловлено достаточно удобной конструкцией и экономической обоснованностью проведения испытаний.
Бесплатно
Статья научная
Наиболее производительным и современным является способ получения труб на трубопрокатных агрегатах с использованием непрерывных раскатных станов с удерживаемой оправкой. Производство бесшовных труб горячей прокаткой на таких агрегатах может сопровождаться возникновением дефектов на поверхности труб, что приводит к увеличению количества бракованной продукции. С учётом современного уровня техники процесс дефектообразования при производстве труб изучен недостаточно. Дефекты возникают на поверхности труб при осуществлении прокатки в станах линии трубопрокатного агрегата. Характерными видами дефектов поверхности являются раковина-вдав, плена трубопрокатная на наружной и внутренней поверхности труб, а также поперечный разрыв металла. В данной статье рассмотрено качество труб наружным диаметром в диапазоне 219÷325 мм с толщиной стенки в диапазоне значений 8÷24 мм, получаемых прокаткой на агрегатах, имеющих в линии непрерывные раскатные станы с 2- и 3-валковыми калибрами. Качество рассмотрено с точки зрения влияния технологических факторов прокатки (коэффициент вытяжки, обжатие по наружному диаметру, толщине стенки и проч.) на количество брака по отдельным видам дефектов поверхности. В качестве универсального, ранее мало изученного, по величине которого можно судить об уровне дефектности технологии, рассмотрен фактор соотношения деформаций по диаметру к деформации по толщине стенки в раскатном стане. Статистическими методами получен ряд моделей, руководствуясь которыми можно прогнозировать ожидаемый уровень брака по дефектам поверхности при производстве бесшовных труб, а также подбирать условия деформирования, минимизирующие количество брака.
Бесплатно
Статья научная
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.
Бесплатно
Освоение производства труб большого диаметра с повышенной деформационной способностью
Статья научная
На территории Российской Федерации до недавнего времени отсутствовала необходимость строительства трубопроводов в сейсмически активных районах. Необходимость строительства современных трубопроводов в районах повышенной сейсмичности на территории Российской Федерации обусловлена началом освоения ОАО «Газпром» новых газовых месторождений, расположенных на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири (проект газотранспортной системы «Сила Сибири»). Для обеспечения безопасности транспорта газа на этих участках необходимо повышать деформационную способность магистральных газопроводов. В соответствии с традиционным подходом к проектированию газопровода, при пересечении трассы газопровода «сложных» участков для увеличения деформационной способности используют трубы меньшего диаметра с большей толщиной стенки. В этом случае для сохранения пропускной способности газопровода увеличивают количество ниток, что в итоге приводит к дополнительным затратам. Альтернативным решением является использование труб, обладающих высокой деформационной способностью, достигнутой за счет улучшения свойств основного металла, так называемых труб с повышенной деформационной способностью. Рассмотрены особенности проектирования магистральных трубопроводов на участках с повышенной сейсмичностью, слабонесущими, вечномерзлыми и пучинистыми грунтами, в районах активных тектонических разломов. Рассмотрены преимущества использования труб с повышенной деформационной способностью на данных участках, их отличительные свойства и способы производства. На основе проведенных исследований изложены пути получения листового проката, а в дальнейшем и труб с повышенной деформационной способностью и высокими вязкими свойствами сварных соединений. Приведены результаты изготовления опытных партий листового проката и труб.
Бесплатно
Осевое усилие при поперечно-винтовой прокатке
Статья научная
Показано что, ключевым фактором для практической реализации идеи совмещенного процесса «поперечно-винтовая прокатка-прессование» является осевое усилие при поперечно-винтовой прокатке, которое должно обеспечивать непрерывное прессование в матрице за валками. Для измерения максимального осевого усилия, которое, по сути, является резервом сил трения, был изготовлен специальный тензометрический датчик. Работа была выполнена на трёхвалковом стане поперечно-винтовой прокатки «10-30» для случая горячей прокатки стальных прутков с диаметрами 16-25 мм при обжатии 6 % по диаметру и температуре 1000 °C. Результаты представлены по 24 опытам. По данным исследования показано, что, главную опасность при поперечно-винтовой прокатке и прессовании представляет не недостаток усилия, а возможность изгиба заготовки между валками и матрицей. Обоснована возможность повышения усилия за счет использования валков с насечкой при максимальном обжатии. Проведено сравнение полученных результатов с исследованиями усилия прошивки похожих профилей на трёхвалковых станах. Обоснованы перспективы оптимизации процесса прошивки сплошных заготовок в гильзу за счет использования результатов исследования, особенно в части сведений о резерве усилия (сил трения) поперечно-винтовой прокатки.
Бесплатно
Статья научная
Увеличение спроса на бесшовные трубы из коррозионностойких марок стали аустенитного класса способствует непрерывному совершенствованию трубопрокатных технологий. В статье представлены результаты комплексного исследования и разработки технологии прокатки товарных длинномерных труб из непрерывно-литой заготовки (НЛЗ) нержавеющих марок стали аустенитного класса на ТПА с непрерывным станом с контролируемо-перемещаемой оправкой. Для определения пластических и прочностных свойств нержавеющих марок стали в линии ТПА использованы данные результатов экспериментов на комплексе Gleeble 3800 «ЮУрГУ». В исследовании использованы результаты компьютерного моделирования в программном комплексе QForm 3D, а также результаты физического моделирования на современных лабораторных станах винтовой и продольной прокатки. Разработана технология подготовки НЛЗ из нержавеющих марок стали, позволяющая полностью устранить все недостатки литой структуры металла. Наличие рифления на поверхности рабочего конуса оправки полностью решило проблему низкой стойкости оправок при прошивке нержавеющих марок стали. Разработанная и внедренная в промышленное производство на АО «Волжский трубный завод» (АО «ВТЗ») технология прокатки НЛЗ марок стали 08-12Х18Н10Т позволяет получать длинномерные трубы специального назначения высокого качества внутренней и наружной поверхности с требуемым набором эксплуатационных свойств. Актуальность темы заключается в необходимости импортозамещения труб специального назначения из труднодеформируемых марок стали, которые в РФ ранее закупались только за рубежом.
Бесплатно
Особенности вертикальной прокатки упруго-вязких материалов
Статья научная
В основе производства абразивного инструмента лежат процессы получения многокомпонентных связок и упруго-вязких материалов, приготовления абразивных смесей и формования из них готовых изделий методами обработки материалов давлением. Вместе с тем процесс валкового смешивания из упруго-вязких материалов является узким местом и является одной из наиболее трудоемких и энергоемких операций. Недостаточная изученность процесса прокатки такого рода материалов затрудняет разработку эффективных технических решений, которые бы позволили полнее реализовать потенциальные возможности технологии и оборудования. Поэтому научно обоснованное определение основных параметров с учетом особенностей используемой схемы прокатки и реологии материала является актуальным. Рассмотрены элементы теории прокатки абразивной упруго-вязкой массы в очаге деформации, образованном валками, оси которых находятся в горизонтальной плоскости, а прокат расположен в вертикальной плоскости. Приведены кинематические параметры процесса прокатки и геометрические параметры очага деформации, которые могут быть использованы в других отраслях промышленности связанных с производством смесей из упруго-вязких материалов. Аналитические зависимости по всем аспектам процесса прокатки в качественном отношении хорошо согласуются с имеющейся опытной информацией.
Бесплатно
Статья научная
Разработана методика проведения металлографических исследований и коррозионных испытаний оцинкованных труб и профилей. В ходе работы исследована зона сварного соединения труб и профилей произведенных из оцинкованного рулонного проката сваркой токами высокой частоты (ТВЧ) на непрерывном трубо-электросварочном агрегате. Определен общий характер и степень повреждения антикоррозионного покрытия в зоне сварного соединения. Установлено, что характер повреждения во всех исследованных образцах одинаков, степень повреждения по ширине и глубине покрытия различна и зависит от режима сварки. На наружной поверхности в большинстве случаев дополнительное цинковое покрытие деформируется и утоняется в результате калибрования-профилирования. Проведены коррозионные испытания с использованием методов ускоренных испытаний. Оценено влияние степени разрушения покрытия в зоне сварного соединения на коррозионную стойкость. Выполнен сравнительный анализ коррозионной стойкости области поврежденного покрытия сварного соединения и стойкости основного покрытия основного металла трубы. Оценена коррозионная стойкость сварных соединений труб и профилей разных сплавов цинкового покрытия. Область повреждения цинкового покрытия в зоне сварного соединения является очагом развития коррозии основного металла. В определенных условиях коррозионная стойкость различна и зависит от степени разрушения покрытия. Чем шире и глубже область поврежденного покрытия, превышающим действие анодной защиты, тем больше очагов коррозии основного металла.
Бесплатно
Оценка влияния осевой настройки на прочность оправок раскатного стана
Статья научная
Современные трубопрокатные агрегаты, как правило, оснащаются станами продольной прокатки с удерживаемой оправкой типа станов PQF (Premium quality finishing) и FQM (Fine Quality Mill). Используемая оправка, как правило, достигает 10-12 м и изготавливается из специальных марок стали, стойких к истиранию, с повышенной прочностью. В процессе эксплуатации оправка при заполнении очага деформации проходит через все клети и фиксируется на определенном расстоянии. При прокатке труб большое внимание уделяют настройке стана как по технологическим режимам, так и по расположению клетей относительно оси прокатки. За время эксплуатации стана в силу наличия люфтов, вибраций и других негативных факторов ось клетей может смещаться, что приведет к изгибу оправки, повышенному износу инструмента, а также накоплению остаточных напряжений в оправке. Все это создаст условия к снижению эксплуатационного ресурса дорогостоящего инструмента. В связи с этим в работе рассмотрено влияние осевой настройки клетей стана PQF на величину напряжений в оправке. В ходе выполнения работы были получены регрессионно значимые уравнения влияния осевой настройки на уровень напряжений в оправке.
Бесплатно
Статья научная
Представлена и обоснована задача исследования синергии процессов прессования с боковым истечением и редуцирования с целью выполнения профиля поперечного сечения труб готового размера. Так сформулирована цель компьютерного моделирования совмещенного процесса прессования с боковым истечением и редуцирования при использовании оригинальных устройств. Представлены результаты исследования совмещенного процесса с применением программного продукта для моделирования и оптимизации процессов обработки металлов давлением Deform-3D. Показано численное изменение значений толщины стенки трубы в сравнении с номинальным значением, и предварительно обоснована эффективность совмещения процессов бокового прессования - редуцирования. В дополнении к оценке выполнения профиля поперечного сечения трубы определено изменение усилия прессования на первом и втором этапах совмещенного процесса. В заключении показано повышения точности геометрических размеров трубы при комбинировании процесса редуцирования с прессованием и определено изменение относительной разностенности в зависимости от межклетевого расположения сечения трубы. Выполненная оценка возможности повышения точности геометрических размеров труб за счет совмещения процессов бокового прессования и редуцирования в первом приближении обосновывает эффективность развития направления совмещения процессов обработки металлов давлением.
Бесплатно
Статья научная
В статье указывается на проблему неоднородности зерна, вызванную диссипацией напряжений и неоднородной проработкой всего сечения. Для снижения неоднородности деформации в работе предлагается использовать принудительное подстуживание для создания более горячей и податливой для деформации середины. При этом в работе отмечается, что подстуживание может приводить к захолаживанию торца. Для оценки температурного поля в заготовке разработана математическая модель охлаждения на заготовке, основанная на решение уравнения теплопроводности методом конечных разностей. При решении использована четырехточечная неявная схема Самарского. Задача решена в цилиндрической системе координат и учитывает охлаждение как в радиальном направлении, так и по длине. В качестве граничных условий использованы условия симметрии, равенство производной от температуры по координате нулю и на поверхности смешанное граничное условие, учитывающее излучение согласно закону Стефана - Больцмана и конвективный теплообмен согласно закону Ньютона - Рихмана. Для снижения захолаживания торца предложено использовать экранирование излученной энергии. Приводится формула для оценки условной степени черноты с учетом отраженной экраном энергии. В статье выполнены расчеты поля температур по приведенной в работе методике. Также дана оценка разности сопротивления пластической деформации согласно закону Зинера - Холомона при условии постоянной степени и скорости деформации. Сделан вывод о бесперспективности применения подстуживания заготовки описанным способом в целях борьбы с неоднородностью. Также после проведения расчета было выявлено, что кратковременное подстуживание заготовки с применением экранов может приводить к выравниванию поля температур по длине заготовки.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты физического моделирования коэффициента трения скольжения с использованием лабораторного трибометра. Приведены: описание используемого оборудования, принцип его работы, алгоритм проведения экспериментального исследования, зависимости, определяющие основные параметры механической системы. Целью исследования являлась оценка определяющих параметров, влияющих на результат при постановке задачи применительно к процессам обработки металлов давлением. В частности исследовано влияние на коэффициент трения величины усилия, действующего на пару трения. Выполнена статистическая обработка экспериментальных данных: показано, что в установившемся режиме работы трибометра полученные значения коэффициента трения соответствуют многомодульному распределению. На основе корреляционного анализа установлена связь между значениями усилия и коэффициента трения. Получена эмпирическая зависимость изменения коэффициента трения от давления, характер которой согласуется с известными в литерных источниках результатами. Таким образом, показано, что при моделировании коэффициента трения на рассматриваемом трибометре следует учитывать значимость фактора давления, действующего на пару трения. Приведен пример постановки задачи физического моделирования коэффициента трения скольжения с использованием трибометра для процесса волочения труб на оправке.
Бесплатно
Оценка точности формоизменения концов труб при калибровании
Статья научная
Основным назначением обсадных труб является армирование скважины, обеспечение ее герметичности и сдерживание давления грунта. В последнее время все чаще используют обсадные трубы с высокогерметичным резьбовым соединением. К таким соединениям относится, в частности, соединение класса «Премиум» TMK UP FMC. В связи с этим к обсадной трубе предъявляются повышенные требования как по концам труб, так и по механическим свойствам. Для обеспечения выполнения качественной нарезки резьбы необходимо подготавливать концы труб, например, с использованием прессов по калиброванию концов. В настоящее время в практике калибрования концов используют различные способы, такие как раздача внутренним кольцом (пуансоном), обжатие наружным кольцом, совместное использование внутреннего и наружного кольца, а также может быть использован конический пуансон. В зависимости от типа используемого инструмента и исходной геометрии труб используются различные схемы калибрования. В результате выполнения работы проведено моделирование в среде QForm 3D различных стратегий калибрования концов труб для определения эффективности применения различных способов калибрования концов труб: стратегия A - последовательное формоизменение концов труб с использованием пуансона, наружного и конического кольца; стратегия B - совместное использование пуансона и наружного кольца с последующей конической калибровкой; стратегия С - последовательное формоизменение концов труб с использованием пуансона и наружного кольца с последующей конической калибровкой; стратегия D - формоизменение концов труб только коническим кольцом. В результате исследования, на основе сравнительного анализа фактических и расчетных данных была достигнута необходимая точность в определении геометрических параметров (диаметра и толщины стенки) компьютерной модели. Также в ходе исследования сделан ряд выводов, которые представлены в Заключении.
Бесплатно
Перемещения и деформации при прессовании трубной заготовки
Статья научная
Целью работы является определение перемещений и деформаций при горячем прессовании трубной заготовки с различной формой образующей матрицы. В качестве материала при проведении расчетов использован титановый сплав ВТ6, температура прессования 1000 °C. Вычислительный эксперимент включал применение программного комплекса QFORM, а в качестве способа решения применен метод конечных элементов. Решение краевой задачи показало влияние конфигурации очага деформации при прессовании на распределение напряжений и деформаций. Проанализированы средние напряжения, скорости и степени деформации. Анализ этих параметров позволяет выявить причины неоднородности механических характеристик в прессуемых полуфабрикатах, а также возможного дефектообразования. Сделан вывод об отсутствии мертвых зон при угле наклона образующей матрицы 45°. Существует область повышенных скоростей деформации, примыкающая к поверхности матрицы, в которой разрушение металла маловероятно. Наибольшие сжимающие напряжения локализованы вдоль стенки контейнера и вдоль рабочей поверхности пресс-шайбы. Средние напряжения снижаются ближе к выходу из очага деформации. Поэтому области металла на выходе из очага деформации могут подвергаться разрушению с появлением микро и макротрещин. Областью применения результатов работы является технологическое обеспечение работы прессовых цехов, а также исследовательских организаций.
Бесплатно
