Введение к работе
Актуальность работы. Процессы листовой штамповки эластич-іми и жесткими инструментами находят широкое применение в шиностроении дл.. получения тонкостенных деталей. Они обеспе-гаают достаточно высокую точность и качество получающихся в зультате деталей, возможность автоматизации технологичэских юцессов и, как следствие, высокую их производительность, что зобенно важно в условиях массового производства.
Значительную долю процессов листовой штамповки составляют эоцессы осесимметричной формовки и вытяжки. При этом операции зрмовки представляются чрезвычайно эффективными с точки зреїшя зционального использования материала, поскольку в этом случав зрмообразованме защемленной по контуру заготовки происходит элько за счет растяжения поверхности листоеой заготовки, тогда ак в операциях вытяжки формообразование осуществляется за счет гягивания фланца заготовки а матрицу при незначительном изме-зшга исходной площади поверхности заготовки.
Решение вопросов совершенствования процессов листовой эрмовки в современной технологической практике осуществляется, ак правило, на основе эмпирических подходов, что приводит к начителъным материальным и временным затратам на технологичес-ую подготовку производства. При таком подходе достаточно труд-о оценить влияние различных факторов на процесс деформирования аготовки. Это значительно затрудняет поиск наиболее рациональ-го сочетания параметров процесса формоизменении.
К настоящему времени в литературе представлено достаточно ольшое" число математических моделей осесшметрнчного'формоиз-енения оболочек при больших пластических деформациях, /нализ риведенных е этих работах результатов моделирования поведения болочек при больших пластических деформациях показывает, что ольшинство из указанных моделей либо обладает недостаточно ысокой точностью (особенно в состояниях оболочки, близких к редельному),. либо имеет логику, л:естко привязанную к опреде-енкому типу инструмента (например, только к цилиндрическим уансонам с плоским торцом, или только к сферическим пуансо-ам). Это делает невозможным проведение численного исследования ля другого набора инструментов и затрудняет использование
подобных алгоритмов и пслученных результатов в технологичеш практике, где спектр используемых профилей юитрумегтов гораз; шире.
Все сказанное дает основание констатировать, что зада' совершенствования процессов осесимметричной листовой формові на основе математических моделей, способных адекватно учитыват все основные особенности поведения лист вой заготовки в облает больших пластических деформаций (в частности, в области пре дельного формоизменения), не получили до настоящего времеї решений, отвечающих требованиям технологической практики.
Цель работы. Целью данной работы является разработка кс ночнозлементной математической модели пластического течеш листового металла, способной предсказывать поведение оболочки предельном состоянии, и проведение на ее основе расчетне экспериментальных исследований, направленных на совершенствова ние операций осесимметричной жстовой формовки.
На защиту выносятся:
1. Конечноэлементная математическая модель, программн
реализованная в виде автоматизированной системы с возможность
графического представления результатов, предназначенная дл
исследования процессов осесимметричной листовой формовки по
действием гидростатического давления и жесткого инструмента.
2. Результаты расчетно-экспериментальных исследовали
предельного формоизменения в процессах осесимметричной листово
формовки" под действием гидростатического давления и жестког
инструмента, направленных на поиск путей совершенствовани
операций формовки.
- Научная новиэна. Разработана автоматизированная систем для исследования процессов осесимметричной формовки гидростати чоским давлением, неравномерным нормальным давлением и жестки инструментом произвольной конфигурации, постороенная на основ безмоментной конечноэлементной модели пластического течени листового металла, учитывающей изменение конфигурации оболочк на малом временном интервале. Исследовано влияние показател степени кривой упрочнения на предельные параметры процесс гидроформовки. Полученные результаты уточняют известные анали тические и численьые решения по гидроформовке. Проведены чис ленные исследования по не рассматривавшемуся ранее в литератур
'чаю формовки под действием нера- номерно распроделенного імального давления. Получены новие результаты по влияішю твномерности давления на предельные параметры процесса фор-аси. Проведены расчетно-экспериментальные параметрические :ледования по совместному влиянию формы пуансона и коэффици-'а трения на предельные параметры формуемой оболочки. Оформите в виде графиков результаты исследований являются новыми югут быть применены в технологической практико в качестве іавочшх материалов по выбору рациональной формы инструмента оптимизации параметров процесса формовки. Дано примеиокно іработанной методики к решению задачи совершенствования про-:са листовой формовки. Предложена форма пуансона, обеспечива-;я увеличение предельной площади поверхности формуемой обо-:ки на величину до І2Ж. Результаты .численных .исследовшшй .тверкдены экспериментально.
Достоверность. Достоверность полученных результатов под-радается проведешіем расчетно-эксперишнтальиых исследований оценке надеаости разработанной модели, сравнением с извесг-н экспериментальными и теоретическими результатами.
Практическая зпачиность.. Предложенный методический подход [роведекшо исследований технологических параметров процессов симметричной ли говой форювки на основе автоматизированноЯ теш, конечноэлементного моделирования позволяет проводить ленные исследования формоизменения осесимметричннх оболочек птимизировать основные параметры промышленного техяологичес-о процесса без использования дорогостоящего п занимающего тельное время натурного эксперимента. Использование резуль-ов численного анализа целесообразно на стадии разработки нологических процессов и при проектировашш штамповочной астки. Полученные результаты расчетно-экспериментальных ледованил технологических параметров предельного формоизме-ия в процессах осесимметричной листовой формовки могут быть тенены в технологической практике. Разработанная система эльзуется в учебном процессе при проведении лабораторных эт по курсу "САПР Технологических процессов".
Апробация работы. Материалы работы докладывались на мек-ародншс научно-практических конференциях "Ресурсосберегающие їологіш машинострония" (Москва, МАМИ, 1993, 1994г.) и на
заседачиях кафедр "Теоретическая механика" и "Кузовостроение обработка давлением" МТААТМ.
Публикации. По теме исследований опубликованы 4 работы.
Структура и обтьеи работы. Диссертационная работа coctov из введения, четырех разделов, заключения и списка литературь Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержк 51 иллюстрацию и список литературы из 9F наименований.