МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГРАФИТА
Аннотация
Для процесса высокоэнергетического прессования графитопластовой композиции и определения давления рассмотрено взаимодействие частиц смеси между собой, а также их влияние на процесс уплотнения.
Выявлены закономерности и построены эпюры кантатного взаимодействия, определены величины внешнего усилия, действующего по всей контактной поверхности.
Рассмотрены изменения удельных усилий, действующих на поверхностях контакта между твердой и мягкой составляющими композиции в процессе прессования.
Проанализированы известные методы оценки давления при прессовании, выявлены их недостатки для предлагаемой композиции «графит + смола». Выстроена методика моделирования процесса прессования согласно реологическим особенностям материала композиции.
Определены методы решения задачи по заполнению мягкой составляющей пространства между твердыми компонентами смеси. Заданы схемы возможного уплотнения частиц смеси и выведены уравнения, позволяющие определить необходимое давление для графитопластовой композиции с разной компоновкой.
Представлена схема формирования контактной поверхности при внедрении твердой в мягкую составляющую композиции. Выявлены основные факторы и установлены коэффициенты, влияющие на процесс уплотнения.
Смоделирован процесс прессования графитопластовой композиции с использованием методов теории пластичности. Для решения объемной задачи применен метод суперпозиции процессов в двух взаимноперпендикулярных плоскостях. Процесс прессования графитопластовой композиции условно разделен на два этапа. Определены допущения, которые заключаются в аппроксимации реальной формы контактирующих поверхностей упрощенными геометрическими формами: шаровой, цилиндрической, гиперболической, гиперболоидом вращения, параболической, эллиптической и др.
Получены математические зависимости для определения давления, реализуемого при внедрении твердой составляющей в мягкую и при заполнении пространства между твердыми составляющими мягкой. Дана оценка энергоемкости высокоэнергетического процесса прессования графитопластовой композиции.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Samodurova M.N., Barkov L.A., Ivanov V.A., Yarov B.A. High-Energy Forming of Monolithic and Powder Materials by Pressure. Metallurgist, 2013, vol. 57, iss. 3–4, pp. 333–341. DOI: 10.1007/s11015-013-9734-9.
Barkov L.A., Ekk E.V., Samodurova M.N., Ivanov V.A. High-Speed Stamping of Powder Workpieces for Objects of High Density and Strength. Metallurgist, 2015, vol. 58, iss. 9–10, pp. 930–936. DOI: 10.1007/s11015-015-0020-x.
Tomlenov A.D. Teoriya plasticheskogo deformirovaniya metallov [Theory of Plastic Deformation of Metals]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1972. 408 p.
Bocharov Y., Kobayashi S. and Thomsen E.G. The Mechanics of the Coining Process. ASME J. Eng. Ind., 1962, no. 84, pp. 491–501. DOI: 10.1115/1.3667551
Demidov S.P. Teoriya uprugosti [Theory of Elasticity]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1979, 432 p.
Ogarkov N.N., Platov S.I., Shemetova E.S., Samodurova M.N., Terent’ev D.V., Nekit V.A. Oil Absorption Capacity of the Contact Surfaces in Metal-Forming Processes. Metallurgist, 2017, vol. 61, iss. 1–2, pp. 58–62. DOI: 10.1007/s11015-017-0454-4
Ogarkov N.N. Matematicheskoye opisaniye raspredeleniya materiala, v sherokhovatom sloye kontaktnykh poverkhnostey deformiruyushchego instrumenta [Mathematical Description of the Distribution of the Material in the Rough Layer of the Contact Surfaces of the Deforming Tool]. Moscow, Dep. VINITI Publ., no. 2550-В.94. 8 p.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met180413
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
