|
В качестве наиболее весомых преимуществ МКЭ можно привести следующие: свойства материалов смежных элементов не обязаны быть одинаковыми. Это позволяет применять метод к телам, состоящим из нескольких материалов; криволинейная область может быть аппроксимирована с помощью прямолинейных элементов, или описана точно с помощью криволинейных элементов; размеры элементов могут быть переменными. Это позволяет укрупнить или измельчить сеть разбивки области на элементы, если в этом есть необходимость; с помощью МКЭ не представляет труда рассмотреть граничные условия с разрывной поверхностной нагрузкой, а также смешанных граничных условий. Указанные выше преимущества МКЭ могут быть использованы при составлении-достаточно общей программы для решения частных задач определённого класса. 1.3 Осадка кольцевых заготовок Кольцевые заготовки получили широкое распространение в машиностроительном производстве. Они могут представлять как собственно изделие, так и полуфабрикат, который подвергается дальнейшей обработке: механической или объёмной штамповке. Одной из операций, широко используемой в промышленности при формоизменении кольцевых заготовок, является осадка. Осадка представляет собой процесс, при котором увеличиваются размеры поперечного сечения заготовки за счет изменения её высоты (Рис. 1.3.1). При осадке заготовку устанавливают вертикально и деформируют вдоль оси. В сочетании с последующими операциями осадка может быть использована для получения различных деталей односторонними и двусторонними выступами. |
мы ресурса пластичности и разрушения материала заготовки в ходе деформирования. С практической точки зрения важными характеристиками качества заготовки являются ее масса, неперпендикулярность торцов по отношению к ее оси, отсутствие дефектов на торцах и минимальное упрочнение. Непосредственно перед штамповкой заготовку, как правило, термически обрабатывают в печи с защитной атмосферой, для того, чтобы не произошло ухудшение качества поверхности заготовки. Перед процессом обработки заготовки смазывают. Хороший смазочный материал часто имеет особое значение, способствуя порой течению металла относительно инструмента. В работе [18] показано, что применение точной холодной объемной штамповки для изготовления как неответственных, так и ответственных деталей из малоуглеродистой стали позволяет полностью реализовать все технико-экономические преимущества этих процессов и одновременно повысить важные служебные характеристики стали: прочность, твердость, пластичность, вязкость, а также хладноломкость. 7.7. Осадка осесимметричных заготовок. Кольцевые заготовки получили широкое распространение в машиностроительном производстве. Они могут представлять как собственно изделие, так и полуфабрикат, который подвергается дальнейшей обработке: механической или объемной штамповке. Одной из операций, широко используемой в промышленности при формоизменении кольцевых заготовок, является осадка. Осадка представляет собой процесс, при котором увеличиваются размеры поперечного сечения заготовки за счет изменения ее высоты (рис. 1.1). При осадке заготовку устанавливают вертикально и деформируют вдоль оси. В сочетании с последующими операциями осадка может быть ис11 бенно механики сплошной среды. Быстрое развитие МКЭ шло наряду с прогрессом компьютерной техники и ее применением в различных областях науки и инженерной практики. Метод конечных элементов относится к методу дискретного анализа. В отличие от остальных численных методов, основывающихся на математической дискретизации уравнений граничных проблем, МКЭ базируется на физической дискретизации рассматриваемой области. Вместо элементов дифференцированно малых размеров основу всех исследований составляет часть домена (области) конечных размеров поддомен или конечный элемент. С точки зрения физической интерпретации это означает, что рассматриваемый домен как сплошная среда с бесконечно многими степенями свободы заменяется дискретной моделью связанных между собой конечных элементов с конечным числом степеней свободы. Метод конечных элементов включает различные подходы, в которых для определения напряжения, деформации и перемещения материал условно разбивают на отдельные элементы, соединенные в узловых точках. Применение этого метода может успешно проводиться как для жесткопластического материала, так и для упругопластического. Этот выбор, также как и выбор конечного элемента, осуществляется, исходя из постановки задачи и рациональности использования того или иного подхода, описанного в МКЭ. Задание граничных условий и введение некоторых гипотез позволяет в значительной степени упростить поиск решения, хотя и в некоторой степени усредняет результат. Однако следует заметить, что для части процессов МКЭ может являться единственным методом, позволяющим достигать необходимого результата с достаточной степенью точности. В качестве наиболее весомых преимуществ МКЭ можно привести следующие: свойства материалов смежных элементов не должны быть обязательно одинаковыми. Это позволяет применять метод к телам, состоящим из нескольких материалов; 23 криволинейная область может быть аппроксимирована с помощью прямолинейных элементов, или описана точно с помощью криволинейных элементов; размеры элементов могут быть переменными. Это позволяет укрупнить или измельчить сеть разбивки области на элементы, если в этом есть необходимость; с помощью МКЭ не представляет труда рассмотреть граничные условия с разрывной поверхностной нагрузкой, а также смешанных граничных условий. Указанные выше преимущества МКЭ могут быть использованы при составлении достаточно общей программы для решения частных задач определенного класса. В целом обзор работ, посвященных штамповке кольцевых заготовок, показал: 1. Осадка кольцевых заготовок является широко распространенной технологической операцией особенно в заготовительном производстве. 2. Большинство экспериментальных исследований данной операции носят частный характер и не дают обобщенных рекомендаций по ведению технологического процесса. 3. Наибольшее число теоретических решений построено в предположении равномерного распределения деформации по высоте заготовки, что не отражает в полной мере специфику реализации процесса, и, в основном, посвящены оценке силовых режимов. 4. Метод конечных элементов является наиболее универсальным и приемлемым методом анализа процессов обработки металлов давлением, особенно тех, в которых характер течения материала заранее неизвестен. 24 |