Ներածություն

Գլուխ 1. Առաձգական-պլաստիկ դեֆորմացիայի խնդրի ընդհանուր ձևակերպում 25

1.1. Գործընթացների կինեմատիկա 25

1.2. Առաձգական-պլաստիկ վերջավոր դեֆորմացիայի գործընթացների կառուցողական հարաբերությունները 32

1.3. Վերջավոր էլաստոպլաստիկ դեֆորմացիայի խնդրի շարադրանք 38

1.4. Բաժանման գործընթացի կարգավորում 42

Գլուխ 2 Վերջնական ձևավորման գործընթացների թվային մոդելավորում 44

2.1. 44 խնդրի թվային ձևակերպում

2.2. Հարաբերությունների լուծման ինտեգրման մեթոդ 50

2.3. Էլաստիկ-պլաստիկության սահմանային խնդիրների լուծման ալգորիթմներ 51

2.4. 54 մաթեմատիկական մոդելի իրականացման ճիշտության ստուգում

2.5. Փոքր դեֆորմացիաների դեպքում մոդելի վարքագծի վերլուծություն 57

2.6. Վերջավոր տարրերի նյութերի բաժանման գործընթացի մոդելավորում 58

2.7. Կիսաանսահման առաձգական-պլաստիկ մարմնի մեջ կոշտ սեպ մտցնելու մոդելի կառուցում 60

2.8. Շփման հաշվառման մեխանիզմը կտրող մոդելում 62

Գլուխ 3 Կտրման գործընթացի մաթեմատիկական մոդելավորում . 65

3.1. Անվճար կտրման գործընթաց 65

3.2. Չիպերի ձևավորման վրա ազդող գործոններ 68

3.3. Սահմանային պայմանները սիմուլյացիայի մեջ 70

3.4. Կտրման գործընթացի վերջավոր տարրերի իրականացում 74

3.5. Կայուն վիճակի կտրման մոդելավորում 75

3.6. Կրկնվող գործընթաց 77-րդ քայլում

3.7. Հաշվարկային քայլի և վերջավոր տարրերի թվի ընտրության հիմնավորումը 80

3.8. Կտրող ուժերի փորձարարական հայտնաբերված և հաշվարկված արժեքների համեմատություն 83

Մատենագիտություն

Աշխատանքի ներածություն

մետաղի ոչնչացում այնպիսի ծայրահեղ պայմաններում, որոնք սովորաբար չեն հանդիպում ոչ նյութերի փորձարկման, ոչ էլ այլ տեխնոլոգիական գործընթացներում։ Կտրման գործընթացը կարելի է ուսումնասիրել իդեալականացված ֆիզիկական մոդելների վրա՝ օգտագործելով մաթեմատիկական վերլուծություն: Նախքան կտրման գործընթացի ֆիզիկական մոդելների վերլուծությանը անցնելը, խորհուրդ է տրվում ծանոթանալ մետաղների կառուցվածքի և դրանց պլաստիկ հոսքի և ոչնչացման մեխանիզմի վերաբերյալ ժամանակակից պատկերացումներին:

Կտրման ամենապարզ սխեման ուղղանկյուն (ուղղանկյուն) կտրումն է, երբ կտրող ծայրը ուղղահայաց է կտրման արագության վեկտորին և թեք կտրման սխեմային, երբ սահմանվում է կտրող եզրի թեքության որոշակի անկյուն։

եզրեր Ի.

Բրինձ. 1. ա) Ուղղանկյուն կտրվածքի սխեման բ) թեք կտրվածքի սխեման.

Դիտարկված դեպքերի համար չիպի ձևավորման բնույթը մոտավորապես նույնն է: Տարբեր հեղինակներ չիպերի ձևավորման գործընթացը բաժանում են ինչպես 4, այնպես էլ 3 տեսակի: Համապատասխանաբար, կան երեք հիմնական տեսակի չիպերի ձևավորում, որոնք ներկայացված են Նկ. 2. ա) ընդհատվող, ներառյալ չիպային տարրերի պարբերական տարանջատումը փոքր հատվածների տեսքով. բ) շարունակական չիպերի ձևավորում. գ) շարունակվում է գործիքի վրա կուտակումների ձևավորմամբ:

Ներածություն

Մեկ այլ հայեցակարգի համաձայն, դեռևս 1870 թ.-ին I. A. Time-ը առաջարկեց կտրելու ընթացքում ձևավորված չիպերի տեսակների դասակարգում. տարբեր նյութեր. Համաձայն I. A. Time-ի դասակարգման, ցանկացած պայմաններում կառուցվածքային նյութերը կտրելիս ձևավորվում են չորս տեսակի չիպսեր՝ տարրական, հոդային, արտահոսք և կոտրվածք: Տարրական, միացվող և ջրահեռացման չիպսերը կոչվում են կտրող չիպեր, քանի որ դրանց ձևավորումը կապված է կտրող լարումների հետ: Կոտրվածքային չիպերը երբեմն կոչվում են անջատող չիպեր, քանի որ դրանց ձևավորումը կապված է առաձգական լարումների հետ: Արտաքին տեսքչիպսերի բոլոր թվարկված տեսակները ներկայացված են Նկ. 3.

Բրինձ. 3. Չիպերի տեսակները ըստ Time դասակարգման.

Նկար 3ա-ում ներկայացված է տարրական չիպերի ձևավորումը, որը բաղկացած է մոտավորապես նույն ձևի առանձին «տարրերից», որոնք կապված չեն կամ թույլ միացված են միմյանց: սահման tp,Ձևավորված չիպի տարրը կտրված շերտից բաժանելը կոչվում է կտրող մակերես:

Ներածություն8

Ֆիզիկապես դա մակերես է, որի երկայնքով կտրման գործընթացում պարբերաբար տեղի է ունենում կտրված շերտի քայքայումը։

Նկար 36-ը ցույց է տալիս միացվող չիպերի ձևավորումը: Այն բաժանված չէ առանձին մասերի։ Կտրող մակերեսը նոր է սկսել երևալ, բայց այն չի թափանցում չիպսերի ամբողջ հաստությամբ: Հետեւաբար, սափրվելը բաղկացած է, կարծես, առանձին հոդերից, առանց նրանց միջեւ կապը խախտելու:

Նկար 3v-ում - արտահոսքի չիպերի ձևավորում: Հիմնական առանձնահատկությունը նրա շարունակականությունն է (շարունակականությունը): Եթե ​​արտահոսքի չիպերի ճանապարհին խոչընդոտներ չկան, ապա այն դուրս է գալիս շարունակական ժապավենի տեսքով՝ գալարվելով հարթ կամ պտուտակաձև պարույրի մեջ, մինչև որ չիպի մի մասը կոտրվում է իր քաշի տակ: Չիպի 1-ի մակերեսը, որը հարում է գործիքի առջևի մակերեսին, կոչվում է շփման մակերես: համեմատաբար հարթ է և բարձր արագություններկտրումը փայլեցվում է գործիքի առջևի մակերեսի շփման արդյունքում: Դրա հակառակ մակերեսը 2 կոչվում է չիպի ազատ մակերես (կողմ): Այն պատված է փոքր խազերով և բարձր կտրման արագությամբ թավշյա տեսք ունի։ Չիպսերը շփման գոտում շփվում են գործիքի առջևի մակերեսի հետ, որի լայնությունը նշվում է C-ով, իսկ երկարությունը հավասար է հիմնական սայրի աշխատանքային երկարությանը: Կախված մշակվող նյութի տեսակից և հատկություններից և կտրման արագությունից, շփման տարածքի լայնությունը 1,5–6 անգամ ավելի է, քան կտրված շերտի հաստությունը:

Նկար 3g-ը ցույց է տալիս կոտրվածքի չիպի ձևավորումը, որը բաղկացած է տարբեր ձևերի և չափերի առանձին, իրար հետ կապ չունեցող կտորներից: Կոտրվածքային չիպսերի առաջացումը ուղեկցվում է մետաղի նուրբ փոշով: Ոչնչացման մակերես tpկարող է տեղակայվել կտրող մակերևույթից ներքև, ինչի արդյունքում վերջինս ծածկվում է դրանից դուրս կոտրված չիպերի հետքերով։

Ներածություն 9

Ըստ նշվածի, չիպի տեսակը մեծապես կախված է մշակվող նյութի տեսակից և մեխանիկական հատկություններից: Ճկուն նյութերը կտրելիս հնարավոր է առաջին երեք տեսակի չիպերի ձևավորումը՝ տարրական, հոդային և արտահոսք։ Քանի որ մշակվող նյութի կարծրությունն ու ամրությունը մեծանում են, արտահոսքի չիպը վերածվում է միացվող չիպի, այնուհետև՝ տարրի չիպի: Փխրուն նյութերը մշակելիս առաջանում են կա՛մ տարրական չիպսեր, կա՛մ ավելի հազվադեպ՝ կոտրվածքային չիպսեր։ Նյութի կարծրության բարձրացմամբ, ինչպիսին է չուգունը, տարրական չիպսերը վերածվում են կոտրվածքի:

Գործիքի երկրաչափական պարամետրերից չիպի տիպի վրա ամենաուժեղ ազդեցությունն ունի փոցխի անկյունը և հիմնական սայրի թեքության անկյունը: Ճկուն նյութերը մշակելիս այս անկյունների ազդեցությունը սկզբունքորեն նույնն է. դրանց մեծանալով տարերային չիպը վերածվում է հոդերի, այնուհետև՝ արտահոսքի։ Փխրուն նյութերը մեծ փոցխ անկյուններով կտրելիս կարող են առաջանալ կոտրվածքի չիպսեր, որոնք, քանի որ փոցխի անկյունը նվազում է, դառնում են տարերային: Քանի որ հիմնական սայրի թեքության անկյունը մեծանում է, չիպսերը աստիճանաբար վերածվում են տարրական չիպերի:

Չիպի տեսակի վրա ազդում են սնուցումը (կտրված շերտի հաստությունը) և կտրման արագությունը: Կտրման խորությունը (կտրված շերտի լայնությունը) գործնականում չի ազդում չիպի տեսակի վրա: Կերի ավելացումը (կտրված շերտի հաստությունը) հանգեցնում է ճկուն նյութերը կտրելիս ջրահեռացման չիպսերից դեպի հոդային և տարրական չիպերի հետևողական անցում: Փխրուն նյութերը կտրելիս, կերակրման ավելացմամբ, տարրական չիպսերը վերածվում են կոտրվածքի չիպերի:

Չիպի տեսակի վրա ամենադժվար ազդեցությունը կտրման արագությունն է: Ածխածնային և լեգիրված կառուցվածքային պողպատների մեծ մասը կտրելիս, եթե բացառենք կտրման արագությունների գոտին, որով նա-

Ներածություն 10

աճում է, քանի որ կտրման արագությունը մեծանում է, տարրական չիպը դառնում է հոդային, այնուհետև արտահոսում է: Այնուամենայնիվ, որոշ ջերմակայուն պողպատներ և համաձուլվածքներ, տիտանի համաձուլվածքներ մշակելիս, կտրման արագության աճը, ընդհակառակը, արտահոսքի չիպը վերածում է տարրականի: Ֆիզիկական պատճառայս երևույթը դեռևս լիովին բացահայտված չէ։ Փխրուն նյութերի մշակման ժամանակ կտրման արագության բարձրացումը ուղեկցվում է կոտրվածքի չիպի անցումով տարրական չիպի՝ առանձին տարրերի չափի նվազմամբ և նրանց միջև կապի ամրապնդմամբ:

Արտադրության մեջ օգտագործվող գործիքների երկրաչափական պարամետրերով և կտրման պայմաններով, պլաստիկ նյութերը կտրելիս չիպսերի հիմնական տեսակները ավելի հաճախ արտահոսքի չիպսերն են և ավելի հազվադեպ՝ միացվող չիպսերը: Փխրուն նյութերը կտրելիս չիպսերի հիմնական տեսակը տարրական չիպսերն են: Ինչպես ճկուն, այնպես էլ փխրուն նյութերի կտրման ժամանակ տարրական չիպերի առաջացումը բավականաչափ ուսումնասիրված չէ: Պատճառը թե՛ առաձգական-պլաստիկ խոշոր դեֆորմացիաների, թե՛ նյութի տարանջատման գործընթացի մաթեմատիկական նկարագրության մեջ բարդությունն է։

Արտադրության մեջ կտրիչի ձևն ու տեսակը հիմնականում կախված է կիրառման ոլորտից՝ խառատահաստոցներից, կարուսելներից, պտուտահաստոցներից, հարթիչներից և ճեղքերից, ավտոմատ և կիսաավտոմատ խառատահաստոցներից և հատուկ մեքենաներից: Ժամանակակից մեքենաշինության մեջ օգտագործվող կտրիչները դասակարգվում են ըստ դիզայնի (պինդ, կոմպոզիտային, հավաքովի, պահելու, կարգավորելի), ըստ մշակման տեսակի (միջոցով, կտրող, կտրող, ձանձրալի, ձևավորված, թելերով), ըստ մշակման բնույթի (կոպիտ, հարդարում): , նուրբ շրջադարձի համար), ըստ մասի համեմատ տեղադրման (շառավղային, շոշափող, աջ, ձախ), ըստ ձողի հատվածի ձևի (ուղղանկյուն, քառակուսի, կլոր), ըստ նյութի.

Ներածություն

տակառի մասեր (գերարագ պողպատից, կոշտ համաձուլվածքից, կերամիկայից, գերկարծր նյութերից), չիպերի ջարդիչ սարքերի առկայությամբ։

Աշխատանքային մասի և մարմնի փոխադարձ դասավորությունը տարբեր տեսակի կտրիչների համար տարբեր է. պտտվող կտրիչների համար կտրիչի ծայրը սովորաբար գտնվում է մարմնի վերին հարթության մակարդակում, պլանիչների համար՝ հենարանի մակարդակում: մարմնի հարթությունը, շրջանաձև խաչաձեւ հատվածով ձանձրալի կտրիչների համար՝ մարմնի առանցքի երկայնքով կամ դրա տակ: Կտրման գոտում կտրող կտրիչների մարմինն ունի մի փոքր ավելի բարձր բարձրություն՝ ամրությունն ու կոշտությունը բարձրացնելու համար:

Ինչպես ընդհանուր առմամբ, այնպես էլ նրանց անհատական ​​ձևերը ստանդարտացված են կառուցվածքային տարրեր. Գործիքակալների դիզայնը և միացնող չափերը միավորելու համար ընդունվել է գավազանների հատվածների հետևյալ շարքը, մմ. քառակուսի a = 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 մմ; ուղղանկյուն 16x10; 20x12; 20x16; 25x16; 25x20; 32x20; 21x25; 40x25;40x32;50x32; 50x40; 63x50 (H:B=1.6 հարաբերակցությունը օգտագործվում է կիսամշակման և հարդարման համար, իսկ H:B=1.25՝ կոպտացման համար):

Արտադրանքի համառուսական դասակարգիչը նախատեսում է կտրիչների 8 ենթախումբ, որոնցում կա 39 տեսակ: Հրապարակվել են մոտ 60 ստանդարտներ կտրիչների նախագծման և բնութագրերը. Բացի այդ, ստանդարտացված են 150 ստանդարտ չափսերի գերարագ պողպատե ներդիրներ բոլոր տեսակի կտրիչների համար, մոտ 500 ստանդարտ չափսերի հղկված կարբիդային ներդիրներ, 32 տեսակի բազմակողմանի չհղկվող ներդիրներ (ավելի քան 130 ստանդարտ չափսեր): Ամենապարզ դեպքերում կտրիչը մոդելավորվում է որպես բացարձակ կոշտ սեպ՝ առանց հաշվի առնելու բազմաթիվ երկրաչափական պարամետրեր։

Կտրիչի հիմնական երկրաչափական պարամետրերը, հաշվի առնելով վերը նշվածը.

Հետևի անկյունի նշանակում ա- նվազեցնել հետևի մակերեսի շփումը աշխատանքային մասի վրա և ապահովել կտրիչի անխոչընդոտ շարժումը աշխատանքային մասի երկայնքով:

Ներածություն12

Մաքրման անկյան ազդեցությունը կտրման պայմանների վրա պայմանավորված է նրանով, որ կտրող մակերևույթի առաձգական վերականգնման նորմալ ուժը և շփման ուժը գործում են կտրող եզրին աշխատանքային մասի կողմից:

Հետևի անկյան մեծացմամբ սրման անկյունը նվազում է, և դրանով իսկ նվազում է սայրի ուժը, մեծանում է մշակված մակերեսի կոշտությունը, և ջերմության հեռացումը կտրիչի մարմնին վատթարանում է:

Մաքրման անկյան նվազմամբ, մեքենայացված մակերևույթի վրա շփումը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է կտրող ուժերի ավելացման, կտրիչի մաշվածության աճին, շփման ժամանակ ջերմության առաջացումը մեծանում է, չնայած ջերմափոխանակման պայմանները բարելավվում են, և պլաստիկ դեֆորմացվող նյութի հաստությունը: հաստությամբ մշակված մակերեսի շերտը մեծանում է: Նման հակասական պայմաններում մաքրման անկյան արժեքի համար պետք է լինի օպտիմալ՝ կախված մշակվող նյութի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկություններից, կտրող սայրի նյութից և կտրված շերտի պարամետրերից:

Ձեռնարկները տալիս են անկյունների օպտիմալ արժեքների միջին արժեքները, ահաստատված արդյունաբերական թեստերի արդյունքներով: Կտրիչների հետևի անկյունների համար առաջարկվող արժեքները տրված են Աղյուսակ 1-ում:

Ներածություն13

Ճակատային անկյունի նշանակում ժամը- նվազեցնել կտրված շերտի դեֆորմացիան և հեշտացնել չիպի հոսքը:

Թափքի անկյունի ազդեցությունը կտրման պայմանների վրա ժամըհեշտացնում է կտրման գործընթացը՝ նվազեցնելով կտրող ուժերը: Այնուամենայնիվ, այս դեպքում կտրող սեպերի ամրությունը նվազում է, և ջերմության հեռացումը դեպի կտրիչի մարմինը վատանում է: Անկյունի կրճատում ժամըմեծացնում է կտրիչների դիմադրությունը, ներառյալ ծավալային:

Բրինձ. 6. Կտրիչների առջևի մակերեսի ձևը. ա - հարթ փաթաթանով; բ - կորագիծ՝ շեղակով

Փոցխի անկյան արժեքի և առջևի մակերեսի ձևի վրա մեծ ազդեցություն ունեն ոչ միայն մշակվող նյութի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները, այլև գործիքի նյութի հատկությունները: Օգտագործվում են առջևի մակերեսի հարթ և կորագիծ (շերտերով կամ առանց) ձևերը (նկ. 1.16):

Հարթ առջևի մակերեսը օգտագործվում է բոլոր տեսակի գործիքների նյութերի կտրիչների համար, մինչդեռ սայրի տակ սրվում է կարծրացնող շեղակը:

անկյուն UV-^~5 -բարձր արագությամբ պողպատե կտրիչների համար և ժամըզ =-5..-25 . կարբիդային կտրիչների, բոլոր տեսակի կերամիկայի և սինթետիկ գերկարծր նյութերի համար:

Դժվար պայմաններում (հարվածներով կտրում, անհավասար թույլատրելիությամբ, կոշտ և կարծրացած պողպատներ մշակելիս), կոշտ և փխրուն կտրող նյութեր օգտագործելիս (հանքային կերամիկա, գերկարծր սինթետիկ նյութեր, կոբալտի ցածր պարունակությամբ կոշտ համաձուլվածքներ) կարող են լինել կտրիչներ.

Ներածություն

կտրել հարթ առջևի մակերևույթով, առանց փորվածքի բացասական անկյան տակ։

Արագընթաց պողպատից և կոշտ համաձուլվածքներից պատրաստված կտրիչները՝ հարթ առջևի մակերևույթով, առանց ^ = 8..15 շեղման, օգտագործվում են կոտրվածք ստացող փխրուն նյութերի մշակման համար (չուգուն, բրոնզ): Կտրման փոքր հաստությամբ, որը համեմատելի է կտրող եզրի կլորացման շառավիղին, փոցխի անկյունը գործնականում չի ազդում կտրման գործընթացի վրա, քանի որ կտրված շերտը դեֆորմացվում և վերածվում է չիպերի կլորացված շառավղի եզրով: Այս դեպքում բոլոր տեսակի գործիքների նյութերի ճակատային անկյուններն ընդունվում են 0...5 0-ի սահմաններում: Փոցխի անկյան արժեքը զգալիորեն ազդում է կտրիչների ամրության վրա:

Հիմնական անկյունի նշանակումը պլանում - փոխել հարաբերակցությունը լայնության միջև բև հաստությունը ակտրել կտրվածքի մշտական ​​խորության վրա տև ներկայացում Ս.

Անկյունի կրճատում մեծացնում է գործիքի ծայրի ուժը, բարելավում է ջերմության տարածումը, մեծացնում է գործիքի կյանքը, բայց մեծացնում է կտրող ուժերը Պզ և, Ռժամը ավելանում է

մշակված մակերեսի վրա սեղմելը և շփումը պայմաններ են ստեղծում թրթռումների առաջացման համար: Աճով չիպսերը դառնում են ավելի հաստ և ավելի լավ կոտրվում:

Կտրող դիզայն, հատկապես մեխանիկական ամրացմամբ կարբիդային ներդիրներ, տրամադրեք մի շարք անկյունային արժեքներ#>՝ 90, 75, 63, 60, 50, 45, 35, 30, 20, 10, ինչը թույլ է տալիս ընտրել անկյունը որը լավագույնս համապատասխանում է տվյալ պայմաններին։

Նյութի բաժանման գործընթացը կախված է կտրիչի ձևից: Ըստ կտրման՝ տեղի է ունենում մետաղի տարանջատում, կարելի էր ակնկալել, որ այս գործընթացը ներառում է ոչնչացում՝ ճաքերի առաջացմամբ և զարգացմամբ։ Սկզբում կտրման գործընթացի այս գաղափարը ընդհանուր առմամբ ընդունվեց, բայց հետագայում կասկածներ հայտնեցին առջևում ճաքի առկայության վերաբերյալ. կտրող գործիք.

Malloch-ը և Rulix-ը առաջիններից են, ովքեր տիրապետել են միկրոլուսանկարչությանը չիպերի ձևավորման գոտում և դիտել են կտրիչի դիմաց ճաքեր, Քիկը, նմանատիպ ուսումնասիրությունների հիման վրա, եկել է հակառակ եզրակացությունների: Ավելի առաջադեմ միկրոլուսանկարչության տեխնիկայի օգնությամբ ցույց է տրվել, որ մետաղների կտրումը հիմնված է պլաստիկ հոսքի գործընթացի վրա։ Որպես կանոն, նորմալ պայմաններում առաջատար ճեղքվածք չի առաջանում, այն կարող է առաջանալ միայն որոշակի պայմաններում։

Համաձայն կտրիչից շատ առաջ տարածվող պլաստիկ դեֆորմացիաների առկայության՝ այն հաստատվել է մանրադիտակի տակ մանրադիտակի տակ չիպերի ձևավորման գործընթացը դիտելով՝ ըստ կարգի կտրման շատ ցածր արագությունների: V- 0,002 մ/րոպ.Այդ են վկայում նաև չիպերի գոյացման գոտում հացահատիկի դեֆորմացիայի մետալոգրաֆիական ուսումնասիրության արդյունքները (նկ. 7): Հարկ է նշել, որ մանրադիտակի տակ չիպերի ձևավորման գործընթացի դիտարկումները ցույց են տվել պլաստիկ դեֆորմացիայի գործընթացի անկայունությունը չիպերի ձևավորման գոտում: Չիպերի առաջացման գոտու սկզբնական սահմանը փոխում է իր դիրքը մշակվող մետաղի առանձին հատիկների բյուրեղագրական հարթությունների տարբեր կողմնորոշման պատճառով։ Չիպերի ձևավորման գոտու վերջնական սահմանին կա կտրվածքային դեֆորմացիաների պարբերական կոնցենտրացիան, որի արդյունքում պլաստիկ դեֆորմացիայի գործընթացը պարբերաբար կորցնում է կայունությունը և պլաստիկ գոտու արտաքին սահմանը ստանում է տեղային աղավաղումներ, իսկ արտաքին սահմանին ձևավորվում են բնորոշ ատամներ: չիպի:

T^- \ «Գ

Ներածություն

Բրինձ. 7. Չիպերի առաջացման գոտու ուրվագիծը, որը հաստատվել է նկարահանման օգնությամբ ազատ կտրվածքի ուսումնասիրությամբ։

Բրինձ. 8. Ցածր արագությամբ պողպատը կտրելիս չիպերի առաջացման գոտու միկրոգրաֆիա: Միկրոգրաֆը ուրվագծում է չիպերի ձևավորման գոտու նախնական և վերջնական սահմանները: (100x խոշորացում)

Այսպիսով, մենք կարող ենք խոսել միայն չիպերի ձևավորման գոտու սահմանների միջին հավանական դիրքի և չիպի ձևավորման գոտու ներսում պլաստիկ դեֆորմացիաների միջին հավանական բաշխման մասին:

Պլաստիկ գոտու լարված և դեֆորմացված վիճակի ճշգրիտ որոշումը պլաստիկ մեխանիկայի մեթոդով մեծ դժվարություններ է ներկայացնում։ Պլաստիկ շրջանի սահմանները տրված չեն և իրենք պետք է որոշվեն: Պլաստիկ տարածաշրջանում լարվածության բաղադրիչները փոխվում են միմյանց անհամաչափ, այսինքն. Կտրված շերտի պլաստիկ դեֆորմացիաները չեն տարածվում պարզ բեռնման դեպքում:

Բոլորը ժամանակակից մեթոդներԿտրման աշխատանքների հաշվարկները կառուցված են փորձարարական ուսումնասիրությունների հիման վրա: Առավել ամբողջական փորձարարական մեթոդները ներկայացված են. Չիպերի առաջացման գործընթացը, դեֆորմացիոն գոտու չափն ու ձևն ուսումնասիրելիս կիրառվում են տարբեր փորձարարական մեթոդներ։ Ըստ Վ.Ֆ. Բոբրովի, ներկայացված է հետևյալ դասակարգումը.

տեսողական դիտարկման մեթոդ.Ազատ կտրման ենթարկված նմուշի կողային կողմը փայլեցնում է կամ դրա վրա կիրառվում է մեծ քառակուսի ցանց։ Ցածր արագությամբ կտրելիս ցանցի աղավաղումը, նմուշի փայլեցված մակերևույթի աղտոտումը և կնճռոտումը կարող են օգտագործվել դեֆորմացման գոտու չափն ու ձևը դատելու և արտաքին պատկերացում կազմելու համար, թե ինչպես է կտրված շերտը հետո:

Ներածություն17

աստիճանաբար վերածվում է սափրվելու: Մեթոդը հարմար է շատ ցածր արագությամբ կտրելու համար, որը չի գերազանցում 0,2 - 0,3 մ/րոպե, և տալիս է միայն որակական պատկերացում չիպերի ձևավորման գործընթացի մասին:

Բարձր արագությամբ նկարահանման մեթոդը.Այն լավ արդյունքներ է տալիս վայրկյանում մոտ 10000 կադր հաճախականությամբ նկարելիս և թույլ է տալիս պարզել չիպի ձևավորման գործընթացի առանձնահատկությունները գործնականում օգտագործվող կտրման արագությամբ:

Բաժանման ցանցի մեթոդ.Այն հիմնված է 0,05 - 0,15 մմ բջիջների չափերով ճշգրիտ քառակուսի բաժանարար ցանցի կիրառման վրա: Բաժանարար ցանցը կիրառվում է տարբեր ձևերով՝ տպագրական թանաքով գլորում, փորագրում, վակուումում ցողում, էկրան տպագրություն, քերծվածք և այլն: Առավել ճշգրիտ և ամենապարզ մեթոդը միկրոկարծրության չափման PMTZ սարքի կամ ունիվերսալ մանրադիտակի վրա ալմաստե ներդիրով քերծումն է: Չիպի ձևավորման որոշակի փուլին համապատասխան չխեղաթյուրված դեֆորմացիայի գոտի ստանալու համար օգտագործվում են հատուկ սարքեր, որոնք «ակնթարթորեն» դադարեցնում են կտրման գործընթացը, որի դեպքում կտրիչը դուրս է բերվում չիպի տակից ուժեղ զսպանակի կամ փոշու լիցքի պայթյունի էներգիայի միջոցով: Ստացված չիպի արմատի վրա գործիքային մանրադիտակի միջոցով չափվում են դեֆորմացիայի արդյունքում աղավաղված բաժանարար ցանցի բջիջների չափերը։ Օգտագործելով պլաստիկության մաթեմատիկական տեսության ապարատը, հնարավոր է որոշել դեֆորմացված վիճակի տեսակը, դեֆորմացիայի գոտու չափն ու ձևը, դեֆորմացիայի գոտու տարբեր կետերում դեֆորմացիայի ինտենսիվությունը և չիպը քանակապես բնութագրող այլ պարամետրեր։ ձևավորման գործընթացը աղավաղված բաժանարար ցանցի չափով:

մետալոգրաֆիկ մեթոդ.«Ակնթարթ» կտրող կանգառի սարքի միջոցով ստացված չիպի արմատը կտրվում է, կողքը խնամքով փայլեցնում, ապա փորագրում համապատասխան ռեագենտով։ Ստացված չիպի արմատի միկրոհատվածը հետազոտվում է մանրադիտակի տակ 25-200 անգամ խոշորացմամբ կամ կատարվում է միկրոգրաֆիա։ Կառուցվածքի փոփոխություն

Ներածություն

չիպսերը և դեֆորմացման գոտիները, համեմատած չդեֆորմացված նյութի կառուցվածքի հետ, դեֆորմացիայի հյուսվածքի ուղղությունը հնարավորություն է տալիս սահմանել դեֆորմացման գոտու սահմանները և դատել դրանում տեղի ունեցած դեֆորմացման գործընթացները:

Միկրոկարծրության չափման մեթոդ.Քանի որ կա միանշանակ կապ պլաստիկ դեֆորմացիայի աստիճանի և դեֆորմացված նյութի կարծրության միջև, չիպի արմատի միկրոկարծրության չափումը անուղղակի պատկերացում է տալիս դեֆորմացման գոտու տարբեր ծավալներում դեֆորմացիայի ինտենսիվության մասին: Դրա համար միկրոկարծրությունը չափվում է PMT-3 սարքի վրա չիպի արմատի տարբեր կետերում և կառուցվում են իզոսկլերներ (հաստատուն կարծրության գծեր), որոնց օգնությամբ հնարավոր է որոշել դեֆորմացման գոտում կտրող լարումների մեծությունը:

Բևեռացում-օպտիկական մեթոդ,կամ ֆոտոառաձգականության մեթոդը հիմնված է այն փաստի վրա, որ թափանցիկ իզոտրոպ մարմինները արտաքին ուժերի ազդեցության տակ դառնում են անիզոտրոպ, և եթե դրանք դիտարկվում են բևեռացված լույսի ներքո, ապա միջամտության օրինաչափությունը հնարավորություն է տալիս որոշել գործող լարումների մեծությունն ու նշանը: Դեֆորմացիայի գոտում լարումների որոշման բևեռացում-օպտիկական մեթոդը սահմանափակ կիրառություն ունի հետևյալ պատճառներով. Կտրման մեջ օգտագործվող թափանցիկ նյութերն ունեն բոլորովին այլ ֆիզիկական և մեխանիկական հատկություններ, քան տեխնիկական մետաղներ- պողպատներ և չուգուններ. Մեթոդը տալիս է նորմալ և կտրող լարումների ճշգրիտ արժեքներ միայն առաձգական հատվածում: Հետևաբար, օգտագործելով բևեռացում-օպտիկական մեթոդը, կարելի է ձեռք բերել միայն դեֆորմացման գոտում լարվածության բաշխման որակական և մոտավոր պատկերացում:

Մեխանիկական և ռադիոգրաֆիկ մեթոդներօգտագործվում է մշակված մակերեսի տակ ընկած մակերեսային շերտի վիճակն ուսումնասիրելու համար։ Ն.Ն. Դավիդենկովի կողմից մշակված մեխանիկական մեթոդը օգտագործվում է առաջին տեսակի լարումները որոշելու համար, որոնք հավասարակշռված են մարմնի տարածքում, որն ավելի մեծ է, քան բյուրեղային հատիկի չափը։ Մեթոդը հետ է

Ներածություն 19

Նմուշի մակերեսները, որոնք կտրված են մշակված մասից, նյութի շատ բարակ շերտերը հաջորդաբար հեռացվում են, և նմուշի դեֆորմացիան չափելու համար օգտագործվում են լարման չափիչներ: Նմուշի չափերը փոխելը հանգեցնում է նրան, որ մնացորդային լարումների ազդեցության տակ այն դառնում է անհավասարակշիռ և դեֆորմացված։ Չափված շտամների հիման վրա կարելի է դատել մնացորդային լարումների մեծությունն ու նշանը։

Ելնելով վերոգրյալից՝ կարող ենք եզրակացնել, որ փորձարարական մեթոդների բարդությունն ու սահմանափակ կիրառելիությունը կտրման գործընթացներում գործընթացների և օրինաչափությունների ուսումնասիրման ոլորտում՝ պայմանավորված դրանց բարձր արժեքով, չափման մեծ սխալներով և չափված պարամետրերի սակավությամբ:

Անհրաժեշտություն կա գրելու մաթեմատիկական մոդելներ, որոնք կարող են փոխարինել փորձարարական հետազոտություններին մետաղի կտրման ոլորտում, և փորձարարական բազաօգտագործվում է միայն մաթեմատիկական մոդելի հաստատման փուլում: Ներկայումս կտրող ուժերը հաշվարկելու համար օգտագործվում են մի շարք մեթոդներ, որոնք չեն հաստատվում փորձերով, այլ ստացվում են դրանցից։

Աշխատանքում իրականացվել է ուժերի և կտրման ջերմաստիճանների որոշման հայտնի բանաձևերի վերլուծություն, ըստ որի առաջին բանաձևերը ստացվել են կախվածության էմպիրիկ աստիճանների տեսքով՝ ձևի կտրող ուժերի հիմնական բաղադրիչները հաշվարկելու համար.

p, = c Պ զ էջ sy Կ Պ

որտեղ ամուսնացնելԳ - գործակից՝ հաշվի առնելով որոշ մշտական ​​պայմանների ուժի վրա ազդեցությունը. *R-կտրման խորություն; $^,- երկայնական սնուցում; ԴեպիՌ- ընդհանրացված կտրող գործոն; xyz- ցուցիչներ.

Ներածություն 20

Այս բանաձևի հիմնական թերությունը ընդգծված ֆիզիկական կապի բացակայությունն է կտրման մեջ հայտնի մաթեմատիկական մոդելների հետ: Երկրորդ թերությունը փորձարարական գործակիցների մեծ քանակն է։

Ըստ , փորձարարական տվյալների ընդհանրացումը հնարավորություն է տվել պարզել, որ միջին շոշափողը գործում է գործիքի առջևի մակերեսի վրա.

Լարման քՖ = 0,285^, որտեղ & դեպիիրական առաձգական ուժն է: Այս հիման վրա Ա.Ա. Ռոզենբերգը ստացավ կտրող ուժի հիմնական բաղադրիչը հաշվարկելու ևս մեկ բանաձև.

(90-y)«cos/

-- їїdG + Sin/

Պզ=0.28SԿab (2.05Kա-0,55)

2250 QK Qm5 (9Q - Y) "

որտեղ Կոմերսանտ- կտրված շերտի լայնությունը.

Այս բանաձեւի թերությունն այն է, որ յուրաքանչյուր կոնկրետ

ուժի հաշվարկի դեպքում պահանջվում է պարամետրերի սահմանում Դեպիա և$kփորձնական, որը շատ աշխատատար է։ Բազմաթիվ փորձերի համաձայն պարզվել է, որ կոր կտրող գիծը ուղիղ գծով փոխարինելիս անկյունը ժամըմոտ է 45-ին, և, հետևաբար, բանաձևը կունենա հետևյալ ձևը.

dcos ժամը

Պզ = - "- r + մեղք^

tg arccos

Ըստ փորձերի՝ չափանիշը չի կարող կիրառվել որպես համընդհանուր չափանիշ, որը կիրառելի է ցանկացած սթրեսային վիճակների համար: Այնուամենայնիվ, այն օգտագործվում է որպես հիմք ինժեներական հաշվարկներում:

Մեծագույն շոշափելի լարումների չափանիշ.Այս չափանիշն առաջարկվել է Tresca-ի կողմից պլաստիկության պայմանը նկարագրելու համար, սակայն այն կարող է օգտագործվել նաև որպես փխրուն նյութերի ամրության չափանիշ: Խափանումը տեղի է ունենում, երբ ամենամեծ ճեղքման սթրեսը

r max = gіr «x ~ բ)հասնում է որոշակի արժեքի (յուրաքանչյուր նյութի համար իր սեփական):

Համար ալյումինե համաձուլվածքներԱյս չափանիշը փորձարարական տվյալները հաշվարկվածների հետ համեմատելիս տվել է ընդունելի արդյունք։ Այլ նյութերի համար նման տվյալներ չկան, համապատասխանաբար, այս չափանիշի կիրառելիությունը չի կարող հաստատվել կամ հերքվել:

Այնտեղ կան նաեւ էներգետիկ չափանիշներ.Դրանցից մեկը Huber-Mises-Genka վարկածն է, ըստ որի ոչնչացումը տեղի է ունենում / երբ ձևի փոփոխության հատուկ էներգիան հասնում է որոշակի սահմանային արժեքի:

Ներածություն23

չենյա. Այս չափանիշը ստացել է բավարար փորձնական հաստատում տարբեր կառուցվածքային մետաղների և համաձուլվածքների համար: Այս չափանիշի կիրառման դժվարությունը սահմանափակող արժեքի փորձարարական որոշման մեջ է:

Լարման և սեղմման նկատմամբ անհավասար դիմացկուն նյութերի ամրության չափանիշները ներառում են Շլայխեր, Բալանդին, Միրոլյուբով, Յագն չափանիշը։ Թերությունները ներառում են կիրառման բարդությունը և փորձնական ստուգման միջոցով թույլ հաստատումը:

Հարկ է նշել, որ ոչնչացման մեխանիզմների համար չկա մեկ հայեցակարգ, ինչպես նաև ոչնչացման համընդհանուր չափանիշ, որով հնարավոր կլիներ միանշանակ դատել ոչնչացման գործընթացի մասին։ AT այս պահինկարելի է խոսել միայն մի շարք հատուկ դեպքերի լավ տեսական զարգացման և դրանք ընդհանրացնելու փորձերի մասին։ Կոտրվածքների ժամանակակից մոդելների մեծ մասի ինժեներական հաշվարկներում գործնական կիրառումը դեռևս հասանելի չէ:

Տարանջատման տեսության նկարագրության վերը նշված մոտեցումների վերլուծությունը թույլ է տալիս բացահայտել հետևյալ բնորոշ հատկանիշները.

Ոչնչացման գործընթացների նկարագրության առկա մոտեցումներն ընդունելի են ոչնչացման գործընթացի սկզբի փուլում և առաջին մոտարկումով խնդիրներ լուծելիս։

Գործընթացի մոդելը պետք է հիմնված լինի կտրման գործընթացի ֆիզիկայի նկարագրության վրա, այլ ոչ թե վիճակագրական փորձարարական տվյալների վրա:

Առաձգականության գծային տեսության հարաբերությունների փոխարեն անհրաժեշտ է օգտագործել ֆիզիկապես ոչ գծային հարաբերություններ, որոնք հաշվի են առնում մարմնի ձևի և ծավալի փոփոխությունները մեծ դեֆորմացիաների ժամանակ։

Փորձարարական մեթոդները կարող են միանշանակ տեղեկատվություն տրամադրել

Ներածություն

տեղեկատվություն նյութի մեխանիկական վարքագծի վերաբերյալ ջերմաստիճանի տվյալ տիրույթում և կտրման գործընթացի պարամետրերում:

Ելնելով վերը նշվածից՝ աշխատանքի հիմնական նպատակըտարանջատման մաթեմատիկական մոդելի ստեղծումն է, որը թույլ է տալիս համընդհանուր կառուցողական հարաբերությունների հիման վրա դիտարկել գործընթացի բոլոր փուլերը՝ սկսած առաձգական դեֆորմացիայի փուլից և վերջացրած չիպի և աշխատանքային մասի բաժանման փուլով, և չիպերի հեռացման գործընթացի օրինաչափությունները ուսումնասիրելու համար:

Առաջին գլխումատենախոսությունը ներկայացնում է վերջավոր դեֆորմացիայի մաթեմատիկական մոդելը, կոտրվածքի մոդելի հիմնական վարկածները: Դրված է ուղղանկյուն կտրման խնդիրը։

Երկրորդ գլխումառաջին գլխում նկարագրված տեսության շրջանակներում կառուցված է կտրման գործընթացի վերջավոր տարրերի մոդելը: Շփման և ոչնչացման մեխանիզմների վերլուծությունը տրված է վերջավոր տարրերի մոդելի հետ կապված: Կատարվում է ստացված ալգորիթմների համալիր փորձարկում։

Երրորդ գլխումնկարագրված է նմուշից չիպերի հեռացման տեխնոլոգիական խնդրի ֆիզիկական և մաթեմատիկական ձևակերպումը: Գործընթացի մոդելավորման մեխանիզմը և դրա վերջավոր տարրերի իրականացումը մանրամասն նկարագրված են: Անցկացվել է համեմատական ​​վերլուծությունփորձարարական ուսումնասիրություններից ստացված տվյալներ, եզրակացություններ են արվում մոդելի կիրառելիության վերաբերյալ:

Աշխատանքի հիմնական դրույթներն ու արդյունքները զեկուցվել են Համառուսաստանյան գիտական ​​կոնֆերանսում » Ժամանակակից հարցերՄաթեմատիկա, մեխանիկա և ինֆորմատիկա «(Տուլա, 2002), ինչպես նաև շարունակական մեխանիկայի ձմեռային դպրոցում (Պերմ, 2003), «Մաթեմատիկայի, մեխանիկայի և ինֆորմատիկայի ժամանակակից հիմնախնդիրները» միջազգային գիտաժողովում (g. . Tula, 2003 թ. ), «Ռուսաստանի կենտրոնի երիտասարդ գիտնականներ» գիտական ​​և գործնական կոնֆերանսում (Տուլա, 2003 թ.):

Կառուցողական հարաբերություններ առաձգական-պլաստիկ վերջավոր դեֆորմացիայի գործընթացների համար

Միջավայրի կետերն անհատականացնելու համար սկզբնական t-ի համար՝ ֆիքսված, այսպես կոչված, հաշվարկված կոնֆիգուրացիայի մասին (KQ ), ստացվում է կամայական կոորդինատային համակարգ 0, որի օգնությամբ յուրաքանչյուր մասնիկին վերագրվում է թվերի եռապատիկ (J. ,2,3) «նշանակված» է այս մասնիկին և անփոփոխ է շարժման ողջ տևողության ընթացքում։ Հղման կոնֆիգուրացիայի մեջ ներդրված 0 համակարգը, =-r (/ = 1,2,3) հիմքի հետ միասին կոչվում է ֆիքսված Լագրանժյան կոորդինատային համակարգ։ Նկատի ունեցեք, որ որպես նյութական կոորդինատներ կարող են ընտրվել մասնիկների կոորդինատները ժամանակի սկզբնական պահին հղման համակարգում: Հարկ է նշել, որ դեֆորմացիայի պատմությունից կախված հատկություններ ունեցող միջավայրի դեֆորմացիայի գործընթացները դիտարկելիս, անկախ օգտագործվող նյութից կամ տարածական փոփոխականներից, օգտագործվում են երկու կոորդինատային համակարգ՝ մեկը Լագրանժյան և Էյլեր:

Ինչպես գիտեք, մարմնում սթրեսների առաջացումը առաջանում է նյութական մանրաթելերի դեֆորմացիայից, այսինքն. դրանց երկարությունների և հարաբերական դիրքերի փոփոխությունը, հետևաբար դեֆորմացիաների երկրաչափական ոչ գծային տեսության մեջ լուծվող հիմնական խնդիրը միջավայրի շարժումը բաժանելն է թարգմանական և «զուտ դեֆորմացիոն» և նշել դրանց նկարագրության չափերը։ Հարկ է նշել, որ նման ներկայացումը միանշանակ չէ, և կարելի է նշել միջավայրի նկարագրության մի քանի մոտեցումներ, որոնցում շարժման բաժանումը շարժական «քվազի-կոշտ» և հարաբերական «դեֆորմացիայի» է իրականացվում տարբեր ձևերով. ուղիները. Մասնավորապես, մի ​​շարք աշխատություններում դեֆորմացիոն շարժումը հասկացվում է որպես նյութական մասնիկի հարևանության շարժում՝ շարժական Լագրանժյան հիմքի նկատմամբ ek; թղթերում, որպես դեֆորմացիոն շարժում, շարժումը դիտվում է հարաբերական կոշտ հիմքի հետ, որի թարգմանական շարժումը որոշվում է պտտման թենզորով, որը միացնում է ձախ և աջ աղավաղման հիմնական առանցքները։ Այս աշխատանքում M նյութական մասնիկի հարևանության շարժման բաժանումը թարգմանական և դեֆորմացվածի հիմնված է արագության գրադիենտի բնական ներկայացման վրա՝ սիմետրիկ և հակասիմետրիկ մասի տեսքով։ Այս դեպքում դեֆորմացիայի արագությունը սահմանվում է որպես մասնիկի հարաբերական արագություն՝ հարաբերական հորձանուտի հիմքի կոշտ ուղղանկյուն եռադրոնի հետ, որի պտույտը նշված է պտտվող տենզոր Q-ով: Պետք է նշել, որ միջին շարժման ընդհանուր դեպքում. , W թեզորի հիմնական առանցքներն անցնում են տարբեր նյութական մանրաթելերի միջով։ Այնուամենայնիվ, ինչպես ցույց է տրված , դեֆորմացիաների իրական տիրույթում պարզ և քվազի պարզ բեռնման գործընթացների համար հորձանուտի հիմքում դեֆորմացիոն շարժման ուսումնասիրությունը շատ գոհացուցիչ է թվում: Միևնույն ժամանակ, միջավայրի վերջավոր դեֆորմացիայի գործընթացը նկարագրող հարաբերություններ կառուցելիս միջոցների ընտրությունը պետք է բավարարի մի շարք բնական չափանիշների. աշխատանքը։ 2) նյութական տարրի պտույտը որպես բացարձակ ամուր մարմինչպետք է հանգեցնի դեֆորմացման միջոցառումների և դրանց ժամանակային ածանցյալների փոփոխության՝ նյութական օբյեկտիվության հատկություն: 3) միջոցները տարբերակելիս պետք է պահպանել համաչափության հատկությունը և ձևափոխության և ծավալի փոփոխության գործընթացները տարանջատելու պայմանը. Վերջին պահանջը շատ ցանկալի է.

Ինչպես ցույց է տալիս վերլուծությունը, վերը նշված միջոցների օգտագործումը վերջնական դեֆորմացիայի գործընթացը նկարագրելու համար, որպես կանոն, հանգեցնում է դեֆորմացիայի նկարագրության անբավարար ճշգրտության կամ դրանց հաշվարկման շատ բարդ ընթացակարգի:

Հետագծի կորությունն ու ոլորումները որոշելու համար օգտագործվում են ինվարիանտները

W տենզորները, որոնք լարման արագության շեղման n-րդ կարգի Jaumann ածանցյալներն են, ինչպես ցույց է տրված H-ում և դեֆորմացիայի ֆունկցիոնալ չափման երրորդ անփոփոխությունը, կախված չեն մետրի փոփոխության բնույթից ողջ միջակայքում: Հարաբերությունը Իզոտրոպիայի ընդհանուր պոստուլատի (1.21) ձևով մեկնարկային կետն է վերջավոր դեֆորմացվող մարմինների հատուկ մոդելների կառուցման և դրանց փորձարարական հիմնավորման համար: Թվում է, թե բնական է ընդհանրացնել փոքր դեֆորմացիաների հայտնի հարաբերությունները՝ անցնելով դեֆորմացիայի առաջարկվող չափորոշիչներին: և բեռնում Նկատի ունեցեք, որ քանի որ միջավայրի դեֆորմացիայի գործընթացի ուսումնասիրության խնդիրներում, որպես կանոն, օգտագործվում է արագության դրույթը, ապա բոլոր հարաբերությունները կձևավորվեն սկալյար և տենզորային պարամետրերի փոփոխության տեմպերով, որոնք նկարագրում են սանդղակի վարքը: միջին. Միևնույն ժամանակ, տենսորների և շեղիչների հարաբերական (Jaumann-ի իմաստով) ածանցյալները համապատասխանում են լարման և բեռնման վեկտորների արագություններին։

Կիսաանսահման առաձգական-պլաստիկ մարմնի մեջ կոշտ սեպ մտցնելու մոդելի կառուցում

Ներկայումս առանձնացման գործողությունների հետ կապված խնդիրների լուծման վերլուծական մեթոդներ չկան: Լոգարիթմական գծի մեթոդը լայնորեն կիրառվում է այնպիսի գործողությունների համար, ինչպիսիք են սեպը տեղադրելու կամ չիպերի հեռացումը: Սակայն այս մեթոդով ստացված լուծումներն ի վիճակի չեն որակապես նկարագրել գործընթացի ընթացքը։ Ավելի ընդունելի է Lagrange-ի և Jourdain-ի փոփոխական սկզբունքների վրա հիմնված թվային մեթոդների կիրառումը։ Դեֆորմացվող պինդ մարմնի մեխանիկայի սահմանային խնդիրների լուծման գոյություն ունեցող մոտավոր մեթոդները բավական մանրամասն նկարագրված են մենագրություններում։

FEM-ի հիմնական հայեցակարգին համապատասխան՝ դեֆորմացվող միջավայրի ամբողջ ծավալը բաժանված է վերջավոր թվով տարրերի, որոնք միմյանց հետ շփվում են հանգույցային կետերում. Այս տարրերի համակցված շարժումը նմանեցնում է դեֆորմացվող միջավայրի շարժումը: Միևնույն ժամանակ, յուրաքանչյուր տարրի ներսում շարժումը նկարագրող բնութագրերի համակարգը մոտավորվում է ընտրված տարրի տեսակով որոշված ​​գործառույթների այս կամ այն ​​համակարգով: Այս դեպքում հիմնական անհայտները տարրի հանգուցային կետերի տեղաշարժերն են։

Սիմպլեքս տարրի օգտագործումը զգալիորեն հեշտացնում է հարաբերությունների (2.5) վերջավոր տարրերի ներկայացման կառուցման ընթացակարգը, քանի որ այն թույլ է տալիս օգտագործել մեկ կետով ինտեգրման ավելի պարզ գործողություններ տարրի ծավալի նկատմամբ: Միևնույն ժամանակ, քանի որ ընտրված մոտավորության համար բավարարվում են ամբողջականության և շարունակականության պահանջները, վերջավոր տարրերի մոդելի համապատասխանության անհրաժեշտ աստիճանը «շարունակական համակարգին»՝ դեֆորմացվող մարմնին, ձեռք է բերվում պարզապես վերջավոր տարրերի քանակը մեծացնելով: դրանց չափերի համապատասխան նվազում։ Մեծ թվովտարրերը պահանջում են մեծ քանակությամբ հիշողություն և նույնիսկ ավելի շատ ժամանակ ծախսվում է այս տեղեկատվության մշակման վրա, փոքր թիվը չի տալիս բարձրորակ լուծում: Տարրերի օպտիմալ քանակի որոշումը հաշվարկների առաջնային խնդիրներից մեկն է:

Ի տարբերություն օգտագործվող այլ մեթոդների, հաջորդական բեռնման մեթոդն ունի որոշակի ֆիզիկական նշանակություն, քանի որ յուրաքանչյուր քայլում դիտարկվում է համակարգի արձագանքը բեռի ավելացմանը, քանի որ այն տեղի է ունենում իրական գործընթացում: Հետևաբար, մեթոդը հնարավորություն է տալիս շատ ավելի շատ տեղեկություններ ստանալ մարմնի վարքագծի մասին, քան պարզապես բեռների տվյալ համակարգի համար տեղաշարժերի մեծությունը: Քանի որ բեռի տարբեր մասերին համապատասխան լուծումների ամբողջական փաթեթը ստացվում է բնական ճանապարհով, հնարավոր է դառնում ուսումնասիրել միջանկյալ վիճակները կայունության համար և, անհրաժեշտության դեպքում, համապատասխան փոփոխություններ կատարել ընթացակարգում՝ ճյուղավորման կետերը որոշելու և հնարավոր շարունակությունները գտնելու համար: այդ գործընթացը.

Ալգորիթմի նախնական փուլը ուսումնասիրվող տարածքի մոտարկումն է t = 0 ժամանակի համար վերջավոր տարրերով: Հայտնի է համարվում սկզբնական պահին համապատասխան շրջանի կոնֆիգուրացիան, մինչդեռ մարմինը կարող է լինել կա՛մ «բնական» վիճակում, կա՛մ ունենալ նախալարումներ՝ պայմանավորված, օրինակ, վերամշակման նախորդ փուլով։

Այնուհետև, ելնելով դեֆորմացիայի գործընթացի ակնկալվող բնույթից, ընտրվում է պլաստիկության որոշակի տեսության տեսակը (բաժին 1.2): Ուսումնասիրված նյութի ձևի նմուշների միակողմանի ձգման փորձերի մշակված տվյալները կոնկրետ տեսակետ 1.2 կետի պահանջներին համապատասխան՝ օգտագործելով փորձարարական կորը մոտավորելու ամենատարածված մեթոդներից որևէ մեկը: Խնդիրը լուծելիս պլաստիկության տեսության որոշակի տեսակ ենթադրվում է, որ անփոփոխ է ուսումնասիրվող ամբողջ ծավալի համար ողջ գործընթացի ընթացքում: Ընտրության վավերականությունը հետագայում գնահատվում է դեֆորմացիայի հետագծի կորությամբ, որը հաշվարկվում է մարմնի առավել բնորոշ կետերում: Այս մոտեցումը օգտագործվել է մոդելների ուսումնասիրության ժամանակ տեխնոլոգիական գործընթացներխողովակային նմուշների վերջավոր դեֆորմացիա պարզ կամ դրան մոտ արտաքին բեռնման ռեժիմներում: Համաձայն ընտրված քայլ առ քայլ ինտեգրման ընթացակարգի, t պարամետրի նկատմամբ բեռնման ողջ միջակայքը բաժանված է մի շարք բավական փոքր փուլերի (քայլերի): Հետևյալում տիպիկ քայլի համար խնդրի լուծումը կառուցված է հետևյալ ալգորիթմի համաձայն. 1. Կազմաձևման նախորդ քայլի արդյունքներով նոր որոշված ​​տարածքի համար մետրային բնութագրերդեֆորմացված տարածություն Գլուխ 2. Վերջավոր ձևի փոփոխության գործընթացի թվային մոդելավորում 53 տարածություն. Առաջին քայլում շրջանի կոնֆիգուրացիան համընկնում է t = O-ում որոշված ​​կոնֆիգուրացիայի հետ։ 3. Ձևավորվում է տարրի կոշտության տեղական մատրիցա և ուժային վեկտոր: 4. Շփման մակերեսների վրա սահմանվում են կինեմատիկական սահմանային պայմաններ: Շփման մակերեսի կամայական ձևով օգտագործվում է տեղական կոորդինատային համակարգին անցնելու հայտնի ընթացակարգը: 5. Ձևավորվում է համակարգի գլոբալ կոշտության մատրիցը և համապատասխան ուժի վեկտորը: 6. Լուծվում է հանրահաշվական հավասարումների համակարգը, որոշվում է հանգույցների տեղաշարժերի արագությունների վեկտորային սյունակը։ 7. Որոշվում են ակնթարթային լարում-դեֆորմացիայի վիճակի բնութագրերը, հաշվարկվում են լարման արագության W տենզորները, պտույտը C1, ծավալի փոփոխության արագությունը 0, հաշվարկվում է դեֆորմացիայի ուղու կորությունը X 8, արագության դաշտերը. լարվածության և լարման տենզորների ինտեգրվածությունը, որոշվում է տարածաշրջանի նոր կոնֆիգուրացիան: Որոշվում է լարվածություն-դեֆորմացման վիճակի տեսակը, առաձգական և պլաստիկ դեֆորմացիայի գոտին։ 9. Որոշվում է արտաքին ուժերի ձեռք բերված մակարդակը. 10. Իրականացվում է հավասարակշռության պայմանների կատարման հսկողություն, հաշվարկվում են մնացորդային վեկտորները։ Երբ սխեման իրականացվում է առանց ճշգրտման կրկնությունների, անցումը 1-ին քայլին կատարվում է անմիջապես:

Չիպերի ձևավորման գործընթացի վրա ազդող գործոններ

Մետաղներ կտրելիս չիպերի առաջացման գործընթացը պլաստիկ դեֆորմացիա է՝ կտրված շերտի հնարավոր քայքայմամբ, որի արդյունքում կտրված շերտը վերածվում է չիպերի։ Չիպերի ձևավորման գործընթացը մեծապես որոշում է կտրման գործընթացը. կտրող ուժի մեծությունը, առաջացած ջերմության քանակը, ստացված մակերեսի ճշգրտությունը և որակը, գործիքի մաշվածությունը: Որոշ գործոններ ուղղակիորեն ազդում են չիպերի ձևավորման գործընթացի վրա, մյուսները՝ անուղղակիորեն, այն գործոնների միջոցով, որոնք ուղղակիորեն ազդում են: Գրեթե բոլոր գործոններն անուղղակիորեն ազդում են, և դա առաջացնում է փոխկապակցված երևույթների մի ամբողջ շղթա։

Ըստ , ուղղանկյուն կտրման ժամանակ չիպերի ձևավորման գործընթացի վրա ուղղակիորեն ազդում են միայն չորս գործոն՝ գործողության անկյունը, գործիքի թեքության անկյունը, կտրման արագությունը և նյութի հատկությունները: Մնացած բոլոր գործոններն անուղղակիորեն ազդում են։ Այս կախվածությունները բացահայտելու համար ընտրվել է հարթ մակերևույթի վրա նյութի ազատ ուղղանկյուն կտրման գործընթացը: Աշխատանքային մասը բաժանվում է երկու մասի առաջարկվող տարանջատման GA գծով, վերին շերտը ապագա չիպն է, շերտի հաստությունը. հանված է o, մնացած աշխատանքային մասը հաստ է h. Կետ M - տեղադրման ժամանակ կտրիչի ծայրին հասնելու առավելագույն կետը, կտրիչի անցած ուղին - S. Նմուշի լայնությունը վերջավոր է և հավասար b-ի: Դիտարկենք կտրման գործընթացի մոդելը (նկ. 3.1.) Նկատի ունենալով, որ սկզբնական պահին նմուշը չդեֆորմացված է, անձեռնմխելի, առանց կտրվածքների: Երկու մակերևույթների աշխատանքային կտոր, որոնք միացված են AG-ի շատ բարակ շերտով, 8 .a հաստությամբ, որտեղ a-ն հեռացվող չիպի հաստությունն է: AG - առաջարկվող բաժանարար գիծ (նկ. 3.1.): Երբ կտրիչը շարժվում է, շփումը տեղի է ունենում կտրող գործիքի երկու մակերեսների վրա: Ժամանակի սկզբնական պահին ոչնչացումը տեղի չի ունենում՝ կտրիչի ներմուծում առանց ոչնչացման: Որպես հիմնական նյութ օգտագործվում է առաձգական-պլաստիկ իզոտրոպ նյութ։ Հաշվարկները հաշվի են առել ինչպես ճկուն (նյութի կարողությունը մեծ մնացորդային դեֆորմացիաներ ստանալու առանց կոտրվելու), այնպես էլ փխրուն (նյութի կարողությունը կոտրվել առանց նկատելի պլաստիկ դեֆորմացիայի): Հիմքը եղել է ցածր արագությամբ կտրման ռեժիմը, որի դեպքում, կանոնի համաձայն, բացառվում է լճացած երեւույթների առաջացումը ճակատային մակերեսին։ Մեկ այլ առանձնահատկություն է կտրման գործընթացում ցածր ջերմության առաջացումը, որը չի ազդում նյութի ֆիզիկական բնութագրերի փոփոխության և, հետևաբար, կտրման գործընթացի և կտրող ուժերի արժեքի վրա: Այսպիսով, հնարավոր է դառնում և՛ թվային, և՛ փորձնականորեն ուսումնասիրել լրացուցիչ երևույթներով չբարդացած կտրող շերտի կտրման գործընթացը։

Համաձայն 2-րդ գլխի՝ վերջավոր տարրով կտրման խնդրի լուծման վերջավոր տարրերի գործընթացն իրականացվում է նմուշի փուլային բեռնումով, կտրելու դեպքում՝ կտրիչի փոքր շարժումով նմուշի ուղղությամբ: Խնդիրը լուծվում է կտրիչի վրա շարժվելու կինեմատիկական առաջադրանքով, քանի որ Կտրման արագությունը հայտնի է, իսկ կտրող ուժը անհայտ է և որոշված ​​մեծություն է: Այս խնդիրը լուծելու համար մասնագիտացված ծրագրային փաթեթ Wind2D, ի վիճակի է լուծել երեք խնդիր՝ ապահովել ստացված հաշվարկների վավերականությունը հաստատող արդյունքներ, հաշվարկել թեստային խնդիրները՝ հիմնավորելու կառուցված մոդելի վավերականությունը, ունենալ տեխնոլոգիական խնդիր նախագծելու և լուծելու ունակություն:

Այս խնդիրները լուծելու համար ընտրվել է համալիրի մոդուլային կառուցման մոդելը, որը ներառում է ընդհանուր պատյան՝ որպես միավորող տարր, որը կարող է կառավարել տարբեր մոդուլների միացումը։ Միակ խորը ինտեգրված մոդուլը արդյունքների արտացոլման բլոկն էր: Մնացած մոդուլները բաժանված են երկու կատեգորիայի՝ խնդիրներ և մաթեմատիկական մոդելներ: Չի թույլատրվում մաթեմատիկական մոդելի եզակիությունը։ Բնօրինակ նախագծում կան երեք երկու տարբեր տեսակի տարրերի համար: Յուրաքանչյուր առաջադրանք նաև ներկայացնում է մոդուլ, որը կապված է մաթեմատիկական մոդելերեք պրոցեդուրաներով և shell-ով մեկ մոդուլի կանչի ընթացակարգով, այնպես որ նոր մոդուլի ինտեգրումը հանգում է նրան, որ չորս տող մտցվի նախագծում և նորից կազմվի: Որպես իրականացման գործիք ընտրվել է Borland Delphi 6.0 բարձր մակարդակի լեզուն, որն ունի այն ամենը, ինչ անհրաժեշտ է առաջադրանքը սահմանափակ ժամանակում լուծելու համար։ Յուրաքանչյուր առաջադրանքում հնարավոր է օգտագործել կամ ինքնաբերաբար կառուցված վերջավոր տարրերի ցանցեր, կամ օգտագործել հատուկ պատրաստվածները՝ օգտագործելով AnSYS 5.5.3 փաթեթը և պահպանվել տեքստային ձևաչափով: Բոլոր սահմանները կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ դինամիկ (որտեղ հանգույցները փոխվում են քայլից քայլ) և ստատիկ (հաստատուն ամբողջ հաշվարկի ընթացքում): Մոդելավորման մեջ ամենադժվարը դինամիկ սահմաններն են, եթե հետևում ենք հանգույցների բաժանման գործընթացին, ապա երբ ոչնչացման չափանիշը հասնում է Ol սահմանին պատկանող հանգույցում, այն տարրերի միջև կապը, որոնց պատկանում է այս հանգույցը, խզվում է՝ կրկնօրինակելով հանգույց - բաժանարար գծի տակ ընկած տարրերի համար նոր թիվ ավելացնելով: Մի հանգույցը նշանակված է J- and-ին, իսկ մյուսը 1 iz (նկ. 3.10): Այնուհետև 1-ից և հանգույցը գնում է դեպի C, այնուհետև դեպի C: A p-ին հատկացված հանգույցը անմիջապես կամ մի քանի քայլից հետո հարվածում է կտրիչի մակերեսին և գնում դեպի C, որտեղ այն կարող է անջատվել երկու պատճառով՝ հասնելով անջատման չափանիշին, կամ B կետին հասնելուն պես, եթե տրված առաջադրանքը լուծելիս սահմանվում է չիպերի անջատիչ։ Հաջորդը, հանգույցը գնում է G9, եթե դրա դիմացի հանգույցն արդեն անջատված է:

Կտրող ուժերի փորձարարական հայտնաբերված և հաշվարկված արժեքների համեմատություն

Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, աշխատանքում օգտագործվում է քայլ առ քայլ բեռնման մեթոդ, որի էությունը սեպերի առաջխաղացման ամբողջ ուղին հավասար երկարության փոքր հատվածների բաժանելն է: Հաշվարկների ճշգրտությունն ու արագությունը մեծացնելու համար ծայրահեղ փոքր քայլերի փոխարեն օգտագործվել է կրկնվող մեթոդ՝ կրճատելու աստիճանի չափը, որն անհրաժեշտ է կոնտակտային խնդիրը ճշգրիտ նկարագրելու համար վերջավոր տարրերի մեթոդն օգտագործելիս: Ստուգվում են ինչպես հանգույցների երկրաչափական պայմանները, այնպես էլ վերջավոր տարրերի դեֆորմացման պայմանները:

Գործընթացը հիմնված է բոլոր չափանիշների ստուգման և քայլի նվազեցման ամենափոքր գործակցի որոշման վրա, որից հետո քայլը վերահաշվարկվում է և այդպես շարունակ, մինչև այն դառնա K 0,99: Մի շարք առաջադրանքների որոշ չափանիշներ կարող են չներառվել, բոլոր չափանիշները նկարագրված են ստորև (նկ. ZLO). L 9»! 12 դեպի ճակատային կտրող մակերեսի սահմանի խաչմերուկը: Եթե ​​ենթադրենք, որ շարժումը քայլով գծային է, հայտնաբերվում է մակերեսի և հանգույցի շփման կետը և որոշվում է քայլի չափի կրճատման գործակիցը։ Քայլը վերահաշվարկվում է։ 2. Որոշվում են այն տարրերը, որոնք անցել են զիջման կետը տվյալ քայլում, որոշվում է աստիճանի նվազեցման գործակիցը, որպեսզի միայն մի քանի տարրեր «անցնեն» սահմանը: Քայլը վերահաշվարկվում է։ 3. Հայտնաբերվում են GA հատվածի գծին պատկանող որոշակի տարածքի հանգույցներ, որոնք այս քայլում գերազանցել են ոչնչացման չափանիշի արժեքը։ Քայլի կրճատման գործակիցը որոշվում է այնպես, որ միայն մեկ հանգույցը գերազանցի ձախողման չափանիշի արժեքը: Քայլը վերահաշվարկվում է։ Գլուխ 3. Կտրման գործընթացի մաթեմատիկական մոդելավորում 4. A 6-ից հանգույցների համար ետևի կտրող մակերևույթով նյութի ներթափանցման արգելքը կտրիչի մարմնի մեջ, եթե այս սահմանը ամրագրված չէ: 5. 1 8 հանգույցների համար անջատման պայմանը և B կետում անցումը CC-ին կարող են սահմանվել, եթե պայմանը ընտրված է չիպային անջատիչի հաշվարկում օգտագործելու համար: 6. Եթե առնվազն մեկ տարրի դեֆորմացիան գերազանցված է ավելի քան 25%-ով, քայլի չափը կրճատվում է մինչև 25% դեֆորմացիայի սահմանը: Քայլը վերահաշվարկվում է։ 7. Որոշվում է աստիճանի նվազեցման նվազագույն գործակիցը, իսկ եթե այն փոքր է 0,99-ից, ապա քայլը վերահաշվարկվում է, հակառակ դեպքում՝ անցում հաջորդ պայմաններին։ 8. Առաջին քայլը համարվում է առանց շփման: Հաշվարկից հետո հայտնաբերվում են A 8-ին և C-ին պատկանող հանգույցների շարժման ուղղությունները, ավելացվում է շփում և քայլը վերահաշվարկվում, շփման ուժի ուղղությունը պահվում է առանձին գրառման մեջ։ Եթե ​​քայլը հաշվարկվում է շփումով, ապա ստուգվում է, թե արդյոք փոխվել է շփման ուժի ազդեցության տակ գտնվող հանգույցների շարժման ուղղությունը։ Եթե ​​այն փոխվել է, ապա այդ հանգույցները խստորեն ամրագրված են ճակատային կտրող մակերեսի վրա: Քայլը վերահաշվարկվում է։ 9. Եթե անցում կատարվի հաջորդ քայլին, այլ ոչ թե վերահաշվարկ, ապա ամրացվում են ճակատային կտրող մակերեսին մոտեցող հանգույցները. և ոչ վերահաշվարկ, ապա 1 8-ին պատկանող հանգույցների համար հաշվարկվում են կտրող ուժերը, իսկ եթե դրանք բացասական են, ապա հավաքը ստուգվում է անջատվելու հնարավորության համար, այսինքն. ջոկատը կատարվում է միայն այն դեպքում, եթե այն վերինն է։ 11. Եթե անցում կատարվի հաջորդ քայլին, այլ ոչ թե վերահաշվարկ, ապա հայտնաբերվում է AG-ին պատկանող հանգույցը, որն այս քայլում ընդունելի (փոքր) արժեքով գերազանցել է ոչնչացման չափանիշի արժեքը։ Բաժանման մեխանիզմի միացում. մեկ հանգույցի փոխարեն ստեղծվում է երկու հանգույց, մեկը պատկանող, իսկ մյուսը՝ 1 іz; մարմնի հանգույցների վերահամարակալում հատուկ ալգորիթմի համաձայն. Անցեք հաջորդ քայլին:

Չափորոշիչների վերջնական իրականացումը (1-11) տարբերվում է ինչպես բարդությամբ, այնպես էլ դրանց առաջացման հավանականությամբ և հաշվարկների արդյունքների բարելավման իրական ներդրմամբ: Չափանիշը (1) հաճախ հանդիպում է հաշվարկում փոքր թվով քայլերի օգտագործման ժամանակ, և շատ հազվադեպ, երբ մեծ թվով քայլեր օգտագործվում են կտրվածքի նույն խորության վրա: Այնուամենայնիվ, այս չափանիշը թույլ չի տալիս հանգույցներին «ընկնել» կտրիչի մեջ, ինչը հանգեցնում է սխալ արդյունքների: Չափանիշի (9) համաձայն՝ հանգույցները ամրագրվում են հաջորդ քայլին անցնելու փուլում, այլ ոչ թե մի քանի վերահաշվարկներով։

Չափանիշ (2) իրականացումը բաղկացած է բոլոր տարրերի համար լարվածության ինտենսիվության հին և նոր արժեքների համեմատությունից և առավելագույն ինտենսիվության արժեքով տարրը որոշելուց: Այս չափանիշը հնարավորություն է տալիս մեծացնել քայլի չափը և դրանով ոչ միայն մեծացնել հաշվարկի արագությունը, այլև նվազեցնել տարրերի զանգվածային անցումից առաձգական գոտուց պլաստիկին առաջացած սխալը: Նմանապես (4) չափանիշով:

Մաքուր կտրման գործընթացը ուսումնասիրելու համար, առանց ջերմաստիճանի կտրուկ աճի ազդեցության փոխազդեցության մակերեսի և նմուշի վրա, որի մեջ ձևավորվում է շարունակական չիպ, առանց կտրող մակերեսի վրա կուտակումների ձևավորման, կտրման արագությունը. պահանջվում է 0,33 մմ/վ կարգ: Հաշվի առնելով այս արագությունը որպես առավելագույն, մենք ստանում ենք, որ կտրիչը 1 մմ-ով առաջ տանելու համար անհրաժեշտ է հաշվարկել 30 քայլ (ենթադրելով 0,1 ժամանակային միջակայք, որն ապահովում է գործընթացի լավագույն կայունությունը): Հաշվարկելիս, օգտագործելով թեստային մոդելը, կտրիչի ներդրմամբ 1 մմ-ով, հաշվի առնելով նախկինում նկարագրված չափանիշների օգտագործումը և առանց շփումը հաշվի առնելու, 30 քայլի փոխարեն ստացվել է 190: Դա պայմանավորված է նվազմամբ: նախնական քայլի արժեքով: Սակայն գործընթացի կրկնվող լինելու պատճառով փաստացի հաշվարկվել է 419 քայլ։ Այս անհամապատասխանությունը պայմանավորված է չափազանց մեծ քայլի չափով, որը հանգեցնում է քայլի չափի բազմակի նվազման՝ չափանիշների կրկնվող բնույթի պատճառով: Այսպիսով. Քայլերի քանակի սկզբնական աճով մինչև 100՝ 30-ի փոխարեն, հաշվարկված քայլերի թիվը 344 է: Թվի հետագա աճը մինչև 150 հանգեցնում է հաշվարկված քայլերի թվի աճին մինչև 390, հետևաբար՝ աճի: հաշվարկման ժամանակը. Ելնելով դրանից՝ կարելի է ենթադրել, որ չիպերի հեռացման գործընթացը մոդելավորելիս քայլերի օպտիմալ քանակը 100 քայլ է 1 մմ սնուցման համար՝ 600-1200 տարրերի քանակով անհավասար ցանցային միջնորմով։ Միաժամանակ քայլերի իրական թիվը, առանց շփումը հաշվի առնելու, կկազմի առնվազն 340 1 մմ-ի վրա, իսկ շփումը հաշվի առնելով՝ առնվազն 600 քայլ։

Պինդ մարմնի մեխանիկա<3 2008

© 2008 Վ.Ն. ԿՈՒԿՈՒՋԱՆՈՎ, Ա.Լ. ԼԵՎԻՏԻՆ

ԷԼԱՍՏԻԿ-ՎԻՍԿՈ-ՊԼԱՍՏԻԿ ՆՅՈՒԹԵՐԻ ԿՏԱՏՄԱՆ ԳՈՐԾԸՆԹԱՑՆԵՐԻ ԹՎԱԿԱՆ ՍԻՄՈՒԼԱՑՈՒՄ ԵՌՉԱՓ ՀԱՇՎԱԾՔՈՒՄ

Այս հոդվածում իրականացվել է առաձգական-մածուցիկ-պլաստիկ ափսեի (մշակման մասի) կտրման անկայուն գործընթացի եռաչափ մոդելավորում բացարձակ կոշտ կտրիչով, որը շարժվում է V0 հաստատուն արագությամբ կտրիչի դեմքի a տարբեր թեքություններով (նկ. 1): իրականացվում է վերջավոր տարրերի մեթոդով: Մոդելավորումն իրականացվել է առաձգական-մածուցիկ-պլաստիկ նյութի զուգակցված ջերմամեխանիկական մոդելի հիման վրա: Համեմատություն է արվում ադիաբատիկ կտրման գործընթացի և ռեժիմի միջև՝ հաշվի առնելով աշխատանքային մասի նյութի ջերմային հաղորդունակությունը: Կատարվել է կտրման գործընթացի պարամետրային ուսումնասիրություն՝ մշակվող մասի և կտրող գործիքի երկրաչափության, կտրման արագության և խորության, ինչպես նաև մշակվող նյութի հատկությունների փոփոխությամբ: Աշխատանքային մասի հաստության չափը z առանցքի ուղղությամբ փոփոխվել է: Սթրեսային վիճակը փոխվել է հարթ լարվածությունից H = H/L:< 1 (тонкая пластина) до плоскодеформируе-мого H >1 (լայն ափսե), որտեղ H-ը հաստությունն է, L-ը աշխատանքային մասի երկարությունն է: Խնդիրը լուծվել է շարժվող ադապտիվ Լագրանժ-Էյլերյան ցանցի վրա վերջավոր տարրերի մեթոդով` բաժանումով և հավասարումների ինտեգրման բացահայտ-իմպլիցիտ սխեմաների կիրառմամբ: Ցույց է տրվում, որ խնդրի թվային մոդելավորումը եռաչափ ձևակերպման մեջ հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել կտրման գործընթացները՝ շարունակական չիպի ձևավորմամբ, ինչպես նաև չիպի առանձին մասերի քայքայմամբ: Այս երևույթի մեխանիզմը ուղղանկյուն կտրման դեպքում (a = 0) կարելի է բացատրել ջերմային փափկեցմամբ՝ առանց վնասման մոդելների ներգրավման ադիաբատիկ կտրվածքային շերտերի ձևավորմամբ: Ավելի սուր կտրիչով կտրելիս (a անկյունը մեծ է), անհրաժեշտ է օգտագործել ջերմային և կառուցվածքային փափկեցման զուգորդված մոդել: Կտրիչի վրա ազդող ուժի կախվածությունը ստացվում է խնդրի տարբեր երկրաչափական և ֆիզիկական պարամետրերի համար: Ցույց է տրվում, որ հնարավոր են քվազիմոնոտոն և տատանվող ռեժիմներ և տրված է դրանց ֆիզիկական բացատրությունը։

1. Ներածություն. Կտրման պրոցեսները կարևոր դեր են խաղում դժվար դեֆորմացվող նյութերի մշակման մեջ պտտման և ֆրեզերային մեքենաներ. Մեքենաշինությունը գնագոյացման հիմնական գործողությունն է դժվար դեֆորմացվող նյութերից բարդ պրոֆիլային մասերի արտադրության մեջ, ինչպիսիք են տիտանի-ալյումինի և մոլիբդենի համաձուլվածքները: Երբ դրանք կտրվում են, ձևավորվում են չիպսեր, որոնք կարող են տրոհվել առանձին կտորների (չիպսերի), ինչը հանգեցնում է կտրված նյութի անհավասար մակերեսի և կտրիչի վրա խիստ անհավասար ճնշման: Բարձր արագությամբ կտրման ժամանակ մշակվող նյութի ջերմաստիճանի և լարվածության վիճակների պարամետրերի փորձնական որոշումը չափազանց դժվար է։ Այլընտրանք է գործընթացի թվային մոդելավորումը, որը հնարավորություն է տալիս բացատրել գործընթացի հիմնական առանձնահատկությունները և մանրամասն ուսումնասիրել կտրման մեխանիզմը։ Չիպերի ձևավորման և կոտրման մեխանիզմի հիմնարար ըմբռնումը կարևոր է արդյունավետ կտրման համար: Մաթեմատիկա

Կտրման գործընթացի մեխանիկական մոդելավորումը պահանջում է հաշվի առնել մեծ դեֆորմացիաները, լարվածության արագությունը և տաքացումը՝ կապված պլաստիկ դեֆորմացիայի ցրման հետ, ինչը հանգեցնում է նյութի ջերմային փափկացման և ոչնչացման:

Այս գործընթացների ճշգրիտ լուծումը դեռ չի ստացվել, թեև հետազոտություններ են ձեռնարկվել 20-րդ դարի կեսերից։ Առաջին աշխատանքները հիմնված էին ամենապարզ կոշտ-պլաստմասսայական հաշվարկի սխեմայի վրա։ Այնուամենայնիվ, կոշտ-պլաստիկ վերլուծության հիման վրա ստացված արդյունքները չէին կարող բավարարել ոչ նյութամշակողներին, ոչ տեսաբաններին, քանի որ այս մոդելը չէր տալիս առաջադրված հարցերի պատասխանները: Գրականության մեջ այս խնդրի լուծումը չկա տարածական ձևակերպման մեջ՝ հաշվի առնելով նյութի ջերմամեխանիկական փափկացման ժամանակ չիպերի ձևավորման, ոչնչացման և մասնատման ոչ գծային ազդեցությունները:

Վերջին մի քանի տարիների ընթացքում թվային սիմուլյացիաների շնորհիվ որոշակի առաջընթաց է գրանցվել այս գործընթացների ուսումնասիրության մեջ։ Ուսումնասիրվել է կտրման անկյան, մշակվող կտորի և կտրիչի ջերմամեխանիկական հատկությունները, կոտրվածքի մեխանիզմը չիպերի առաջացման և ոչնչացման վրա: Այնուամենայնիվ, աշխատանքների մեծ մասում կտրման գործընթացը դիտարկվել է զգալի սահմանափակումների ներքո. ընդունվել է խնդրի երկչափ ձևակերպում (հարթության դեֆորմացիա); հաշվի չի առնվել անկայուն գործընթացի սկզբնական փուլի ազդեցությունը կտրիչի վրա ազդող ուժի վրա. Ենթադրվում էր, որ ոչնչացումը տեղի կունենա նախապես որոշված ​​միջերեսի համաձայն: Այս բոլոր սահմանափակումները թույլ չտվեցին ամբողջությամբ ուսումնասիրել կտրումը, իսկ որոշ դեպքերում հանգեցրին բուն գործընթացի մեխանիզմի թյուրիմացությանը:

Ավելին, փորձարարական ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս վերջին տարիներին, լարման բարձր արագությամբ > 105–106 s–1, շատ նյութեր դրսևորում են անոմալ ջերմաստիճանային կախվածություն՝ կապված տեղահանման շարժման մեխանիզմի վերադասավորման հետ: Ջերմային տատանումների մեխանիզմը փոխարինվում է ֆոնոնային դիմադրության մեխանիզմով, որի արդյունքում նյութի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից դառնում է ուղիղ հակառակ՝ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ նյութի ուժեղացումը մեծանում է։ Նման էֆեկտները կարող են մեծ դժվարությունների հանգեցնել բարձր արագությամբ կտրման ժամանակ: Այս խնդիրները գրականության մեջ մինչ այժմ ուսումնասիրված չեն։ Բարձր արագությամբ գործընթացի մոդելավորումը պահանջում է մոդելների մշակում, որոնք հաշվի են առնում նյութերի վիսկոպլաստիկ վարքագծի բարդ կախվածությունը և, առաջին հերթին, հաշվի են առնում վնասն ու ոչնչացումը ճաքերի ձևավորմամբ և մասնիկների ու կտորների մասնատմամբ: դեֆորմացվող նյութ. Հաշվի առնելու բոլորը

8 Պինդ վիճակի մեխանիկա, թիվ 3

էֆեկտներ, պահանջվում են ոչ միայն բարդ ջերմաֆիզիկական մոդելներ, այլև ժամանակակից հաշվողական մեթոդներ, որոնք հնարավորություն են տալիս հաշվարկել մեծ դեֆորմացիաները, որոնք թույլ չեն տալիս սահմանափակել ցանցի աղավաղումները և հաշվի առնել նյութի ոչնչացումը և անդադարության տեսքը: Քննարկվող խնդիրները պահանջում են հսկայական հաշվարկ: Անհրաժեշտ է մշակել բարձր արագությամբ ալգորիթմներ ներքին փոփոխականներով էլաստովիսկոպլաստիկ հավասարումների լուծման համար։

2. Խնդրի հայտարարություն. 2.1. Երկրաչափություն. Ընդունված է խնդրի եռաչափ հայտարարություն։ Ի ՆԿ. 1-ը ցույց է տալիս տարածքը և սահմանային պայմանները կտրող հարթությունում: Ինքնաթիռին ուղղահայաց ուղղությամբ մշակվող մասն ունի վերջավոր հաստություն H = H/L (L-ը մշակման մասի երկարությունն է), որը տատանվում է լայն տիրույթում: Տարածական կարգավորումը թույլ է տալիս ազատ տեղաշարժել աշխատանքային մասի նյութը կտրող հարթությունից և ավելի հարթ չիպի ելք, որն ապահովում է կտրման ավելի բարենպաստ պայմաններ:

2.2 Հիմնական հավասարումներ. Թերմոառաձգականություն-վիսկոպլաստիկություն հավասարումների ամբողջական զուգակցված համակարգը բաղկացած է իմպուլսի պահպանման հավասարումից

piu/ir = ; (2.1)

Հուկի օրենքը ջերմաստիճանի լարումներով

(2.2) ջերմային ներհոսքի հավասարումը դժ

pSe d- \u003d K 0, .. - (3 X + 2c) a0 ° e „■ + ko; p (2.3)

որտեղ Ce-ն ջերմային հզորությունն է, K-ը՝ ջերմային հաղորդունակության գործակիցը, k-ը՝ Քուինի-Թեյլորի գործակիցը, որը հաշվի է առնում նյութի տաքացումը՝ պլաստիկ ցրման պատճառով:

Մենք ունենք նաև կապված պլաստիկ հոսքի օրենքը

ep = xi^/yo; (2.4)

և պլաստիկության պայմանները

A, EE, X;, 9) = Oy (]EE, X;, 0)< 0 (2.5)

որտեղ λ] սթրեսի տենզորի ինվարիանտներն են, E; - պլաստիկ լարվածության թենզոր: Ներքին փոփոխականների էվոլյուցիայի հավասարումները ունեն ձև

dX / yz = yLk, Xk, 9) (2.6)

2.3 Նյութի մոդել: Այս աշխատանքում ընդունված է Միզեսի տիպի ջերմաէլաստիկ-վիսկոպլաստիկ մոդելը.

oy(ep, ¿*,9) = [a + b(ep)"]

որտեղ oy-ը զիջման ուժն է, ep1-ը պլաստիկ դեֆորմացիաների ինտենսիվությունն է, 0-ը հալման կետին նշված հարաբերական ջերմաստիճանը 0 մ է.<0*

(0 - 0*) / (0մ - 0*), 0*<0<0т

Մասի նյութը ենթադրվում է միատարր։ Հաշվարկներում օգտագործվել է համեմատաբար փափուկ նյութը՝ A12024-T3 (առաձգական հաստատուններ՝ E = 73 GPa, V = 0,33; պլաստիկ հաստատուններ՝ A = 369 ՄՊա, B = 684 ՄՊա, n = 0,73, e0 = 5,77 × 10-4, C = 0,0083, m = 1,7, ■ 10-4, C = 0,008, m = 1,46, 9* = 300 K, 9m = 600 K, v = 0,9): Ադիաբատիկ կտրման գործընթացը համեմատվում է ամբողջական ջերմամեխանիկական խնդրի լուծման հետ։

2.4. Ոչնչացում. Նյութի կոտրվածքի մոդելը հիմնված է Minchen-Sack շարունակական մոտեցման վրա՝ հիմնված կոտրվածքի գոտիների մոդելավորման վրա դիսկրետ մասնիկներով: Որպես ձախողման չափանիշ ընդունվում է կրիտիկական արժեքը

պլաստիկ լարվածության ինտենսիվությունը ep:

ep = [dx + d2exp (d311/12)][ 1 + d41n (dp/d0)] (1 + d59) (2.8)

որտեղ ես. - փորձից որոշված ​​նյութի հաստատունները.

Եթե ​​ձախողման չափանիշը բավարարված է Լագրանժյան խցում, ապա այդպիսի բջիջներում հանգույցների միջև կապերն ազատվում են, և սթրեսները կա՛մ թուլանում են մինչև զրոյի, կա՛մ դիմադրությունը պահպանվում է միայն սեղմման նկատմամբ: Լագրանժյան հանգուցային զանգվածները ոչնչացման ժամանակ վերածվում են անկախ մասնիկների, որոնք տանում են զանգված, իմպուլս և էներգիա, շարժվում են որպես կոշտ ամբողջություն և չեն փոխազդում չկործանված մասնիկների հետ: Այս ալգորիթմների մանրամասն ակնարկը տրված է. Ներկա աշխատանքում կոտրվածքը որոշվում է պլաստիկ դեֆորմացիայի ep կրիտիկական ինտենսիվության հասնելով, իսկ կոտրվածքի մակերեսը կանխորոշված ​​չէ: Վերոնշյալ հաշվարկներում

e p = 1.0, կտրիչի արագությունը վերցվել է հավասար 2 մ/վ և 20 մ/վ։

2.5. Հավասարումների ինտեգրման մեթոդ. Ջերմապլաստիկության (2.1)-(2.8) հավասարումների կրճատված զուգակցված համակարգը ինտեգրելու համար նպատակահարմար է կիրառել բաժանման մեթոդը, որը մշակվել է . Առաձգական-պլաստիկ հավասարումների բաժանման սխեման բաղկացած է ամբողջական պրոցեսը գուշակողի՝ ջերմաէլաստիկ պրոցեսի բաժանումից։

որտեղ ep = 0 և բոլոր օպերատորները, որոնք կապված են պլաստիկ դեֆորմացիայի հետ, անհետանում են, իսկ ուղղիչը, որի ընդհանուր լարվածության արագությունը е = 0: Կանխագուշակման փուլում (2.1)-(2.6) համակարգը (2.1)-(2.6) փոփոխականների նկատմամբ, որոնք նշվում են ալիքով վերցնել ձևը

ryb/yz = a]

y aL \u003d "- a§"9) pSei9 / yg \u003d K.9ts - (3X + 2ts) a90eu

Հոդվածի հետագա ընթերցման համար դուք պետք է գնեք ամբողջական տեքստը: Հոդվածներն ուղարկվում են ձևաչափով

Վ.Կ.Աստաշև, Ա.Վ.Ռազինկին - 2008 թ

«MECHANICS UDC: 539.3 A.N. Շիպաչովը, Ս.Ա. Զելեպուգին ԲԱՐՁՐ արագության ուղղանկյուն գործընթացների թվային մոդելավորում...»

ՏՈՄՍԿԻ ՊԵՏԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆԻ Տեղեկագիր

2009 Մաթեմատիկա և մեխանիկա թիվ 2(6)

ՄԵԽԱՆԻԿԱ

Ա.Ն. Շիպաչովը, Ս.Ա. Զելեպուգին

ԳՈՐԾԸՆԹԱՑՆԵՐԻ ԹՎԱՅԻՆ ՍԻՄՈՒԼԱՑՈՒՄ

ՄԵՏԱՂՆԵՐԻ ԲԱՐՁՐ արագության ՈՒՂՂԱՓՈԽՈՒԹՅԱՆ ՀԱՏՄԱՆ ՀԱՄԱՐ1

Թվայինորեն ուսումնասիրված են վերջավոր տարրերի մեթոդով մետաղների բարձր արագությամբ ուղղանկյուն կտրման գործընթացները միջավայրի առաձգական-պլաստիկ մոդելի շրջանակներում՝ 1–200 մ/վրկ կտրման արագության միջակայքում։ Որպես չիպերի բաժանման չափանիշ, մենք օգտագործել ենք սահմանային արժեքըկտրվածքային դեֆորմացիաների հատուկ էներգիա. Բացահայտվում է չիպերի ձևավորման լրացուցիչ չափանիշի կիրառման անհրաժեշտությունը, որն առաջարկվում է սահմանային արժեքըմիկրովնասների հատուկ ծավալ:

Բանալի բառեր՝ գերարագ կտրում, թվային մոդելավորում, վերջավոր տարրերի մեթոդ:

Ֆիզիկական տեսանկյունից, նյութերի կտրման գործընթացը ինտենսիվ պլաստիկ դեֆորմացիայի և ոչնչացման գործընթաց է, որն ուղեկցվում է կտրիչի առջևի մակերևույթի վրա չիպային շփումով և կտրող մակերևույթի վրա գործիքի հետևի մակերեսի շփումով, որը տեղի է ունենում պայմաններում: բարձր ճնշումների և սահելու արագությունների մասին: Այս գործընթացում ծախսվող մեխանիկական էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի, որն իր հերթին մեծ ազդեցություն է ունենում կտրված շերտի դեֆորմացիայի, կտրող ուժերի, մաշվածության և գործիքի կյանքի վրա:

Ժամանակակից մեքենաշինության արտադրանքը բնութագրվում է բարձր ամրության և դժվար կտրվող նյութերի օգտագործմամբ, արտադրանքի ճշգրտության և որակի պահանջների կտրուկ աճով և կտրումով ստացված մեքենամասերի կառուցվածքային ձևերի զգալի բարդությամբ: . Հետեւաբար, հաստոցների մշակման գործընթացը պահանջում է մշտական ​​բարելավում: Ներկայումս նման բարելավման ամենախոստումնալից ոլորտներից մեկը գերարագ վերամշակումն է:

Գիտական ​​գրականության մեջ չափազանց անբավարար են ներկայացված նյութերի արագ կտրման գործընթացների տեսական և փորձարարական ուսումնասիրությունները։ Գոյություն ունեն բարձր արագությամբ կտրման գործընթացում նյութի ամրության բնութագրերի վրա ջերմաստիճանի ազդեցության փորձարարական և տեսական ուսումնասիրությունների առանձին օրինակներ։ Տեսական առումով, կտրող նյութերի խնդիրը ամենամեծ զարգացումն է ստացել ուղղանկյուն կտրման մի շարք վերլուծական մոդելների ստեղծման գործում։ Այնուամենայնիվ, խնդրի բարդությունը և նյութերի հատկությունների, ջերմային և իներցիոն էֆեկտների ավելի ամբողջական հաշվառման անհրաժեշտությունը հանգեցրեց աշխատանքին 08-99059), Ռուսաստանի Դաշնության կրթության և գիտության նախարարություն ՀՎՀՀ շրջանակներում «Բարձրագույն կրթության գիտական ​​ներուժի զարգացում» (նախագիծ 2.1.1/5993).

110 Ա.Ն. Շիպաչովը, Ս.Ա. Զելեպուգինի կողմից թվային մեթոդների կիրառումը, որոնցից դիտարկվող խնդրի առնչությամբ առավել լայնորեն կիրառվում է վերջավոր տարրերի մեթոդը։

–  –  –

հաշվարկվում է՝ օգտագործելով Mie-Grüneisen տիպի վիճակի հավասարումը, որում գործակիցներն ընտրվում են հյուգոնիոտյան շոկի adiabat-ի a և b հաստատունների հիման վրա:

Կոնստիտուցիոնալ հարաբերությունները միացնում են լարվածության շեղիչի և լարման արագության տենզորի բաղադրիչները և օգտագործում Jaumann ածանցյալը։ Միզեսի պայմանն օգտագործվում է պլաստիկ հոսքը նկարագրելու համար: Հաշվի են առնվում միջավայրի ամրության բնութագրերի (կտրման մոդուլ G և դինամիկ ելքի ուժ) կախվածությունը ջերմաստիճանից և նյութի վնասման աստիճանից։

Աշխատանքային մասից չիպերի բաժանման գործընթացի մոդելավորումն իրականացվել է մշակված մասի նախագծային տարրերի ոչնչացման չափանիշի միջոցով՝ օգտագործելով էրոզիայի տիպի նյութի ոչնչացման մոդելավորման մոդելավորման մոտեցումը: Որպես ճեղքվածքի չափանիշ՝ չիպերի տարանջատման չափանիշ օգտագործվել է կտրվածքային դեֆորմացիաների հատուկ էներգիայի սահմանափակող արժեքը Esh:

Այս էներգիայի ընթացիկ արժեքը հաշվարկվում է բանաձևով.

D Esh = Sij ij (5) dt Հատուկ կտրվածքային լարվածության էներգիայի կրիտիկական արժեքը կախված է փոխազդեցության պայմաններից և տրվում է ֆունկցիայի միջոցով. սկզբնական արագությունըկաթված:

c Esh = ash + bsh 0, (6) c որտեղ ash, bsh նյութական հաստատուններ են: Երբ Esh Esh-ը գտնվում է հաշվարկային բջիջում, այս բջիջը համարվում է ոչնչացված և հեռացված հետագա հաշվարկից, իսկ հարևան բջիջների պարամետրերը ճշգրտվում են՝ հաշվի առնելով պահպանման օրենքները: Ուղղումը բաղկացած է ոչնչացված տարրի զանգվածը հեռացնելով այս տարրին պատկանող հանգույցներից: Եթե ​​միևնույն ժամանակ որևէ հաշվարկային հանգույցի զանգվածը դառնում է զրո, ապա այդ հանգույցը համարվում է ոչնչացված և նույնպես հանվում է հետագա հաշվարկից։

Հաշվարկների արդյունքները Հաշվարկները կատարվել են 1-ից մինչև 200 մ/վ արագությունների կտրման համար: Գործիքի աշխատանքային մասի չափսերը՝ վերին եզրի երկարությունը՝ 1,25 մմ, կողմը՝ 3,5 մմ, դիմային անկյունը՝ 6°, հետևի անկյունը՝ 6°։ Մշակվող պողպատե թիթեղն ուներ 5 մմ հաստություն, 50 մմ երկարություն և 1 մմ կտրման խորություն: Աշխատանքային մասի նյութը St3 պողպատ է, գործիքի աշխատանքային մասի նյութը բորի նիտրիդի խիտ փոփոխությունն է։

Օգտագործվել են աշխատանքային մասի նյութի հաստատունների հետևյալ արժեքները. , V2 = 5,7 10–7 մ3/կգ, Kf = 0,54 մ վ/կգ, Pk = –1,5 ԳՊա, մոխիր = 7 104 Ջ/կգ, բշ = 1,6 103 մ/վրկ։ Գործիքի աշխատանքային մասի նյութը բնութագրվում է 0 = 3400 կգ/մ3 հաստատուններով, K1 = 410 ԳՊա, K2 = K3 = 0, 0 = 0, G0 = 330 ԳՊա, որտեղ K1, K2, K3 հաստատուններն են. վիճակի հավասարումը Mie – Gruneisen ձևով:

10 մ/վ արագությամբ կտրիչի շարժման ընթացքում չիպերի առաջացման գործընթացի հաշվարկի արդյունքները ներկայացված են նկ. 1. Հաշվարկներից հետևում է, որ կտրման գործընթացը ուղեկցվում է կտրիչի ծայրի մոտակայքում գտնվող աշխատանքային մասի խիստ պլաստիկ դեֆորմացմամբ, ինչը չիպսերի ձևավորման ընթացքում հանգեցնում է տեղակայված դիզայնի տարրերի սկզբնական ձևի ուժեղ աղավաղման: կտրման գծի երկայնքով: Այս աշխատանքում օգտագործվում են գծային եռանկյուն տարրեր, որոնք հաշվարկներում օգտագործվող անհրաժեշտ փոքր ժամանակային քայլով ապահովում են հաշվարկի կայունությունը իրենց էական դեֆորմացմամբ,

–  –  –

Բրինձ. Նկ. 1. Չիպի, մշակման մասի և կտրող գործիքի աշխատանքային մասի ձևը 1,9 մս (ա) և 3,8 մս (բ) ժամանակներում, երբ կտրիչը շարժվում է 10 մ/վ արագությամբ: Բարձր արագության թվային մոդելավորում: ուղղանկյուն կտրում 113 մինչև տարանջատման չափանիշի թրաշիների կատարումը. 10 մ/վ և ավելի ցածր կտրման արագության դեպքում նմուշում հայտնվում են տարածքներ, որտեղ չիպերի բաժանման չափանիշը ժամանակին չի գործում (նկ. 1, ա), ինչը ցույց է տալիս կամ լրացուցիչ չափանիշ կիրառելու կամ օգտագործվածը փոխարինելու անհրաժեշտությունը: չափանիշը նորով.

Բացի այդ, չիպի ձևավորման չափանիշը կարգավորելու անհրաժեշտությունը նշվում է չիպի մակերեսի ձևով:

Նկ. 2-ը ցույց է տալիս ջերմաստիճանի (K-ով) և հատուկ կտրվածքային էներգիայի (կՋ/կգ-ով) դաշտերը կտրման սկզբից 1,4 մվ-ում 25 մ/վ արագությամբ: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ ջերմաստիճանի դաշտը գրեթե նույնական է հատուկ կտրվածքային լարվածության էներգիայի դաշտին, ինչը ցույց է տալիս, որ 1520 թ.

–  –  –

Բրինձ. Նկար 3. Միկրովնասների հատուկ ծավալի դաշտերը (սմ3/գ-ով) 1,4 մվ-ի ժամանակ, երբ կտրիչը շարժվում է 25 մ/վ արագությամբ, 1 – 200 մ/վ կտրման արագությունների միջակայքում գտնվող միջավայրերում:

Հաշվարկների արդյունքների հիման վրա պարզվել է, որ կտրման դեֆորմացիաների և ջերմաստիճանի հատուկ էներգիայի մակարդակի գծերի բաշխման բնույթը գերբարձր կտրման արագություններում նույնն է, ինչ 1 մ/վ կարգի կտրման արագությունների դեպքում, և Ռեժիմի որակական տարբերությունները կարող են առաջանալ աշխատանքային մասի նյութի հալման պատճառով, որը տեղի է ունենում միայն գործիքի հետ շփման նեղ շերտում, ինչպես նաև գործիքի աշխատանքային մասի նյութի ամրության հատկությունների դեգրադացիայի պատճառով:

Հայտնաբերվել է գործընթացի պարամետր՝ միկրովնասների հատուկ ծավալը, որի սահմանափակող արժեքը կարող է օգտագործվել որպես չիպերի ձևավորման լրացուցիչ կամ անկախ չափանիշ:

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

1. Պետրուշին Ս.Ի. Կտրող գործիքների աշխատանքային մասի օպտիմալ ձևավորում // Տոմսկ: Թոմ. Պոլիտեխնիկական համալսարան, 2008. 195 p.

2. Sutter G., Ranc N. Ջերմաստիճանի դաշտերը չիպի մեջ բարձր արագությամբ ուղղանկյուն կտրման ժամանակ – Փորձարարական հետազոտություն // Int. J. Machine Tools & Manufacture. 2007 թ. 47. P. 1507 - 1517 թթ.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. and Molinari A. Օրթոգոնալ կտրման թվային մոդելավորում. Կտրման պայմանների ազդեցությունը և բաժանման չափանիշը, J. Phys. 2006.V.IV. ոչ 134.

4. Hortig C., Svendsen B. Բարձր արագությամբ կտրման ժամանակ չիպի ձևավորման մոդելավորում // J. Նյութերի մշակման տեխնոլոգիա: 2007 թ. 186. Էջ 66 - 76։

5. Campbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Microstructural characterization of AlT651 chips and workpieces made by high speed machinering // Materials Science and Engineering A. 2006. No. 430. Էջ 15 - 26։

6. Զելեպուգին Ս.Ա., Կոնյաև Ա.Ա., Սիդորով Վ.Ն. և այլն: Տիեզերանավի պաշտպանիչ տարրերի հետ մասնիկների խմբի բախման փորձարարական և տեսական ուսումնասիրություն // տիեզերական հետազոտություն. 2008. V. 46. No 6. S. 559 – 570.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. Խոչընդոտների ոչնչացման մոդելավորում մի խումբ մարմինների բարձր արագությամբ ազդեցության ժամանակ // Քիմիական ֆիզիկա. 2008. V. 27. No 3. S. 71 – 76:

8. Իվանովա Օ.Վ., Զելեպուգին Ս.Ա. Խառնուրդի բաղադրիչների համատեղ դեֆորմացիայի վիճակը հարվածային ալիքային սեղմման ժամանակ // TSU տեղեկագիր. Մաթեմատիկա և մեխանիկա. 2009. Թիվ 1(5).

9. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Հարվածային ալիքային բեռնման տակ գտնվող նյութերի մեխանիկական հատկությունների ուսումնասիրություն // Izvestiya RAN. MTT. 1999. No 5. S. 173 - 188:

10. Զելեպուգին Ս.Ա., Շպակով Ս.Ս. Երկշերտ պատնեշի ոչնչացում բորի կարբիդ - տիտանի խառնուրդ բարձր արագությամբ հարվածով // Izv. համալսարանները։ Ֆիզիկա. 2008. Թիվ 8/2. էջ 166 - 173։

11. Գորելսկի Վ.Ա., Զելեպուգին Ս.Ա. Վերջավոր տարրերի մեթոդի կիրառում STM գործիքով մետաղների ուղղանկյուն կտրման ուսումնասիրության համար՝ հաշվի առնելով ոչնչացման և ջերմաստիճանի ազդեցությունները // Գերկարծր նյութեր. 1995. No 5. S. 33 - 38:

ՏԵՂԵԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ ՀԵՂԻՆԱԿՆԵՐԻ ՄԱՍԻՆ.

ՇԻՊԱՉԵՎ Ալեքսանդր Նիկոլաևիչ - Տոմսկի ֆիզիկատեխնիկական ֆակուլտետի ասպիրանտ պետական ​​համալսարան. Էլ. [էլփոստը պաշտպանված է]ԶԵԼԵՊՈՒԳԻՆ Սերգեյ Ալեքսեևիչ – ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր, Տոմսկի պետական ​​համալսարանի ֆիզիկատեխնիկական ֆակուլտետի դեֆորմացվող պինդ մեխանիկայի ամբիոնի պրոֆեսոր, Սիբիրյան մասնաճյուղի Տոմսկի գիտական ​​կենտրոնի կառուցվածքային մակրոկինետիկայի բաժնի ավագ գիտաշխատող։ Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիա. Էլ. [էլփոստը պաշտպանված է], [էլփոստը պաշտպանված է]Հոդվածն ընդունվել է տպագրության 2009 թվականի մայիսի 19-ին։

Նմանատիպ աշխատանքներ.

APT իրավական ճեպազրույցների շարք Ազգային մարդու իրավունքների ինստիտուտները որպես կանխարգելման ազգային մեխանիզմներ. հնարավորություններ և մարտահրավերներ 2013 թ. ազգային կազմակերպություններ Ազգային կանխարգելիչ մեխանիզմներ. Պետությունները իրավունք ունեն տրամադրել մեկ կամ մի քանի գոյություն ունեցող կամ ...»:

«Գիտխորհուրդ. հունվարի 30-ի նիստի արդյունքները Սանկտ Պետերբուրգի պետական ​​համալսարանի գիտական ​​խորհրդի հունվարի 30-ի նիստում շնորհվել է Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանի մեդալ, 2011 թվականի ռուս երիտասարդների պետական ​​աջակցության մրցույթի հաղթողների վկայականներ։ գիտությունների թեկնածուներ, Սբ. պատվավոր պրոֆեսորի կոչում, գիտական ​​կոչումների շնորհում, ամբիոնների ղեկավարների ընտրություն և գիտամանկավարժական աշխատողների մրցույթ։ Հետազոտության գծով պրոռեկտոր Նիկոլայ Սկվորցովը կատարել է...»

«մեկ. Ընդհանուր դրույթներ Տաղանդավոր երիտասարդ հետազոտողներին բացահայտելու և աջակցելու, գիտական ​​երիտասարդության մասնագիտական ​​աճը խթանելու, Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի երիտասարդ գիտնականների, Ռուսաստանի այլ հաստատությունների, կազմակերպությունների և Ռուսաստանի բարձրագույն ուսումնական հաստատությունների ուսանողների ստեղծագործական գործունեությունը խրախուսելու համար. գիտական ​​հետազոտություններ, Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիան ամեն տարի 19 մեդալ է շնորհում լավագույն գիտական ​​աշխատանքների համար՝ յուրաքանչյուրը 50,000 ռուբլու պարգևներով Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի, այլ հաստատությունների, Ռուսաստանի կազմակերպությունների երիտասարդ գիտնականներին և 19 մեդալների…»:

«ՌԱՍԱՍԱՅԻՆ ԽՏՐԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՎԵՐԱՑՄԱՆ ՄԱՍԻՆ ՄԱՐԴՈՒ ԻՐԱՎՈՒՆՔՆԵՐԻ ՀԱՆՁՆԱԺՈՂՈՎԻ Փաստաթղթի թիվ 12 Համաշխարհային արշավի համար մարդու իրավունքների շարքի Մարդու իրավունքների տեղեկատվական թերթիկը հրապարակված է Ժնևում ՄԱԿ-ի գրասենյակի Մարդու իրավունքների կենտրոնի կողմից: Այն արտացոլում է մարդու իրավունքների որոշ հարցեր, որոնք գտնվում են մանրազնին հսկողության տակ կամ առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում: Human Rights. A Fact Sheet հրատարակությունը նախատեսված է լայն հանրության համար. Դրա նպատակն է նպաստել...

«Դասախոսություն 3 ՇՈՒԿԱՅԻ ԵՎ ՊԵՏԱԿԱՆ ԿԱՐԳԱՎՈՐՈՒՄԸ Պետությունն իր տեսակի մեջ միակ կազմակերպությունն է, որը զբաղվում է լայնածավալ բռնությունների դեմ: Մյուրեյ Ռոթբարդ7 Ես միշտ հանդես եմ եկել պետության դերի նկատմամբ հավասարակշռված տեսակետի օգտին՝ գիտակցելով ինչպես շուկայական մեխանիզմի, այնպես էլ պետության սահմանափակումներն ու ձախողումները, բայց միշտ ենթադրելով, որ նրանք գործում են միասին՝ գործընկերության մեջ: Ջոզեֆ Ստիգլից8 Հիմնական հարցեր՝ 3.1. Շուկայի ֆիասկո կամ ձախողումներ և պետության անհրաժեշտություն…»:

2016 www.website - «Անվճար էլեկտրոնային գրադարան - գիտական ​​հրապարակումներ»

Այս կայքի նյութերը տեղադրվում են վերանայման համար, բոլոր իրավունքները պատկանում են դրանց հեղինակներին:
Եթե ​​համաձայն չեք, որ ձեր նյութը տեղադրված է այս կայքում, խնդրում ենք գրել մեզ, մենք այն կհեռացնենք 1-2 աշխատանքային օրվա ընթացքում:

ՏՈՄՍԿԻ ՊԵՏԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆԻ ԲՈՒԼԵՏԻՆ Մաթեմատիկա և մեխանիկա

ՄԵԽԱՆԻԿԱ

Ա.Ն. Շիպաչովը, Ս.Ա. Զելեպուգին

ՄԵՏԱՂՆԵՐԻ ԲԱՐՁՐ արագ ուղղանկյուն ՀԱՏՄԱՆ ԹՎԱԿԱՆ ՄԻՁԵՎՈՒՄ1.

Վերջավոր տարրերի մեթոդով մետաղների բարձր արագությամբ ուղղանկյուն կտրման գործընթացները թվայինորեն ուսումնասիրված են միջավայրի առաձգական-պլաստիկ մոդելի շրջանակում՝ կտրման արագության 1 - 200 մ/վ տիրույթում։ Որպես չիպերի բաժանման չափանիշ օգտագործվել է կտրվածքային դեֆորմացիաների հատուկ էներգիայի սահմանափակող արժեքը: Բացահայտվում է չիպերի առաջացման լրացուցիչ չափանիշի կիրառման անհրաժեշտությունը, որով առաջարկվում է միկրովնասների կոնկրետ ծավալի սահմանափակող արժեքը։

Բանալի բառեր՝ գերարագ կտրում, թվային մոդելավորում, վերջավոր տարրերի մեթոդ:

Ֆիզիկական տեսանկյունից, նյութերի կտրման գործընթացը ինտենսիվ պլաստիկ դեֆորմացիայի և ոչնչացման գործընթաց է, որն ուղեկցվում է կտրիչի առջևի մակերևույթի վրա չիպային շփումով և կտրող մակերևույթի վրա գործիքի հետևի մակերեսի շփումով, որը տեղի է ունենում պայմաններում: բարձր ճնշումների և սահելու արագությունների մասին: Այս գործընթացում ծախսվող մեխանիկական էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի, որն իր հերթին մեծ ազդեցություն է ունենում կտրված շերտի դեֆորմացիայի, կտրող ուժերի, մաշվածության և գործիքի կյանքի վրա:

Ժամանակակից մեքենաշինության արտադրանքը բնութագրվում է բարձր ամրության և դժվար կտրվող նյութերի օգտագործմամբ, արտադրանքի ճշգրտության և որակի պահանջների կտրուկ աճով և կտրումով ստացված մեքենամասերի կառուցվածքային ձևերի զգալի բարդությամբ: . Հետեւաբար, հաստոցների մշակման գործընթացը պահանջում է մշտական ​​բարելավում: Ներկայումս նման բարելավման ամենախոստումնալից ոլորտներից մեկը գերարագ վերամշակումն է:

Գիտական ​​գրականության մեջ չափազանց անբավարար են ներկայացված նյութերի արագ կտրման գործընթացների տեսական և փորձարարական ուսումնասիրությունները։ Գոյություն ունեն բարձր արագությամբ կտրման գործընթացում նյութի ամրության բնութագրերի վրա ջերմաստիճանի ազդեցության փորձարարական և տեսական ուսումնասիրությունների առանձին օրինակներ։ Տեսական առումով, կտրող նյութերի խնդիրը ամենամեծ զարգացումն է ստացել ուղղանկյուն կտրման մի շարք վերլուծական մոդելների ստեղծման գործում։ Այնուամենայնիվ, խնդրի բարդությունը և նյութերի հատկությունների, ջերմային և իներցիոն ազդեցությունների ավելի ամբողջական հաշվառման անհրաժեշտությունը հանգեցրին.

1 Աշխատանքը ֆինանսապես աջակցել է Հիմնական հետազոտությունների ռուսական հիմնադրամը (նախագծեր 07-08-00037, 08-08-12055), Հիմնական հետազոտությունների ռուսական հիմնադրամը և Տոմսկի շրջանի վարչակազմը (նախագիծ 09-08-99059), Ռուսաստանի Դաշնության կրթության և գիտության նախարարությունը «Բարձրագույն կրթության գիտական ​​ներուժի զարգացում» ՀՎՀՀ-ի շրջանակներում (նախագիծ 2.1.1/5993):

թվային մեթոդների օգտագործումը, որոնցից քննարկվող խնդրի առնչությամբ առավել լայնորեն կիրառվում է վերջավոր տարրերի մեթոդը։

Այս աշխատանքում մետաղների գերարագ կտրման գործընթացները թվային կերպով ուսումնասիրվում են վերջավոր տարրերի մեթոդով հարթաչափական երկչափ ձևակերպմամբ՝ միջավայրի առաձգական-պլաստիկ մոդելի շրջանակներում։

Թվային հաշվարկներում օգտագործվում է վնասված միջավայրի մոդել, որը բնութագրվում է նրանում միջուկացման և ճաքերի առաջացման հնարավորությամբ։ Միջին W-ի ընդհանուր ծավալը կազմված է նրա չվնասված մասից, որը զբաղեցնում է Wc ծավալը և բնութագրվում է pc խտությամբ, ինչպես նաև W/ ծավալը զբաղեցնող ճեղքերով, որոնցում խտությունը ենթադրվում է զրո։ Միջավայրի միջին խտությունը կապված է ներկայացված պարամետրերի հետ p = pc (Ws /W) հարաբերությամբ: Միջավայրի վնասման աստիճանը բնութագրվում է ճաքերի հատուկ ծավալով V/ = W//(W p):

Սեղմվող միջավայրի ոչ անշարժ ադիաբատիկ (ինչպես առաձգական, այնպես էլ պլաստիկ դեֆորմացիաներով) շարժումը նկարագրող հավասարումների համակարգը բաղկացած է շարունակականության, շարժման, էներգիայի հավասարումներից.

որտեղ p - խտություն, r - ժամանակ, u - արագության վեկտոր u բաղադրիչներով, cmy = - (P + Q)5jj + Bu - լարվածության տենզորի բաղադրիչներ, E - հատուկ ներքին էներգիա, - լարման արագության տենզորի բաղադրիչներ, P. = Pc (p / pc) - միջին ճնշում, Pc - ճնշում նյութի պինդ բաղադրիչում (անխախտ մասում), 2 - արհեստական ​​մածուցիկություն, Bu - սթրեսի շեղիչի բաղադրիչներ:

«Պոկվող» կոտրվածքների մոդելավորումն իրականացվում է ակտիվ տիպի կոտրվածքի կինետիկ մոդելի միջոցով.

Մոդելը ստեղծելիս ենթադրվում էր, որ նյութը պարունակում է պոտենցիալ կոտրվածքի տեղամասեր՝ արդյունավետ հատուկ ծավալով V:, որոնց վրա ճաքեր (կամ ծակոտիներ) ձևավորվում և աճում են, երբ առաձգական ճնշումը Pc-ն գերազանցում է որոշակի կրիտիկական արժեքը P = P)U\/: (U\ + V/ ), որը նվազում է առաջացած միկրովնասների աճի հետ։ VI, V2, Pk, K/ հաստատուններն ընտրվել են՝ համեմատելով թիկունքի մակերեսի արագությունը գրանցելու հաշվարկների և փորձերի արդյունքները, երբ նմուշը բեռնված էր հարթ սեղմման իմպուլսներով: Նյութական հաստատունների նույն հավաքածուն օգտագործվում է ճաքերի կամ ծակոտիների աճը և փլուզումը հաշվարկելու համար՝ կախված Pc-ի նշանից:

Չվնասված նյութում ճնշումը համարվում է որոշակի ծավալի և հատուկ ներքին էներգիայի ֆունկցիա, ինչպես նաև բեռնման պայմանների ողջ տիրույթում,

Խնդրի ձևակերպում

Շու(րի) = 0;

0 եթե |Ռս |< Р* или (Рс >P* և Y^ = 0),

^=| - n§n (Ps) k7 (Ps | - P *) (Y2 + Y7),

եթե Rs< -Р* или (Рс >P* և Y^ > 0):

Այն հաշվարկվում է՝ օգտագործելով Mie-Gruneisen տիպի վիճակի հավասարումը, որում գործակիցներն ընտրվում են հյուգոնիոտական ​​շոկի adiabat-ի a և b հաստատունների հիման վրա։

Կոնստիտուցիոնալ հարաբերությունները միացնում են լարվածության շեղիչի և լարման արագության տենզորի բաղադրիչները և օգտագործում Jaumann ածանցյալը։ Միզեսի պայմանն օգտագործվում է պլաստիկ հոսքը նկարագրելու համար: Հաշվի են առնվում միջավայրի ամրության բնութագրերի (կտրման մոդուլ G և դինամիկ ելքի ուժ o) կախվածությունը ջերմաստիճանից և նյութի վնասման աստիճանից։

Աշխատանքային մասից չիպերի բաժանման գործընթացի մոդելավորումն իրականացվել է մշակված մասի նախագծային տարրերի ոչնչացման չափանիշի միջոցով՝ օգտագործելով էրոզիայի տիպի նյութի ոչնչացման մոդելավորման մոդելավորման մոտեցումը: Որպես ճեղքվածքի չափանիշ օգտագործվել է կտրվածքային դեֆորմացիաների հատուկ էներգիայի սահմանափակող արժեքը Esh-ը` չիպերի բաժանման չափանիշ: Այս էներգիայի ընթացիկ արժեքը հաշվարկվում է բանաձևով.

Կտրման դեֆորմացիաների հատուկ էներգիայի կրիտիկական արժեքը կախված է փոխազդեցության պայմաններից և տրվում է սկզբնական հարվածի արագության գործառույթով.

Էշ = մոխիր + բշ U0, (6)

որտեղ ash, bsh-ը նյութական հաստատուններ են: Երբ Esh > Esch հաշվողական բջիջում, այս բջիջը համարվում է ոչնչացված և հեռացվում է հետագա հաշվարկից, իսկ հարևան բջիջների պարամետրերը ուղղվում են՝ հաշվի առնելով պահպանման օրենքները: Ուղղումը բաղկացած է ոչնչացված տարրի զանգվածը հեռացնելով այս տարրին պատկանող հանգույցներից: Եթե ​​միևնույն ժամանակ որևէ հաշվարկված հանգույցի զանգվածը դառնա

դառնում է զրոյական, ապա այս հանգույցը համարվում է ոչնչացված և նույնպես հանվում է հետագա հաշվարկից:

Հաշվարկի արդյունքները

Հաշվարկներն իրականացվել են 1-ից 200 մ/վ արագությունների կտրման համար։ Գործիքի աշխատանքային մասի չափսերը՝ վերին եզրի երկարությունը՝ 1,25 մմ, կողմը՝ 3,5 մմ, դիմային անկյունը՝ 6°, հետևի անկյունը՝ 6°։ Մշակվող պողպատե թիթեղն ուներ 5 մմ հաստություն, 50 մմ երկարություն, 1 մմ կտրման խորություն։ Աշխատանքային մասի նյութը St3 պողպատ է, գործիքի աշխատանքային մասի նյութը բորի նիտրիդի խիտ փոփոխությունն է։ Օգտագործվել են աշխատանքային մասի նյութի հաստատունների հետևյալ արժեքները՝ p0 = 7850 կգ/մ3, a = 4400 մ/վ, b = 1,55, G0 = 79 ԳՊա, o0 = 1,01 ԳՊա, V = 9,2-10"6: m3/kg, V2 = 5,7-10-7 m3/kg, K= 0,54 m-s/kg, Pk = -1,5 GPa, ash = 7-104 J/kg, bsh = 1,6 -10 m/s Աշխատանքի նյութը: գործիքի մի մասը բնութագրվում է p0 = 3400 կգ/մ3, K1 = 410 GPa, K2 = K3 = 0, y0 = 0, G0 = 330 GPa հաստատուններով, որտեղ K1, K2, K3 վիճակի հավասարման հաստատուններն են: Mi-Gruneisen ձևը.

10 մ/վ արագությամբ կտրիչի շարժման ընթացքում չիպերի առաջացման գործընթացի հաշվարկի արդյունքները ներկայացված են նկ. 1. Հաշվարկներից հետևում է, որ կտրման գործընթացը ուղեկցվում է կտրիչի ծայրի մոտակայքում գտնվող աշխատանքային մասի խիստ պլաստիկ դեֆորմացմամբ, ինչը չիպսերի ձևավորման ընթացքում հանգեցնում է տեղակայված դիզայնի տարրերի սկզբնական ձևի ուժեղ աղավաղման: կտրման գծի երկայնքով: Այս աշխատանքում օգտագործվում են գծային եռանկյուն տարրեր, որոնք հաշվարկներում օգտագործվող անհրաժեշտ փոքր ժամանակային քայլով ապահովում են հաշվարկի կայունությունը իրենց էական դեֆորմացմամբ,

Բրինձ. Նկ. 1. Չիպի, մշակման մասի և կտրող գործիքի աշխատանքային մասի ձևը 1,9 մս (ա) և 3,8 մս (բ) ժամանակներում, երբ կտրիչը շարժվում է 10 մ/վ արագությամբ։

մինչև չիպերի բաժանման չափանիշի կատարումը: 10 մ/վ և ավելի ցածր կտրման արագության դեպքում նմուշում հայտնվում են տարածքներ, որտեղ չիպերի բաժանման չափանիշը ժամանակին չի գործում (նկ. 1, ա), ինչը ցույց է տալիս կամ լրացուցիչ չափանիշ կիրառելու կամ օգտագործվածը փոխարինելու անհրաժեշտությունը: չափանիշը նորով. Բացի այդ, չիպի ձևավորման չափանիշը կարգավորելու անհրաժեշտությունը նշվում է չիպի մակերեսի ձևով:

Նկ. 2-ը ցույց է տալիս ջերմաստիճանի (K-ով) և հատուկ կտրվածքային էներգիայի (կՋ/կգ-ով) դաշտերը կտրման սկզբից 1,4 մվ-ում 25 մ/վ արագությամբ: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ ջերմաստիճանի դաշտը գրեթե նույնական է հատուկ կտրվածքային լարվածության էներգիայի դաշտին, ինչը ցույց է տալիս, որ

Բրինձ. Նկ. 2. Ջերմաստիճանի (ա) և կտրվածքի դեֆորմացիաների հատուկ էներգիայի դաշտերը և մեկուսացումները (բ) 1,4 մվ-ի ժամանակ, երբ կտրիչը շարժվում է 25 մ/վ արագությամբ։

ջերմաստիճանի ռեժիմգերարագ կտրման ժամանակ որոշվում է հիմնականում աշխատանքային մասի նյութի պլաստիկ դեֆորմացմամբ: Այս դեպքում չիպի մեջ առավելագույն ջերմաստիճանները չեն գերազանցում 740 K-ը, մշակման մասում՝ -640 K: Կտրման գործընթացում կտրիչում առաջանում են զգալիորեն ավելի բարձր ջերմաստիճաններ (նկ. 2, ա), ինչը կարող է հանգեցնել դեգրադացիայի: նրա ուժային հատկությունները.

Հաշվարկման արդյունքները ներկայացված են Նկ. 3-ը ցույց է տալիս, որ կտրիչի դիմաց միկրովնասների հատուկ ծավալի գրադիենտային փոփոխությունները շատ ավելի ցայտուն են, քան կտրվածքի դեֆորմացիաների կամ ջերմաստիճանի էներգիայի փոփոխությունները, հետևաբար, հաշվարկներում կարող է օգտագործվել միկրովնասների հատուկ ծավալի սահմանափակող արժեքը (անկախ կամ լրացուցիչ) որպես չիպերի բաժանման չափանիշ:

0,1201 0,1101 0,1001 0,0901 0,0801 0,0701 0,0601 0,0501 0,0401 0,0301 0,0201 0,0101

Բրինձ. Նկ. 3. Միկրովնասների հատուկ ծավալի դաշտերը (սմ/գ-ով) 1,4 մվ-ի ժամանակ, երբ կտրիչը շարժվում է 25 մ/վ արագությամբ։

Եզրակացություն

Վերջավոր տարրերի մեթոդով մետաղների բարձր արագությամբ ուղղանկյուն կտրման գործընթացները թվայինորեն ուսումնասիրված են միջավայրի առաձգական-պլաստիկ մոդելի շրջանակում՝ կտրման արագության 1 - 200 մ/վ տիրույթում։

Հաշվարկների արդյունքների հիման վրա պարզվել է, որ կտրման դեֆորմացիաների և ջերմաստիճանի հատուկ էներգիայի մակարդակի գծերի բաշխման բնույթը գերբարձր կտրման արագություններում նույնն է, ինչ 1 մ/վ կարգի կտրման արագությունների դեպքում, և Ռեժիմի որակական տարբերությունները կարող են առաջանալ աշխատանքային մասի նյութի հալման պատճառով, որը տեղի է ունենում միայն գործիքի հետ շփման նեղ շերտում, ինչպես նաև գործիքի աշխատանքային մասի նյութի ամրության հատկությունների դեգրադացիայի պատճառով:

Հայտնաբերվել է գործընթացի պարամետր՝ միկրովնասների հատուկ ծավալը, որի սահմանափակող արժեքը կարող է օգտագործվել որպես չիպերի ձևավորման լրացուցիչ կամ անկախ չափանիշ:

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

1. Պետրուշին Ս.Ի. Կտրող գործիքների աշխատանքային մասի օպտիմալ ձևավորում // Տոմսկ: Թոմ. Պոլիտեխնիկական համալսարան, 2008. 195 p.

2. Sutter G., Ranc N. Ջերմաստիճանի դաշտերը չիպի մեջ բարձր արագությամբ ուղղանկյուն կտրման ժամանակ - Փորձարարական հետազոտություն // Int. J. Machine Tools & Manufacture. 2007 թ. 47. P. 1507 - 1517 թթ.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. and Molinari A. Օրթոգոնալ կտրման թվային մոդելավորում. Կտրման պայմանների ազդեցությունը և բաժանման չափանիշը, J. Phys. 2006.V.IV. ոչ 134. P. 417-422.

4. Hortig C., Svendsen B. Բարձր արագությամբ կտրման ժամանակ չիպի ձևավորման մոդելավորում // J. Նյութերի մշակման տեխնոլոգիա: 2007 թ. 186. Էջ 66 - 76։

5. Campbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Microstructural characterization of Al-7075-T651 chips and workpieces made by high speed machinering // Materials Science and Engineering A. 2006. No. 430. Էջ 15 - 26։

6. Զելեպուգին Ս.Ա., Կոնյաև Ա.Ա., Սիդորով Վ.Ն. et al. Մի խումբ մասնիկների բախման փորձարարական և տեսական ուսումնասիրություն տիեզերանավի պաշտպանության տարրերի հետ // Տիեզերական հետազոտություն. 2008. V. 46. No 6. S. 559 - 570:

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. Խոչընդոտների ոչնչացման մոդելավորում մի խումբ մարմինների բարձր արագությամբ ազդեցության ժամանակ // Քիմիական ֆիզիկա. 2008. V. 27. No 3. S. 71 - 76:

8. Իվանովա Օ.Վ., Զելեպուգին Ս.Ա. Խառնուրդի բաղադրիչների համատեղ դեֆորմացիայի վիճակը հարվածային ալիքային սեղմման ժամանակ // TSU տեղեկագիր. Մաթեմատիկա և մեխանիկա. 2009. Թիվ 1(5). էջ 54 - 61։

9. Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V., Fortov V.E. Հարվածային ալիքային բեռնման տակ գտնվող նյութերի մեխանիկական հատկությունների ուսումնասիրություն // Izvestiya RAN. MTT. 1999. No 5. S. 173 - 188:

10. Զելեպուգին, Ս.Ա. և Շպակով, Ս.Ս., Բորային կարբիդ-տիտանի համաձուլվածքի երկշերտ պատնեշի ոչնչացում բարձր արագության ազդեցության տակ, Իզվ. համալսարանները։ Ֆիզիկա. 2008. Թիվ 8/2. էջ 166 - 173։

11. Գորելսկի Վ.Ա., Զելեպուգին Ս.Ա. Վերջավոր տարրերի մեթոդի կիրառում STM գործիքով մետաղների ուղղանկյուն կտրման ուսումնասիրության համար՝ հաշվի առնելով ոչնչացման և ջերմաստիճանի ազդեցությունները // Գերկարծր նյութեր. 1995. No 5. S. 33 - 38:

ՇԻՊԱՉԵՎ Ալեքսանդր Նիկոլաևիչ - Տոմսկի պետական ​​համալսարանի ֆիզիկատեխնիկական ֆակուլտետի ասպիրանտ: Էլ. [էլփոստը պաշտպանված է]

ԶԵԼԵՊՈՒԳԻՆ Սերգեյ Ալեքսեևիչ - ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր, Տոմսկի պետական ​​համալսարանի ֆիզիկատեխնիկական ֆակուլտետի դեֆորմացվող պինդ մեխանիկայի ամբիոնի պրոֆեսոր, Սիբիրյան մասնաճյուղի Տոմսկի գիտական ​​կենտրոնի կառուցվածքային մակրոկինետիկայի բաժնի ավագ գիտաշխատող։ Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիա. Էլ. [էլփոստը պաշտպանված է], [էլփոստը պաշտպանված է]

Վ 0 զ. Հ/Լ 1 (լայն ափսե), որտեղ Հ- հաստությունը, Լ- աշխատանքային մասի երկարությունը: Խնդիրը լուծվել է շարժվող հարմարվողական Լագրանժյան-Էյլերյան ցանցի վրա վերջավոր տարրերի մեթոդով` բաժանելով և օգտագործելով բացահայտ-ներկայացված սխեմաները հավասարումների ինտեգրման համար ...

Այս աշխատության մեջ իրականացվել է վերջավոր տարրերի մեթոդի կիրառմամբ առաձգական-մածուցիկ-պլաստմասսե ափսեի (մշակման մասի) կտրման անկայուն գործընթացի եռաչափ մոդելավորում մշտական ​​արագությամբ շարժվող բացարձակ կոշտ կտրիչով: Վ 0 կտրիչի եզրի տարբեր թեքություններով ա (նկ. 1): Մոդելավորումն իրականացվել է առաձգական-մածուցիկ-պլաստիկ նյութի զուգակցված ջերմամեխանիկական մոդելի հիման վրա: Համեմատություն է արվում ադիաբատիկ կտրման գործընթացի և ռեժիմի միջև՝ հաշվի առնելով աշխատանքային մասի նյութի ջերմային հաղորդունակությունը: Կատարվել է կտրման գործընթացի պարամետրային ուսումնասիրություն՝ մշակվող մասի և կտրող գործիքի երկրաչափության, կտրման արագության և խորության, ինչպես նաև մշակվող նյութի հատկությունների փոփոխությամբ: Աշխատանքային մասի հաստության չափը առանցքի ուղղությամբ տարբեր էր զ.Լարված վիճակը փոխվել է հարթ լարվածությունից R = Հ/Լ 1 (լայն ափսե), որտեղ Հ- հաստությունը, Լ- աշխատանքային մասի երկարությունը: Խնդիրը լուծվել է շարժվող ադապտիվ Լագրանժ-Էյլերյան ցանցի վրա վերջավոր տարրերի մեթոդով` բաժանումով և հավասարումների ինտեգրման բացահայտ-իմպլիցիտ սխեմաների կիրառմամբ: Ցույց է տրվում, որ խնդրի թվային մոդելավորումը եռաչափ ձևակերպման մեջ հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել կտրման գործընթացները՝ շարունակական չիպի ձևավորմամբ, ինչպես նաև չիպի առանձին մասերի քայքայմամբ: Այս երևույթի մեխանիզմը ուղղանկյուն կտրման դեպքում (a = 0) կարելի է բացատրել ջերմային փափկեցմամբ՝ առանց վնասման մոդելների ներգրավման ադիաբատիկ կտրվածքային շերտերի ձևավորմամբ: Ավելի սուր կտրիչով կտրելիս (a անկյունը մեծ է), անհրաժեշտ է օգտագործել ջերմային և կառուցվածքային փափկեցման զուգորդված մոդել: Կտրիչի վրա ազդող ուժի կախվածությունը ստացվում է խնդրի տարբեր երկրաչափական և ֆիզիկական պարամետրերի համար: Ցույց է տրվում, որ հնարավոր են քվազիմոնոտոն և տատանվող ռեժիմներ և տրված է դրանց ֆիզիկական բացատրությունը։