النمذجة العددية لعمليات القطع. النمذجة العددية لعمليات قطع المواد البلاستيكية المرنة في إطار ثلاثي الأبعاد. العوامل المؤثرة على عملية تكوين الشريحة

نشرة جامعة ولاية تومسك الرياضيات والميكانيكا

علم الميكانيكا

أ.ن. شيباتشيف، س.أ. زيليبوجين

محاكاة عددية للقطع المتعامد عالي السرعة للعمليات المعدنية1

تمت دراسة عمليات القطع المتعامد عالي السرعة للمعادن باستخدام طريقة العناصر المحدودة عددياً ضمن إطار نموذج مرن للوسط في مدى سرعة القطع من 1 - 200 م/ث. كان معيار فصل الرقاقة قيمة الحدطاقة محددة من تشوهات القص. تم تحديد الحاجة إلى استخدام معيار إضافي لتكوين الرقائق، والذي تم اقتراح قيمة محددة لحجم معين من الضرر الجزئي.

الكلمات الدالة: القطع عالي السرعة، النمذجة العددية، طريقة العناصر المحدودة.

من الناحية الفيزيائية، فإن عملية قطع المواد هي عملية تشوه وتدمير بلاستيكية مكثفة، مصحوبة باحتكاك الرقائق على السطح الأمامي للقاطع واحتكاك السطح الخلفي للأداة على سطح القطع، ويحدث تحت شروط الضغوط العاليةوسرعات الانزلاق. تتحول الطاقة الميكانيكية المستهلكة في هذه الحالة إلى طاقة حرارية، والتي بدورها لها تأثير كبير على أنماط تشوه الطبقة المقطوعة، وقوى القطع، وتآكل الأداة ومتانتها.

تتميز منتجات الهندسة الميكانيكية الحديثة باستخدام مواد عالية القوة وصعبة المعالجة، وزيادة حادة في متطلبات الدقة وجودة المنتجات، والتعقيد الكبير للأشكال الهيكلية لأجزاء الماكينة التي يتم الحصول عليها عن طريق القطع. وبالتالي العملية بالقطعيتطلب التحسين المستمر. حاليًا، تعد المعالجة عالية السرعة من أكثر المجالات الواعدة لمثل هذا التحسين.

1 تم تنفيذ العمل بدعم مالي من المؤسسة الروسية بحث أساسي(المشاريع 00037-08-07، 12055-08-08)، RFBR والإدارة منطقة تومسك(مشروع 09-08-99059)، وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي في إطار برنامج AVTsP "تطوير الإمكانات العلمية المدرسة الثانوية"(المشروع 2.1.1/5993).

استخدام الطرق العددية، فيما يتعلق بالمشكلة قيد النظر، يتم استخدام طريقة العناصر المحدودة على نطاق واسع.

في هذا العمل، تمت دراسة عمليات القطع عالية السرعة للمعادن عددياً بطريقة العناصر المحدودة في تركيبة مستوية-انفعالية ثنائية الأبعاد ضمن إطار نموذج مرن للوسط.

تستخدم الحسابات العددية نموذجاً للوسط التالف، الذي يتميز بإمكانية حدوث وتطور الشقوق فيه. ويتكون الحجم الكلي للوسط من الجزء السليم منه والذي يشغل حجم السائل ويتميز بالكثافة pc، وكذلك الشقوق التي تشغل حجم السائل والتي يفترض أن كثافتها صفر. ويرتبط متوسط كثافة الوسط بالمعلمات المدخلة بالعلاقة p = pc (Zhs / Zh). تتميز درجة الضرر الذي يلحق بالوسيط بالحجم المحدد للشقوق V/ = Ж//(Ж Р).

يتكون نظام المعادلات الذي يصف الحركة الأديباتية غير المستقرة (سواء أثناء التشوه المرن أو البلاستيكي) لوسط قابل للضغط من معادلات الاستمرارية والحركة والطاقة:

حيث p هي الكثافة، r هو الوقت، u هو ناقل السرعة مع المكونات u، sty = - (P+Q)5jj + Bu هي مكونات موتر الإجهاد، E هي الطاقة الداخلية المحددة، وهي مكونات السلالة موتر المعدل، P = Pc (p / с) - متوسط الضغط، Рс - الضغط في المكون المستمر (الجزء السليم) من المادة، 2 - اللزوجة الاصطناعية، Bu - مكونات انحراف الإجهاد.

يتم تنفيذ نمذجة الكسور "المتعددة" باستخدام نموذج حركي لكسور النوع النشط:

عند إنشاء النموذج، كان من المفترض أن المادة تحتوي على مصادر تدمير محتملة ذات حجم محدد فعال V:، حيث تتشكل الشقوق (أو المسام) وتنمو عندما يتجاوز ضغط الشد Рc قيمة حرجة معينة P = Р)У\ /(У\ + V/ )، والذي يتناقص مع نمو الأضرار الصغيرة الناتجة. تم اختيار الثوابت VI، V2، Pk، K/ من خلال مقارنة نتائج الحسابات والتجارب الخاصة بتسجيل سرعة السطح الخلفي عند تحميل العينة بنبضات ضغط مستوية. يتم استخدام نفس مجموعة ثوابت المواد لحساب كل من نمو وانهيار الشقوق أو المسام، اعتمادًا على علامة Pc.

يعتبر الضغط في المادة السليمة دالة لحجم معين وطاقة داخلية محددة ويتم تحديده عبر النطاق الكامل لظروف التحميل.

صياغة المشكلة

شو(ري) = 0;

0 إذا |Рс |< Р* или (Рс >ف * و ص ^ = 0)،

^ = | - я§п (Рс) к7 (Рс | - Р*)(У2 + У7)،

إذا روبية< -Р* или (Рс >ف * و ص ^ > 0).

يتم حسابه باستخدام معادلة الحالة من نوع Mie-Grüneisen، حيث يتم اختيار المعاملات بناءً على ثوابت Hugoniot adiabatic لصدمة a و b.

تربط العلاقات التأسيسية بين مكونات انحراف الإجهاد وموتر معدل الانفعال واستخدام مشتق جومان. لوصف التدفق البلاستيكي، يتم استخدام شرط Mises. تؤخذ التبعيات بعين الاعتبار خصائص القوةالبيئة (معامل القص G وقوة الخضوع الديناميكية o) على درجة الحرارة ومستوى الضرر المادي.

تم تنفيذ نمذجة عملية فصل الرقائق عن قطعة العمل باستخدام معيار تدمير العناصر المحسوبة لقطعة العمل، وتم استخدام نهج مشابه لنمذجة محاكاة تدمير المواد من نوع التآكل. تم استخدام القيمة المحددة للطاقة المحددة لتشوهات القص Esh كمعيار للتدمير - معيار لفصل الرقائق. يتم حساب القيمة الحالية لهذه الطاقة باستخدام الصيغة:

تعتمد القيمة الحرجة للطاقة المحددة لتشوهات القص على ظروف التفاعل ويتم تحديدها بواسطة وظيفة سرعة التأثير الأولية:

إيش = الرماد + ب ش U0، (6)

حيث الرماد، bsh هي ثوابت مادية. عند وجود Esh > Esch في خلية حسابية، تعتبر هذه الخلية مدمرة ويتم إزالتها من العمليات الحسابية الإضافية، ويتم ضبط معلمات الخلايا المجاورة مع مراعاة قوانين الحفظ. يتكون التعديل من إزالة كتلة العنصر المدمر من كتل العقد التي تنتمي إلى هذا العنصر. إذا أصبحت كتلة أي وحدة حسابية في هذه الحالة

يتحول إلى الصفر، ثم تعتبر هذه العقدة مدمرة ويتم إزالتها أيضًا من الحسابات الإضافية.

نتائج الحساب

تم إجراء الحسابات لسرعات القطع من 1 إلى 200 م/ث. أبعاد الجزء العامل للأداة: طول الحافة العلوية 1.25 مم، الحافة الجانبية 3.5 مم، زاوية الجرف 6 درجات، الزاوية الخلفية 6 درجات. يبلغ سمك اللوحة الفولاذية المعالجة 5 مم، وطولها 50 مم، وعمق القطع 1 مم. مادة قطعة العمل التي تتم معالجتها هي فولاذ St3، ومواد جزء العمل من الأداة عبارة عن تعديل كثيف لنتريد البورون. تم استخدام القيم التالية لثوابت مادة قطعة العمل: p0 = 7850 كجم/م3، أ = 4400 م/ث، ب = 1.55، G0 = 79 جيجا باسكال، o0 = 1.01 جيجا باسكال، V = 9.2-10"6 م3/ كجم، V2 = 5.7-10-7 م3/كجم، K= 0.54 م-ث/كجم، Pk = -1.5 GPa، الرماد = 7-104 جول/كجم، bsh = 1.6 -10 م/ث مادة جزء العمل تتميز الأداة بالثوابت p0 = 3400 كجم/م3، K1 = 410 GPa، K2 = K3 = 0، y0 = 0، G0 = 330 GPa، حيث K1، K2، K3 هي ثوابت معادلة الحالة في شكل مي-غرونيسن.

يتم عرض نتائج حساب عملية تكوين الرقاقة عندما يتحرك القاطع بسرعة 10 م / ث في الشكل. 1. يترتب على الحسابات أن عملية القطع تكون مصحوبة بتشوه بلاستيكي مكثف لقطعة العمل التي تتم معالجتها بالقرب من طرف القاطع، الأمر الذي يؤدي، عند تشكيل الرقائق، إلى تشويه قوي للشكل الأصلي للقطعة عناصر التصميم الموجودة على طول خط القطع. في هذا العمل، يتم استخدام عناصر مثلثية خطية، والتي، مع الخطوة الزمنية الصغيرة المطلوبة المستخدمة في الحسابات، تضمن استقرار الحساب في حالة حدوث تشوه كبير،

أرز. 1. شكل الشريحة وقطعة العمل وجزء العمل لأداة القطع في الأوقات 1.9 مللي ثانية (أ) و3.8 مللي ثانية (ب) عندما يتحرك القاطع بسرعة 10 م/ث

حتى يتم استيفاء معيار فصل الشريحة. عند سرعات القطع البالغة 10 م/ث أو أقل، تظهر مناطق في العينة حيث لا يتم تفعيل معيار فصل الرقائق في الوقت المناسب (الشكل 1، أ)، مما يشير إلى الحاجة إلى استخدام معيار إضافي أو استبدال المعيار المستخدم. المعيار مع واحد جديد. بالإضافة إلى ذلك، تتم الإشارة إلى الحاجة إلى ضبط معيار تشكيل الرقاقة من خلال شكل سطح الرقاقة.

في التين. يوضح الشكل 2 مجالات درجة الحرارة (بالك) والطاقة المحددة لتشوهات القص (بالكيلو جول/كجم) بسرعة قطع تبلغ 25 م/ث في وقت 1.4 مللي ثانية بعد بدء القطع. تظهر الحسابات أن المجال الحراري يكاد يكون مطابقا لمجال الطاقة النوعية لتشوهات القص مما يدل على ذلك

أرز. 2. مجالات وعزلات درجة الحرارة (أ) والطاقة النوعية لتشوهات القص (ب) في وقت 1.4 مللي ثانية عندما يتحرك القاطع بسرعة 25 م/ث

نظام درجة الحرارةأثناء القطع عالي السرعة يتم تحديده بشكل أساسي عن طريق التشوه البلاستيكي لمادة الشغل. في في هذه الحالةقيم درجة الحرارة القصوى في الرقائق لا تتجاوز 740 كلفن، في قطعة العمل -640 كلفن. أثناء عملية القطع، أكثر بكثير درجات حرارة عالية(الشكل 2، أ)، مما قد يؤدي إلى تدهور خصائص قوتها.

نتائج الحساب المعروضة في الشكل. يوضح الشكل 3 أن التغيرات المتدرجة في الحجم المحدد للأضرار الدقيقة أمام القاطع تكون أكثر وضوحًا من التغيرات في طاقة سلالات القص أو درجة الحرارة، لذلك، في الحسابات، يمكن استخدام القيمة المحددة للحجم المحدد للأضرار الصغيرة (بشكل مستقل) أو بالإضافة إلى ذلك) في الحسابات كمعيار لفصل الرقائق.

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

أرز. 3. مجالات الحجم المحدد للأضرار الدقيقة (سم/جم) في وقت 1.4 مللي ثانية عندما يتحرك القاطع بسرعة 25 م/ث

خاتمة

تمت دراسة عمليات القطع المتعامد عالي السرعة للمعادن باستخدام طريقة العناصر المحدودة عددياً ضمن إطار نموذج مرن للوسط في مدى سرعة القطع من 1 - 200 م/ث.

وبناء على النتائج الحسابية التي تم الحصول عليها فقد تبين أن طبيعة توزيع خطوط مستوى الطاقة النوعية لتشوهات القص ودرجات الحرارة عند درجات الحرارة الفائقة سرعات عاليةسرعة القطع هي نفسها عند سرعات القطع التي تبلغ حوالي 1 م/ث، ويمكن أن تنشأ اختلافات نوعية في الوضع بسبب ذوبان مادة الشغل، والذي يحدث فقط في طبقة ضيقة ملامسة للأداة، أيضًا بسبب تدهور خصائص قوة مادة الجزء العامل من الأداة.

تم تحديد معلمة العملية - الحجم المحدد للضرر الجزئي - والذي يمكن استخدام قيمته المحددة كمعيار إضافي أو مستقل لتكوين الرقائق.

الأدب

1. بتروشين إس. التصميم الأمثل للجزء العامل من أدوات القطع // تومسك: دار النشر توم. جامعة البوليتكنيك، 2008. 195 ص.

2. Sutter G., Ranc N. مجالات درجة الحرارة في الشريحة أثناء القطع المتعامد عالي السرعة - دراسة تجريبية // Int. J. الأدوات الآلية والتصنيع. 2007. لا. 47. ص 1507 - 1517.

3. Miguelez H.، Zaera R.، Rusinek A.، Moufki A. and Molinari A. النمذجة العددية للقطع المتعامد: تأثير ظروف القطع ومعيار الفصل // J. Phys. 2006. خامسا. لا. 134. ص 417 - 422.

4. Hortig C.، Svendsen B. محاكاة تكوين الرقائق أثناء القطع عالي السرعة // J. تكنولوجيا معالجة المواد. 2007. لا. 186. ص66 - 76.

5. Campbell C.E.، Bendersky L.A.، Boettinger W.J.، Ivester R. التوصيف المجهري لرقائق Al-7075-T651 وقطع العمل التي تنتجها الآلات عالية السرعة // علوم وهندسة المواد A. 2006. رقم. 430. ص15 - 26.

6. Zelepugin S.A.، Konyaev A.A.، Sidorov V.N. وغيرها دراسة تجريبية ونظرية لاصطدام مجموعة من الجسيمات بعناصر حماية المركبة الفضائية // أبحاث الفضاء. 2008. ت 46. رقم 6. ص 559 - 570.

7. زيليبوجين إس إيه، زيليبوجين إيه إس نمذجة تدمير الحواجز أثناء الاصطدام عالي السرعة لمجموعة من الأجسام // الفيزياء الكيميائية. 2008. ت27. رقم 3. ص71 - 76.

8. إيفانوفا أو في، زيليبوجين إس. إيه. حالة تشوه المفاصل لمكونات الخليط أثناء ضغط موجة الصدمة // نشرة TSU. الرياضيات والميكانيكا. 2009. رقم 1(5). ص 54 - 61.

9. كانيل جي. آي.، رازورينوف إس. في.، أوتكين إيه. في.، فورتوف في. إي. بحث الخصائص الميكانيكيةالمواد تحت تحميل موجة الصدمة // Izvestia RAS. MTT. 1999. العدد 5. ص 173 - 188.

10. Zelepugin S.A.، Shpakov S.S. تدمير حاجز كربيد البورون المكون من طبقتين - سبائك التيتانيوم تحت تأثير عالي السرعة // Izv. الجامعات الفيزياء. 2008. رقم 8/2. ص 166 - 173.

11. جوريلسكي في إيه، زيليبوجين إس إيه تطبيق طريقة العناصر المحدودة لدراسة القطع المتعامد للمعادن بأداة STM مع مراعاة تأثيرات التدمير ودرجة الحرارة. مواد فائقة الصلابة. 1995. العدد 5. ص 33 - 38.

شيباتشيف ألكسندر نيكولاييفيتش - طالب دراسات عليا في كلية الفيزياء والتكنولوجيا في تومسك جامعة الدولة. بريد إلكتروني: [البريد الإلكتروني محمي]

ZELEPUGIN سيرجي ألكسيفيتش - دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية، أستاذ قسم ميكانيكا التشوه صلبكلية الفيزياء والتكنولوجيا بجامعة تومسك الحكومية، باحث أول في قسم الحركية الهيكلية في مركز تومسك العلمي SB RAS. بريد إلكتروني: [البريد الإلكتروني محمي], [البريد الإلكتروني محمي]

الخامس 0 ض. ح/ل 1 (لوحة واسعة)، حيث ن- سمك، ل- طول قطعة الشغل . تم حل المشكلة على شبكة لاغرانجيان - أويلريان المتكيفة والمتحركة باستخدام طريقة العناصر المحدودة مع التقسيم واستخدام مخططات تكامل المعادلات الصريحة والضمنية.

في العمل، وباستخدام طريقة العناصر المحدودة، تم إجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد للعملية غير المستقرة لقطع صفيحة لزجة بلاستيكية (قطعة عمل) باستخدام قاطعة صلبة تمامًا تتحرك بسرعة ثابتة الخامس 0 عند ميول مختلفة لوجه القاطع أ (الشكل 1). تم إجراء المحاكاة بناءً على نموذج ميكانيكي حراري مقترن لمادة لزجة بلاستيكية. يتم إجراء مقارنة بين عملية القطع الأديباتية والوضع مع مراعاة التوصيل الحراري لمادة الشغل. تم إجراء دراسة حدودية لعملية القطع عند تغيير هندسة قطعة العمل وأداة القطع وسرعة القطع وعمقها وكذلك خصائص المادة قيد المعالجة. كان سمك قطعة العمل متنوعًا في اتجاه المحور ض.تغيرت الحالة المجهدة من المستوى المجهد I = ح/ل 1 (لوحة واسعة)، حيث ن- سمك، ل- طول قطعة الشغل . تم حل المشكلة على شبكة لاغرانج - أويلريان المتكيفة والمتحركة باستخدام طريقة العناصر المحدودة مع التقسيم واستخدام مخططات تكامل المعادلات الصريحة والضمنية. لقد تبين أن النمذجة العددية للمشكلة في صيغة ثلاثية الأبعاد تجعل من الممكن دراسة عمليات القطع مع تكوين رقائق مستمرة، وكذلك مع تدمير الرقائق إلى قطع منفصلة. يمكن تفسير آلية هذه الظاهرة في حالة القطع المتعامد (a = 0) عن طريق التليين الحراري مع تكوين نطاقات قص ثابتة الحرارة دون إشراك نماذج الضرر. عند القطع باستخدام قاطع أكثر حدة (الزاوية a كبيرة)، من الضروري استخدام نموذج مزدوج للتليين الحراري والهيكلي. تم الحصول على اعتماد القوة المؤثرة على القاطع لمتغيرات هندسية وفيزيائية مختلفة للمشكلة. لقد تبين أن الأوضاع شبه الرتيبة والمتذبذبة ممكنة وتم تقديم تفسيرها المادي.

الميكانيكا الصلبة<3 2008

محاكاة عددية لعمليات قطع المواد البلاستيكية المرنة بتركيبة ثلاثية الأبعاد

في هذا العمل، تم إجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد للعملية غير المستقرة لقطع صفيحة لزجة بلاستيكية (قطعة عمل) باستخدام قاطعة صلبة تمامًا تتحرك بسرعة ثابتة V0 عند ميول مختلفة لوجه القاطع a (الشكل 1) باستخدام طريقة العناصر المحدودة. تم إجراء المحاكاة بناءً على نموذج ميكانيكي حراري مقترن لمادة لزجة بلاستيكية. يتم إجراء مقارنة بين عملية القطع الأديباتية والوضع مع مراعاة التوصيل الحراري لمادة الشغل. تم إجراء دراسة حدودية لعملية القطع عند تغيير هندسة قطعة العمل وأداة القطع وسرعة القطع وعمقها وكذلك خصائص المادة قيد المعالجة. تم تغيير سمك قطعة العمل في اتجاه المحور z وتغيرت حالة الضغط من إجهاد المستوى H = H/L< 1 (тонкая пластина) до плоскодеформируе-мого H >1 (لوحة عريضة)، حيث H هو السُمك، وL هو طول قطعة العمل. تم حل المشكلة على شبكة لاغرانج - أويلريان المتكيفة والمتحركة باستخدام طريقة العناصر المحدودة مع التقسيم واستخدام مخططات تكامل المعادلات الصريحة والضمنية. لقد تبين أن النمذجة العددية للمشكلة في صيغة ثلاثية الأبعاد تجعل من الممكن دراسة عمليات القطع مع تكوين رقائق مستمرة، وكذلك مع تدمير الرقائق إلى قطع منفصلة. يمكن تفسير آلية هذه الظاهرة في حالة القطع المتعامد (a = 0) عن طريق التليين الحراري مع تكوين نطاقات قص ثابتة الحرارة دون إشراك نماذج الضرر. عند القطع باستخدام قاطع أكثر حدة (الزاوية a كبيرة)، من الضروري استخدام نموذج مزدوج للتليين الحراري والهيكلي. تم الحصول على اعتماد القوة المؤثرة على القاطع لمتغيرات هندسية وفيزيائية مختلفة للمشكلة. لقد تبين أن الأوضاع شبه الرتيبة والمتذبذبة ممكنة وتم تقديم تفسيرها المادي.

1 المقدمة. تلعب عمليات القطع دورًا مهمًا في معالجة المواد التي يصعب تشويهها عند الخراطة و آلات طحن. التصنيع هو العملية الرئيسية لتحديد التكلفة في تصنيع الأجزاء الجانبية المعقدة من المواد التي يصعب تشويهها، مثل سبائك التيتانيوم والألومنيوم والموليبدينوم. عند قطعها، يتم تشكيل رقائق، والتي يمكن أن تنكسر إلى قطع منفصلة (رقائق)، مما يؤدي إلى سطح غير أملس للمادة المقطوعة وضغط غير متساو للغاية على القاطع. يعد التحديد التجريبي لمعلمات درجات الحرارة وحالات الإجهاد والانفعال للمواد المعالجة أثناء القطع عالي السرعة أمرًا صعبًا للغاية. البديل هو النمذجة الرقمية للعملية، والتي تسمح للمرء بشرح السمات الرئيسية للعملية ودراسة آلية القطع بالتفصيل. يعد الفهم الأساسي لآلية تكوين الرقائق وتدميرها أمرًا مهمًا للقطع الفعال. الرياضيات

تتطلب النمذجة السريرية لعملية القطع مراعاة التشوهات الكبيرة، ومعدلات الإجهاد، والتسخين بسبب تبديد التشوه البلاستيكي، مما يؤدي إلى التليين الحراري وتدمير المادة.

لم يتم بعد التوصل إلى حل دقيق لهذه العمليات، على الرغم من إجراء الأبحاث منذ منتصف القرن العشرين. استندت الأعمال الأولى إلى أبسط مخطط لحساب البلاستيك الصلب. ومع ذلك، فإن النتائج التي تم الحصول عليها على أساس تحليل البلاستيك الصلب لا يمكن أن ترضي معالجي المواد أو المنظرين، لأن هذا النموذج لم يقدم إجابات على الأسئلة المطروحة. لا يوجد في الأدبيات حل لهذه المشكلة في صياغة مكانية مع الأخذ بعين الاعتبار التأثيرات غير الخطية لتشكيل وتدمير وتفتيت الرقائق أثناء التليين الميكانيكي الحراري للمادة.

وفي السنوات القليلة الماضية، وبفضل النمذجة العددية، تم إحراز بعض التقدم في دراسة هذه العمليات. تم إجراء الأبحاث حول تأثير زاوية القطع، والخواص الميكانيكية الحرارية للجزء والقاطع، وآلية التدمير على تكوين الرقائق وتدميرها. ومع ذلك، في معظم الأعمال، تم اعتبار عملية القطع تحت قيود كبيرة: تم اعتماد صياغة ثنائية الأبعاد للمشكلة (تشوه المستوى)؛ لم يكن النفوذ في الاعتبار المرحلة الأوليةعملية غير مستقرة على القوة المؤثرة على القاطع؛ كان من المفترض أن يحدث التدمير على طول واجهة محددة مسبقًا. كل هذه القيود لم تسمح لنا بدراسة القطع بالكامل، وفي بعض الحالات أدت إلى فهم غير صحيح لآلية العملية نفسها.

بالإضافة إلى ذلك، كما أظهرت الدراسات التجريبية في السنوات الأخيرة، عند معدلات الإجهاد العالية > 105-106 ثانية-1، تظهر العديد من المواد اعتمادًا شاذًا على درجة الحرارة يرتبط بإعادة هيكلة آلية حركة الخلع. يتم استبدال آلية التقلب الحراري بآلية مقاومة الفونون، ونتيجة لذلك يصبح اعتماد مقاومة المادة على درجة الحرارة معاكسًا تمامًا: مع زيادة درجة الحرارة، تزداد تقوية المادة. مثل هذه التأثيرات يمكن أن تؤدي إلى مشاكل كبيرة أثناء القطع عالي السرعة. لم يتم دراسة هذه المشاكل على الإطلاق في الأدبيات حتى الآن. تتطلب نمذجة عملية عالية السرعة تطوير نماذج تأخذ في الاعتبار التبعيات المعقدة للسلوك اللزج للمواد، وقبل كل شيء، مع الأخذ بعين الاعتبار الضرر والتدمير الناتج عن تكوين الشقوق وتفتيت الجزيئات وقطع المواد القابلة للتشوه . أن تأخذ في الاعتبار جميع المذكورة

8 ميكانيكا الجوامد، رقم 3

لا تتطلب هذه التأثيرات نماذج فيزيائية حرارية معقدة فحسب، بل تتطلب أيضًا أساليب حسابية حديثة تجعل من الممكن حساب التشوهات الكبيرة التي لا تسمح بالتشوهات الشديدة للشبكة وتأخذ في الاعتبار تدمير وظهور الانقطاعات في المادة. تتطلب المشكلات قيد النظر قدرًا هائلاً من الحسابات. من الضروري تطوير خوارزميات عالية السرعة لحل معادلات اللزوجة المرنة ذات المتغيرات الداخلية.

2. بيان المشكلة. 2.1. الهندسة. يتم قبول صياغة ثلاثية الأبعاد للمشكلة. في التين. ويبين الشكل 1 ظروف المنطقة والحدود في مستوى القطع. في الاتجاه العمودي على المستوى، يكون لقطعة العمل سماكة محدودة I = H/b (b هو طول قطعة العمل)، والتي تختلف على مدى واسع. يسمح الترتيب المكاني بحرية حركة المواد المعالجة من مستوى القطع وخروج أكثر سلاسة للرقاقة، مما يوفر ظروف قطع أكثر ملاءمة.

2.2 المعادلات الأساسية. يتكون النظام المزدوج الكامل لمعادلات اللدونة الحرارية واللزوجة من معادلة الحفاظ على الزخم

ري / yg = ; (2.1)

قانون هوك مع الضغوط درجة الحرارة

yO;/yg = k1 - еы - "М) (2.2) معادلات التدفق الحراري йй

pSe y- = K 0,.. - (3 X + 2ts)a0° e „■ + ko; ص (2.3)

حيث Ce هي السعة الحرارية، K هو معامل التوصيل الحراري، k هو معامل كويني-تايلور، والذي يأخذ في الاعتبار تسخين المادة بسبب تبديد البلاستيك.

لدينا أيضًا القانون المرتبط بتدفق البلاستيك

ep = Хй^/о; (2.4)

وظروف اللدونة

L, Еы, X;, 9) = Оу (]Еы, X;, 0)< 0 (2.5)

حيث A] هي ثوابت موتر الإجهاد، E؛ - موتر تشوه البلاستيك. المعادلات التطورية للمتغيرات الداخلية لها الشكل

yX /yg = yLk, Xk, 9) (2.6)

2.3 نموذج المواد. يعتمد العمل نموذج اللدونة الحرارية-اللزجة من نوع ميزس - نموذج اللدونة مع إجهاد الخضوع في شكل علاقة مضاعفة (2.7)، بما في ذلك تصلب الانفعال واللزوجة اللدنة والتليين الحراري:

أوو (الجيش الشعبي، ¿*،9) = [أ + ب (الجيش الشعبي)"]

حيث оу هو إجهاد الخضوع، er1 هي شدة التشوهات البلاستيكية، 0 هي درجة الحرارة النسبية المشار إليها بدرجة حرارة الانصهار 0т: " 0<0*

(0 - 0*) / (0t - 0*)، 0*<0<0т

من المفترض أن تكون مادة الجزء متجانسة. استخدمت الحسابات المادة الناعمة نسبيًا A12024-T3 (الثوابت المرنة: E = 73 GPa، V = 0.33؛ الثوابت البلاستيكية: A = 369 ميجا باسكال، B = 684 ميجا باسكال، n = 0.73، e0 = 5.77 ■ 10-4، C = 0.0083، t = 1.7، 9* = 300 K، 9t = 775 K، v = 0.9) وأصعب 42CrMo4 (E = 202 GPa، V = 0.3، A = 612 ميجا باسكال، B = 436 ميجا باسكال، n = 0.15، e0 = 5.77 ■ 10-4، C = 0.008، t = 1.46، 9* = 300 K، 9t = 600 K، v = 0.9). يتم إجراء مقارنة بين عملية القطع الأديباتية وحل مشكلة ميكانيكية حرارية كاملة.

2.4. دمار. يعتمد نموذج تدمير المواد على النهج المستمر لـ Mainchen-Sack، استنادًا إلى نمذجة مناطق الكسر بواسطة الجسيمات المنفصلة. يتم أخذ القيمة الحرجة كمعيار للتدمير

شدة التشوهات البلاستيكية ه:

ه = [ص + y2exp (y311/12)]] 1 + y41n (yor/y0)](1 + y59) (2.8)

أين هو ال. - الثوابت المادية المحددة بالتجربة.

إذا تم استيفاء معيار التدمير في خلية لاغرانج، فسيتم تحرير الاتصالات بين العقد في هذه الخلايا وإما أن تسترخي الضغوط إلى الصفر، أو يتم الحفاظ على المقاومة فقط فيما يتعلق بالضغط. تتحول كتل لاغرانج العقدية عند تدميرها إلى جسيمات مستقلة، وتحمل الكتلة والزخم والطاقة بعيدًا، وتتحرك ككل جامد ولا تتفاعل مع الجزيئات غير المدمرة. وترد نظرة عامة مفصلة عن هذه الخوارزميات في. في هذا العمل، يتم تحديد الكسر من خلال تحقيق شدة حرجة للتشوه البلاستيكي ولم يتم تحديد سطح الكسر مسبقًا. في الحسابات أعلاه

e p = 1.0، كان من المفترض أن تكون سرعة القطع 2 م/ث و20 م/ث.

2.5. طريقة تكامل المعادلات. لدمج النظام المزدوج المخفض لمعادلات اللدونة الحرارية (2.1)-(2.8)، فمن المستحسن تطبيق طريقة التقسيم التي تم تطويرها في العمل. يتكون مخطط تقسيم المعادلات المرنة من تقسيم العملية الكاملة إلى متنبئ - عملية مرنة حرارية، في

حيث е = 0 وتختفي جميع العوامل المرتبطة بالتشوه البلاستيكي، والمصحح - حيث يكون المعدل الإجمالي للتشوه е = 0. في مرحلة التوقع، النظام (2.1) - (2.6) فيما يتعلق بالمتغيرات التي يشير إليها سوف تيلدا تأخذ النموذج

PDB/الدكتور = أ]

د آل = « - أ§ «9) pSei9/yg = K.9ts - (3X + 2ts)a90ei

لمواصلة قراءة هذه المقالة، يجب عليك شراء النص الكامل. يتم إرسال المقالات بالتنسيق

أستاشيف ف.ك.، رازينكين أ.ف. - 2008

مقدمة

الفصل 1. صياغة عامة لمشكلة تشوه البلاستيك المرن 25

1.1. حركية العمليات 25

1.2. العلاقات التأسيسية لعمليات التشوه المرنة المرنة 32

1.3. بيان مشكلة التشوه المرن المحدود 38

1.4. إعداد عملية الفصل 42

الفصل 2. النمذجة العددية لعمليات التشكيل المحدودة 44

2.1. الصيغة العددية للمسألة 44

2.2. طريقة تكامل حل العلاقات 50

2.3. خوارزميات حل مشاكل القيمة الحدودية لللدونة المرنة 51

2.4. التحقق من التنفيذ الصحيح للنموذج الرياضي 54

2.5. تحليل سلوك النموذج في ظل التشوهات الصغيرة 57

2.6. نمذجة عملية العناصر المحدودة لفصل المواد 58

2.7. بناء نموذج لإدخال إسفين صلب في جسم بلاستيكي مرن شبه لا نهائي 60

2.8. آلية مراعاة الاحتكاك في نموذج القطع 62

الفصل 3. النمذجة الرياضية لعملية القطع . 65

3.1. عملية القطع الحرة 65

3.2. العوامل المؤثرة في عملية تكوين الرقاقة68

3.3. شروط الحدود أثناء النمذجة 70

3.4. تنفيذ العناصر المحدودة لعملية القطع 74

3.5. محاكاة ظروف القطع الثابتة 75

3.6. عملية تكرارية في الخطوة 77

3.7. مبررات اختيار الخطوة الحسابية وعدد العناصر المنتهية 80

3.8. مقارنة القيم التي تم العثور عليها تجريبيا والمحسوبة لقوى القطع 83

فهرس

مقدمة للعمل

تدمير المعادن في مثل هذه الظروف القاسية التي لا يتم مواجهتها عادة سواء عند اختبار المواد أو في العمليات التكنولوجية الأخرى. يمكن دراسة عملية القطع باستخدام نماذج فيزيائية مثالية باستخدام التحليل الرياضي. قبل البدء بتحليل النماذج الفيزيائية لعملية القطع، يُنصح بالتعرف على الأفكار الحديثة حول بنية المعادن وآلية تدفقها البلاستيكي وتدميرها.

أبسط مخطط القطع هو القطع المستطيل (المتعامد)، عندما تكون حافة القطع متعامدة مع ناقل سرعة القطع، ونظام القطع المائل، عندما يتم تحديد زاوية ميل معينة لحافة القطع.

حواف أنا.

أرز. 1. (أ) مخطط القطع المستطيل (ب) مخطط القطع المائل.

إن طبيعة تكوين الرقاقة في الحالات قيد النظر هي نفسها تقريبًا. يقسم مؤلفون مختلفون عملية تكوين الرقائق إلى نوعين 4 و 3. ووفقا لهذا، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من تشكيل الرقائق، كما هو مبين في الشكل. 2: أ) متقطع، بما في ذلك الفصل الدوري لعناصر الرقاقة على شكل شرائح صغيرة؛ ب) تشكيل الرقائق المستمر؛ ج) مستمر مع تكوين تراكم على الأداة.

مقدمة

وفقًا لمفهوم آخر، في عام 1870، اقترح I. A. Time تصنيفًا لأنواع الرقائق المتكونة عند قطع المواد المختلفة. وفقا لتصنيف I. A. Thieme، عند قطع المواد الإنشائية تحت أي ظرف من الظروف، يتم تشكيل أربعة أنواع من الرقائق: عنصري، مشترك، استنزاف وكسر. تسمى رقائق العناصر والمفاصل والمفاصل برقائق القص لأن تكوينها يرتبط بإجهادات القص. تسمى رقائق الكسر أحيانًا برقائق السحب لأن تكوينها يرتبط بضغوط الشد. يظهر الشكل الخارجي لجميع أنواع الرقائق المدرجة في الشكل. 3.

أرز. 3. أنواع الرقائق حسب تصنيف Thieme.

يوضح الشكل 3 أ تشكيل رقائق العناصر، التي تتكون من "عناصر" فردية لها نفس الشكل تقريبًا، غير متصلة أو مرتبطة ببعضها البعض بشكل ضعيف. حدود ن,ويسمى فصل عنصر الرقاقة المشكل عن الطبقة المقطوعة بسطح القص.

مقدمة8

جسديا، هو السطح الذي يحدث فيه التدمير الدوري للطبقة المقطوعة أثناء عملية القطع.

يوضح الشكل 36 تكوين الرقائق المفصلية. ولا يتم تقسيمها إلى أجزاء منفصلة. لقد ظهر للتو سطح التقطيع، لكنه لا يخترق سمك الرقائق بالكامل. لذلك، يبدو أن الرقائق تتكون من مفاصل منفصلة، دون قطع الاتصال بينها.

في الشكل Sv يظهر تكوين رقائق التصريف. السمة الرئيسية هي استمراريتها (الاستمرارية). إذا لم تكن هناك عقبات في مسار رقائق الصرف، فإنها تتدفق إلى أسفل بشريط مستمر، وتتجعد في دوامة مسطحة أو حلزونية حتى ينكسر جزء من الرقائق تحت تأثير وزنها. يُسمى سطح الشريحة 1، المجاور للسطح الأمامي للأداة، بسطح التلامس. إنها ناعمة نسبيًا، وبسرعات قطع عالية يتم صقلها نتيجة الاحتكاك بسطح الأداة. سطحه المقابل 2 يسمى السطح الحر (الجانب) للرقائق. وهي مغطاة بشقوق صغيرة ولها مظهر مخملي عند سرعات القطع العالية. تتلامس الرقائق مع السطح الأمامي للأداة داخل منطقة التلامس، والتي يتم تحديد عرضها بواسطة C، والطول يساوي طول العمل للشفرة الرئيسية. اعتمادًا على نوع وخصائص المادة التي يتم معالجتها وسرعة القطع، يكون عرض منطقة التلامس أكبر بمقدار 1.5 - 6 مرات من سمك الطبقة التي يتم قطعها.

في الشكل 3ز - تكوين رقائق الكسر، التي تتكون من قطع فردية غير متصلة بأشكال وأحجام مختلفة. يصاحب تكوين رقائق الكسر غبار معدني ناعم. سطح الكسر tpقد تكون موجودة أسفل سطح القطع، ونتيجة لذلك يتم تغطية الأخير بآثار قطع الرقائق المكسورة منه.

مقدمة 9

وبحسب ما ورد في فإن نوع الشريحة يعتمد إلى حد كبير على نوع المادة التي تتم معالجتها وخواصها الميكانيكية. عند قطع المواد البلاستيكية، من الممكن تكوين الأنواع الثلاثة الأولى من الرقائق: الأولية والمفصلة والصرفية. مع زيادة صلابة وقوة المادة التي تتم معالجتها، تصبح رقائق التصريف متصلة ومن ثم عنصرية. عند معالجة المواد الهشة، يتم تشكيل رقائق عنصرية أو، بشكل أقل شيوعًا، رقائق الكسر. مع زيادة صلابة مادة ما، مثل الحديد الزهر، تتحول رقائق العناصر إلى رقائق كسر.

من بين المعلمات الهندسية للأداة، يؤثر نوع الشريحة بشكل كبير على زاوية أشعل النار وزاوية ميل الشفرة الرئيسية. عند معالجة المواد البلاستيكية، يكون تأثير هذه الزوايا هو نفسه بشكل أساسي: مع زيادة الرقائق الأولية، تتحول إلى شرائح مفصلية، ثم إلى شرائح تصريف. عند قطع المواد الهشة بزوايا أشعل النار الكبيرة، يمكن أن تتشكل شريحة كسر، والتي تصبح عنصرية مع انخفاض زاوية أشعل النار. مع زيادة زاوية ميل الشفرة الرئيسية، تتحول الرقائق تدريجياً إلى رقائق عنصرية.

يتأثر نوع الرقاقة بالتغذية (سمك الطبقة المقطوعة) وسرعة القطع. عمق القطع (عرض الطبقة المقطوعة) ليس له أي تأثير تقريبًا على نوع الشريحة. تؤدي الزيادة في التغذية (سمك الطبقة المقطوعة) عند قطع المواد البلاستيكية إلى انتقال ثابت من الرقائق المستمرة إلى الرقائق المفصلية والعنصرية. عند قطع المواد الهشة مع زيادة التغذية، تتحول الرقائق العنصرية إلى رقائق الكسر.

التأثير الأكثر صعوبة على نوع الشريحة هو سرعة القطع. عند قطع معظم الفولاذ الإنشائي المصنوع من الكربون والسبائك، إذا استثنينا منطقة سرعات القطع التي بها

مقدمة 10

النمو، مع زيادة سرعة القطع، تتغير الرقائق من العنصر إلى المفصل ثم المتكدس. ومع ذلك، عند معالجة بعض الفولاذ والسبائك المقاومة للحرارة، فإن سبائك التيتانيوم، مما يزيد من سرعة القطع، على العكس من ذلك، يحول رقائق الصرف إلى رقائق عنصرية. ولم يتم بعد توضيح السبب المادي لهذه الظاهرة بشكل كامل. تكون الزيادة في سرعة القطع عند معالجة المواد الهشة مصحوبة بانتقال رقائق الكسر إلى رقائق عنصرية مع انخفاض في حجم العناصر الفردية وتعزيز الرابطة بينها.

بالنظر إلى المعلمات الهندسية للأدوات وأنماط القطع المستخدمة في الإنتاج، فإن الأنواع الرئيسية من الرقائق عند قطع المواد البلاستيكية غالبًا ما تكون رقائق التصريف ورقائق المفاصل الأقل شيوعًا. النوع الرئيسي من الرقائق عند قطع المواد الهشة هو الرقائق الأولية. لم تتم دراسة تكوين الرقائق الأولية أثناء قطع المواد القابلة للسحب والهشة بشكل كافٍ. والسبب هو التعقيد في الوصف الرياضي لكل من عملية التشوهات المرنة الكبيرة وعملية فصل المواد.

يعتمد شكل ونوع القاطع في الإنتاج بشكل أساسي على مجال التطبيق: على المخارط، والدوارة، والبرجية، وآلات التخطيط والتقطيع، والمخارط الأوتوماتيكية وشبه الأوتوماتيكية والآلات الخاصة. يتم تصنيف القواطع المستخدمة في الهندسة الميكانيكية الحديثة حسب التصميم (صلبة، مركبة، مسبقة الصنع، حامل، قابلة للتعديل)، حسب نوع المعالجة (من خلال، تسجيل، قطع، مملة، مشكلة، ملولبة)، حسب طبيعة المعالجة (التخشين، التشطيب، للتحول الدقيق)، عن طريق التثبيت بالنسبة للجزء (شعاعي، عرضي، يمين، يسار)، على شكل مقطع عرضي للقضيب (مستطيل، مربع، مستدير)، حسب المادة

مقدمة

جزء البرميل (من الفولاذ عالي السرعة، من السبائك الصلبة، من السيراميك، من المواد فائقة الصلابة)، وفقًا لوجود أجهزة تكسير الرقائق.

يختلف الوضع النسبي لجزء العمل والجسم باختلاف أنواع القواطع: بالنسبة لأدوات الخراطة، يقع طرف القاطع عادةً على مستوى المستوى العلوي من الجسم، ولأدوات التخطيط - على مستوى المستوى الداعم للجسم، للأدوات المملة ذات الجسم المستدير - على طول محور الجسم أو أسفله. يتميز جسم أدوات القطع في منطقة القطع بارتفاع أعلى قليلاً لزيادة القوة والصلابة.

تم توحيد العديد من تصميمات القطع ككل وعناصرها الهيكلية الفردية. لتوحيد التصميمات وأبعاد التوصيل لحاملات الأدوات، تم اعتماد السلسلة التالية من مقاطع القضبان، مم: مربع ذو ضلع أ = 4، 6، 8، 10، 12، 16، 20، 25، 32، 40 مم؛ مستطيلة 16x10؛ 20x12؛ 20x16؛ 25x16؛ 25x20؛ 32x20؛ 21x25؛ 40x25;40x32;50x32; 50x40؛ 63×50 (يتم استخدام نسبة العرض إلى الارتفاع H:H=1.6 لنصف التشطيب والتشطيب، وH:H=1.25 للتخشين).

يوفر مصنف المنتجات لعموم روسيا 8 مجموعات فرعية من أدوات القطع التي تحتوي على 39 نوعًا. تم نشر حوالي 60 معيارًا ومواصفات فنية حول تصميم القواطع. بالإضافة إلى ذلك، تم توحيد 150 حجمًا قياسيًا من الألواح الفولاذية عالية السرعة لجميع أنواع القواطع، وحوالي 500 حجمًا قياسيًا من إدراجات الكربيد النحاسية، و32 نوعًا من الإدخالات متعددة الأوجه غير القابلة لإعادة الطحن (أكثر من 130 حجمًا قياسيًا). في أبسط الحالات، يتم تصميم القاطع على أنه إسفين جامد تمامًا، دون مراعاة العديد من المعلمات الهندسية.

المعلمات الهندسية الأساسية للقاطع مع مراعاة ما سبق.

الغرض من الزاوية الخلفية أ- تقليل احتكاك السطح الخلفي بقطعة العمل وضمان حركة القاطع دون عوائق على طول السطح الذي تتم معالجته.

مقدمة12

يرجع تأثير زاوية الخلوص على ظروف القطع إلى حقيقة أن القوة الطبيعية للاستعادة المرنة لسطح القطع وقوة الاحتكاك تعمل على حافة القطع من جانب قطعة العمل.

مع زيادة زاوية الخلوص، تقل زاوية الشحذ وبالتالي تقل قوة الشفرة، وتزداد خشونة السطح المُجهز، ويزداد تبديد الحرارة في جسم القاطع سوءًا.

مع انخفاض زاوية الخلوص، يزداد الاحتكاك على السطح المُشكَّل، مما يؤدي إلى زيادة قوى القطع، وزيادة تآكل القاطع، وزيادة توليد الحرارة عند التلامس، على الرغم من تحسن ظروف نقل الحرارة، وسمك الطبقة القابلة للتشوه البلاستيكي على الآلة المُشكَّلة يزيد السطح. في ظل هذه الظروف المتناقضة، يجب أن يكون هناك قيمة مثالية لزاوية الخلوص، اعتمادًا على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمادة التي تتم معالجتها، ومادة شفرة القطع ومعلمات الطبقة التي يتم قطعها.

توفر الكتب المرجعية قيم متوسطة للزوايا المثلى، أوأكدت نتائج الاختبارات الصناعية. القيم الموصى بها للزوايا الخلفية للقواطع موضحة في الجدول 1.

مقدمة13

الغرض من الزاوية الأمامية ش- تقليل تشوه الطبقة المقطوعة وتسهيل تدفق الرقاقة.

تأثير زاوية أشعل النار على ظروف القطع: زيادة الزاوية فييسهل عملية القطع، مما يقلل من قوى القطع. ومع ذلك، في هذه الحالة، تنخفض قوة إسفين القطع ويتدهور تبديد الحرارة في جسم القاطع. تقليل الزاوية شيزيد من متانة القواطع، بما في ذلك ثبات الأبعاد.

أرز. 6. شكل السطح الأمامي للقواطع: أ - مسطح بشطب. ب - منحني مع الشطب

يتأثر حجم زاوية أشعل النار وشكل سطح أشعل النار بشكل كبير ليس فقط بالخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمادة التي تتم معالجتها، ولكن أيضًا بخصائص مادة الأداة. يتم استخدام أشكال مسطحة ومنحنية (مع أو بدون حواف) للسطح الأمامي (الشكل 1.16).

يتم استخدام سطح المشط المسطح لقواطع جميع أنواع مواد الأدوات، بينما يتم شحذ الشفرة بشطب مقوى من أجل

زاوية الأشعة فوق البنفسجية-^~5 -لقواطع الصلب عالية السرعة و شF =-5..-25 . للقواطع المصنوعة من سبائك الكربيد وجميع أنواع السيراميك والمواد الاصطناعية فائقة الصلابة.

للعمل في الظروف الصعبة (القطع مع الصدمات، مع السماح غير المتساوي، عند معالجة الفولاذ الصلب والمصلب)، عند استخدام مواد القطع الصلبة والهشة (السيراميك المعدني، المواد الاصطناعية فائقة الصلابة، السبائك الصلبة ذات المحتوى المنخفض من الكوبالت)، يمكن للقواطع أن مصنوع

مقدمة

يُستخدم مع سطح مشط مسطح، بدون شطب بزاوية مشط سلبية.

تُستخدم القواطع المصنوعة من الفولاذ عالي السرعة والسبائك الصلبة ذات السطح الأمامي المسطح بدون شطب مع ^ = 8..15 لمعالجة المواد الهشة التي تنتج رقائق تنكسر (الحديد الزهر والبرونز). مع سماكة قطع صغيرة، مماثلة لنصف قطر تقريب حافة القطع، فإن قيمة زاوية أشعل النار ليس لها أي تأثير تقريبًا على عملية القطع، نظرًا لأن تشوه الطبقة المقطوعة وتحويلها إلى رقائق يتم بواسطة التقريب حافة نصف القطر. في هذه الحالة، يتم قبول زوايا الميل لجميع أنواع مواد الأدوات ضمن نطاق 0...5 0. يؤثر حجم زاوية أشعل النار بشكل كبير على متانة القواطع.

الغرض من الزاوية الرئيسية في المخطط - تغيير النسبة بين العرض بوسمك أالقطع على عمق قطع ثابت روالخضوع س.

تقليل الزاوية يزيد من قوة طرف القاطع، ويحسن تبديد الحرارة، ويزيد من عمر الأداة، ولكنه يزيد من قوى القطع صض و، رفي يزيد

يؤدي الدوران والاحتكاك على السطح المعالج إلى خلق ظروف للاهتزاز. عند الزيادة تصبح الرقائق أكثر سمكًا وتتكسر بشكل أفضل.

توفر تصميمات القطع، خاصة تلك التي تحتوي على تثبيت ميكانيكي لإدراج الكربيد، مجموعة من قيم الزوايا #>: 90، 75، 63، 60، 50، 45، 35، 30، 20، 10، مما يسمح لك بتحديد الزاوية ، الأكثر ملاءمة لظروف محددة.

تعتمد عملية فصل المواد على شكل القاطع. وفقا للقطع، يتم فصل المعدن، ويمكن للمرء أن يتوقع أن هذه العملية تشمل التدمير مع تكوين الشقوق وتطورها. في البداية، كانت فكرة عملية القطع هذه مقبولة بشكل عام، ولكن فيما بعد ظهرت شكوك حول وجود صدع أمام أداة القطع.

كان مالوك وروليكس من بين أول من أتقن التصوير الفوتوغرافي الدقيق لمنطقة تكوين الرقائق ولاحظ وجود شقوق أمام القاطع، بينما توصل كيك، بناءً على دراسات مماثلة، إلى استنتاجات معاكسة. وبمساعدة تقنيات التصوير الدقيق الأكثر تقدمًا، تبين أن قطع المعادن يعتمد على عملية تدفق البلاستيك. كقاعدة عامة، في ظل الظروف العادية، لا يتشكل صدع متقدم؛ يمكن أن يحدث فقط في ظل ظروف معينة.

وفقا لوجود تشوهات بلاستيكية ممتدة أمام القاطع بكثير، فقد تم إثبات ذلك من خلال ملاحظة عملية تشكيل الرقاقة تحت المجهر بسرعات قطع منخفضة جدا من الترتيب الخامس- 0,002 م/دقيقة.ويتجلى ذلك أيضًا من خلال نتائج الدراسة المعدنية لتشوه الحبوب في منطقة تكوين الرقاقة (الشكل 7). تجدر الإشارة إلى أن ملاحظات عملية تشكيل الرقاقة تحت المجهر أظهرت عدم استقرار عملية التشوه البلاستيكي في منطقة تكوين الرقاقة. تغير الحدود الأولية لمنطقة تكوين الرقاقة موقعها بسبب التوجهات المختلفة للمستويات البلورية للحبيبات الفردية للمعدن الذي تتم معالجته. ويلاحظ تركيز دوري لسلالات القص عند الحد النهائي لمنطقة تكوين الرقاقة، ونتيجة لذلك تفقد عملية التشوه اللدن ثباتها بشكل دوري ويتلقى الحد الخارجي لمنطقة اللدن تشوهات محلية، وتتشكل أسنان مميزة على الحدود الخارجية للرقاقة.

تي^- \ : "ز

مقدمة

أرز. 7. تم تحديد محيط منطقة تكوين الرقائق من خلال دراسة القطع الحر باستخدام التصوير.

أرز. 8. صورة مجهرية لمنطقة تكوين الرقاقة عند قطع الفولاذ بسرعة منخفضة. تُظهر الصورة المجهرية الحدود الأولية والنهائية لمنطقة تكوين الرقاقة. (التكبير 100x)

وبالتالي، لا يمكننا التحدث إلا عن متوسط الموقع المحتمل لحدود منطقة تكوين الرقاقة ومتوسط التوزيع الاحتمالي للتشوهات البلاستيكية داخل منطقة تكوين الرقاقة.

يعد التحديد الدقيق للحالة المجهدة والمشوهة للمنطقة البلاستيكية باستخدام طريقة ميكانيكا البلاستيك أمرًا صعبًا للغاية. حدود المنطقة البلاستيكية غير محددة وهي في حد ذاتها قابلة للتحديد. تتغير مكونات الإجهاد في المنطقة البلاستيكية بشكل غير متناسب مع بعضها البعض، أي. لا تنطبق التشوهات البلاستيكية للطبقة المقطوعة على حالة التحميل البسيط.

تعتمد جميع طرق الحساب الحديثة لعمليات القطع على الدراسات التجريبية. يتم وصف الطرق التجريبية بشكل كامل في. عند دراسة عملية تشكيل الرقائق وحجم وشكل منطقة التشوه، يتم استخدام طرق تجريبية مختلفة. وفقًا لـ V.F Bobrov، تم ذكر التصنيف التالي:

طريقة الملاحظة البصرية.يتم صقل جانب العينة المعرضة للقطع الحر أو وضع شبكة مربعة كبيرة عليها. عند القطع بسرعة منخفضة، يمكن استخدام تشويه الشبكة وتشويه وتجعد السطح المصقول للعينة للحكم على حجم وشكل منطقة التشوه وتكوين فكرة خارجية عن كيفية قطع الطبقة

مقدمة17

يتحول تماما إلى نشارة. هذه الطريقة مناسبة للقطع بسرعات منخفضة جداً لا تتجاوز 0.2 – 0.3 م/دقيقة، وتعطي فكرة نوعية فقط عن عملية تشكيل الرقاقة.

طريقة التصوير بالسرعة العالية .إنه يعطي نتائج جيدة عند التصوير بتردد حوالي 10000 إطار في الثانية ويسمح لك بمعرفة ميزات عملية تكوين الرقائق بسرعات القطع المستخدمة عمليًا.

طريقة تقسيم الشبكة.يعتمد على تطبيق شبكة تقسيم مربعة دقيقة بأحجام خلايا تتراوح بين 0.05 - 0.15 ملم. يتم تطبيق شبكة التقسيم بطرق مختلفة: عن طريق الدحرجة بحبر الطباعة، والحفر، والترسيب الفراغي، وطباعة الشاشة، والخدش، وما إلى ذلك. الطريقة الأكثر دقة وبساطة هي الخدش باستخدام أداة إندينتر ماسية على جهاز PMTZ لقياس الصلابة الدقيقة أو على جهاز عالمي مجهر. للحصول على منطقة تشوه غير مشوهة تتوافق مع مرحلة معينة من تكوين الرقاقة، يتم استخدام أجهزة خاصة لإيقاف عملية القطع "فورًا"، حيث يتم إزالة القاطع من تحت الرقائق بواسطة زنبرك قوي أو طاقة انفجار تهمة مسحوق. باستخدام مجهر فعال، يتم قياس أبعاد خلايا الشبكة المقسمة، المشوهة نتيجة التشوه، على جذر الشريحة الناتج. باستخدام جهاز النظرية الرياضية لللدونة، من أبعاد شبكة التقسيم المشوهة، يمكن تحديد نوع الحالة المشوهة، وحجم وشكل منطقة التشوه، وشدة التشوه في نقاط مختلفة من منطقة التشوه وغيرها من المعالم التي تميز كميا عملية تشكيل الرقاقة.

طريقة الميتالوغرافيا.يتم قطع جذر الشريحة التي تم الحصول عليها باستخدام جهاز توقف القطع "الفوري"، ويتم صقل جانبها جيدًا، ثم حفره باستخدام كاشف مناسب. يتم فحص المقطع المجهري الناتج من جذر الرقاقة تحت المجهر بتكبير 25-200 مرة أو يتم التقاط تصوير مجهري. تغيير الهيكل

مقدمة

الرقائق ومناطق التشوه بالمقارنة مع بنية المادة غير المشوهة، فإن اتجاه نسيج التشوه يجعل من الممكن تحديد حدود منطقة التشوه والحكم على عمليات التشوه التي تحدث فيها.

طريقة لقياس الصلابة الدقيقة.نظرًا لوجود علاقة لا لبس فيها بين درجة التشوه البلاستيكي وصلابة المادة المشوهة، فإن قياس الصلابة الدقيقة لجذر الرقاقة يعطي فكرة غير مباشرة عن شدة التشوه في أحجام مختلفة من منطقة التشوه. للقيام بذلك، باستخدام جهاز PMT-3، يتم قياس الصلابة الدقيقة في نقاط مختلفة من جذر الشريحة ويتم إنشاء متساوي الصلابة (خطوط الصلابة الثابتة)، والتي يمكن من خلالها تحديد حجم الضغوط العرضية في منطقة التشوه.

طريقة الاستقطاب البصري،أو تعتمد طريقة المرونة الضوئية على حقيقة أن الأجسام المتناحية الشفافة تصبح متباينة الخواص عند تعرضها لقوى خارجية، وإذا تم عرضها في الضوء المستقطب، فإن نمط التداخل يسمح بتحديد حجم وعلامة الضغوط المؤثرة. إن طريقة الاستقطاب الضوئية لتحديد الضغوط في منطقة التشوه لها استخدام محدود للأسباب التالية. تتميز المواد الشفافة المستخدمة في القطع بخصائص فيزيائية وميكانيكية مختلفة تمامًا عن المعادن التقنية - الفولاذ والحديد الزهر. تعطي الطريقة قيمًا دقيقة للضغوط الطبيعية وضغوط القص فقط في المنطقة المرنة. لذلك، باستخدام طريقة الاستقطاب البصري، من الممكن الحصول فقط على فكرة نوعية وتقريبية عن توزيع الضغط في منطقة التشوه.

الطرق الميكانيكية والشعاعيةيستخدم لدراسة حالة الطبقة السطحية الواقعة تحت السطح المعالج. تُستخدم الطريقة الميكانيكية التي طورها N. N. Davidenkov لتحديد الضغوط من النوع الأول المتوازنة في منطقة من الجسم أكبر حجماً من حجم حبة البلورة. الطريقة هي أن مع

مقدمة 19

من سطح العينة المقطوعة من جزء آلي، تتم إزالة طبقات رقيقة جدًا من المواد بشكل تسلسلي ويتم قياس تشوه العينة باستخدام مقاييس الضغط. يؤدي تغيير أبعاد العينة إلى حقيقة أنها تصبح غير متوازنة وتشوه تحت تأثير الضغوط المتبقية. من التشوهات المقاسة يمكن الحكم على حجم وعلامة الضغوط المتبقية.

بناءً على ما سبق، يمكننا استخلاص استنتاج حول مدى تعقيد الطرق التجريبية ومحدودية تطبيقها في مجال دراسة العمليات والأنماط في عمليات القطع، بسبب تكلفتها العالية وأخطاء القياس الكبيرة وندرة المعلمات المقاسة.

هناك حاجة لكتابة نماذج رياضية يمكن أن تحل محل البحوث التجريبية في مجال قطع المعادن، واستخدام القاعدة التجريبية فقط في مرحلة تأكيد النموذج الرياضي. حاليًا، يتم استخدام عدد من الطرق لحساب قوى القطع، والتي لم تؤكدها التجارب، ولكنها مستمدة منها.

تم إجراء تحليل للصيغ المعروفة لتحديد قوى القطع ودرجات الحرارة في العمل، والتي بموجبها تم الحصول على الصيغ الأولى في شكل درجات تجريبية للاعتماد لحساب المكونات الرئيسية لقوى القطع بالشكل:

ع، = ج ص F ص سي ك ص

أين تزوجز - المعامل الذي يأخذ في الاعتبار التأثير على قوة بعض الظروف الدائمة؛ * ر-عمق القطع؛ $^,- تغذية طولية لر- معامل القطع المعمم xyz- الأسس.

مقدمة 20

العيب الرئيسي لهذه الصيغة هو عدم وجود اتصال مادي واضح مع النماذج الرياضية المعروفة في القطع. العيب الثاني هو العدد الكبير من المعاملات التجريبية.

وفقًا لـ ، فإن تعميم البيانات التجريبية جعل من الممكن إثبات أن المماس المتوسط يؤثر على السطح الأمامي للأداة

الجهد االكهربى سF = 0.285^، حيث &ل- قوة الشد النهائية الفعلية. وعلى هذا الأساس حصل أ.أ.روزنبرغ على صيغة أخرى لحساب المكون الرئيسي لقوة القطع:

(90-ص)"كوس /

-- їїдГ + الخطيئة/

صض=0.28Sكأب (2.05 كأ-0,55)

2250ك Qm5(9Q - ص) "

أين كوميرسانت- عرض الطبقة المقطوعة.

عيب هذه الصيغة هو أنه لكل محدد

في حالة حسابات القوة، من الضروري تحديد المعلمات لأ و$ كتجريبيا، وهو أمر يتطلب عمالة كثيفة. وفقا للعديد من التجارب، تم الكشف عن أنه عند استبدال خط القص المنحني بخط مستقيم، تكون الزاوية شقريبة من 45، وبالتالي فإن الصيغة سوف تأخذ الشكل:

dcos ش

صض = - "- ص+خطيئة^

tgأركوس

وفقا للتجارب، لا يمكن استخدام المعيار كمعيار عالمي ينطبق على أي حالات إجهاد. ومع ذلك، يتم استخدامه كقاعدة في الحسابات الهندسية.

معيار لأعلى الضغوط العرضية.تم اقتراح هذا المعيار بواسطة تريسكا لوصف حالة اللدونة، ولكن يمكن استخدامه أيضًا كمعيار قوة للمواد الهشة. يحدث الفشل عند أعظم إجهاد القص

ص ماكس = جير"x~ ب)يصل إلى قيمة معينة (لكل مادة).

بالنسبة لسبائك الألومنيوم، أعطى هذا المعيار، عند مقارنة البيانات التجريبية مع البيانات المحسوبة، نتيجة مقبولة. لا توجد مثل هذه البيانات للمواد الأخرى، وبالتالي لا يمكن تأكيد أو دحض تطبيق هذا المعيار.

هناك أيضا معايير الطاقة.إحدى هذه الفرضيات هي فرضية Huber-Mises-Genki، والتي بموجبها يحدث التدمير عندما تصل الطاقة المحددة لتغيير الشكل إلى قيمة محددة معينة.

مقدمة23

قراءة٪ s. لقد حصل هذا المعيار على تأكيد تجريبي مُرضٍ لمختلف المعادن الإنشائية والسبائك. وتكمن صعوبة تطبيق هذا المعيار في التحديد التجريبي للقيمة الحدية.

تشمل معايير قوة المواد التي تقاوم التوتر والضغط بشكل غير متساو معيار شلايشر وبالاندين وميروليوبوف وياجنا. تشمل العيوب صعوبة التطبيق وضعف التحقق التجريبي.

تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد مفهوم واحد لآليات التدمير، فضلا عن معيار التدمير العالمي الذي يمكن من خلاله الحكم بشكل لا لبس فيه على عملية التدمير. في الوقت الحالي، يمكننا التحدث عن التطور النظري الجيد لعدد من الحالات الخاصة فقط ومحاولات تعميمها. التطبيق العملي في الحسابات الهندسية لمعظم نماذج الكسور الحديثة غير متوفر بعد.

يتيح لنا تحليل الأساليب المذكورة أعلاه لوصف نظرية الانفصال تسليط الضوء على السمات المميزة التالية:

تعتبر الأساليب الحالية لوصف عمليات التدمير مقبولة في مرحلة بداية عملية التدمير وعند حل المشكلات في التقريب الأول.

وينبغي أن يستند نموذج العملية إلى وصف لفيزياء عملية القطع، بدلا من البيانات التجريبية الإحصائية.

بدلا من علاقات النظرية الخطية للمرونة، من الضروري استخدام العلاقات غير الخطية جسديا التي تأخذ في الاعتبار التغيرات في شكل وحجم الجسم في ظل التشوهات الكبيرة.

يمكن للطرق التجريبية توفير المعلومات بوضوح

مقدمة

معلومات حول السلوك الميكانيكي للمادة في نطاق معين من درجات الحرارة ومعلمات عملية القطع.

بناء على ما سبق، الهدف الرئيسي للعملهو إنشاء نموذج رياضي للفصل يسمح، على أساس العلاقات التأسيسية الشاملة، بالنظر في جميع مراحل العملية بدءاً من مرحلة التشوه المرن وانتهاءً بمرحلة فصل الرقائق وقطع العمل ودراسة الأنماط من عملية إزالة الشريحة.

في الفصل الأولتحدد الأطروحة النموذج الرياضي للتشوه المحدود والفرضيات الرئيسية لنموذج الكسر. يتم طرح مشكلة القطع المتعامد.

في الفصل الثانيوفي إطار النظرية الموضحة في الفصل الأول، تم بناء نموذج العناصر المحدودة لعملية القطع. يتم تقديم تحليل لآليات الاحتكاك والتدمير فيما يتعلق بنموذج العناصر المحدودة. ويتم إجراء اختبار شامل للخوارزميات الناتجة.

في الفصل الثالثتم وصف الصياغة الفيزيائية والرياضية للمشكلة التكنولوجية المتمثلة في إزالة الرقائق من العينة. يتم وصف آلية نمذجة العملية وتنفيذ العناصر المحدودة بالتفصيل. يتم إجراء تحليل مقارن للبيانات التي تم الحصول عليها مع الدراسات التجريبية، ويتم استخلاص استنتاجات حول إمكانية تطبيق النموذج.

تم الإبلاغ عن الأحكام والنتائج الرئيسية للعمل في المؤتمر العلمي لعموم روسيا "المشكلات الحديثة للرياضيات والميكانيكا وعلوم الكمبيوتر" (تولا ، 2002) ، وكذلك في المدرسة الشتوية حول ميكانيكا الاستمرارية (بيرم ، 2003) ، في المؤتمر العلمي الدولي "المشكلات الحديثة للرياضيات والميكانيكا وعلوم الكمبيوتر" (تولا، 2003)، في المؤتمر العلمي والعملي "العلماء الشباب من المركز الروسي" (تولا، 2003).

العلاقات التأسيسية لعمليات التشوه المرنة المرنة

لتخصيص نقاط البيئة، يتم اشتقاق نظام الإحداثيات التعسفي 0 للحرف t الأولي - حول تكوين ثابت يسمى التكوين المحسوب (KQ)، والذي يتم من خلاله تعيين ثلاثة أرقام لكل جسيم (J،2 3) "مخصص" لهذا الجسيم ولم يتغير طوال الحركة بأكملها. النظام 0 المقدم في التكوين المرجعي، مع الأساس، =-r (/ = 1,2,3) يسمى نظام إحداثيات لاغرانج الثابت. لاحظ أنه يمكن اختيار إحداثيات الجسيمات في اللحظة الأولى من الزمن في النظام المرجعي كإحداثيات مادية. تجدر الإشارة إلى أنه عند النظر في عمليات تشوه وسط ذي خصائص تعتمد على تاريخ التشوه، بغض النظر عن المادة أو المتغيرات المكانية المستخدمة، يتم استخدام نظامين إحداثيين - أحدهما لاغرانجيان وأويلريان.

وكما هو معروف، فإن حدوث الإجهاد في الجسم يتولد عن تشوه الألياف المادية، أي. تغيير أطوالها ومواضعها النسبية، وبالتالي فإن المشكلة الرئيسية التي تم حلها في نظرية التشوهات غير الخطية هندسيًا هي تقسيم حركة الوسط إلى انتقالية و"تشوهية بحتة" والإشارة إلى قياسات لوصفها. تجدر الإشارة إلى أن مثل هذا التمثيل ليس واضحًا ويمكن الإشارة إلى عدة طرق لوصف البيئة، حيث يتم تقسيم الحركة إلى "شبه صلبة" محمولة و"تشوه" نسبي بطرق مختلفة. على وجه الخصوص، في عدد من الأعمال، تُفهم حركة التشوه على أنها حركة جوار جسيم مادي فيما يتعلق بأساس لاغرانج الأساسي ek؛ في الأعمال، تعتبر الحركة فيما يتعلق بقاعدة صلبة بمثابة حركة تشوه، حيث يتم تحديد حركتها الانتقالية من خلال موتر الدوران الذي يربط بين المحاور الرئيسية لمقاييس التشويه اليسرى واليمنى. في هذا العمل، يعتمد تقسيم حركة جوار جسيم مادي M (الشكل 1.1) إلى حركة متعدية ومشوهة على التمثيل الطبيعي لتدرج السرعة في شكل جزء متماثل وغير متماثل. في هذه الحالة، يتم تعريف معدل التشوه على أنه السرعة النسبية للجسيم بالنسبة إلى ثلاثي الأسطح المتعامد الصلب لقاعدة الدوامة، والذي يتم تحديد دورانه بواسطة موتر الدوامة Q. تجدر الإشارة إلى أنه في الحالة العامة للحركة في الوسط، تمر المحاور الرئيسية للموتر W عبر ألياف مادية مختلفة. ومع ذلك، كما هو موضح في، بالنسبة لعمليات التحميل البسيطة وشبه البسيطة في النطاق الحقيقي للتشوهات، فإن دراسة حركة التشوه على أساس دوامة تبدو مرضية للغاية. وفي الوقت نفسه، عند بناء علاقات تصف عملية التشوه المحدود للوسط، يجب أن يفي اختيار المقاييس بعدد من المعايير الطبيعية: 1) يجب أن يقترن قياس التشوه بمقياس الإجهاد من خلال التعبير عن العمل الأولي . 2) لا ينبغي أن يؤدي دوران العنصر المادي كجسم جامد تمامًا إلى تغيير في مقاييس التشوه ومشتقاتها الزمنية - وهي خاصية الموضوعية المادية. 3) عند التمييز بين القياسات، يجب الحفاظ على خاصية التماثل وشرط فصل عمليات تغيير الشكل وتغيير الحجم. الشرط الأخير مرغوب فيه للغاية.

كما يظهر التحليل، فإن استخدام التدابير المذكورة أعلاه لوصف عملية التشوه المحدود يؤدي عادة إما إلى عدم صحة كافية في وصف التشوه أو إلى إجراء معقد للغاية لحسابها.

يتم استخدام الثوابت لتحديد انحناء المسار وتطوره

الموترات W"، وهي مشتقات جومان من الرتبة n لانحراف معدلات الانفعال، كما هو موضح في. ويمكن تحديدها من القيمة المعروفة للموتر المتري ومشتقات مكوناته في اللحظة الزمنية المعتبرة. وبالتالي، فإن لا تعتمد قيمة الانحناء والالتواءات، على عكس المتغيرين الثاني والثالث للمقياس الوظيفي للتشوه H، على طبيعة التغير في المقياس خلال الفترة بأكملها، وتفترض علاقات النظائر العامة في النموذج (. 1.21) هي نقاط البداية لبناء نماذج محددة للأجسام ذات التشوهات المحدودة وإثباتها تجريبيا ويبدو من الطبيعي تعميم العلاقات المعروفة للتشوهات الصغيرة من خلال الانتقال إلى المقاييس المقترحة للتشوه والتحميل في عملية تشوه الوسط، عادة ما يتم استخدام صيغة المعدل، ثم سيتم تشكيل جميع العلاقات في معدلات تغير المعلمات العددية والموترة التي تصف سلوك الوسيط في هذه الحالة، معدلات التشوه و التحميل تتوافق مع المشتقات النسبية للموترات والانحرافات بمعنى جومان.

بناء نموذج لإدخال إسفين صلب في جسم بلاستيكي مرن شبه لا نهائي

لا توجد حاليًا طرق تحليلية لحل المشكلات المرتبطة بعمليات الفصل. تُستخدم طريقة الخط المنزلق على نطاق واسع في عمليات مثل إدخال الإسفين أو إزالة الرقاقة. ومع ذلك، فإن الحلول التي تم الحصول عليها باستخدام هذه الطريقة ليست قادرة على وصف مسار العملية نوعيًا. من المقبول أكثر استخدام الطرق العددية القائمة على المبادئ المتغيرة لاغرانج وجوردان. تم وصف الطرق التقريبية الحالية لحل مشكلات القيمة الحدية في ميكانيكا المواد الصلبة القابلة للتشوه بتفاصيل كافية في الدراسات.

وفقًا للمفهوم الأساسي لـ FEM، يتم تقسيم الحجم الكامل للوسط القابل للتشوه إلى عدد محدود من العناصر المتلامسة مع بعضها البعض عند النقاط العقدية؛ الحركة المجمعة لهذه العناصر تمثل حركة الوسط القابل للتشوه. علاوة على ذلك، داخل كل عنصر، يتم تقريب نظام الخصائص التي تصف الحركة من خلال نظام أو آخر من الوظائف التي يحددها نوع العنصر المحدد. في هذه الحالة، المجهول الرئيسي هو إزاحة عقد العنصر.

استخدام عنصر بسيط يبسط إلى حد كبير الإجراء الخاص ببناء تمثيل العناصر المحدودة للعلاقة (2.5)، لأنه يسمح باستخدام عمليات أبسط للتكامل من نقطة واحدة على حجم العنصر. في الوقت نفسه، بما أن متطلبات الاكتمال والاستمرارية قد تم استيفاؤها للتقريب المختار، فإن الدرجة الضرورية من ملاءمة نموذج العناصر المحدودة لـ "نظام مستمر" - جسم قابل للتشوه - يتم تحقيقها ببساطة عن طريق زيادة عدد العناصر المحدودة مع انخفاض مماثل في أحجامها. يتطلب عدد كبير من العناصر قدرًا كبيرًا من الذاكرة وقضاء المزيد من الوقت في معالجة هذه المعلومات؛ ولا يوفر العدد الصغير حلاً عالي الجودة. يعد تحديد العدد الأمثل للعناصر إحدى المهام الأساسية في العمليات الحسابية.

على عكس الطرق الأخرى المستخدمة، فإن طريقة التحميل المتسلسل لها معنى فيزيائي معين، حيث أنه في كل خطوة يتم أخذ رد فعل النظام لزيادة الحمل في الاعتبار كما يحدث في العملية الفعلية. ولذلك، تتيح لنا هذه الطريقة الحصول على معلومات حول سلوك الجسم أكثر بكثير من مجرد حجم الإزاحات تحت نظام حمل معين. نظرًا لأنه يتم الحصول بشكل طبيعي على مجموعة كاملة من الحلول المقابلة لأجزاء مختلفة من الحمل، يصبح من الممكن دراسة الحالات الوسيطة لتحقيق الاستقرار، وإذا لزم الأمر، إجراء التعديلات المناسبة على الإجراء لتحديد نقاط التفرع والعثور على استمرارية محتملة للعملية.

المرحلة الأولية للخوارزمية هي تقريب المنطقة قيد الدراسة للحظة الزمنية t = O بواسطة العناصر المحدودة. يعتبر تكوين المنطقة المقابلة للحظة الأولية معروفًا، ويمكن أن يكون الجسم إما في حالة "طبيعية" أو لديه ضغوط أولية بسبب، على سبيل المثال، مرحلة المعالجة السابقة.

بعد ذلك، بناءً على الطبيعة المتوقعة لعملية التشوه، يتم اختيار نوع نظرية معينة من اللدونة (القسم 1.2). تشكل البيانات المعالجة من تجارب التوتر أحادي المحور لعينات المادة قيد الدراسة نوعًا محددًا من العلاقات التأسيسية، وذلك باستخدام، وفقًا لمتطلبات البند 1.2، أي من الطرق الأكثر شيوعًا لتقريب المنحنى التجريبي. عند حل مشكلة ما، يُفترض أن نوعًا معينًا من نظرية اللدونة لم يتغير بالنسبة للحجم بأكمله قيد الدراسة طوال العملية بأكملها. ويتم بعد ذلك تقييم عدالة الاختيار من خلال انحناء مسار التشوه، المحسوب عند أكثر النقاط المميزة في الجسم. تم استخدام هذا النهج لدراسة نماذج العمليات التكنولوجية للتشوه المحدود للعينات الأنبوبية في أنظمة التحميل الخارجي البسيط أو القريب. وفقًا للإجراء المختار للتكامل خطوة بخطوة، يتم تقسيم فترة التحميل بأكملها فيما يتعلق بالمعلمة t إلى عدد من المراحل (الخطوات) الصغيرة إلى حد ما. في المستقبل، يتم إنشاء حل المشكلة لخطوة نموذجية باستخدام الخوارزمية التالية. 1. بالنسبة لتكوين المنطقة المحدد حديثًا بناءً على نتائج الخطوة السابقة، يتم حساب الخصائص المترية للمساحة المشوهة. في الخطوة الأولى، يتطابق تكوين المنطقة مع التكوين المحدد عند t = O. 2. يتم تحديد خصائص البلاستيك المرن للمادة لكل عنصر وفقًا لحالة الإجهاد والانفعال المقابلة لنهاية السابق خطوة. 3. يتم تشكيل مصفوفة محلية للصلابة ومتجه قوة العنصر. 4. تم تحديد شروط الحدود الحركية على أسطح التلامس. بالنسبة لشكل سطح الاتصال التعسفي، يتم استخدام الإجراء المعروف للانتقال إلى نظام الإحداثيات المحلي. 5. يتم تشكيل مصفوفة صلابة النظام العالمي ومتجه القوة المقابل. 6. تم حل نظام المعادلات الجبرية وتحديد العمود المتجه لسرعات الحركات العقدية. 7. يتم تحديد خصائص حالة الإجهاد والانفعال اللحظي، ويتم حساب موترات معدل الإجهاد W، والدوامة C1، ومعدل تغير الحجم 0، ويتم حساب انحناء مسار التشوه X 8. مجالات السرعة يتم دمج موترات الإجهاد والانفعال، ويتم تحديد تكوين جديد للمنطقة. يتم تحديد نوع حالة الإجهاد والانفعال ومناطق التشوه المرنة والبلاستيكية. 9. يتم تحديد المستوى المحقق للقوى الخارجية. 10. تتم مراقبة تحقيق شروط التوازن وحساب المتجهات المتبقية. عند تنفيذ مخطط دون توضيح التكرارات، يتم تنفيذ الانتقال فورًا إلى الخطوة 1.

العوامل المؤثرة على عملية تكوين الشريحة

عملية تكوين الرقاقة عند قطع المعادن هي تشوه بلاستيكي، مع احتمال تدمير الطبقة المقطوعة، ونتيجة لذلك تتحول الطبقة المقطوعة إلى رقائق. تحدد عملية تشكيل الرقاقة إلى حد كبير عملية القطع: حجم قوة القطع، وكمية الحرارة المتولدة، ودقة وجودة السطح الناتج، وتآكل الأداة. بعض العوامل لها تأثير مباشر على عملية تكوين الرقاقة، والبعض الآخر - بشكل غير مباشر، من خلال تلك العوامل التي تؤثر بشكل مباشر. تؤثر جميع العوامل تقريبا بشكل غير مباشر، وهذا يسبب سلسلة كاملة من الظواهر المترابطة.

وفقًا لـ ، هناك أربعة عوامل فقط لها تأثير مباشر على عملية تشكيل الرقاقة أثناء القطع المستطيل: زاوية العمل، وزاوية أشعل النار للأداة، وسرعة القطع، وخصائص المادة. جميع العوامل الأخرى تؤثر بشكل غير مباشر. لتحديد هذه التبعيات، تم اختيار عملية القطع المستطيل الحر للمادة على سطح مستو، حيث يتم تقسيم قطعة العمل إلى قسمين بواسطة خط التقسيم المقصود GA، والطبقة العليا هي الشريحة المستقبلية، وسمك الطبقة التي تمت إزالتها هو. o، قطعة العمل المتبقية سميكة ح. النقطة M هي أقصى نقطة للوصول إلى طرف القاطع أثناء الاختراق، والمسار الذي يجتازه القاطع هو S. عرض العينة محدود ويساوي b. دعونا نفكر في نموذج لعملية القطع (الشكل 3.1.) بافتراض أنه في اللحظة الأولى من الزمن تكون العينة غير مشوهة وسليمة وبدون قطع. قطعة عمل تتكون من سطحين متصلين بطبقة رقيقة جداً من AG سمكها 8.a، حيث a هو سمك الرقائق التي يتم إزالتها. AG - الخط الفاصل المقدر (الشكل 3.1). عندما يتحرك القاطع، يحدث التلامس على طول سطحي أداة القطع. في اللحظة الأولى من الزمن، لا يحدث أي تدمير - يتم إدخال القاطع دون تدمير. يتم استخدام مادة الخواص البلاستيكية المرنة كمواد رئيسية. أخذت الحسابات في الاعتبار كلا من المواد القابلة للطرق (قدرة المادة على الخضوع لتشوهات متبقية كبيرة دون أن تنكسر) والمواد الهشة (قدرة المادة على الكسر دون تشوه بلاستيكي ملحوظ). كان الأساس هو وضع القطع منخفض السرعة، مما يلغي حدوث الركود على السطح الأمامي. ميزة أخرى هي توليد الحرارة المنخفضة أثناء عملية القطع، مما لا يؤثر على التغير في الخصائص الفيزيائية للمادة، وبالتالي عملية القطع وقيمة قوى القطع. وبالتالي، يصبح من الممكن إجراء دراسة عددية وتجريبية لعملية قطع طبقة القطع، والتي لا تعقدها ظواهر إضافية.

وفقًا للفصل 2، يتم تنفيذ عملية العناصر المحدودة لحل مشكلة القطع شبه الساكنة عن طريق تحميل العينة خطوة بخطوة، وفي حالة القطع - عن طريق حركة صغيرة للقاطع في اتجاه العينة . تم حل المشكلة عن طريق تحديد الحركة على القاطع حركياً، لأن فسرعة القطع معروفة، لكن قوة القطع غير معروفة ويمكن تحديد كميتها. لحل هذه المشكلة، تم تطوير حزمة برامج متخصصة Wind2D، قادرة على حل ثلاث مشاكل - تقديم نتائج تؤكد صحة الحسابات التي تم الحصول عليها، وحساب مشاكل الاختبار لتبرير صحة النموذج الذي تم إنشاؤه، ولديه القدرة على تصميم وحل مشكلة مشكلة تكنولوجية.

لحل هذه المشاكل، تم اختيار نموذج للبناء المعياري للمجمع، والذي يتضمن غلافًا مشتركًا كعنصر موحد قادر على إدارة الاتصال بين الوحدات المختلفة. وكانت الوحدة الوحيدة المتكاملة بعمق هي كتلة تصور النتائج. وتنقسم الوحدات المتبقية إلى فئتين: المشاكل والنماذج الرياضية. قد لا يكون النموذج الرياضي فريدًا. يوجد في التصميم الأصلي ثلاثة منها لنوعين مختلفين من العناصر. تمثل كل مهمة أيضًا وحدة مرتبطة بنموذج رياضي بثلاثة إجراءات ومع الصدفة بإجراء واحد لاستدعاء الوحدة، وبالتالي، يتم تقليل تكامل الوحدة الجديدة إلى إدخال أربعة أسطر في المشروع وإعادة الترجمة. تم اختيار اللغة عالية المستوى Borland Delphi 6.0 كأداة تنفيذ تحتوي على كل ما هو ضروري لحل المهمة في وقت محدود. في كل مهمة، من الممكن استخدام شبكات العناصر المحدودة التي تم إنشاؤها تلقائيًا، أو استخدام الشبكات المعدة خصيصًا باستخدام حزمة AnSYS 5.5.3 وحفظها بتنسيق نصي. يمكن تقسيم جميع الحدود إلى نوعين: ديناميكية (حيث تتغير العقد من خطوة إلى أخرى) وثابتة (ثابتة طوال العملية الحسابية). أصعب ما في النمذجة هي الحدود الديناميكية، إذا قمت بتتبع عملية الفصل عن طريق العقد، فعند الوصول إلى معيار التدمير في عقدة تنتمي إلى الحدود Ol، يتم قطع الاتصال بين العناصر التي تنتمي إليها هذه العقدة عن طريق التكرار. العقدة - إضافة رقم جديد للعناصر الموجودة أسفل الخط الفاصل. يتم تعيين عقدة واحدة لـ J- و، والأخرى 1 з (الشكل 3.10). بعد ذلك، من 1 وتنتقل العقدة إلى C ثم إلى C. العقدة المخصصة لـ A p فورًا أو بعد عدة خطوات تقع على سطح القاطع وتنتقل إلى C، حيث يمكن فصلها لسببين: الوصول إلى المفرزة المعيار، أو عند الوصول إلى النقطة ب، إذا تم تحديد قاطع الشريحة عند حل هذه المشكلة. بعد ذلك، تنتقل العقدة إلى G9 إذا كانت العقدة التي أمامها غير مثبتة بالفعل.

مقارنة القيم التي تم العثور عليها تجريبيا والمحسوبة لقوى القطع

كما ذكرنا سابقًا، استخدم العمل طريقة التحميل خطوة بخطوة، وجوهرها هو تقسيم مسار الإسفين بالكامل إلى أجزاء صغيرة متساوية الطول. ولزيادة دقة وسرعة العمليات الحسابية، بدلاً من الخطوات الصغيرة جدًا، تم استخدام طريقة تكرارية لتقليل حجم الخطوة اللازمة للحصول على وصف دقيق لمشكلة الاتصال عند استخدام طريقة العناصر المحدودة. يتم فحص كل من الشروط الهندسية للعقد وشروط التشوه للعناصر المحدودة.

وتعتمد العملية على التحقق من كافة المعايير وتحديد أصغر عامل تخفيض للخطوة، وبعد ذلك يتم إعادة حساب الخطوة وهكذا حتى تصبح K 0.99. قد لا يتم استخدام بعض المعايير في عدد من المهام؛ جميع المعايير موضحة أدناه (الشكل الشر): 1. حظر اختراق المواد لجسم القاطع - يتم تحقيقه عن طريق فحص جميع العقد من I\L 9"! 12 عند تقاطع حدود سطح القطع الأمامي. بافتراض أن الحركة خطية في خطوة ما، يتم العثور على نقطة الاتصال بين السطح والعقدة ويتم تحديد معامل التخفيض في حجم الخطوة. يتم إعادة حساب الخطوة. 2. يتم تحديد العناصر التي تجاوزت نقطة الخضوع في هذه الخطوة، ويتم تحديد عامل التخفيض للخطوة بحيث لا يتجاوز سوى عدد قليل من العناصر الحد. يتم إعادة حساب الخطوة. 3. يتم تحديد العقد من منطقة معينة تابعة للخط الفاصل GA والتي تتجاوز قيمة معيار التدمير في هذه الخطوة. يتم تحديد عامل التخفيض للخطوة بحيث تتجاوز عقدة واحدة فقط قيمة معيار الفشل. يتم إعادة حساب الخطوة. الفصل 3. النمذجة الرياضية لعملية القطع 4. حظر اختراق المواد إلى جسم القاطع من خلال سطح القطع الخلفي للوحدات من A6، إذا لم يتم تأمين هذه الحدود. 5. بالنسبة للعقد 1 8، يمكن تحديد حالة الانفصال والانتقال إلى المركز عند النقطة B إذا تم تحديد الشرط المستخدم في الحساب باستخدام قاطع الرقاقة. 6. إذا تم تجاوز التشوه في عنصر واحد على الأقل بأكثر من 25%، فسيتم تقليل حجم الخطوة إلى حد التشوه بنسبة 25%. يتم إعادة حساب الخطوة. 7. يتم تحديد الحد الأدنى لعامل تقليل حجم الخطوة، وإذا كان أقل من 0.99 يتم إعادة حساب الخطوة، وإلا حدث الانتقال إلى الظروف التالية. 8. تعتبر الخطوة الأولى خالية من الاحتكاك. بعد الحساب يتم إيجاد اتجاهات حركة العقد التابعة لـ A8 وC، ويضاف الاحتكاك ويعاد حساب الخطوة، ويحفظ اتجاه قوة الاحتكاك في سجل منفصل. إذا تم حساب الخطوة بالاحتكاك، فسيتم التحقق مما إذا كان اتجاه حركة العقد التي تعمل عليها قوة الاحتكاك قد تغير. إذا تغيرت، فسيتم تثبيت هذه الوحدات بشكل صارم على سطح القطع الأمامي. يتم إعادة حساب الخطوة. 9. إذا تم تنفيذ الانتقال إلى الخطوة التالية، وليس إعادة الحساب، فسيتم تأمين العقد التي تقترب من سطح القطع الأمامي - انتقال العقد من 12 K A 8 10. إذا تم تنفيذ الانتقال إلى الخطوة التالية، وليس إعادة الحساب، ثم بالنسبة للعقد التي تنتمي إلى 1 8، يتم حساب قوى القطع وإذا كانت سلبية، يتم فحص الوحدة لإمكانية الانفصال، أي. يتم الانفصال فقط إذا كان هو الأعلى. 11. إذا تم الانتقال إلى الخطوة التالية، وليس إعادة الحساب، فسيتم تحديد عقدة تابعة لـ AG تتجاوز قيمة معيار التدمير في هذه الخطوة بقيمة مقبولة (صغيرة). تمكين آلية الفصل: بدلاً من عقدة واحدة، يتم إنشاء عقدتين، واحدة تنتمي إلى - والأخرى 1 من؛ إعادة ترقيم عقد الجسم باستخدام خوارزمية خاصة. انتقل إلى الخطوة التالية.

يختلف التنفيذ النهائي للمعايير (1-11) من حيث التعقيد وفي احتمالية حدوثها والمساهمة الحقيقية في تحسين نتائج الحساب. غالبًا ما ينشأ المعيار (1) عند استخدام عدد صغير من الخطوات في الحساب، ونادرًا جدًا عند استخدام عدد كبير من الخطوات بنفس عمق الغطس. ومع ذلك، فإن هذا المعيار لا يسمح للعقد "بالسقوط" داخل القاطع، مما يؤدي إلى نتائج غير صحيحة. ووفقاً لـ (9)، يتم إصلاح العقد في مرحلة الانتقال إلى الخطوة التالية، وليس أثناء عمليات إعادة الحساب المتعددة.

ويتكون تطبيق المعيار (2) من مقارنة قيم شدة الإجهاد القديمة والجديدة لجميع العناصر وتحديد العنصر ذو قيمة الشدة القصوى. يتيح هذا المعيار زيادة حجم الخطوة وبالتالي ليس فقط زيادة سرعة الحساب، ولكن أيضًا تقليل الخطأ الناتج عن الانتقال الجماعي للعناصر من المنطقة المرنة إلى المنطقة البلاستيكية. وكذلك المعيار (4).

لدراسة عملية قطع نقية، دون تأثير ارتفاع حاد في درجة الحرارة على سطح التفاعل وفي عينة تتشكل فيها رقائق متساطحة، دون تكوين سطح مبني على سطح القطع، تبلغ سرعة القطع حوالي مطلوب 0.33 ملم / ثانية. وبأخذ هذه السرعة كحد أقصى، نجد أنه لتقديم القاطع بمقدار 1 مم، من الضروري حساب 30 خطوة (مع مراعاة فاصل زمني قدره 0.1 - مما يضمن أفضل استقرار للعملية). عند الحساب باستخدام نموذج الاختبار، عند إدخال القاطع بمقدار 1 مم، مع مراعاة استخدام المعايير الموصوفة مسبقًا ودون مراعاة الاحتكاك، تم الحصول على 190 خطوة بدلاً من 30. ويرجع ذلك إلى انخفاض حجم الخطوة المتقدمة . ومع ذلك، نظرًا لأن العملية متكررة، فقد تم بالفعل إحصاء 419 خطوة. يحدث هذا التناقض بسبب حجم الخطوة الكبير جدًا، مما يؤدي إلى انخفاض متعدد في حجم الخطوة بسبب الطبيعة التكرارية للمعايير. لذا. مع زيادة أولية في عدد الخطوات إلى 100 بدلاً من 30، تم الحصول على العدد المحسوب للخطوات - 344. وتؤدي الزيادة الإضافية في العدد إلى 150 إلى زيادة عدد الخطوات المحسوبة إلى 390، وبالتالي الزيادة في وقت الحساب. وبناء على ذلك، يمكن الافتراض أن العدد الأمثل للخطوات عند نمذجة عملية إزالة الرقاقة هو 100 خطوة لكل 1 ملم من الاختراق، مع تقسيم غير متساوي للشبكة مع عدد العناصر 600-1200. وفي الوقت نفسه، فإن العدد الحقيقي للخطوات، دون مراعاة الاحتكاك، سيكون على الأقل 340 لكل 1 ملم، ومع مراعاة الاحتكاك، على الأقل 600 خطوة.

"الميكانيكا UDC: 539.3 أ.ن. شيباتشيف، س.أ. محاكاة Zelepugin العددية للعمليات المتعامدة عالية السرعة..."

نشرة جامعة ولاية تومسك

2009 الرياضيات والميكانيكا رقم 2(6)

علم الميكانيكا

أ.ن. شيباتشيف، س.أ. زيليبوجين

المحاكاة العددية للعمليات

قطع متعامد عالي السرعة للمعادن1

تمت دراسة عمليات القطع المتعامد عالي السرعة للمعادن باستخدام طريقة العناصر المحدودة عددياً ضمن إطار نموذج لدن مرن للوسط في مدى سرعة القطع من 1 – 200 م/ث. تم استخدام القيمة المحددة للطاقة المحددة لسلالات القص كمعيار لفصل الرقائق. تم تحديد الحاجة إلى استخدام معيار إضافي لتكوين الرقائق، والذي تم اقتراح قيمة محددة لحجم معين من الضرر الجزئي.

الكلمات المفتاحية: القطع عالي السرعة، النمذجة العددية، طريقة العناصر المحدودة.

من الناحية الفيزيائية، فإن عملية قطع المواد هي عملية تشوه وتدمير بلاستيكية مكثفة، مصحوبة باحتكاك الرقائق على السطح الأمامي للقاطع واحتكاك السطح الخلفي للأداة على سطح القطع، ويحدث تحت ظروف الضغوط العالية وسرعات الانزلاق. تتحول الطاقة الميكانيكية المستهلكة في هذه الحالة إلى طاقة حرارية، والتي بدورها لها تأثير كبير على أنماط تشوه الطبقة المقطوعة، وقوى القطع، وتآكل الأداة ومتانتها.

تتميز منتجات الهندسة الميكانيكية الحديثة باستخدام مواد عالية القوة وصعبة المعالجة، وزيادة حادة في متطلبات الدقة وجودة المنتجات، والتعقيد الكبير للأشكال الهيكلية لأجزاء الماكينة التي يتم الحصول عليها عن طريق القطع. ولذلك، فإن عملية التصنيع تتطلب التحسين المستمر. حاليًا، تعد المعالجة عالية السرعة من أكثر المجالات الواعدة لمثل هذا التحسين.

في الأدبيات العلمية، يتم تقديم الدراسات النظرية والتجريبية لعمليات القطع عالية السرعة للمواد بشكل غير كاف للغاية. هناك أمثلة فردية للدراسات التجريبية والنظرية لتأثير درجة الحرارة على خصائص قوة المادة أثناء القطع عالي السرعة. من الناحية النظرية، تلقت مشكلة قطع المواد أكبر تطور في إنشاء عدد من النماذج التحليلية للقطع المتعامد. ومع ذلك، فإن تعقيد المشكلة والحاجة إلى مراعاة خصائص المواد والتأثيرات الحرارية والقصور الذاتي بشكل كامل أدى إلى تنفيذ العمل بدعم مالي من المؤسسة الروسية للبحوث الأساسية (المشاريع 00037-08-07 ، 08-08-12055)، المؤسسة الروسية للبحوث الأساسية وإدارة منطقة تومسك (مشروع 09-08-99059)، وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي في إطار AVTsP “تطوير البحث العلمي إمكانات التعليم العالي" (المشروع 2.1.1/5993).

110 أ.ن. شيباتشيف، س.أ. استخدم Zelepugin الطرق العددية، والتي، فيما يتعلق بالمشكلة قيد النظر، كانت طريقة العناصر المحدودة هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.

– &نبسب- &نبسب-

تربط العلاقات التأسيسية بين مكونات انحراف الإجهاد وموتر معدل الانفعال واستخدام مشتق جومان. لوصف التدفق البلاستيكي، يتم استخدام شرط Mises. يتم أخذ اعتماد خصائص قوة الوسط (معامل القص G وقوة الخضوع الديناميكية) في الاعتبار على درجة الحرارة ومستوى تلف المادة.

تم تنفيذ نمذجة عملية فصل الرقائق عن قطعة العمل باستخدام معيار تدمير العناصر المحسوبة لقطعة العمل، وتم استخدام نهج مشابه لنمذجة محاكاة تدمير المواد من نوع التآكل. تم استخدام القيمة المحددة لطاقة انفعال القص المحددة Esh كمعيار للكسر - معيار فصل الرقاقة.

يتم حساب القيمة الحالية لهذه الطاقة باستخدام الصيغة:

D Esh = Sij ij (5) dt تعتمد القيمة الحرجة للطاقة المحددة لتشوهات القص على ظروف التفاعل ويتم تحديدها بواسطة وظيفة سرعة التأثير الأولية:

c Esh = ash + bsh 0, (6) c حيث ash, bsh ثوابت مادية. عندما تكون إيش إيش في خلية حسابية، تعتبر هذه الخلية مدمرة ويتم إزالتها من العمليات الحسابية الإضافية، ويتم ضبط معلمات الخلايا المجاورة مع مراعاة قوانين الحفظ. يتكون التعديل من إزالة كتلة العنصر المدمر من كتل العقد التي تنتمي إلى هذا العنصر. إذا أصبحت كتلة أي عقدة حسابية في هذه الحالة صفرًا، فسيتم اعتبار هذه العقدة مدمرة ويتم إزالتها أيضًا من الحسابات الإضافية.

نتائج الحساب تم إجراء الحسابات لسرعات القطع من 1 إلى 200 م/ث. أبعاد الجزء العامل للأداة: طول الحافة العلوية 1.25 مم، الحافة الجانبية 3.5 مم، زاوية الجرف 6 درجات، الزاوية الخلفية 6 درجات. يبلغ سمك اللوحة الفولاذية المعالجة 5 مم، وطولها 50 مم، وعمق القطع 1 مم. مادة قطعة العمل هي الفولاذ St3، مادة الجزء العامل من الأداة عبارة عن تعديل كثيف لنتريد البورون.

تم استخدام القيم التالية لثوابت مادة قطعة العمل: 0 = 7850 كجم/م3، أ = 4400 م/ث، ب = 1.55، G0 = 79 جيجا باسكال، 0 = 1.01 جيجا باسكال، V1 = 9.2 10-6 م3/كجم ، V2 = 5.7 10–7 م3/كجم، Kf = 0.54 م ث/كجم، Pk = –1.5 جيجا باسكال، الرماد = 7104 جول/كجم، bsh = 1.6 ·103 م/ث. تتميز مادة الجزء العامل للأداة بالثوابت 0 = 3400 كجم/م3، K1 = 410 GPa، K2 = K3 = 0، 0 = 0، G0 = 330 GPa، حيث K1، K2، K3 هي الثوابت معادلة الحالة في شكل Mie – Grüneisen.

– &نبسب- &نبسب-

أرز. 1. شكل الشريحة وقطعة العمل وجزء العمل من أداة القطع في الأوقات 1.9 مللي ثانية (أ) و3.8 مللي ثانية (ب) عندما يتحرك القاطع بسرعة 10 م/ث النمذجة العددية لعمليات القطع المتعامدة عالية السرعة 113 حتى يتم استيفاء معيار الفصل نجارة. عند سرعات القطع البالغة 10 م/ث أو أقل، تظهر مناطق في العينة حيث لا يتم تفعيل معيار فصل الرقائق في الوقت المناسب (الشكل 1، أ)، مما يشير إلى الحاجة إلى استخدام معيار إضافي أو استبدال المعيار المستخدم. المعيار مع واحد جديد.

بالإضافة إلى ذلك، تتم الإشارة إلى الحاجة إلى ضبط معيار تشكيل الرقاقة من خلال شكل سطح الرقاقة.

في التين. يوضح الشكل 2 مجالات درجة الحرارة (بالك) والطاقة المحددة لتشوهات القص (بالكيلو جول/كجم) بسرعة قطع تبلغ 25 م/ث في وقت 1.4 مللي ثانية بعد بدء القطع. تظهر الحسابات أن مجال درجة الحرارة مطابق تقريبًا لمجال الطاقة النوعية لتشوهات القص، مما يشير إلى أن 1520

– &نبسب- &نبسب-

أرز. 3. مجالات الحجم المحدد للأضرار الدقيقة (سم 3 / جم) في وقت 1.4 مللي ثانية عندما يتحرك القاطع بسرعة 25 م / ث النمذجة العددية لعمليات القطع المتعامدة عالية السرعة 115 الاستنتاج عمليات القطع عالية السرعة تمت دراسة القطع المتعامد للمعادن عددياً بطريقة العناصر المحدودة في إطار بيئة نموذجية مرنة في نطاق سرعة القطع 1 – 200 م/ث.

بناءً على النتائج الحسابية التي تم الحصول عليها، ثبت أن طبيعة توزيع الخطوط لمستوى الطاقة النوعية لسلالات القص ودرجات الحرارة عند سرعات القطع العالية جدًا هي نفسها عند سرعات القطع التي تصل إلى 1 م/ث ، وقد تنشأ اختلافات نوعية في الوضع بسبب ذوبان مادة الشغل، والذي يحدث فقط في طبقة ضيقة ملامسة للأداة، وأيضًا بسبب تدهور خصائص قوة مادة الجزء العامل من الأداة .

الأدب

1. بتروشين إس. التصميم الأمثل للجزء العامل من أدوات القطع // تومسك: دار النشر توم. جامعة البوليتكنيك، 2008. 195 ص.

2. Sutter G., Ranc N. مجالات درجة الحرارة في الشريحة أثناء القطع المتعامد عالي السرعة – دراسة تجريبية // Int. J. الأدوات الآلية والتصنيع. 2007. لا. 47. ص 1507 – 1517.

3. Miguelez H.، Zaera R.، Rusinek A.، Moufki A. and Molinari A. النمذجة العددية للقطع المتعامد: تأثير ظروف القطع ومعيار الفصل // J. Phys. 2006. خامسا. لا. 134.

4. Hortig C.، Svendsen B. محاكاة تكوين الرقائق أثناء القطع عالي السرعة // J. تكنولوجيا معالجة المواد. 2007. لا. 186. ص66 – 76.

5. Campbell C.E.، Bendersky L.A.، Boettinger W.J.، Ivester R. التوصيف المجهري لرقائق AlT651 وقطع العمل التي تنتجها الآلات عالية السرعة // علوم وهندسة المواد A. 2006. رقم. 430. ص15 – 26.

6. Zelepugin S.A.، Konyaev A.A.، Sidorov V.N. وغيرها دراسة تجريبية ونظرية لاصطدام مجموعة من الجسيمات بعناصر حماية المركبة الفضائية // أبحاث الفضاء. 2008. ت 46. رقم 6. ص 559 – 570.

7. زيليبوجين إس إيه، زيليبوجين إيه إس نمذجة تدمير الحواجز أثناء الاصطدام عالي السرعة لمجموعة من الأجسام // الفيزياء الكيميائية. 2008. ت27. رقم 3. ص71 – 76.

8. إيفانوفا أو في، زيليبوجين إس. إيه. حالة تشوه المفاصل لمكونات الخليط أثناء ضغط موجة الصدمة // نشرة TSU. الرياضيات والميكانيكا. 2009. رقم 1(5).

9. كانيل جي. آي.، رازورينوف إس. في.، أوتكين إيه. في.، فورتوف في. إي. دراسات الخواص الميكانيكية للمواد تحت تحميل موجة الصدمة // Izvestia RAS. MTT. 1999. العدد 5. ص 173 – 188.

10. زيليبوجين إس. إيه.، شباكوف إس. إس. تدمير حاجز كربيد البورون المكون من طبقتين - سبائك التيتانيوم تحت تأثير عالي السرعة // Izv. الجامعات الفيزياء. 2008. رقم 8/2. ص 166 – 173.

11. جوريلسكي في إيه، زيليبوجين إس إيه تطبيق طريقة العناصر المحدودة لدراسة القطع المتعامد للمعادن بأداة STM مع الأخذ بعين الاعتبار تأثيرات التدمير ودرجة الحرارة. 1995. العدد 5، ص33 – 38.

معلومات عن المؤلفين:

SHIPACHEV ألكسندر نيكولاييفيتش – طالب دراسات عليا في كلية الفيزياء والتكنولوجيا بجامعة ولاية تومسك. بريد إلكتروني: [البريد الإلكتروني محمي] ZELEPUGIN سيرجي ألكسيفيتش - دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية، أستاذ قسم ميكانيكا المواد الصلبة المشوهة بكلية الفيزياء والتكنولوجيا بجامعة تومسك الحكومية، باحث أول في قسم الحركية الهيكلية في مركز تومسك العلمي SB RAS. بريد إلكتروني: [البريد الإلكتروني محمي], [البريد الإلكتروني محمي]تم قبول المقال للنشر في 19 مايو 2009.

أعمال مماثلة:

"سلسلة الإحاطة القانونية لـ APT المؤسسات الوطنية لحقوق الإنسان كآليات وقائية وطنية: الفرص والتحديات، ديسمبر 2013 مقدمة ينشئ البروتوكول الاختياري لاتفاقية الأمم المتحدة لمناهضة التعذيب (OPCAT) نظامًا لمنع التعذيب يعتمد على الزيارات إلى أماكن الاحتجاز من قبل هيئة دولية من قبل هيئة دولية اللجنة الفرعية والمنظمات الوطنية والآليات الوقائية الوطنية. ويحق للدول أن تمنح واحدة أو أكثر من القائمة أو..."

"المجلس الأكاديمي: نتائج اجتماع 30 يناير في اجتماع المجلس الأكاديمي لجامعة ولاية سانت بطرسبرغ في 30 يناير، تقديم ميدالية جامعة سانت بطرسبرغ، وشهادات الفائزين في مسابقة 2011 لدعم الدولة تم منح العلماء الروس الشباب المرشحين للعلوم، ومنح لقب الأستاذ الفخري لجامعة ولاية سانت بطرسبرغ، ومنح جوائز جامعة ولاية سانت بطرسبرغ للأعمال العلمية، وتعيين الألقاب الأكاديمية، وانتخابات رؤساء الأقسام و مسابقة العاملين العلميين والتربويين. نائب رئيس الجامعة للشؤون العلمية نيكولاي سكفورتسوف..."

"1. أحكام عامة من أجل تحديد ودعم الباحثين الشباب الموهوبين، وتعزيز النمو المهني للشباب العلمي، وتشجيع النشاط الإبداعي للعلماء الشباب في الأكاديمية الروسية للعلوم والمؤسسات والمنظمات الأخرى في روسيا وطلاب مؤسسات التعليم العالي في روسيا في إجراء البحث العلمي، تمنح الأكاديمية الروسية للعلوم سنويًا 19 ميدالية لأفضل الأعمال العلمية بجوائز تبلغ 50000 روبل لكل منها للعلماء الشباب من الأكاديمية الروسية للعلوم والمؤسسات الأخرى والمنظمات الروسية و19 ميدالية..."

لجنة حقوق الإنسان المعنية بالقضاء على التمييز العنصري صحيفة الوقائع رقم 12، سلسلة الحملة العالمية لحقوق الإنسان، صحيفة وقائع حقوق الإنسان ينشرها مركز حقوق الإنسان، مكتب الأمم المتحدة في جنيف. وهو يسلط الضوء على بعض قضايا حقوق الإنسان التي تخضع للتدقيق أو ذات أهمية خاصة. منشور حقوق الإنسان: بيان الحقائق موجه إلى أوسع نطاق ممكن من الجمهور؛ هدفها الترويج..."

"المحاضرة 3 السوق والتنظيم الحكومي الدولة هي المنظمة الوحيدة من نوعها التي تشارك في أعمال عنف منظمة على نطاق واسع. موراي روثبارد كنت أدافع دائمًا عن وجهة نظر متوازنة لدور الدولة، مع الاعتراف بالقيود والإخفاقات التي تعيب كل من آلية السوق والدولة، ولكنني أفترض دائمًا أنهما يعملان معًا في شراكة. جوزيف ستيجليتز8 الأسئلة الرئيسية: 3.1. الفشل الذريع، أو إخفاقات السوق، والحاجة إلى دولة..."

2016 www.site - "المكتبة الإلكترونية المجانية - المنشورات العلمية"

يتم نشر المواد الموجودة على هذا الموقع لأغراض إعلامية فقط، وجميع الحقوق مملوكة لمؤلفيها.
إذا كنت لا توافق على نشر المواد الخاصة بك على هذا الموقع، فيرجى الكتابة إلينا وسنقوم بإزالتها خلال يوم أو يومي عمل.