ჭრის პროცესების რიცხვითი მოდელირება. ელასტოვისკოპლასტიკური მასალების ჭრის პროცესების რიცხვითი მოდელირება სამგანზომილებიან გარემოში. ჩიპების ფორმირების პროცესზე გავლენის ფაქტორები

ტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ბიულეტენი მათემატიკა და მექანიკა

მექანიკა

ა.ნ. შიპაჩოვი, ს.ა. ზელეპუგინი

მეტალის პროცესების მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრის რიცხვითი სიმულაცია1

ლითონების მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრის პროცესები სასრული ელემენტების მეთოდით რიცხობრივად იქნა შესწავლილი გარემოს ელასტოპლასტიკური მოდელის ფარგლებში ჭრის სიჩქარის დიაპაზონში 1 - 200 მ/წმ. ჩიპის გამოყოფის კრიტერიუმი იყო ზღვრული მნიშვნელობაათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგია. გამოვლენილია ჩიპის ფორმირების დამატებითი კრიტერიუმის გამოყენების აუცილებლობა, რისთვისაც შემოთავაზებულია მიკროდაზიანების კონკრეტული მოცულობის შემზღუდველი მნიშვნელობა.

საკვანძო სიტყვები: მაღალსიჩქარიანი ჭრა, რიცხვითი მოდელირება, სასრული ელემენტების მეთოდი.

ფიზიკური თვალსაზრისით, მასალების ჭრის პროცესი არის ინტენსიური პლასტიკური დეფორმაციისა და განადგურების პროცესი, რომელსაც თან ახლავს ჩიპების ხახუნი საჭრელის წინა ზედაპირზე და ხელსაწყოს უკანა ზედაპირის ხახუნი ჭრის ზედაპირზე, რომელიც ხდება პირობები მაღალი წნეხებიდა სრიალის სიჩქარე. ამ შემთხვევაში დახარჯული მექანიკური ენერგია გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად, რაც თავის მხრივ დიდ გავლენას ახდენს მოჭრილი ფენის დეფორმაციის ნიმუშებზე, ჭრის ძალებზე, ცვეთასა და ხელსაწყოს გამძლეობაზე.

თანამედროვე მანქანათმშენებლობის პროდუქტებს ახასიათებთ მაღალი სიმტკიცის და რთულად დასამუშავებელი მასალების გამოყენება, პროდუქციის სიზუსტისა და ხარისხის მოთხოვნების მკვეთრი ზრდა და ჭრის შედეგად მიღებული მანქანების ნაწილების სტრუქტურული ფორმების მნიშვნელოვანი გართულება. ამიტომ პროცესი დამუშავებამოითხოვს მუდმივ გაუმჯობესებას. ამჟამად, ასეთი გაუმჯობესების ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული სფეროა მაღალსიჩქარიანი დამუშავება.

1 სამუშაო განხორციელდა რუსული ფონდის ფინანსური მხარდაჭერით ძირითადი კვლევა(პროექტები 07-08-00037, 08-08-12055), RFBR და ადმინისტრაცია ტომსკის რეგიონი(პროექტი 09-08-99059), რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო AVTsP-ის ფარგლებში „მეცნიერული პოტენციალის განვითარება უმაღლესი სკოლა„(პროექტი 2.1.1/5993).

რიცხვითი მეთოდების გამოყენება, რომელთაგან განსახილველ პრობლემასთან დაკავშირებით ყველაზე ფართოდ გამოიყენება სასრული ელემენტების მეთოდი.

ამ ნამუშევარში ლითონების მაღალსიჩქარიანი ჭრის პროცესები რიცხობრივად არის შესწავლილი სასრული ელემენტების მეთოდით ორგანზომილებიან სიბრტყე-დაძაბულობის ფორმულირებაში გარემოს ელასტოპლასტიკური მოდელის ფარგლებში.

რიცხვითი გამოთვლებით გამოიყენება დაზიანებული საშუალების მოდელი, რომელიც ხასიათდება მასში ბზარების გაჩენისა და განვითარების შესაძლებლობით. საშუალო მთლიანი მოცულობა შედგება მისი დაუზიანებელი ნაწილისგან, რომელიც იკავებს სითხის მოცულობას და ხასიათდება pc სიმკვრივით, აგრეთვე სითხის მოცულობას იკავებს ბზარები, რომლებშიც სიმკვრივე ითვლება ნულამდე. საშუალო სიმკვრივე დაკავშირებულია შეყვანილ პარამეტრებთან p = pc (Zhs / Zh) მიმართებით. საშუალების დაზიანების ხარისხი ხასიათდება ბზარების სპეციფიკური მოცულობით V/ = Ж//(Ж р).

შეკუმშვადი საშუალების არასტაბილური ადიაბატური (როგორც ელასტიური, ისე პლასტიკური დეფორმაციის დროს) მოძრაობის აღწერის განტოლებათა სისტემა შედგება უწყვეტობის, მოძრაობის, ენერგიის განტოლებისგან:

სადაც p არის სიმკვრივე, r არის დრო, u არის სიჩქარის ვექტორი u კომპონენტებით, sty = - (P+Q)5jj + Bu არის დაძაბულობის ტენზორის კომპონენტები, E არის სპეციფიკური შიდა ენერგია, არის დაძაბულობის კომპონენტები. სიჩქარის ტენსორი, P = Pc (p /рс) - საშუალო წნევა, Рс - წნევა ნივთიერების უწყვეტ კომპონენტში (ინტაქტურ ნაწილში), 2 - ხელოვნური სიბლანტე, Bu - სტრესის გადამხვევი კომპონენტები.

"რამდენიმე" მოტეხილობის მოდელირება ხორციელდება აქტიური ტიპის მოტეხილობის კინეტიკური მოდელის გამოყენებით:

მოდელის შექმნისას ვარაუდობდნენ, რომ მასალა შეიცავს განადგურების პოტენციურ წყაროებს ეფექტური სპეციფიური მოცულობით V:, რომლებზეც წარმოიქმნება ბზარები (ან ფორები) და იზრდება, როდესაც დაჭიმვის წნევა Рc აჭარბებს გარკვეულ კრიტიკულ მნიშვნელობას P = Р)У\. /(У\ + V/ ), რომელიც მცირდება შედეგად მიკროდაზიანებების ზრდასთან ერთად. მუდმივები VI, V2, Pk, K/ შეირჩა გამოთვლებისა და ექსპერიმენტების შედეგების შედარებით უკანა ზედაპირის სიჩქარის აღრიცხვაზე, როდესაც ნიმუში დატვირთული იყო სიბრტყის შეკუმშვის იმპულსებით. მატერიალური მუდმივების იგივე ნაკრები გამოიყენება ბზარების ან ფორების ზრდისა და ნგრევის გამოსათვლელად, რაც დამოკიდებულია Pc-ის ნიშანზე.

უცვლელ ნივთიერებაში წნევა განიხილება კონკრეტული მოცულობის და სპეციფიკური შიდა ენერგიის ფუნქციად და განისაზღვრება დატვირთვის პირობების მთელ დიაპაზონში.

პრობლემის ფორმულირება

შუ(რი) = 0;

0 თუ |Рс |< Р* или (Рс >P* და Y^ = 0),

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

თუ რ< -Р* или (Рс >P* და Y^ > 0).

გამოითვლება Mie-Grüneisen ტიპის მდგომარეობის განტოლების გამოყენებით, რომელშიც კოეფიციენტები შეირჩევა ჰუგონიოტის შოკის ადიაბატური მუდმივების a და b საფუძველზე.

კონსტიტუციური მიმართებები აკავშირებს სტრესის გადამხვევის კომპონენტებს და დაძაბულობის სიჩქარის ტენზორის კომპონენტებს და იყენებს ჟაუმანის წარმოებულს. პლასტიკური ნაკადის აღსაწერად გამოიყენება Mises-ის მდგომარეობა. გათვალისწინებულია დამოკიდებულებები სიძლიერის მახასიათებლებიგარემო (ათვლის მოდული G და დინამიური გატარების სიძლიერე o) ტემპერატურასა და მასალის დაზიანების დონეზე.

სამუშაო ნაწილისგან ჩიპის გამოყოფის პროცესის მოდელირება განხორციელდა სამუშაო ნაწილის გამოთვლილი ელემენტების განადგურების კრიტერიუმის გამოყენებით და გამოყენებული იქნა ეროზიული ტიპის მასალის განადგურების სიმულაციური მოდელირების მიდგომა. დესტრუქციის კრიტერიუმად გამოიყენებოდა ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის შემზღუდველი მნიშვნელობა Esh - კრიტერიუმი ჩიპების გამოყოფისთვის. ამ ენერგიის მიმდინარე ღირებულება გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის კრიტიკული მნიშვნელობა დამოკიდებულია ურთიერთქმედების პირობებზე და განისაზღვრება საწყისი დარტყმის სიჩქარის ფუნქციით:

ეშ = ნაცარი + ბშ U0, (6)

სადაც ნაცარი, bsh არის მატერიალური მუდმივები. როდესაც Esh > Esch გამოთვლით უჯრედში, ეს უჯრედი განიხილება განადგურებულად და ამოღებულია შემდგომი გამოთვლებიდან, ხოლო მეზობელი უჯრედების პარამეტრები მორგებულია კონსერვაციის კანონების გათვალისწინებით. კორექტირება მოიცავს განადგურებული ელემენტის მასის ამოღებას კვანძების მასებიდან, რომლებიც ეკუთვნოდა ამ ელემენტს. თუ ამ შემთხვევაში რაიმე საანგარიშო ერთეულის მასა ხდება

გამოდის ნულოვანი, მაშინ ეს კვანძი განიხილება განადგურებულად და ასევე ამოღებულია შემდგომი გამოთვლებიდან.

გაანგარიშების შედეგები

გამოთვლები ჩატარდა ჭრის სიჩქარეზე 1-დან 200 მ/წმ-მდე. ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის ზომები: ზედა კიდის სიგრძე 1,25 მმ, გვერდითი კიდე 3,5 მმ, საყრდენი კუთხე 6°, უკანა კუთხე 6°. დამუშავებული ფოლადის ფირფიტას ჰქონდა სისქე 5 მმ, სიგრძე 50 მმ და ჭრის სიღრმე 1 მმ. დამუშავებული სამუშაო ნაწილის მასალაა St3 ფოლადი, ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის მასალა არის ბორის ნიტრიდის მკვრივი მოდიფიკაცია. გამოყენებული იქნა სამუშაო ნაწილის მასალის მუდმივების შემდეგი მნიშვნელობები: p0 = 7850 კგ/მ3, a = 4400 მ/წმ, b = 1,55, G0 = 79 გპა, o0 = 1,01 გპა, V = 9,2-10"6 მ3/ კგ, V2 = 5,7-10-7 მ3/კგ, K= 0,54 მ-წ/კგ, Pk = -1,5 გპა, ნაცარი = 7-104 ჯ/კგ, ბშ = 1,6 -10 მ/წმ სამუშაო ნაწილის მასალა. ხელსაწყოს ახასიათებს მუდმივები p0 = 3400 კგ/მ3, K1 = 410 GPa, K2 = K3 = 0, y0 = 0, G0 = 330 GPa, სადაც K1, K2, K3 არის მდგომარეობის განტოლების მუდმივები Mie-ში. -Grüneisen ფორმა.

ჩიპის წარმოქმნის პროცესის გამოთვლის შედეგები, როდესაც საჭრელი მოძრაობს 10 მ/წმ სიჩქარით, წარმოდგენილია ნახ. 1. გამოთვლებიდან გამომდინარეობს, რომ ჭრის პროცესს თან ახლავს საჭრელის წვერის სიახლოვეს დამუშავებული სამუშაო ნაწილის ინტენსიური პლასტიკური დეფორმაცია, რაც ჩიპების წარმოქმნისას იწვევს პირვანდელი ფორმის ძლიერ დამახინჯებას. დიზაინის ელემენტები, რომლებიც მდებარეობს ჭრის ხაზის გასწვრივ. ამ ნამუშევარში გამოყენებულია ხაზოვანი სამკუთხა ელემენტები, რომლებიც გამოთვლებში გამოყენებული საჭირო მცირე დროის საფეხურით, უზრუნველყოფენ გაანგარიშების სტაბილურობას მნიშვნელოვანი დეფორმაციის შემთხვევაში,

ბრინჯი. 1. ჩიპის, სამუშაო ნაწილის და საჭრელი ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის ფორმა ჯერ 1.9 ms (a) და 3.8 ms (b), როდესაც საჭრელი მოძრაობს 10 მ/წმ სიჩქარით.

სანამ ჩიპის გამოყოფის კრიტერიუმი არ დაკმაყოფილდება. ჭრის სიჩქარით 10 მ/წმ და ქვემოთ, ნიმუშში ჩნდება ადგილები, სადაც ჩიპის გამოყოფის კრიტერიუმი დროულად არ არის ამოქმედებული (ნახ. 1, ა), რაც მიუთითებს დამატებითი კრიტერიუმის გამოყენების ან მეორადი ჩანაცვლების აუცილებლობაზე. კრიტერიუმი ახლით. გარდა ამისა, ჩიპის ფორმირების კრიტერიუმის რეგულირების აუცილებლობაზე მიუთითებს ჩიპის ზედაპირის ფორმა.

ნახ. სურათი 2 გვიჩვენებს ტემპერატურის ველებს (K-ში) და ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკურ ენერგიას (კჯ/კგ) ჭრის სიჩქარით 25 მ/წმ ჭრის დაწყებიდან 1,4 ms-ში. გამოთვლები აჩვენებს, რომ ტემპერატურული ველი თითქმის იდენტურია ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის ველისა, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ

ბრინჯი. 2. ტემპერატურის (a) და ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის (ბ) ველები და იზოლები 1,4 ms-ის დროს, როდესაც საჭრელი მოძრაობს 25 მ/წმ სიჩქარით.

ტემპერატურის რეჟიმიმაღალსიჩქარიანი ჭრის დროს განისაზღვრება ძირითადად სამუშაო ნაწილის მასალის პლასტიკური დეფორმაციით. IN ამ შემთხვევაშიჩიპებში მაქსიმალური ტემპერატურის მნიშვნელობები არ აღემატება 740 K-ს, სამუშაო ნაწილს -640 K. ჭრის პროცესში მნიშვნელოვნად მეტი მაღალი ტემპერატურა(ნახ. 2, ა), რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მისი სიძლიერის თვისებების დეგრადაცია.

გაანგარიშების შედეგები წარმოდგენილია ნახ. 3 აჩვენებს, რომ საჭრელის წინ მიკროდაზიანებების სპეციფიკური მოცულობის გრადიენტური ცვლილებები ბევრად უფრო გამოხატულია, ვიდრე ათვლის დაძაბვის ენერგიის ან ტემპერატურის ცვლილებები, ამიტომ, გამოთვლებში, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიკროდაზიანების კონკრეტული მოცულობის შემზღუდველი მნიშვნელობა (დამოუკიდებლად ან დამატებით) გამოთვლებში, როგორც ჩიპების გამოყოფის კრიტერიუმი.

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

ბრინჯი. 3. მიკროდაზიანების სპეციფიკური მოცულობის ველები (სმ/გრ-ში) 1,4 ms-ის დროს, როდესაც საჭრელი მოძრაობს 25 მ/წმ სიჩქარით.

დასკვნა

მიღებული გამოთვლის შედეგების საფუძველზე დადგინდა, რომ ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის დონის ხაზების განაწილების ბუნება და ტემპერატურა სუპერზე მაღალი სიჩქარითჭრის სიჩქარე იგივეა, რაც 1 მ/წმ რიგის ჭრის სიჩქარით, ხოლო ხარისხობრივი განსხვავებები რეჟიმში შეიძლება წარმოიშვას სამუშაო ნაწილის მასალის დნობის გამო, რომელიც ხდება მხოლოდ ვიწრო ფენაში ინსტრუმენტთან კონტაქტში, ასევე ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის მასალის სიმტკიცის თვისებების დეგრადაციის გამო.

გამოვლენილია პროცესის პარამეტრი - მიკროდაზიანების სპეციფიკური მოცულობა - რომლის შემზღუდველი მნიშვნელობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დამატებითი ან დამოუკიდებელი კრიტერიუმი ჩიპის ფორმირებისთვის.

ლიტერატურა

1. პეტრუშინი ს.ი. საჭრელი ხელსაწყოების სამუშაო ნაწილის ოპტიმალური დიზაინი // ტომსკი: გამომცემლობა ტომ. პოლიტექნიკური უნივერსიტეტი, 2008. 195 გვ.

2. Sutter G., Ranc N. ტემპერატურის ველები ჩიპში მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრის დროს - ექსპერიმენტული გამოკვლევა // Int. J. ჩარხები და წარმოება. 2007. No. 47. გვ 1507 - 1517 წწ.

3. Miguelez H., Zaera R., Rusinek A., Moufki A. and Molinari A. რიცხვითი მოდელირება ორთოგონალური ჭრის: ჭრის პირობების გავლენა და გამოყოფის კრიტერიუმი // J. Phys. 2006. V. IV. არა. 134. გვ 417 - 422 წ.

4. Hortig C., Svendsen B. ჩიპის წარმოქმნის სიმულაცია მაღალსიჩქარიანი ჭრის დროს // J. მასალების დამუშავების ტექნოლოგია. 2007. No. 186. გვ 66 - 76.

5. Campbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Microstructural characterization of Al-7075-T651 chips and workpieces მიერ წარმოებული მაღალსიჩქარიანი დამუშავებით // Materials Science and Engineering A. 2006. No. 430. გვ 15 - 26.

6. Zelepugin S.A., Konyaev A.A., Sidorov V.N. და სხვა.კოსმოსური ხომალდის დაცვის ელემენტებთან ნაწილაკების ჯგუფის შეჯახების ექსპერიმენტული და თეორიული შესწავლა // კოსმოსური კვლევა. 2008. T. 46. No6. P. 559 - 570.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. სხეულთა ჯგუფის მაღალსიჩქარიანი ზემოქმედების დროს ბარიერების განადგურების მოდელირება // ქიმიური ფიზიკა. 2008. T. 27. No3. P. 71 - 76.

8. ივანოვა ო.ვ., ზელეპუგინი ს.ა. ნარევი კომპონენტების ერთობლივი დეფორმაციის მდგომარეობა დარტყმითი ტალღის დატკეპნისას // თსუ ბიულეტენი. მათემატიკა და მექანიკა. 2009. No1(5). გვ 54 - 61.

9. კანელ გ.ი., რაზორენოვი ს.ვ., უტკინ ა.ვ., ფორტოვი ვ.ე. Კვლევა მექანიკური საკუთრებამასალები დარტყმითი ტალღის დატვირთვის ქვეშ // იზვესტია RAS. MTT. 1999. No 5. გვ 173 - 188.

10. Zelepugin S.A., Shpakov S.S. ორფენიანი ბარიერის ბორის კარბიდის განადგურება - ტიტანის შენადნობი მაღალსიჩქარიანი ზემოქმედების ქვეშ // იზვ. უნივერსიტეტები ფიზიკა. 2008. No8/2. გვ 166 - 173.

11. გორელსკი ვ.ა., ზელეპუგინი ს.ა. სასრული ელემენტების მეთოდის გამოყენება STM ხელსაწყოთი ლითონების ორთოგონალური ჭრის შესასწავლად, განადგურებისა და ტემპერატურის ეფექტების გათვალისწინებით. // სუპერ მყარი მასალები. 1995. No5. გვ 33 - 38.

შიპაჩევი ალექსანდრე ნიკოლაევიჩი - ტომსკის ფიზიკა-ტექნოლოგიური ფაკულტეტის კურსდამთავრებული სახელმწიფო უნივერსიტეტი. ელფოსტა: [ელფოსტა დაცულია]

ზელეპუგინი სერგეი ალექსეევიჩი - ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი, დეფორმაციის მექანიკის კათედრის პროფესორი მყარიტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკა-ტექნოლოგიური ფაკულტეტი, ტომსკის სამეცნიერო ცენტრის SB RAS-ის სტრუქტურული მაკროკინეტიკის დეპარტამენტის უფროსი მეცნიერ-თანამშრომელი. ელფოსტა: [ელფოსტა დაცულია], [ელფოსტა დაცულია]

ვ 0 ზ. H/L 1 (ფართო ფირფიტა), სადაც ნ- სისქე, ლ- სამუშაო ნაწილის სიგრძე. პრობლემა მოგვარდა მოძრავი ადაპტირებულ ლაგრანჟულ-ეულერულ ბადეზე სასრული ელემენტების მეთოდის გამოყენებით გაყოფით და ექსპლიციტ-იმპლიციტური განტოლების ინტეგრაციის სქემების გამოყენებით...

ნამუშევარში, სასრული ელემენტების მეთოდის გამოყენებით, განხორციელდა მუდმივი სიჩქარით მოძრავი აბსოლუტურად ხისტი საჭრელით ელასტოვისკოპლასტიკური ფირფიტის (სამუშაო ნაწილის) ჭრის არასტაბილური პროცესის სამგანზომილებიანი სიმულაცია. ვ 0 საჭრელი პირის სხვადასხვა დახრილობაზე a (სურ. 1). სიმულაცია განხორციელდა ელასტოვისკოპლასტიკური მასალის დაწყვილებული თერმომექანიკური მოდელის საფუძველზე. მოცემულია ადიაბატური ჭრის პროცესისა და რეჟიმის შედარება სამუშაო ნაწილის მასალის თბოგამტარობის გათვალისწინებით. ჩატარდა ჭრის პროცესის პარამეტრული შესწავლა სამუშაო ნაწილის და საჭრელი ხელსაწყოს გეომეტრიის, ჭრის სიჩქარისა და სიღრმის, აგრეთვე დამუშავებული მასალის თვისებების შეცვლისას. სამუშაო ნაწილის სისქე იცვლებოდა ღერძის მიმართულებით ზ.დაძაბული მდგომარეობა შეიცვალა სიბრტყით დაძაბული I =-დან H/L 1 (ფართო ფირფიტა), სადაც ნ- სისქე, ლ- სამუშაო ნაწილის სიგრძე. პრობლემა მოგვარდა მოძრავ ადაპტირებულ ლაგრანგულ-ეულერულ ბადეზე სასრული ელემენტების მეთოდის გაყოფით და ექსპლიციტ-იმპლიციტური განტოლების ინტეგრაციის სქემების გამოყენებით. ნაჩვენებია, რომ პრობლემის რიცხვითი მოდელირება სამგანზომილებიან ფორმულირებაში შესაძლებელს ხდის ჭრის პროცესების შესწავლას უწყვეტი ჩიპების ფორმირებით, აგრეთვე ჩიპების ცალკეულ ნაწილებად განადგურებით. ამ ფენომენის მექანიზმი ორთოგონალური ჭრის შემთხვევაში (a = 0) შეიძლება აიხსნას თერმული დარბილებით ადიაბატური ათვლის ზოლების წარმოქმნით დაზიანების მოდელების ჩართვის გარეშე. უფრო მკვეთრი საჭრელით ჭრისას (კუთხე a დიდია) აუცილებელია თერმული და სტრუქტურული დარბილების შეწყვილებული მოდელის გამოყენება. მიღებულ იქნა საჭრელზე მოქმედი ძალის დამოკიდებულება პრობლემის სხვადასხვა გეომეტრიულ და ფიზიკურ პარამეტრებზე. ნაჩვენებია, რომ შესაძლებელია კვაზიმონოტონური და რხევითი რეჟიმები და მოცემულია მათი ფიზიკური ახსნა.

მყარი მექანიკა<3 2008

ელასტოვისკოპლასტიკური მასალების ჭრის პროცესების რიცხვითი სიმულაცია სამგანზომილებიანი ფორმულირებით

ამ ნამუშევარში განხორციელდა ელასტოვისკოპლასტიკური ფირფიტის (სამუშაო ნაწილის) ჭრის არამდგრადი პროცესის სამგანზომილებიანი სიმულაცია აბსოლუტურად ხისტი საჭრელით, რომელიც მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით V0 საჭრელის სახის a სხვადასხვა დახრილობით (ნახ. 1) გამოყენებით. სასრული ელემენტების მეთოდი. სიმულაცია განხორციელდა ელასტოვისკოპლასტიკური მასალის დაწყვილებული თერმომექანიკური მოდელის საფუძველზე. მოცემულია ადიაბატური ჭრის პროცესისა და რეჟიმის შედარება სამუშაო ნაწილის მასალის თბოგამტარობის გათვალისწინებით. ჩატარდა ჭრის პროცესის პარამეტრული შესწავლა სამუშაო ნაწილის და საჭრელი ხელსაწყოს გეომეტრიის, ჭრის სიჩქარისა და სიღრმის, აგრეთვე დამუშავებული მასალის თვისებების შეცვლისას. სამუშაო ნაწილის სისქე იცვლებოდა z ღერძის მიმართულებით. დაძაბულობის მდგომარეობა შეიცვალა სიბრტყეზე H = H/L.< 1 (тонкая пластина) до плоскодеформируе-мого H >1 (ფართო ფირფიტა), სადაც H არის სისქე, L არის სამუშაო ნაწილის სიგრძე. პრობლემა მოგვარდა მოძრავ ადაპტირებულ ლაგრანგულ-ეულერულ ბადეზე სასრული ელემენტების მეთოდის გაყოფით და ექსპლიციტ-იმპლიციტური განტოლების ინტეგრაციის სქემების გამოყენებით. ნაჩვენებია, რომ პრობლემის რიცხვითი მოდელირება სამგანზომილებიან ფორმულირებაში შესაძლებელს ხდის ჭრის პროცესების შესწავლას უწყვეტი ჩიპების ფორმირებით, აგრეთვე ჩიპების ცალკეულ ნაწილებად განადგურებით. ამ ფენომენის მექანიზმი ორთოგონალური ჭრის შემთხვევაში (a = 0) შეიძლება აიხსნას თერმული დარბილებით ადიაბატური ათვლის ზოლების წარმოქმნით დაზიანების მოდელების ჩართვის გარეშე. უფრო მკვეთრი საჭრელით ჭრისას (კუთხე a დიდია) აუცილებელია თერმული და სტრუქტურული დარბილების შეწყვილებული მოდელის გამოყენება. მიღებულ იქნა საჭრელზე მოქმედი ძალის დამოკიდებულება პრობლემის სხვადასხვა გეომეტრიულ და ფიზიკურ პარამეტრებზე. ნაჩვენებია, რომ შესაძლებელია კვაზიმონოტონური და რხევითი რეჟიმები და მოცემულია მათი ფიზიკური ახსნა.

1. შესავალი. ჭრის პროცესები მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ძნელად დეფორმირებული მასალების დამუშავებაში შემობრუნებისას და საღარავი მანქანები. დამუშავება არის მთავარი ხარჯების განმსაზღვრელი ოპერაცია რთული პროფილის ნაწილების წარმოებაში ძნელად დეფორმირებული მასალებისგან, როგორიცაა ტიტან-ალუმინი და მოლიბდენის შენადნობები. მათი დაჭრისას წარმოიქმნება ჩიპები, რომლებიც შეიძლება დაიშალოს ცალკეულ ნაჭრებად (ჩიპებად), რაც იწვევს მოჭრილი მასალის არა გლუვ ზედაპირს და უაღრესად არათანაბარ წნევას საჭრელზე. მაღალსიჩქარიანი ჭრის დროს დამუშავებული მასალის ტემპერატურული და დაძაბულობის მდგომარეობების პარამეტრების ექსპერიმენტული განსაზღვრა უკიდურესად რთულია. ალტერნატივა არის პროცესის რიცხვითი მოდელირება, რომელიც საშუალებას იძლევა ახსნას პროცესის ძირითადი მახასიათებლები და დეტალურად შეისწავლოს ჭრის მექანიზმი. ეფექტური ჭრისთვის მნიშვნელოვანია ჩიპის ფორმირებისა და განადგურების მექანიზმის ფუნდამენტური გაგება. მათემატიკა

ჭრის პროცესის კლინიკური მოდელირება მოითხოვს დიდი დეფორმაციების გათვალისწინებას, დაძაბულობის სიჩქარეს და გათბობას პლასტიკური დეფორმაციის გაფანტვის გამო, რაც იწვევს მასალის თერმულ დარბილებას და განადგურებას.

ამ პროცესების ზუსტი გადაწყვეტა ჯერ არ არის მოპოვებული, თუმცა კვლევა ჩატარდა მე-20 საუკუნის შუა ხანებიდან. პირველი სამუშაოები ეფუძნებოდა უმარტივეს ხისტ-პლასტიკური გამოთვლის სქემას. თუმცა, ხისტი-პლასტიკური ანალიზის საფუძველზე მიღებულმა შედეგებმა ვერ დააკმაყოფილა არც მასალის დამმუშავებლები და არც თეორეტიკოსები, ვინაიდან ამ მოდელმა არ გასცა პასუხი დასმულ კითხვებზე. ლიტერატურაში არ არსებობს ამ პრობლემის გადაწყვეტა სივრცითი ფორმულირებით, მასალის თერმომექანიკური დარბილების დროს ჩიპების წარმოქმნის, განადგურებისა და ფრაგმენტაციის არაწრფივი ეფექტების გათვალისწინებით.

ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, რიცხვითი მოდელირების წყალობით, გარკვეული მიღწევები იქნა მიღწეული ამ პროცესების შესწავლაში. ჩატარდა კვლევა ჭრის კუთხის, ნაწილისა და საჭრელის თერმომექანიკური თვისებების, ჩიპების წარმოქმნასა და განადგურებაზე განადგურების მექანიზმის გავლენის შესახებ. თუმცა, სამუშაოების უმეტესობაში ჭრის პროცესი განიხილებოდა მნიშვნელოვანი შეზღუდვების ქვეშ: მიღებულ იქნა პრობლემის ორგანზომილებიანი ფორმულირება (სიბრტყის დეფორმაცია); გავლენა არ განიხილებოდა საწყისი ეტაპიარასტაბილური პროცესი საჭრელზე მოქმედ ძალაზე; ვარაუდობდნენ, რომ განადგურება მოხდება წინასწარ განსაზღვრული ინტერფეისის გასწვრივ. ყველა ეს შეზღუდვა არ გვაძლევდა საშუალებას სრულად შეგვესწავლა ჭრა და ზოგიერთ შემთხვევაში გამოიწვია თავად პროცესის მექანიზმის არასწორად გაგება.

გარდა ამისა, როგორც ბოლო წლების ექსპერიმენტულმა კვლევებმა აჩვენა, დაძაბულობის მაღალი სიჩქარით e > 105-106 s-1, ბევრი მასალა ავლენს ანომალიურ ტემპერატურაზე დამოკიდებულებას, რომელიც დაკავშირებულია დისლოკაციის მოძრაობის მექანიზმის რესტრუქტურიზაციასთან. თერმული რყევის მექანიზმი იცვლება ფონონის წინააღმდეგობის მექანიზმით, რის შედეგადაც მატერიალური წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე ხდება პირდაპირ საპირისპირო: ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მასალის გაძლიერება იზრდება. ასეთმა ეფექტებმა შეიძლება გამოიწვიოს დიდი პრობლემები მაღალსიჩქარიანი ჭრის დროს. ეს პრობლემები დღემდე ლიტერატურაში საერთოდ არ არის შესწავლილი. მაღალსიჩქარიანი პროცესის მოდელირება მოითხოვს მოდელების შემუშავებას, რომლებიც ითვალისწინებენ მასალების ვისკოპლასტიკური ქცევის რთულ დამოკიდებულებებს და, უპირველეს ყოვლისა, დაზიანებისა და განადგურების გათვალისწინებით ბზარების წარმოქმნით და ნაწილაკების ფრაგმენტაციას და დეფორმირებადი მასალის ნაჭრებს. . გავითვალისწინოთ ყველაფერი ჩამოთვლილი

8 მყარი მექანიკა, No3

ეს ეფექტები მოითხოვს არა მხოლოდ რთულ თერმოფიზიკურ მოდელებს, არამედ თანამედროვე გამოთვლით მეთოდებსაც, რომლებიც შესაძლებელს ხდის გამოთვალოს დიდი დეფორმაციები, რომლებიც არ იძლევა ბადის უკიდურეს დამახინჯებას და გაითვალისწინოს მასალაში უწყვეტობის განადგურება და გამოჩენა. განხილული პრობლემები მოითხოვს უზარმაზარ გამოთვლას. აუცილებელია შემუშავდეს მაღალსიჩქარიანი ალგორითმები შიდა ცვლადებით ელასტოვისკოპლასტიკური განტოლებების ამოხსნისთვის.

2. პრობლემის განცხადება. 2.1. გეომეტრია. მიღებულია პრობლემის სამგანზომილებიანი ფორმულირება. ნახ. ნახაზი 1 გვიჩვენებს რეგიონს და სასაზღვრო პირობებს ჭრის სიბრტყეში. სიბრტყის პერპენდიკულარული მიმართულებით სამუშაო ნაწილს აქვს სასრული სისქე I = H/b (b არის სამუშაო ნაწილის სიგრძე), რომელიც იცვლებოდა ფართო დიაპაზონში. სივრცითი განლაგება იძლევა დამუშავებული მასალის გადაადგილების თავისუფლებას ჭრის სიბრტყიდან და ჩიპის უფრო გლუვ გასასვლელს, რაც უზრუნველყოფს ჭრის უფრო ხელსაყრელ პირობებს.

2.2 ძირითადი განტოლებები. თერმოელასტიურ-ვისკოპლასტიურობის განტოლებების სრული დაწყვილებული სისტემა შედგება იმპულსის შენარჩუნების განტოლებისგან.

რი/იგ = ; (2.1)

ჰუკის კანონი ტემპერატურული სტრესებით

yO;/yg = k1 - еы - "М) (2.2) სითბოს შემოდინების განტოლებები йй

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

სადაც Ce არის სითბოს სიმძლავრე, K არის თბოგამტარობის კოეფიციენტი, k არის Queenie-Taylor კოეფიციენტი, რომელიც ითვალისწინებს მასალის გათბობას პლასტიკური გაფრქვევის გამო.

ჩვენ ასევე გვაქვს პლასტიკური ნაკადის ასოცირებული კანონი

ep = Хй^/о; (2.4)

და პლასტიურობის პირობები

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

სადაც A] არის დაძაბულობის ტენზორის ინვარიანტები, E; - პლასტიკური დეფორმაციის ტენსორი. შიდა ცვლადების ევოლუციურ განტოლებებს აქვთ ფორმა

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

2.3 მასალის მოდელი. ნაშრომში მიღებულია Mises-ის ტიპის თერმოელასტიურ-ვისკოპლასტიკური მოდელი - პლასტიურობის მოდელი გამტარუნარიანობის სტრესით მულტიპლიკაციური ურთიერთობის სახით (2.7), მათ შორის დაძაბულობა და ვისკოპლასტიკური გამკვრივება და თერმული დარბილება:

ou (ep, ¿*,9) = [a + b (ep)"]

სადაც оу არის დაძაბულობა, ер1 არის პლასტიკური დეფორმაციის ინტენსივობა, 0 არის ფარდობითი ტემპერატურა, რომელიც მითითებულია დნობის ტემპერატურაზე 0т: "0<0*

(0 - 0*) / (0ტ - 0*), 0*<0<0т

ნაწილის მასალა ითვლება ერთგვაროვანად. გამოთვლებში გამოყენებული იქნა შედარებით რბილი მასალა A12024-T3 (ელასტიური მუდმივები: E = 73 GPa, V = 0,33; პლასტიკური მუდმივები: A = 369 MPa, B = 684 MPa, n = 0,73, e0 = 5,77 ■ 10-4, C = 0,0083, t = 1,7, 9* = 300 K, 9t = 775 K, v = 0,9) და უფრო მყარი 42CrMo4 (E = 202 GPa, V = 0,3, A = 612 MPa, B = 436 MPa, n = 0,15, e 5.77 ■ 10-4, C = 0.008, t = 1.46, 9* = 300 K, 9t = 600 K, v = 0.9). შედარება ხდება ადიაბატური ჭრის პროცესის სრული თერმომექანიკური პრობლემის გადაწყვეტასთან.

2.4. განადგურება. მასალის განადგურების მოდელი ეფუძნება Mainchen-Sack-ის უწყვეტ მიდგომას, რომელიც ეფუძნება მოტეხილობის ზონების მოდელირებას დისკრეტული ნაწილაკებით. კრიტიკული მნიშვნელობა აღებულია, როგორც განადგურების კრიტერიუმი

პლასტიკური დეფორმაციების ინტენსივობა ე:

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

სად არის ე. - ექსპერიმენტით განსაზღვრული მატერიალური მუდმივები.

თუ განადგურების კრიტერიუმი დაკმაყოფილებულია ლაგრანგის უჯრედში, მაშინ ასეთ უჯრედებში კვანძებს შორის კავშირები თავისუფლდება და ძაბვები ან ნულამდე იკლებს, ან წინააღმდეგობა შენარჩუნებულია მხოლოდ შეკუმშვის მიმართ. ლაგრანგის კვანძოვანი მასები განადგურებისას გადაიქცევა დამოუკიდებელ ნაწილაკებად, რომლებიც ატარებენ მასას, იმპულსს და ენერგიას, მოძრაობენ როგორც ხისტი მთლიანობა და არ ურთიერთქმედებენ დაუნგრეველ ნაწილაკებთან. ამ ალგორითმების დეტალური მიმოხილვა მოცემულია. ამ ნამუშევარში მოტეხილობა განისაზღვრება პლასტიკური დეფორმაციის e კრიტიკული ინტენსივობის მიღწევით და მოტეხილობის ზედაპირი წინასწარ არ არის მითითებული. ზემოხსენებულ გამოთვლებში

e p = 1.0, საჭრელის სიჩქარე იყო 2 მ/წმ და 20 მ/წმ.

2.5. განტოლებების ინტეგრირების მეთოდი. თერმოპლასტიურობის განტოლებების (2.1)-(2.8) შემცირებული შეწყვილებული სისტემის ინტეგრირებისთვის მიზანშეწონილია ნაშრომში შემუშავებული გაყოფის მეთოდის გამოყენება. ელასტოპლასტიკური განტოლებების გაყოფის სქემა შედგება სრული პროცესის პროგნოზირებად - თერმოელასტიურ პროცესად დაყოფაში.

რომელშიც ер = 0 და პლასტიკური დეფორმაციასთან დაკავშირებული ყველა ოპერატორი ქრება, ხოლო კორექტორი - რომელშიც დეფორმაციის ჯამური მაჩვენებელი е = 0. პროგნოზირების ეტაპზე სისტემა (2.1)-(2.6) ცვლადების მიმართ ტილდი მიიღებს ფორმას

pdb/dr = a]

d aL = « - a§ «9) pSei9/yg = K.9ts - (3X + 2ts)a90ei

ამ სტატიის წაკითხვის გასაგრძელებლად, თქვენ უნდა შეიძინოთ სრული ტექსტი. სტატიები იგზავნება ფორმატში

ASTASHEV V.K., RAZINKIN A.V. - 2008 წ

შესავალი

Თავი 1. დრეკად-პლასტიკური დეფორმაციის პრობლემის ზოგადი ფორმულირება 25

1.1. პროცესების კინემატიკა 25

1.2. ელასტოპლასტური სასრული დეფორმაციის პროცესების კონსტიტუციური მიმართებები 32

1.3. სასრული ელასტოპლასტიკური დეფორმაციის პრობლემის დებულება 38

1.4. გამოყოფის პროცესის დაყენება 42

თავი 2. სასრულ ფორმირების პროცესების რიცხვითი მოდელირება 44

2.1. ამოცანის რიცხვითი ფორმულირება 44

2.2. ურთიერთობის მოგვარების ინტეგრაციის მეთოდი 50

2.3. დრეკად-პლასტიურობის სასაზღვრო ამოცანების ამოხსნის ალგორითმები 51

2.4. მათემატიკური მოდელის სწორი განხორციელების შემოწმება 54

2.5. მოდელის ქცევის ანალიზი მცირე დეფორმაციების პირობებში 57

2.6. მასალის გამოყოფის სასრული ელემენტების პროცესის მოდელირება 58

2.7. ნახევრად უსასრულო ელასტიურ-პლასტმასის სხეულში ხისტი სოლის შეყვანის მოდელის აგება 60

2.8. ხახუნის გათვალისწინების მექანიზმი ჭრის მოდელში 62

თავი 3. ჭრის პროცესის მათემატიკური მოდელირება . 65

3.1. უფასო ჭრის პროცესი 65

3.2. ჩიპების ფორმირების პროცესზე გავლენის ფაქტორები 68

3.3. სასაზღვრო პირობები მოდელირების დროს 70

3.4. ჭრის პროცესის სასრულ ელემენტების განხორციელება 74

3.5. სტაბილური ჭრის პირობების სიმულაცია 75

3.6. განმეორებითი პროცესი საფეხურზე 77

3.7. გაანგარიშების საფეხურის არჩევის დასაბუთება და სასრული ელემენტების რაოდენობა 80

3.8. საჭრელი ძალების ექსპერიმენტულად ნაპოვნი და გამოთვლილი მნიშვნელობების შედარება 83

ბიბლიოგრაფია

ნაწარმოების შესავალი

ლითონის განადგურება ისეთ ექსტრემალურ პირობებში, რომლებიც ჩვეულებრივ არ გვხვდება არც მასალების ტესტირებისას და არც სხვა ტექნოლოგიურ პროცესებში. ჭრის პროცესის შესწავლა შესაძლებელია იდეალიზებული ფიზიკური მოდელების გამოყენებით მათემატიკური ანალიზის გამოყენებით. სანამ ჭრის პროცესის ფიზიკური მოდელების ანალიზს დაიწყებთ, მიზანშეწონილია გაეცნოთ თანამედროვე იდეებს ლითონების სტრუქტურისა და მათი პლასტიკური ნაკადის და განადგურების მექანიზმის შესახებ.

ჭრის უმარტივესი სქემაა მართკუთხა (ორთოგონალური) ჭრა, როდესაც საჭრელი ნაპირი პერპენდიკულარულია ჭრის სიჩქარის ვექტორთან და ირიბი ჭრის სქემა, როდესაც მითითებულია საჭრელი ნაპირის დახრილობის გარკვეული კუთხე.

კიდეები ᲛᲔ.

ბრინჯი. 1. (ა) მართკუთხა ჭრის სქემა (ბ) ირიბი ჭრის სქემა.

ჩიპის ფორმირების ბუნება განხილული შემთხვევებისთვის დაახლოებით იგივეა. სხვადასხვა ავტორი ჩიპის ფორმირების პროცესს ყოფს როგორც 4, ასევე 3 ტიპად. ამის მიხედვით, არსებობს ჩიპის ფორმირების სამი ძირითადი ტიპი, რომლებიც ნაჩვენებია ნახ. 2: ა) წყვეტილი, მათ შორის ჩიპური ელემენტების პერიოდული გამოყოფა მცირე სეგმენტების სახით; ბ) უწყვეტი ჩიპის ფორმირება; გ) უწყვეტი ხელსაწყოზე ნაყარის წარმოქმნით.

შესავალი

სხვა კონცეფციის თანახმად, ჯერ კიდევ 1870 წელს, I. A. Time-მა შემოგვთავაზა სხვადასხვა მასალის ჭრისას წარმოქმნილი ჩიპების ტიპების კლასიფიკაცია. I.A. Thieme-ს კლასიფიკაციის მიხედვით, სტრუქტურული მასალების ნებისმიერ პირობებში ჭრისას წარმოიქმნება ოთხი ტიპის ჩიპი: ელემენტარული, სახსარი, დრენაჟი და მოტეხილობა. ელემენტურ, სახსრის და სახსრის ჩიპებს უწოდებენ ათვლის ჩიპებს, რადგან მათი წარმოქმნა დაკავშირებულია ათვლის სტრესებთან. მოტეხილობის ჩიპებს ხანდახან უწოდებენ ამოსაღებ ჩიპებს, რადგან მათი ფორმირება დაკავშირებულია დაძაბულობასთან. ყველა ჩამოთვლილი ტიპის ჩიპების გარეგნობა ნაჩვენებია ნახ. 3.

ბრინჯი. 3. ჩიპების ტიპები Thieme-ს კლასიფიკაციის მიხედვით.

სურათი 3a გვიჩვენებს ელემენტარული ჩიპების ფორმირებას, რომელიც შედგება დაახლოებით იგივე ფორმის ცალკეული „ელემენტებისგან“, რომლებიც არ არის დაკავშირებული ან სუსტად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან. საზღვარი tp,ჩამოყალიბებული ჩიპის ელემენტის გამოყოფას მოჭრილი ფენისგან ეწოდება ათვლის ზედაპირი.

შესავალი8

ფიზიკურად ეს არის ზედაპირი, რომლის გასწვრივ, ჭრის პროცესში, ხდება მოჭრილი ფენის პერიოდული განადგურება.

ნახაზი 36 გვიჩვენებს შეკრული ჩიპების წარმოქმნას. იგი არ იყოფა ცალკეულ ნაწილებად. ჩიპის ზედაპირი ახლახან გამოჩნდა, მაგრამ ის არ აღწევს ჩიპების მთელ სისქეში. აქედან გამომდინარე, ჩიპები, როგორც ჩანს, შედგება ცალკეული სახსრებისგან, მათ შორის კავშირის გაწყვეტის გარეშე.

ფიგურაში Sv არის სადრენაჟო ჩიპების ფორმირება. მთავარი მახასიათებელია მისი უწყვეტობა (განგრძობა). თუ სადრენაჟე ჩიპების გზაზე დაბრკოლებები არ არის, მაშინ ისინი მიედინება ქვევით უწყვეტი ლენტით, იხვევენ ბრტყელ ან ხვეული სპირალში, სანამ ჩიპების ნაწილი საკუთარი წონის გავლენის ქვეშ არ იშლება. ჩიპ 1-ის ზედაპირს, ხელსაწყოს წინა ზედაპირის მიმდებარედ, ეწოდება საკონტაქტო ზედაპირი. ის შედარებით გლუვია და მაღალი ჭრის სიჩქარით პრიალდება ხელსაწყოს საფეთქლის ზედაპირზე ხახუნის შედეგად. მის საპირისპირო ზედაპირს 2 ეწოდება ჩიპების თავისუფალ ზედაპირს (გვერდს). იგი დაფარულია პატარა ნაჭრებით და აქვს ხავერდოვანი გარეგნობა მაღალი ჭრის სიჩქარით. ჩიპები კონტაქტში შედის ხელსაწყოს წინა ზედაპირთან კონტაქტის ზონაში, რომლის სიგანე მითითებულია C-ით, ხოლო სიგრძე უდრის მთავარი დანის სამუშაო სიგრძეს. დამუშავებული მასალის ტიპსა და თვისებებზე და ჭრის სიჩქარიდან გამომდინარე, საკონტაქტო არეალის სიგანე 1,5 - 6-ჯერ აღემატება მოჭრილი ფენის სისქეს.

სურათზე 3g - მოტეხილობის ჩიპების წარმოქმნა, რომელიც შედგება სხვადასხვა ფორმისა და ზომის ინდივიდუალური, შეუერთებელი ნაწილებისგან. მოტეხილობის ჩიპების წარმოქმნას თან ახლავს წვრილი ლითონის მტვერი. მოტეხილობის ზედაპირი tpშეიძლება განთავსდეს ჭრის ზედაპირის ქვემოთ, რის შედეგადაც ეს უკანასკნელი დაფარულია მისგან ამოხეთქილი ჩიპების ნაჭრებით.

შესავალი 9

იმის მიხედვით, რაც მითითებულია, ჩიპის ტიპი დიდწილად დამოკიდებულია დამუშავებული მასალის ტიპსა და მექანიკურ თვისებებზე. პლასტმასის მასალების ჭრისას შესაძლებელია პირველი სამი ტიპის ჩიპის ფორმირება: ელემენტარული, შეერთებული და სადრენაჟო. დამუშავებული მასალის სიმტკიცე და სიმტკიცე იზრდება, სადრენაჟო ჩიპები ხდება შეერთება და შემდეგ ელემენტარული. მყიფე მასალების დამუშავებისას წარმოიქმნება ელემენტარული ჩიპები ან, ნაკლებად ხშირად, მოტეხილობის ჩიპები. როგორც მასალის სიმტკიცე, როგორიცაა თუჯის, იზრდება, ელემენტარული ჩიპები გადაიქცევა ნატეხებად.

ხელსაწყოს გეომეტრიულ პარამეტრებს შორის, ჩიპის ტიპი ყველაზე ძლიერ გავლენას ახდენს საფეთქლის კუთხეზე და მთავარი დანას დახრილობის კუთხეზე. პლასტიკური მასალების დამუშავებისას, ამ კუთხეების გავლენა ფუნდამენტურად იგივეა: მათი გაზრდით, ელემენტარული ჩიპები გადაიქცევა შეერთებულ, შემდეგ კი სანიაღვრეებად. მტვრევადი მასალების დიდი კუთხით მოჭრისას შეიძლება წარმოიქმნას მოტეხილობის ჩიპი, რომელიც ელემენტარული ხდება, როგორც კი კუთხის შემცირება. როდესაც იზრდება მთავარი დანას დახრილობის კუთხე, ჩიპები თანდათანობით იქცევა ელემენტარულ ჩიპებად.

ჩიპის ტიპზე გავლენას ახდენს კვება (დაჭრილი ფენის სისქე) და ჭრის სიჩქარე. ჭრის სიღრმე (დაჭრილი ფენის სიგანე) პრაქტიკულად არ მოქმედებს ჩიპის ტიპზე. საკვების მატება (დაჭრილი ფენის სისქე) იწვევს პლასტმასის მასალების ჭრისას თანმიმდევრულ გადასვლას უწყვეტი ჩიპებიდან შეერთებულ და ელემენტარულებზე. მყიფე მასალების გაზრდისას საკვების გაზრდისას, ელემენტარული ჩიპები გადაიქცევა მოტეხილობის ჩიპებად.

ყველაზე რთული გავლენა ჩიპის ტიპზე არის ჭრის სიჩქარე. ნახშირბადოვანი და შენადნობი სტრუქტურული ფოლადების უმეტესობის ჭრისას, თუ გამოვრიცხავთ ჭრის სიჩქარის ზონას, რომლის დროსაც

შესავალი 10

ზრდა, ჭრის სიჩქარის მატებასთან ერთად, ჩიპები იცვლება ელემენტარულიდან შეერთებამდე და შემდეგ შერწყმამდე. თუმცა, ზოგიერთი სითბოს მდგრადი ფოლადისა და შენადნობების დამუშავებისას, ტიტანის შენადნობები, ჭრის სიჩქარის გაზრდისას, პირიქით, სანიაღვრე ჩიპებს ელემენტარულად აქცევს. ამ ფენომენის ფიზიკური მიზეზი ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გამოვლენილი. მტვრევადი მასალების დამუშავებისას ჭრის სიჩქარის ზრდას თან ახლავს მოტეხილობის ჩიპების ელემენტარულ ჩიპებად გადასვლა ცალკეული ელემენტების ზომის შემცირებით და მათ შორის კავშირის გაძლიერებით.

წარმოებაში გამოყენებული ხელსაწყოებისა და ჭრის რეჟიმების გეომეტრიული პარამეტრების გათვალისწინებით, პლასტმასის მასალების ჭრისას ჩიპების ძირითადი ტიპები ხშირად არის სადრენაჟო ჩიპები და ნაკლებად ხშირად სახსრების ჩიპები. ჩიპების ძირითადი ტიპი მტვრევადი მასალების ჭრისას არის ელემენტარული ჩიპები. როგორც დრეკადი, ისე მტვრევადი მასალების ჭრის დროს ელემენტარული ჩიპების წარმოქმნა საკმარისად არ არის შესწავლილი. მიზეზი არის როგორც დიდი ელასტოპლასტიკური დეფორმაციების პროცესის, ასევე მასალის გამოყოფის პროცესის მათემატიკური აღწერილობის სირთულე.

საჭრელის ფორმა და ტიპი წარმოებაში, პირველ რიგში, დამოკიდებულია გამოყენების არეალზე: ლათხებზე, მბრუნავ, კოშკურაზე, დასაგეგმად და სათამაშო მანქანებზე, ავტომატურ და ნახევრად ავტომატურ სახამებებზე და სპეციალურ მანქანებზე. თანამედროვე მანქანათმშენებლობაში გამოყენებული საჭრელები კლასიფიცირდება დიზაინის მიხედვით (მყარი, კომპოზიტური, ასაწყობი, დამჭერი, რეგულირებადი), დამუშავების ტიპის მიხედვით (გადამუშავების გზით, ჭრის, მოსაწყენი, ფორმის, ხრახნიანი), დამუშავების ბუნებით (გახეხვა, დასრულება, წვრილი შემობრუნებისთვის), ნაწილთან (რადიალური, ტანგენციალური, მარჯვნივ, მარცხნივ) დამონტაჟებით, ღეროს განივი ფორმის (მართკუთხა, კვადრატი, მრგვალი), მასალის მიხედვით.

შესავალი

ლულის ნაწილი (მაღალსიჩქარიანი ფოლადისგან, მყარი შენადნობისგან, კერამიკისგან, ზემყარი მასალებისგან), ჩიპის გამანადგურებელი მოწყობილობების არსებობის მიხედვით.

სამუშაო ნაწილისა და კორპუსის შედარებითი პოზიცია განსხვავებულია სხვადასხვა ტიპის საჭრელებისთვის: მოსახვევი ხელსაწყოებისთვის, საჭრელის წვერი ჩვეულებრივ მდებარეობს კორპუსის ზედა სიბრტყის დონეზე, დასაგეგმი ხელსაწყოებისთვის - საჭრელის დონეზე. სხეულის საყრდენი სიბრტყე, მოსაწყენი ხელსაწყოებისთვის მრგვალი სხეულით - სხეულის ღერძის გასწვრივ ან მის ქვემოთ. ჭრის ზონაში საჭრელი ხელსაწყოების კორპუსს აქვს ოდნავ უფრო მაღალი სიმაღლე, რათა გაზარდოს სიმტკიცე და სიმყარე.

ბევრი საჭრელი დიზაინი მთლიანად და მათი ინდივიდუალური სტრუქტურული ელემენტები სტანდარტიზებულია. ხელსაწყოების დამჭერების კონსტრუქციებისა და დამაკავშირებელი ზომების გაერთიანების მიზნით, მიღებულ იქნა ღეროების სექციების შემდეგი სერია, მმ: კვადრატი გვერდით a = 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 მმ; მართკუთხა 16x10; 20x12; 20x16; 25x16; 25x20; 32x20; 21x25; 40x25;40x32;50x32; 50x40; 63x50 (ასპექტის თანაფარდობა H:H=1.6 გამოიყენება ნახევარფინირებისთვის და დასასრულებლად, ხოლო H:H=1.25 უხეშად).

სრულიად რუსული პროდუქტის კლასიფიკატორი ითვალისწინებს საჭრელების 8 ქვეჯგუფს, მათში 39 ტიპისაა. საჭრელების დიზაინზე გამოქვეყნებულია 60-მდე სტანდარტი და ტექნიკური მახასიათებელი. გარდა ამისა, სტანდარტიზებულია 150 სტანდარტული ზომის მაღალსიჩქარიანი ფოლადის ფირფიტები ყველა ტიპის საჭრელებისთვის, დაახლოებით 500 სტანდარტული ზომის კარბიდზე შედუღებული ჩანართი, 32 ტიპის მრავალმხრივი არა-გახეხვის ჩანართები (130-ზე მეტი სტანდარტული ზომა). უმარტივეს შემთხვევებში, საჭრელი მოდელირებულია, როგორც აბსოლუტურად ხისტი სოლი, მრავალი გეომეტრიული პარამეტრის გათვალისწინების გარეშე.

საჭრელის ძირითადი გეომეტრიული პარამეტრები ზემოაღნიშნულის გათვალისწინებით.

უკანა კუთხის დანიშნულება ა- შეამცირეთ უკანა ზედაპირის ხახუნი სამუშაო ნაწილზე და უზრუნველყოთ საჭრელის შეუფერხებელი მოძრაობა დამუშავებული ზედაპირის გასწვრივ.

შესავალი12

კლირენსის კუთხის გავლენა ჭრის პირობებზე განპირობებულია იმით, რომ ჭრის ზედაპირის ელასტიური აღდგენის ნორმალური ძალა და ხახუნის ძალა მოქმედებს ჭრის კიდეზე სამუშაო ნაწილის მხრიდან.

კლირენსის კუთხის მატებასთან ერთად, სიმკვეთრის კუთხე მცირდება და, შესაბამისად, მცირდება დანის სიძლიერე, იზრდება დამუშავებული ზედაპირის უხეშობა და უარესდება სითბოს გაფრქვევა საჭრელის სხეულში.

კლირენსის კუთხის კლებასთან ერთად იზრდება ხახუნი დამუშავებულ ზედაპირთან, რაც იწვევს ჭრის ძალების მატებას, საჭრელის ცვეთას, მატულობს სითბოს წარმოქმნას კონტაქტის დროს, თუმცა სითბოს გადაცემის პირობები უმჯობესდება და პლასტიკურად დეფორმირებადი ფენის სისქე დამუშავებულ მოწყობილობაზე. ზედაპირი იზრდება. ასეთ ურთიერთგამომრიცხავ პირობებში, უნდა არსებობდეს ოპტიმუმი კლირენსის კუთხის მნიშვნელობისთვის, რაც დამოკიდებულია დამუშავებული მასალის ფიზიკურ და მექანიკურ თვისებებზე, საჭრელი დანის მასალაზე და ამოჭრილი ფენის პარამეტრებზე.

საცნობარო წიგნები იძლევა ოპტიმალური კუთხეების საშუალო მნიშვნელობებს, ადადასტურებულია სამრეწველო ტესტების შედეგებით. საჭრელების უკანა კუთხეების რეკომენდებული მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში 1.

შესავალი13

წინა კუთხის დანიშნულება უ- შეამციროს მოჭრილი ფენის დეფორმაცია და გააადვილოს ჩიპის ნაკადი.

რაკი კუთხის გავლენა ჭრის პირობებზე: კუთხის გაზრდა ზეაადვილებს ჭრის პროცესს, ამცირებს ჭრის ძალებს. თუმცა, ამ შემთხვევაში, მცირდება საჭრელი სოლის სიმტკიცე და სითბოს გაფრქვევა საჭრელ სხეულში უარესდება. კუთხის შემცირება უზრდის საჭრელების გამძლეობას, განზომილების სტაბილურობის ჩათვლით.

ბრინჯი. 6. საჭრელების წინა ზედაპირის ფორმა: ა - ბრტყელი ჩამჭრელი; ბ - მოხრილი ჩახრით

რაკიის კუთხის ზომაზე და საფენის ზედაპირის ფორმაზე დიდ გავლენას ახდენს არა მხოლოდ დამუშავებული მასალის ფიზიკური და მექანიკური თვისებები, არამედ ხელსაწყოს მასალის თვისებებიც. გამოყენებულია წინა ზედაპირის ბრტყელი და მოხრილი (ჩამჭრელებით ან მის გარეშე) ფორმები (სურ. 1.16).

ბრტყელი თაიგულის ზედაპირი გამოიყენება ყველა ტიპის ხელსაწყოს მასალის საჭრელად, ხოლო დანა იკვეთება გამაგრების ღრძილით.

კუთხე UV-^~5 -მაღალსიჩქარიანი ფოლადის საჭრელებისთვის და უვ =-5..-25 . კარბიდის შენადნობებისგან, ყველა სახის კერამიკისა და სინთეზური ზემყარი მასალებისგან დამზადებული საჭრელებისთვის.

რთულ პირობებში სამუშაოდ (დარტყმით ჭრით, არათანაბარი შემწეობით, მყარი და გამაგრებული ფოლადების დამუშავებისას), მძიმე და მტვრევადი საჭრელი მასალების გამოყენებისას (მინერალური კერამიკა, სუპერ მყარი სინთეზური მასალები, მყარი შენადნობები კობალტის დაბალი შემცველობით), საჭრელებს შეუძლიათ გაკეთდება

შესავალი

გამოსაყენებლად ბრტყელ საფენის ზედაპირთან, არ არის ჩამკეტი უარყოფითი კუთხით.

მაღალსიჩქარიანი ფოლადისა და მყარი შენადნობებისგან დამზადებული საჭრელები, წინა ზედაპირის ბრტყელი ზედაპირით ^ = 8..15-ით, გამოიყენება მტვრევადი მასალების დასამუშავებლად, რომლებიც წარმოქმნიან მსხვრევად ჩიპებს (თუჯი, ბრინჯაო). ჭრის მცირე სისქით, რომელიც შედარებულია საჭრელი კიდის დამრგვალების რადიუსთან, რაკი კუთხის მნიშვნელობა პრაქტიკულად არ მოქმედებს ჭრის პროცესზე, რადგან მოჭრილი ფენის დეფორმაცია და მისი გადაქცევა ჩიპებად ხდება მომრგვალებული. რადიუსის ზღვარი. ამ შემთხვევაში, ყველა ტიპის ხელსაწყოს მასალებისთვის რაკი კუთხეები მიიღება 0...5 0 დიაპაზონში. საჭრელი კუთხის ზომა საგრძნობლად მოქმედებს საჭრელების გამძლეობაზე.

მთავარი კუთხის დანიშნულება გეგმაში - შეცვალეთ თანაფარდობა სიგანეს შორის ბდა სისქე აჭრა ჭრის მუდმივ სიღრმეზე ტდა წარდგენა ს.

კუთხის შემცირება ზრდის საჭრელი წვერის სიმტკიცეს, აუმჯობესებს სითბოს გაფრქვევას, ზრდის ხელსაწყოს სიცოცხლეს, მაგრამ ზრდის ჭრის ძალებს პზ და, რზე იზრდება

დაწნული და ხახუნი დამუშავებულ ზედაპირზე ქმნის ვიბრაციის პირობებს. როდესაც იზრდება ჩიფსები სქელი ხდება და უკეთ იშლება.

საჭრელი დიზაინები, განსაკუთრებით კარბიდის ჩანართების მექანიკური დამაგრებით, უზრუნველყოფს კუთხის მნიშვნელობების დიაპაზონს #>: 90, 75, 63, 60, 50, 45, 35, 30, 20, 10, რაც საშუალებას გაძლევთ აირჩიოთ კუთხე , ყველაზე შესაფერისი კონკრეტული პირობებისთვის.

მასალის გამოყოფის პროცესი დამოკიდებულია საჭრელის ფორმაზე. ჭრის მიხედვით ლითონი გამოყოფილია, შეიძლება ველოდოთ, რომ ეს პროცესი მოიცავს განადგურებას ბზარების წარმოქმნით და განვითარებით. თავდაპირველად, ჭრის პროცესის ეს იდეა ზოგადად მიღებული იყო, მაგრამ მოგვიანებით გამოითქვა ეჭვი საჭრელი ხელსაწყოს წინ ბზარის არსებობის შესახებ.

მალოხი და რულიქსი პირველები იყვნენ, ვინც ჩიპის ფორმირების ზონის მიკროფოტოგრაფიას დაეუფლეს და საჭრელის წინ ბზარები დააფიქსირეს, ხოლო კიკი, მსგავსი კვლევების საფუძველზე, საპირისპირო დასკვნამდე მივიდა. მიკროფოტოგრაფიის უფრო მოწინავე ტექნიკის დახმარებით ნაჩვენებია, რომ ლითონის ჭრა ეფუძნება პლასტმასის ნაკადის პროცესს. როგორც წესი, ნორმალურ პირობებში მოწინავე ბზარი არ წარმოიქმნება, ის შეიძლება მოხდეს მხოლოდ გარკვეულ პირობებში.

პლასტიკური დეფორმაციების არსებობის მიხედვით, რომელიც გადაჭიმულია საჭრელზე ბევრად წინ, იგი დადგინდა ჩიპის ფორმირების პროცესის მიკროსკოპის ქვეშ დაკვირვებით, ჭრის ძალიან დაბალი სიჩქარით. V- 0,002 მ/წთ.ამას მოწმობს აგრეთვე ჩიპის წარმოქმნის ზონაში მარცვლის დეფორმაციის მეტალოგრაფიული კვლევის შედეგები (სურ. 7). უნდა აღინიშნოს, რომ მიკროსკოპის ქვეშ ჩიპის წარმოქმნის პროცესზე დაკვირვებამ აჩვენა პლასტიკური დეფორმაციის პროცესის არასტაბილურობა ჩიპის ფორმირების ზონაში. ჩიპის წარმოქმნის ზონის საწყისი საზღვარი ცვლის თავის პოზიციას დამუშავებული ლითონის ცალკეული მარცვლის კრისტალოგრაფიული სიბრტყეების განსხვავებული ორიენტაციის გამო. ჩიპის ფორმირების ზონის ბოლო საზღვარზე შეიმჩნევა ათვლის შტამების პერიოდული კონცენტრაცია, რის შედეგადაც პლასტიკური დეფორმაციის პროცესი პერიოდულად კარგავს სტაბილურობას და პლასტიკური ზონის გარე საზღვარი იღებს ადგილობრივ დამახინჯებებს, ხოლო დამახასიათებელი კბილები ყალიბდება. ჩიპის გარე საზღვარი.

T^- \ : „გ

შესავალი

ბრინჯი. 7. ფირის გამოყენებით თავისუფალი ჭრის შესწავლით დადგენილი ჩიპის ფორმირების ზონის კონტური.

ბრინჯი. 8. ჩიპის ფორმირების ზონის მიკროფოტოგრამა ფოლადის დაბალი სიჩქარით ჭრისას. მიკროფოტოზე ნაჩვენებია ჩიპის ფორმირების ზონის საწყისი და საბოლოო საზღვრები. (100x გადიდება)

ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ ჩიპის ფორმირების ზონის საზღვრების საშუალო სავარაუდო პოზიციაზე და პლასტიკური დეფორმაციების საშუალო ალბათობის განაწილებაზე ჩიპის ფორმირების ზონაში.

პლასტიკური ზონის დაძაბული და დეფორმირებული მდგომარეობის ზუსტი განსაზღვრა პლასტიკური მექანიკის მეთოდით ძალიან რთულია. პლასტიკური რეგიონის საზღვრები არ არის მოცემული და თავად ექვემდებარება განსაზღვრას. პლასტმასის რეგიონში სტრესის კომპონენტები ერთმანეთის მიმართ არაპროპორციულად იცვლება, ე.ი. მოჭრილი ფენის პლასტიკური დეფორმაციები არ ვრცელდება მარტივი დატვირთვის შემთხვევაში.

ჭრის ოპერაციების ყველა თანამედროვე გაანგარიშების მეთოდი ეფუძნება ექსპერიმენტულ კვლევებს. ექსპერიმენტული მეთოდები ყველაზე სრულად არის აღწერილი. ჩიპის ფორმირების პროცესის, დეფორმაციის ზონის ზომისა და ფორმის შესწავლისას გამოიყენება სხვადასხვა ექსპერიმენტული მეთოდი. ვ.ფ. ბობროვის მიხედვით, შემდეგი კლასიფიკაციაა ნათქვამი:

ვიზუალური დაკვირვების მეთოდი.ნიმუშის გვერდი, რომელიც ექვემდებარება თავისუფალ ჭრას, გაპრიალებულია ან მასზე დიდი კვადრატული ბადე გამოიყენება. დაბალი სიჩქარით ჭრის დროს, ბადის დამახინჯება, ნიმუშის გაპრიალებული ზედაპირის დაბნელება და ნაოჭი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დეფორმაციის ზონის ზომისა და ფორმის შესაფასებლად და გარე წარმოდგენის შესაქმნელად, თუ როგორ არის მოჭრილი ფენა.

შესავალი17

მთლიანად გადაიქცევა ნამსხვრევებად. მეთოდი შესაფერისია ძალიან დაბალი სიჩქარით ჭრისთვის, არაუმეტეს 0,2 - 0,3 მ/წთ და იძლევა მხოლოდ ხარისხობრივ წარმოდგენას ჩიპის ფორმირების პროცესის შესახებ.

მაღალსიჩქარიანი გადაღების მეთოდი.ის კარგ შედეგს იძლევა დაახლოებით 10000 კადრის სიხშირით წამში გადაღებისას და საშუალებას გაძლევთ გაეცნოთ ჩიპის ფორმირების პროცესის თავისებურებებს პრაქტიკულად გამოყენებული ჭრის სიჩქარით.

გამყოფი ბადის მეთოდი.იგი ეფუძნება ზუსტი კვადრატული გამყოფი ბადის გამოყენებას უჯრედის ზომით 0.05 - 0.15 მმ. გამყოფი ბადე გამოიყენება სხვადასხვა გზით: საბეჭდი მელნით გორავებით, ოხრებით, ვაკუუმური დეპონირებით, ტრაფარეტული ბეჭდვით, ნაკაწრით და ა.შ. მიკროსკოპი. ჩიპის ფორმირების გარკვეულ ეტაპს შესაბამისი დეფორმაციის დამახინჯებული ზონის მისაღებად, სპეციალური მოწყობილობები გამოიყენება ჭრის პროცესის „მყისიერად“ შესაჩერებლად, რომლის დროსაც საჭრელი ამოღებულია ჩიპების ქვეშ ძლიერი ზამბარით ან აფეთქების ენერგიით. ფხვნილის მუხტი. ინსტრუმენტული მიკროსკოპის გამოყენებით, დეფორმაციის შედეგად დამახინჯებული გამყოფი ბადის უჯრედების ზომები იზომება მიღებულ ჩიპის ფესვზე. პლასტიურობის მათემატიკური თეორიის აპარატის გამოყენებით, დამახინჯებული გამყოფი ბადის ზომებიდან შეიძლება განისაზღვროს დეფორმირებული მდგომარეობის ტიპი, დეფორმაციის ზონის ზომა და ფორმა, დეფორმაციის ზონის სხვადასხვა წერტილში დეფორმაციის ინტენსივობა და სხვა პარამეტრები. რაც რაოდენობრივად ახასიათებს ჩიპის ფორმირების პროცესს.

მეტალოგრაფიული მეთოდი."მყისიერი" ჭრის გაჩერების მოწყობილობის გამოყენებით მიღებული ჩიპის ფესვი ამოჭრილია, მისი მხარე კარგად არის გაპრიალებული და შემდეგ იჭრება შესაბამისი რეაგენტით. ჩიპის ფესვის მიღებულ მიკროსექციას იკვლევენ მიკროსკოპით 25-200-ჯერ გადიდებით ან იღებენ მიკროფოტოგრაფიას. სტრუქტურის შეცვლა

შესავალი

ჩიპები და დეფორმაციის ზონები არადეფორმირებული მასალის სტრუქტურასთან შედარებით, დეფორმაციის ტექსტურის მიმართულება შესაძლებელს ხდის დეფორმაციის ზონის საზღვრების დადგენას და მასში მიმდინარე დეფორმაციის პროცესების მსჯელობას.

მიკროსიხისტის გაზომვის მეთოდი.ვინაიდან პლასტიკური დეფორმაციის ხარისხსა და დეფორმირებული მასალის სიმტკიცეს შორის ერთმნიშვნელოვანი კავშირია, ჩიპის ფესვის მიკროსიხისტის გაზომვა იძლევა არაპირდაპირ წარმოდგენას დეფორმაციის ინტენსივობის შესახებ დეფორმაციის ზონის სხვადასხვა მოცულობებში. ამისათვის, PMT-3 მოწყობილობის გამოყენებით, მიკროსიმტკიცე იზომება ჩიპის ფესვის სხვადასხვა წერტილში და აგებულია იზოსკლერები (მუდმივი სიხისტის ხაზები), რომელთა დახმარებით შეიძლება განისაზღვროს დეფორმაციის ზონაში ტანგენციალური სტრესების სიდიდე.

პოლარიზაცია-ოპტიკური მეთოდი,ან ფოტოელასტიურობის მეთოდი ემყარება იმ ფაქტს, რომ გამჭვირვალე იზოტროპული სხეულები, გარე ძალების ზემოქმედებისას, ხდება ანიზოტროპული და თუ ისინი პოლარიზებულ შუქზე განიხილება, ჩარევის ნიმუში საშუალებას იძლევა განისაზღვროს მოქმედი სტრესების სიდიდე და ნიშანი. დეფორმაციის ზონაში ძაბვის განსაზღვრის პოლარიზაციის ოპტიკური მეთოდი შეზღუდულია შემდეგი მიზეზების გამო. ჭრისთვის გამოყენებულ გამჭვირვალე მასალებს აქვთ სრულიად განსხვავებული ფიზიკური და მექანიკური თვისებები, ვიდრე ტექნიკური ლითონები - ფოლადი და თუჯი. მეთოდი იძლევა ნორმალური და ათვლის ძაბვის ზუსტ მნიშვნელობებს მხოლოდ ელასტიურ რეგიონში. ამრიგად, პოლარიზაცია-ოპტიკური მეთოდის გამოყენებით, შესაძლებელია დეფორმაციის ზონაში სტრესის განაწილების მხოლოდ ხარისხობრივი და სავარაუდო წარმოდგენა.

მექანიკური და რენტგენოგრაფიული მეთოდებიგამოიყენება დამუშავებული ზედაპირის ქვეშ არსებული ზედაპირული ფენის მდგომარეობის შესასწავლად. ნ.ნ. დავიდენკოვის მიერ შემუშავებული მექანიკური მეთოდი გამოიყენება პირველი ტიპის სტრესების დასადგენად, რომლებიც დაბალანსებულია სხეულის რეგიონში, რომელიც ზომით უფრო დიდია, ვიდრე ბროლის მარცვლის ზომა. მეთოდი არის ის, რომ ერთად

შესავალი 19

დამუშავებული ნაწილისგან ამოჭრილი ნიმუშის ზედაპირიდან თანმიმდევრულად იხსნება მასალის ძალიან თხელი ფენები და ნიმუშის დეფორმაცია იზომება დაძაბვის ლიანდაგების გამოყენებით. ნიმუშის ზომების შეცვლა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ნარჩენი სტრესების გავლენის ქვეშ ხდება დაუბალანსებელი და დეფორმირებული. გაზომილი დეფორმაციებიდან შეიძლება ვიმსჯელოთ ნარჩენი ძაბვის სიდიდეზე და ნიშანზე.

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, შეგვიძლია გამოვიტანოთ დასკვნა ექსპერიმენტული მეთოდების სირთულის და შეზღუდული გამოყენების შესახებ ჭრის პროცესებში პროცესებისა და შაბლონების შესწავლის სფეროში, მათი მაღალი ღირებულების, გაზომვის დიდი შეცდომებისა და გაზომილი პარამეტრების სიმცირის გამო.

საჭიროა დაწეროს მათემატიკური მოდელები, რომლებსაც შეუძლიათ ჩაანაცვლონ ექსპერიმენტული კვლევები ლითონის ჭრის სფეროში და ექსპერიმენტული ბაზის გამოყენება მხოლოდ მათემატიკური მოდელის დადასტურების ეტაპზე. ამჟამად ჭრის ძალების გამოსათვლელად გამოიყენება არაერთი მეთოდი, რომელიც არ არის დადასტურებული ექსპერიმენტებით, არამედ მათგან გამომდინარეობს.

ნამუშევარში ჩატარდა ჭრის ძალების და ტემპერატურის განსაზღვრის ცნობილი ფორმულების ანალიზი, რომლის მიხედვითაც პირველი ფორმულები მიიღეს დამოკიდებულების ემპირიული ხარისხების სახით ფორმის ჭრის ძალების ძირითადი კომპონენტების გამოსათვლელად:

p, = c პ ვ გვ სი კ პ

სად ოთხგ - კოეფიციენტი, რომელიც ითვალისწინებს გავლენას ზოგიერთი მუდმივი მდგომარეობის სიძლიერეზე; *R-ჭრის სიღრმე; $^,- გრძივი კვება; TOრ- განზოგადებული ჭრის კოეფიციენტი; xyz- ექსპონენტები.

შესავალი 20

ამ ფორმულის მთავარი მინუსი არის მკაფიო ფიზიკური კავშირის არარსებობა ჭრის დროს ცნობილ მათემატიკურ მოდელებთან. მეორე მინუსი არის ექსპერიმენტული კოეფიციენტების დიდი რაოდენობა.

თანახმად, ექსპერიმენტული მონაცემების განზოგადებამ შესაძლებელი გახადა იმის დადგენა, რომ საშუალო ტანგენტი მოქმედებს ხელსაწყოს წინა ზედაპირზე.

ვოლტაჟი ქფ = 0.285^, სადაც &მიმდევრობა- ფაქტობრივი საბოლოო დაჭიმვის სიმტკიცე. ამის საფუძველზე, A.A. Rosenberg-მა მიიღო სხვა ფორმულა ჭრის ძალის ძირითადი კომპონენტის გამოსათვლელად:

(90-y)"cos/

-- їїдГ + ცოდვა/

პზ=0.28Sკab (2.05Kა-0,55)

2250 QK Qm5 (9Q - Y) "

სად კომერსანტი- მოჭრილი ფენის სიგანე.

ამ ფორმულის მინუსი არის ის, რომ თითოეული კონკრეტული

ძალის გამოთვლის შემთხვევაში აუცილებელია პარამეტრების დადგენა TOა და$kექსპერიმენტულად, რაც ძალიან შრომატევადია. მრავალი ექსპერიმენტის მიხედვით გამოვლინდა, რომ მრუდი ათვლის ხაზის სწორი ხაზით ჩანაცვლებისას კუთხე უ 45-თან ახლოს და, შესაბამისად, ფორმულა მიიღებს ფორმას:

dcos უ

პზ = - "- რ + ცოდვა^

ტგარკოები

ექსპერიმენტების მიხედვით, კრიტერიუმი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც უნივერსალური, რომელიც გამოიყენება ნებისმიერი სტრესული მდგომარეობისთვის. თუმცა, იგი გამოიყენება როგორც საფუძველი საინჟინრო გამოთვლებში.

უმაღლესი ტანგენციალური ძაბვის კრიტერიუმი.ეს კრიტერიუმი შემოგვთავაზა ტრესკამ პლასტიურობის მდგომარეობის აღსაწერად, მაგრამ ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მყიფე მასალების სიმტკიცის კრიტერიუმი. მარცხი ხდება ყველაზე დიდი ათვლის სტრესის დროს

r max = gir"x ~ ბ)აღწევს გარკვეულ მნიშვნელობას (თითოეული მასალისთვის).

ალუმინის შენადნობებისთვის ამ კრიტერიუმმა ექსპერიმენტული მონაცემების შედარებისას მისაღებ შედეგს მისცა. სხვა მასალების შესახებ ასეთი მონაცემები არ არსებობს, შესაბამისად, ამ კრიტერიუმის გამოყენებადობა არ შეიძლება დადასტურდეს ან უარყოფილიყო.

ასევე არსებობს ენერგეტიკული კრიტერიუმები.ერთ-ერთი მათგანია Huber-Mises-Genki ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც, განადგურება ხდება მაშინ, როდესაც ფორმის ცვლილების სპეციფიკური ენერგია აღწევს გარკვეულ შეზღუდულ მნიშვნელობას.

შესავალი23

საკითხავი. ამ კრიტერიუმმა მიიღო დამაკმაყოფილებელი ექსპერიმენტული დადასტურება სხვადასხვა სტრუქტურული ლითონებისა და შენადნობებისთვის. ამ კრიტერიუმის გამოყენების სირთულე მდგომარეობს შეზღუდვის მნიშვნელობის ექსპერიმენტულ განსაზღვრაში.

მასალების სიმტკიცის კრიტერიუმები, რომლებიც არათანაბრად ეწინააღმდეგებიან დაძაბულობას და შეკუმშვას, მოიცავს შლეიხერის, ბალანდინის, მიროლიუბოვის, იაგნას კრიტერიუმს. ნაკლოვანებები მოიცავს გამოყენების სირთულეს და ცუდ ექსპერიმენტულ დადასტურებას.

უნდა აღინიშნოს, რომ არ არსებობს განადგურების მექანიზმების ერთიანი კონცეფცია, ისევე როგორც განადგურების უნივერსალური კრიტერიუმი, რომლითაც შეიძლება ცალსახად ვიმსჯელოთ განადგურების პროცესზე. ამ დროისთვის შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ რამდენიმე განსაკუთრებული შემთხვევის კარგ თეორიულ განვითარებაზე და მათი განზოგადების მცდელობებზე. პრაქტიკული გამოყენება საინჟინრო გამოთვლებში თანამედროვე მოტეხილობის მოდელების უმეტესობისთვის ჯერ არ არის ხელმისაწვდომი.

გამოყოფის თეორიის აღწერის ზემოაღნიშნული მიდგომების ანალიზი საშუალებას გვაძლევს გამოვყოთ შემდეგი დამახასიათებელი ნიშნები:

განადგურების პროცესების აღწერის არსებული მიდგომები მისაღებია განადგურების პროცესის დაწყების ეტაპზე და პრობლემების პირველი მიახლოებით გადაჭრისას.

პროცესის მოდელი უნდა ეფუძნებოდეს ჭრის პროცესის ფიზიკის აღწერას და არა სტატისტიკურ ექსპერიმენტულ მონაცემებს.

ელასტიურობის ხაზოვანი თეორიის მიმართებების ნაცვლად აუცილებელია ფიზიკურად არაწრფივი ურთიერთობების გამოყენება, რომლებიც ითვალისწინებენ სხეულის ფორმისა და მოცულობის ცვლილებას დიდი დეფორმაციების დროს.

ექსპერიმენტულ მეთოდებს შეუძლიათ ნათლად მიაწოდონ ინფორმაცია

შესავალი

ინფორმაცია მასალის მექანიკური ქცევის შესახებ ტემპერატურის მოცემულ დიაპაზონში და ჭრის პროცესის პარამეტრებზე.

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, სამუშაოს მთავარი მიზანიარის განცალკევების მათემატიკური მოდელის შექმნა, რომელიც საშუალებას იძლევა, უნივერსალური კონსტიტუციური ურთიერთობების საფუძველზე, განიხილოს პროცესის ყველა ეტაპი, დაწყებული ელასტიური დეფორმაციის ეტაპიდან და დამთავრებული ჩიპებისა და სამუშაო ნაწილების გამოყოფის ეტაპით და შეისწავლოს შაბლონები. ჩიპის მოცილების პროცესი.

პირველ თავშიდისერტაცია ასახავს სასრულ დეფორმაციის მათემატიკურ მოდელს და მოტეხილობის მოდელის ძირითად ჰიპოთეზებს. დასმულია ორთოგონალური ჭრის პრობლემა.

მეორე თავშიპირველ თავში აღწერილი თეორიის ფარგლებში აგებულია ჭრის პროცესის სასრული ელემენტების მოდელი. ხახუნისა და განადგურების მექანიზმების ანალიზი მოწოდებულია სასრულ ელემენტების მოდელთან მიმართებაში. ტარდება მიღებული ალგორითმების ყოვლისმომცველი ტესტირება.

მესამე თავშიაღწერილია ნიმუშიდან ჩიპების ამოღების ტექნოლოგიური პრობლემის ფიზიკური და მათემატიკური ფორმულირება. პროცესის მოდელირების მექანიზმი და მისი სასრული ელემენტების განხორციელება დეტალურად არის აღწერილი. ტარდება მიღებული მონაცემების შედარებითი ანალიზი ექსპერიმენტულ კვლევებთან, კეთდება დასკვნები მოდელის გამოყენებადობაზე.

სამუშაოს ძირითადი დებულებები და შედეგები მოხსენებული იქნა რუსულ სამეცნიერო კონფერენციაზე "მათემატიკის, მექანიკის და კომპიუტერული მეცნიერების თანამედროვე პრობლემები" (ტულა, 2002), ასევე ზამთრის სკოლაში უწყვეტი მექანიკის შესახებ (პერმი, 2003). საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციაზე "მათემატიკის, მექანიკის და კომპიუტერული მეცნიერების თანამედროვე პრობლემები" (ტულა, 2003 წ.), სამეცნიერო და პრაქტიკულ კონფერენციაზე "რუსული ცენტრის ახალგაზრდა მეცნიერები" (ტულა, 2003).

ელასტოპლასტური სასრული დეფორმაციის პროცესების კონსტიტუციური მიმართებები

გარემოს წერტილების ინდივიდუალიზაციისთვის გამოყვანილია თვითნებური კოორდინატთა სისტემა 0 საწყისი t - ფიქსირებული, ე.წ. ,3) „მიენიჭა“ ამ ნაწილაკს და უცვლელია მთელი მოძრაობის განმავლობაში. საცნობარო კონფიგურაციაში დანერგილ სისტემას 0, საფუძველთან ერთად, =-r (/ = 1,2,3) ეწოდება ფიქსირებული ლაგრანგის კოორდინატთა სისტემა. გაითვალისწინეთ, რომ საცნობარო სისტემაში დროის საწყის მომენტში ნაწილაკების კოორდინატები შეიძლება აირჩეს მატერიალურ კოორდინატებად. უნდა აღინიშნოს, რომ დეფორმაციის ისტორიაზე დამოკიდებული თვისებების მქონე გარემოს დეფორმაციის პროცესების განხილვისას, გამოყენებული მატერიალური ან სივრცითი ცვლადების მიუხედავად, გამოიყენება ორი კოორდინატული სისტემა - ერთი ლაგრანგული და ევლერიული.

როგორც ცნობილია, ორგანიზმში სტრესის გაჩენა წარმოიქმნება მატერიალური ბოჭკოების დეფორმაციით, ე.ი. მათი სიგრძისა და ფარდობითი პოზიციების შეცვლა, ამიტომ დეფორმაციების გეომეტრიულად არაწრფივი თეორიაში გადაჭრილი მთავარი პრობლემა არის გარემოს მოძრაობის დაყოფა მთარგმნელობით და „წმინდა დეფორმაციულად“ და აღწერისთვის ზომების მითითება. უნდა აღინიშნოს, რომ ეს წარმოდგენა არ არის ცალსახა და შეიძლება აღინიშნოს გარემოს აღწერის რამდენიმე მიდგომა, რომლებშიც მოძრაობის დაყოფა პორტატულ „კვაზი-მყარად“ და შედარებით „დეფორმაციად“ სხვადასხვა გზით ხორციელდება. კერძოდ, რიგ ნაშრომებში დეფორმაციული მოძრაობა გაგებულია, როგორც მატერიალური ნაწილაკების მიმდებარეობის მოძრაობა ქვემდებარე ლაგრანგის საფუძველთან ek; ნამუშევრებში მოძრაობა ხისტ საფუძველთან მიმართებაში განიხილება, როგორც დეფორმაციის მოძრაობა, რომლის გადაადგილების მოძრაობა განისაზღვრება ბრუნვის ტენზორით, რომელიც აკავშირებს დამახინჯების მარცხენა და მარჯვენა ზომების ძირითად ღერძებს. ამ ნაშრომში მატერიალური ნაწილაკის M (ნახ. 1.1) მიმდებარეობის მოძრაობის დაყოფა მთარგმნელობით და დეფორმირებულად ეფუძნება სიმეტრიული და ანტისიმეტრიული ნაწილის სახით სიჩქარის გრადიენტის ბუნებრივ წარმოდგენას. ამ შემთხვევაში დეფორმაციის სიჩქარე განისაზღვრება, როგორც ნაწილაკების ფარდობითი სიჩქარე მორევის საფუძვლის ხისტი ორთოგონალურ ტრიედრონთან მიმართებაში, რომლის ბრუნვა მითითებულია მორევის ტენზორით Q. უნდა აღინიშნოს, რომ მოძრაობის ზოგად შემთხვევაში. საშუალო, W ტენზორის ძირითადი ღერძი გადის სხვადასხვა მასალის ბოჭკოებზე. თუმცა, როგორც ნაჩვენებია, მარტივი და კვაზიმარტივი დატვირთვის პროცესებისთვის დეფორმაციების რეალურ დიაპაზონში, დეფორმაციის მოძრაობის შესწავლა მორევის საფუძველზე ძალიან დამაკმაყოფილებელი ჩანს. ამავდროულად, გარემოს სასრული დეფორმაციის პროცესის აღწერისას მიმართებების აგებისას, ზომების არჩევანი უნდა აკმაყოფილებდეს მთელ რიგ ბუნებრივ კრიტერიუმებს: 1) დეფორმაციის ზომა უნდა იყოს შერწყმული სტრესის ზომასთან ელემენტარული სამუშაოს გამოხატვის გზით. . 2) მატერიალური ელემენტის, როგორც აბსოლუტურად ხისტი სხეულის ბრუნვამ არ უნდა გამოიწვიოს დეფორმაციის ზომებისა და მათი დროის წარმოებულების ცვლილება - მატერიალური ობიექტურობის თვისება. 3) ზომების დიფერენცირებისას დაცული უნდა იყოს სიმეტრიის თვისება და ფორმის ცვლილებისა და მოცულობის ცვლილების პროცესების გამიჯვნის პირობა. ბოლო მოთხოვნა ძალიან სასურველია.

როგორც ანალიზი გვიჩვენებს, ზემოაღნიშნული ზომების გამოყენება სასრული დეფორმაციის პროცესის აღსაწერად, როგორც წესი, იწვევს დეფორმაციის აღწერის არასაკმარის სისწორეს ან მათი გამოთვლის ძალიან რთულ პროცედურას.

ინვარიანტები გამოიყენება ტრაექტორიის გამრუდებისა და გადახვევის დასადგენად

ტენსორები W", რომლებიც წარმოადგენენ ჟაუმანის წარმოებულებს დაძაბულობის სიჩქარის გადამხვევის n-ე რიგის, როგორც ნაჩვენებია. სიმრუდისა და გრეხვის მნიშვნელობა, განსხვავებით H დეფორმაციის ფუნქციური საზომის მეორე და მესამე ინვარიანტებისგან, არ არის დამოკიდებული მეტრიკის ცვლილების ბუნებაზე მთელ ინტერვალზე. იზოტროპიის ზოგადი პოსტულატის ურთიერთობა ფორმაში ( 1.21) არის ამოსავალი წერტილი სასრულ დეფორმირებადი სხეულების კონკრეტული მოდელების აგებისა და მათი ექსპერიმენტული დასაბუთებისთვის. როგორც ჩანს, ბუნებრივია მცირე დეფორმაციების ცნობილი მიმართებების განზოგადება დეფორმაციისა და დატვირთვის შემოთავაზებულ ზომებზე გადასვლის გზით. გაითვალისწინეთ, რომ პროცესის შესწავლის პრობლემებში გარემოს დეფორმაციისას ჩვეულებრივ გამოიყენება სიჩქარის ფორმულირება, შემდეგ ყველა მიმართება ჩამოყალიბდება სკალარული და ტენსორის პარამეტრების ცვლილების სიჩქარებში, რომლებიც აღწერს გარემოს ქცევას.ამავდროულად, დეფორმაციის ვექტორებისა და დატვირთვების სიხშირე შეესაბამება. ტენსორებისა და დევიატორების შედარებით წარმოებულებს იაუმანის გაგებით.

ნახევრად უსასრულო ელასტიურ პლასტმასის სხეულში ხისტი სოლის შეყვანის მოდელის აგება

ამჟამად არ არსებობს გამოყოფის ოპერაციებთან დაკავშირებული პრობლემების გადაჭრის ანალიტიკური მეთოდები. მოცურების ხაზის მეთოდი ფართოდ გამოიყენება ოპერაციებისთვის, როგორიცაა სოლი ჩასმა ან ჩიპის მოცილება. თუმცა, ამ მეთოდით მიღებულ ხსნარებს არ შეუძლიათ ხარისხობრივად აღწერონ პროცესის მიმდინარეობა. უფრო მისაღებია ლაგრანჟისა და ჟურდენის ვარიაციულ პრინციპებზე დაფუძნებული რიცხვითი მეთოდების გამოყენება. დეფორმირებადი მყარის მექანიკაში სასაზღვრო ამოცანების ამოხსნის არსებული სავარაუდო მეთოდები საკმარისად დეტალურად არის აღწერილი მონოგრაფიაში.

FEM-ის ძირითადი კონცეფციის შესაბამისად, დეფორმირებადი საშუალების მთელი მოცულობა დაყოფილია ელემენტების სასრულ რაოდენობად, რომლებიც კავშირშია ერთმანეთთან კვანძოვან წერტილებში; ამ ელემენტების კომბინირებული მოძრაობა აყალიბებს დეფორმირებადი გარემოს მოძრაობას. უფრო მეტიც, თითოეულ ელემენტში, მოძრაობის აღწერის მახასიათებლების სისტემა მიახლოებულია შერჩეული ელემენტის ტიპის მიხედვით განსაზღვრული ფუნქციების ამა თუ იმ სისტემით. ამ შემთხვევაში, მთავარი უცნობი არის ელემენტის კვანძების გადაადგილება.

სიმპლექსის ელემენტის გამოყენება მნიშვნელოვნად ამარტივებს მიმართების (2.5) სასრული ელემენტის წარმოდგენის აგების პროცედურას, რადგან ის იძლევა ელემენტის მოცულობაზე ერთპუნქტიანი ინტეგრაციის უფრო მარტივი ოპერაციების გამოყენების საშუალებას. ამავდროულად, რადგან არჩეული მიახლოებისთვის დაკმაყოფილებულია სისრულის და უწყვეტობის მოთხოვნები, სასრული ელემენტების მოდელის ადეკვატურობის აუცილებელი ხარისხი „უწყვეტ სისტემასთან“ - დეფორმირებად სხეულთან - მიიღწევა სასრული ელემენტების რაოდენობის უბრალოდ გაზრდით. მათი ზომების შესაბამისი შემცირებით. ელემენტების დიდი რაოდენობა მოითხოვს მეხსიერების დიდ რაოდენობას და კიდევ უფრო მეტ დროს დახარჯავს ამ ინფორმაციის დამუშავებას; მცირე რაოდენობა არ იძლევა მაღალი ხარისხის გადაწყვეტას. ელემენტების ოპტიმალური რაოდენობის განსაზღვრა გამოთვლების ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა.

სხვა გამოყენებული მეთოდებისგან განსხვავებით, თანმიმდევრული დატვირთვის მეთოდს აქვს გარკვეული ფიზიკური მნიშვნელობა, რადგან თითოეულ საფეხურზე სისტემის რეაქცია დატვირთვის ზრდაზე განიხილება, როგორც ეს ხდება რეალურ პროცესში. მაშასადამე, მეთოდი გვაძლევს საშუალებას მივიღოთ ბევრად მეტი ინფორმაცია სხეულის ქცევის შესახებ, ვიდრე უბრალოდ გადაადგილების სიდიდე მოცემული დატვირთვის სისტემაში. მას შემდეგ, რაც ბუნებრივად მიიღება დატვირთვის სხვადასხვა ნაწილის შესაბამისი გადაწყვეტილებების სრული ნაკრები, შესაძლებელი ხდება შუალედური მდგომარეობის შესწავლა სტაბილურობისთვის და, საჭიროების შემთხვევაში, პროცედურაში შესაბამისი ცვლილებები განშტოების წერტილების დასადგენად და პროცესის შესაძლო გაგრძელების პოვნაში.

ალგორითმის წინასწარი ეტაპი არის საკვლევი რეგიონის მიახლოება t = O დროის მომენტისთვის სასრული ელემენტებით. საწყის მომენტის შესაბამისი არეალის კონფიგურაცია ცნობილია და სხეული შეიძლება იყოს ან „ბუნებრივ“ მდგომარეობაში ან ჰქონდეს წინასწარი სტრესები, მაგალითად, წინა დამუშავების ეტაპის გამო.

შემდეგ, დეფორმაციის პროცესის მოსალოდნელი ბუნებიდან გამომდინარე, შეირჩევა პლასტიურობის კონკრეტული თეორიის ტიპი (ნაწილი 1.2). შესწავლილი მასალის ნიმუშების ცალღერძულ დაძაბულობაზე ექსპერიმენტების დამუშავებული მონაცემები ქმნიან კონსტიტუციურ ურთიერთობების სპეციფიკურ ტიპს, 1.2 პუნქტის მოთხოვნების შესაბამისად, ექსპერიმენტული მრუდის მიახლოების რომელიმე ყველაზე გავრცელებული მეთოდის გამოყენებით. პრობლემის გადაჭრისას პლასტიურობის თეორიის გარკვეული ტიპი უცვლელია მთელი შესწავლილი მოცულობისთვის მთელი პროცესის განმავლობაში. არჩევანის სამართლიანობა შემდგომში ფასდება დეფორმაციის ტრაექტორიის გამრუდებით, რომელიც გამოითვლება სხეულის ყველაზე დამახასიათებელ წერტილებზე. ეს მიდგომა გამოიყენებოდა ტექნოლოგიური პროცესების მოდელების შესასწავლად მილაკოვანი ნიმუშების სასრული დეფორმაციისთვის მარტივი ან მჭიდრო გარე დატვირთვის რეჟიმებში. ეტაპობრივი ინტეგრაციის არჩეული პროცედურის შესაბამისად, მთელი დატვირთვის ინტერვალი t პარამეტრთან მიმართებაში იყოფა საკმაოდ მცირე ეტაპად (ნაბიჯები). მომავალში, პრობლემის გადაწყვეტა ტიპიური საფეხურისთვის აგებულია შემდეგი ალგორითმის გამოყენებით. 1. წინა საფეხურის შედეგების საფუძველზე ახლად განსაზღვრული რეგიონის კონფიგურაციისთვის გამოითვლება დეფორმირებული სივრცის მეტრიკული მახასიათებლები. პირველ საფეხურზე რეგიონის კონფიგურაცია ემთხვევა t = O-ზე განსაზღვრულ კონფიგურაციას. 2. მასალის ელასტიურ-პლასტიკური მახასიათებლები განისაზღვრება თითოეული ელემენტისთვის, წინა ნაწილის დასასრულის შესაბამისი დაძაბულობის მდგომარეობის შესაბამისად. ნაბიჯი. 3. ყალიბდება სიხისტისა და ელემენტის ძალის ვექტორის ლოკალური მატრიცა. 4. მითითებულია კონტაქტურ ზედაპირებზე კინემატიკური სასაზღვრო პირობები. თვითნებური საკონტაქტო ზედაპირის ფორმისთვის გამოიყენება ლოკალურ კოორდინატულ სისტემაზე გადასვლის კარგად ცნობილი პროცედურა. 5. ყალიბდება გლობალური სისტემის სიხისტის მატრიცა და შესაბამისი ძალის ვექტორი. 6. ამოხსნილია ალგებრული განტოლებათა სისტემა, დგინდება კვანძოვანი მოძრაობის სიჩქარის ვექტორული სვეტი. 7. განისაზღვრა მყისიერი დაძაბულობა-დაჭიმვის მდგომარეობის მახასიათებლები, გამოითვლება დაძაბულობის სიჩქარის W, მორევის C1 და 0 მოცულობის ცვლილების სიჩქარის ტენზორები, გამოითვლება X დეფორმაციის ტრაექტორიის გამრუდება 8. სიჩქარის ველები. სტრესისა და დაძაბულობის ტენსორები ინტეგრირებულია და რეგიონის ახალი კონფიგურაცია განისაზღვრება. განისაზღვრება დაძაბულობა-დეფორმაციის მდგომარეობის ტიპი, ელასტიური და პლასტიკური დეფორმაციის ზონები. 9. განისაზღვრება გარე ძალების მიღწეული დონე. 10. ტარდება წონასწორობის პირობების შესრულების მონიტორინგი, გამოითვლება ნარჩენების ვექტორები. სქემის განხორციელებისას გამეორებების დაზუსტების გარეშე, დაუყოვნებლივ გადადით 1-ლ საფეხურზე.

ჩიპების ფორმირების პროცესზე გავლენის ფაქტორები

ლითონების ჭრისას ჩიპის წარმოქმნის პროცესი არის პლასტიკური დეფორმაცია, მოჭრილი ფენის შესაძლო განადგურებით, რის შედეგადაც მოჭრილი ფენა გადაიქცევა ჩიპებად. ჩიპის ფორმირების პროცესი დიდწილად განსაზღვრავს ჭრის პროცესს: ჭრის ძალის სიდიდე, გამომუშავებული სითბოს რაოდენობა, მიღებული ზედაპირის სიზუსტე და ხარისხი და ხელსაწყოების ცვეთა. ზოგიერთი ფაქტორი პირდაპირ გავლენას ახდენს ჩიპის ფორმირების პროცესზე, სხვები - ირიბად, იმ ფაქტორების მეშვეობით, რომლებიც პირდაპირ გავლენას ახდენენ. თითქმის ყველა ფაქტორი გავლენას ახდენს ირიბად და ეს იწვევს ურთიერთდაკავშირებულ ფენომენთა მთელ ჯაჭვს.

მართკუთხა ჭრის დროს ჩიპის წარმოქმნის პროცესზე პირდაპირ გავლენას ახდენს მხოლოდ ოთხი ფაქტორი: მოქმედების კუთხე, ხელსაწყოს დაკვრის კუთხე, ჭრის სიჩქარე და მასალის თვისებები. ყველა სხვა ფაქტორი გავლენას ახდენს ირიბად. ამ დამოკიდებულებების იდენტიფიცირებისთვის შეირჩა მასალის თავისუფალი მართკუთხა ჭრის პროცესი ბრტყელ ზედაპირზე.სამუშაო ნაწილი იყოფა ორ ნაწილად განზრახ გაყოფის GA ხაზით, ზედა ფენა არის მომავალი ჩიპი, ამოღებული ფენის სისქე არის. o, დარჩენილი სამუშაო ნაწილი სქელია h. წერტილი M არის საჭრელის წვერამდე მიღწევის მაქსიმალური წერტილი შეღწევისას, საჭრელის მიერ გავლილი გზა არის S. ნიმუშის სიგანე არის სასრული და უდრის b. განვიხილოთ ჭრის პროცესის მოდელი (ნახ. 3.1.) თუ დავუშვებთ, რომ დროის საწყის მომენტში ნიმუში არის არადეფორმირებული, ხელუხლებელი, ჭრილობის გარეშე. სამუშაო ნაწილი, რომელიც შედგება ორი ზედაპირისგან, რომლებიც დაკავშირებულია AG-ის ძალიან თხელი ფენით, 8 .a სისქით, სადაც a არის ამოღებული ჩიპების სისქე. AG - სავარაუდო გამყოფი ხაზი (ნახ. 3.1.). როდესაც საჭრელი მოძრაობს, კონტაქტი ხდება საჭრელი ხელსაწყოს ორი ზედაპირის გასწვრივ. დროის საწყის მომენტში განადგურება არ ხდება - საჭრელი შემოდის განადგურების გარეშე. ძირითად მასალად გამოიყენება ელასტიურ-პლასტიკური იზოტროპული მასალა. გამოთვლებში განიხილება როგორც დრეკადი (მასალის უნარი, განიცადოს დიდი ნარჩენი დეფორმაციები გატეხვის გარეშე), ასევე მყიფე (მასალის გატეხვის უნარი შესამჩნევი პლასტიკური დეფორმაციის გარეშე). საფუძველი იყო დაბალი სიჩქარის ჭრის რეჟიმი, რომელიც გამორიცხავს სტაგნაციის წარმოქმნას წინა ზედაპირზე. კიდევ ერთი თვისებაა ჭრის პროცესში სითბოს დაბალი გამომუშავება, რაც გავლენას არ ახდენს მასალის ფიზიკური მახასიათებლების ცვლილებაზე და, შესაბამისად, ჭრის პროცესზე და ჭრის ძალების ღირებულებაზე. ამრიგად, შესაძლებელი ხდება ჭრის ფენის ჭრის პროცესის როგორც რიცხვითი, ასევე ექსპერიმენტული შესწავლა, რაც არ არის გართულებული დამატებითი ფენომენებით.

მე-2 თავის შესაბამისად, კვაზი-სტატიკური ჭრის პრობლემის გადაჭრის სასრული ელემენტების პროცესი ხორციელდება ნიმუშის ეტაპობრივი დატვირთვით, ჭრის შემთხვევაში - საჭრელის მცირე მოძრაობით ნიმუშის მიმართულებით. . პრობლემა მოგვარებულია საჭრელზე მოძრაობის კინემატიკურად დაზუსტებით, რადგან ჭრის სიჩქარე ცნობილია, მაგრამ ჭრის ძალა უცნობია და არის განსაზღვრადი რაოდენობა. ამ პრობლემის გადასაჭრელად შეიქმნა სპეციალიზებული პროგრამული პაკეტი Wind2D, რომელსაც შეუძლია გადაჭრას სამი პრობლემა - მიღებული გამოთვლების მართებულობის დამადასტურებელი შედეგების მიწოდება, აგებული მოდელის მართებულობის დასაბუთების სატესტო ამოცანების გამოთვლა და დიზაინისა და გადაჭრის უნარი. ტექნოლოგიური პრობლემა.

ამ პრობლემების გადასაჭრელად შეირჩა მოდელი კომპლექსის მოდულური კონსტრუქციისთვის, რომელიც მოიცავდა საერთო გარსს, როგორც გამაერთიანებელ ელემენტს, რომელსაც შეუძლია მართოს სხვადასხვა მოდულის კავშირი. ერთადერთი ღრმად ინტეგრირებული მოდული იყო შედეგების ვიზუალიზაციის ბლოკი. დანარჩენი მოდულები იყოფა ორ კატეგორიად: ამოცანები და მათემატიკური მოდელები. მათემატიკური მოდელი შეიძლება არ იყოს უნიკალური. ორიგინალურ დიზაინში არის სამი მათგანი ორი სხვადასხვა ტიპის ელემენტისთვის. თითოეული დავალება ასევე წარმოადგენს მოდულს, რომელიც ასოცირდება მათემატიკურ მოდელთან სამი პროცედურებით და გარსით მოდულის გამოძახების ერთი პროცედურის მქონე, ამდენად, ახალი მოდულის ინტეგრაცია მცირდება პროექტში ოთხი ხაზის შეყვანამდე და ხელახლა კომპილაციამდე. განხორციელების ინსტრუმენტად შეირჩა მაღალი დონის ენა Borland Delphi 6.0, რომელსაც აქვს ყველაფერი, რაც საჭიროა ამოცანის შეზღუდულ დროში გადასაჭრელად. თითოეულ დავალებაში შესაძლებელია გამოიყენოთ ან ავტომატურად აგებული სასრული ელემენტების ბადეები, ან გამოიყენოთ სპეციალურად მომზადებული AnSYS 5.5.3 პაკეტის გამოყენებით და შენახული ტექსტის ფორმატში. ყველა საზღვარი შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: დინამიური (სადაც კვანძები იცვლება ნაბიჯიდან საფეხურამდე) და სტატიკური (მუდმივი მთელი გაანგარიშების განმავლობაში). ყველაზე რთული მოდელირება დინამიური საზღვრებია; თუ კვანძების მიხედვით გამოყოფის პროცესს თვალყურს ადევნებთ, მაშინ როდესაც განადგურების კრიტერიუმი მიიღწევა კვანძში, რომელიც მიეკუთვნება Ol საზღვარს, კავშირი ელემენტებს შორის, რომლებსაც ეს კვანძი ეკუთვნის, ირღვევა დუბლიკატით. კვანძი - ახალი რიცხვის დამატება გამყოფი ხაზის ქვემოთ მდებარე ელემენტებისთვის. ერთ კვანძს ენიჭება J- და, ხოლო მეორეს 1 із (ნახ. 3.10). შემდეგი, 1-დან და კვანძი მიდის C-ზე და შემდეგ C-ზე. A p-ზე მინიჭებული კვანძი დაუყოვნებლივ ან რამდენიმე ნაბიჯის შემდეგ ეცემა საჭრელის ზედაპირზე და მიდის C-ზე, სადაც მისი განცალკევება შესაძლებელია ორი მიზეზის გამო: მიაღწიოს რაზმს. კრიტერიუმი, ან B წერტილის მიღწევისთანავე, თუ ჩიპბრეიკერი განისაზღვრება ამ პრობლემის გადაჭრისას. შემდეგი, კვანძი გადადის G9-ზე, თუ მის წინ მდებარე კვანძი უკვე მოხსნილია.

ჭრის ძალების ექსპერიმენტულად ნაპოვნი და გამოთვლილი მნიშვნელობების შედარება

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სამუშაოში გამოყენებული იყო ეტაპობრივი დატვირთვის მეთოდი, რომლის არსი არის სოლის მთელი ბილიკის დაყოფა თანაბარი სიგრძის მცირე სეგმენტებად. გამოთვლების სიზუსტისა და სიჩქარის გასაზრდელად, ულტრაპატარა საფეხურების ნაცვლად, გამოყენებული იქნა განმეორებითი მეთოდი სასრული ელემენტების მეთოდის გამოყენებისას საკონტაქტო პრობლემის ზუსტი აღწერისთვის საჭირო ნაბიჯის ზომის შესამცირებლად. შემოწმებულია როგორც გეომეტრიული პირობები კვანძებისთვის, ასევე დეფორმაციის პირობები სასრული ელემენტებისთვის.

პროცესი ეფუძნება ყველა კრიტერიუმის შემოწმებას და უმცირესი საფეხურის შემცირების კოეფიციენტის განსაზღვრას, რის შემდეგაც ხდება საფეხურის ხელახალი გამოთვლა და ასე შემდეგ, სანამ K არ გახდება 0.99. ზოგიერთი კრიტერიუმი შეიძლება არ იყოს გამოყენებული რიგ ამოცანებში; ყველა კრიტერიუმი აღწერილია ქვემოთ (ნახ. Evil): 1. მასალის შეღწევის აკრძალვა საჭრელ სხეულში - მიიღწევა I\L 9"-დან ყველა კვანძის შემოწმებით! 12 წინა საჭრელი ზედაპირის საზღვრის კვეთაზე. თუ ვივარაუდებთ, რომ მოძრაობა იქნება წრფივი ნაბიჯით, აღმოჩენილია ზედაპირსა და კვანძს შორის შეხების წერტილი და განისაზღვრება ნაბიჯის ზომის შემცირების კოეფიციენტი. ნაბიჯი ხელახლა გამოითვლება. 2. იდენტიფიცირებულია ელემენტები, რომლებმაც გაიარეს მოსავლიანობის წერტილი ამ საფეხურზე და დგინდება საფეხურის შემცირების ფაქტორი ისე, რომ მხოლოდ რამდენიმე ელემენტმა „გასცდეს“ ლიმიტს. ნაბიჯი ხელახლა გამოითვლება. 3. GA გამყოფი ხაზის კუთვნილი გარკვეული უბნიდან გამოვლენილია კვანძები, რომლებიც აღემატება განადგურების კრიტერიუმის მნიშვნელობას ამ საფეხურზე. ნაბიჯის შემცირების ფაქტორი განისაზღვრება ისე, რომ მხოლოდ ერთი კვანძი აჭარბებს წარუმატებლობის კრიტერიუმის მნიშვნელობას. ნაბიჯი ხელახლა გამოითვლება. თავი 3. ჭრის პროცესის მათემატიკური მოდელირება 4. აკრძალვა საჭრელის სხეულში მასალის შეღწევის აკრძალვა A 6-დან ერთეულებისთვის, თუ ეს საზღვარი არ არის დაცული. 5. 1 8 კვანძებისთვის შეიძლება განისაზღვროს B წერტილის გამოყოფის მდგომარეობა და ცენტრზე გადასვლა, თუ არჩეულია ჩიპბრეიკერით გამოთვლაში გამოყენებული მდგომარეობა. 6. თუ დეფორმაცია მინიმუმ ერთ ელემენტში აღემატება 25%-ზე მეტს, საფეხურის ზომა მცირდება 25%-იანი დეფორმაციის ზღვრამდე. ნაბიჯი ხელახლა გამოითვლება. 7. დგინდება მინიმალური საფეხურის ზომის შემცირების კოეფიციენტი და თუ ის 0,99-ზე ნაკლებია, მაშინ ხდება საფეხურის ხელახალი გამოთვლა, წინააღმდეგ შემთხვევაში ხდება გადასვლა შემდეგ პირობებზე. 8. პირველი ნაბიჯი ითვლება ხახუნის გარეშე. გაანგარიშების შემდეგ გვხვდება A 8 და C-ს კუთვნილი კვანძების მოძრაობის მიმართულებები, ემატება ხახუნი და ხდება საფეხურის ხელახლა გამოთვლა, ხახუნის ძალის მიმართულება ინახება ცალკე ჩანაწერში. თუ ნაბიჯი გამოითვლება ხახუნით, მაშინ მოწმდება შეიცვალა თუ არა იმ კვანძების მოძრაობის მიმართულება, რომლებზეც მოქმედებს ხახუნის ძალა. თუ ის შეიცვალა, მაშინ ეს დანაყოფები მკაცრად ფიქსირდება წინა ჭრის ზედაპირზე. ნაბიჯი ხელახლა გამოითვლება. 9. თუ შემდეგ საფეხურზე გადასვლა განხორციელდა და არა ხელახალი გამოთვლა, მაშინ უზრუნველყოფილია წინა საჭრელ ზედაპირთან მიახლოებული კვანძები - კვანძების გადასვლა 12 K A 8 10. თუ შემდეგ საფეხურზე გადასვლა განხორციელდა და არა. ხელახალი გაანგარიშება, შემდეგ 1 8-ის კუთვნილი კვანძებისთვის გამოითვლება ჭრის ძალები და თუ ისინი უარყოფითია, მაშინ ბლოკი მოწმდება განცალკევების შესაძლებლობაზე, ე.ი. განცალკევება ხორციელდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის არის ზედა. 11. თუ შემდეგ საფეხურზე გადასვლა განხორციელდება და არა ხელახალი გამოთვლა, მაშინ იდენტიფიცირებულია AG-ის კუთვნილი კვანძი, რომელიც აღემატება ამ საფეხურზე განადგურების კრიტერიუმის მნიშვნელობას მისაღები (მცირე) მნიშვნელობით. გამოყოფის მექანიზმის ჩართვა: ერთი კვანძის ნაცვლად იქმნება ორი, ერთი ეკუთვნის - და, მეორე 1-დან; სხეულის კვანძების გადანომრვა სპეციალური ალგორითმის გამოყენებით. გადადით შემდეგ ეტაპზე.

კრიტერიუმების საბოლოო განხორციელება (1-11) განსხვავდება როგორც სირთულით, ასევე მათი წარმოშობის ალბათობით და რეალური წვლილით გაანგარიშების შედეგების გაუმჯობესებაში. კრიტერიუმი (1) ხშირად წარმოიქმნება გაანგარიშებისას მცირე რაოდენობის საფეხურების გამოყენებისას და ძალიან იშვიათად, როდესაც გამოიყენება დიდი რაოდენობის საფეხურები იმავე ჩაძირვის სიღრმეზე. თუმცა, ეს კრიტერიუმი არ იძლევა საშუალებას, რომ კვანძები "ჩავარდეს" საჭრელის შიგნით, რაც იწვევს არასწორ შედეგებს. (9) მიხედვით, კვანძები ფიქსირდება შემდეგ საფეხურზე გადასვლის ეტაპზე და არა რამდენიმე გადაანგარიშების დროს.

კრიტერიუმის (2) განხორციელება მოიცავს ყველა ელემენტისთვის ძველი და ახალი სტრესის ინტენსივობის მნიშვნელობების შედარებას და მაქსიმალური ინტენსივობის მნიშვნელობის მქონე ელემენტის განსაზღვრას. ეს კრიტერიუმი შესაძლებელს ხდის გაზარდოს ნაბიჯის ზომა და ამით არა მხოლოდ გაზარდოს გამოთვლის სიჩქარე, არამედ შეამციროს შეცდომა, რომელიც გამოწვეულია ელემენტების მასობრივი გადასვლის შედეგად ელასტიური ზონიდან პლასტიკურზე. ანალოგიურად (4) კრიტერიუმით.

სუფთა ჭრის პროცესის შესასწავლად, ურთიერთქმედების ზედაპირზე ტემპერატურის მკვეთრი ზრდის გავლენის გარეშე და ნიმუშში, რომელშიც ჩამოყალიბებულია ჩიპები, ჭრის ზედაპირზე ჩაშენებული ზედაპირის წარმოქმნის გარეშე, ჭრის სიჩქარე დაახლოებით საჭიროა 0,33 მმ/წმ. ამ სიჩქარის მაქსიმუმს ავიღებთ, აღმოვაჩენთ, რომ საჭრელი 1 მმ-ით წინსვლისთვის აუცილებელია 30 ნაბიჯის გამოთვლა (დროის ინტერვალით 0,1 - რაც უზრუნველყოფს პროცესის საუკეთესო სტაბილურობას). სატესტო მოდელის გამოყენებით გაანგარიშებისას, საჭრელი 1 მმ-ით შემოღებისას, ადრე აღწერილი კრიტერიუმების გამოყენებისა და ხახუნის გათვალისწინების გარეშე, მიღებული იქნა 190 საფეხური 30-ის ნაცვლად. ეს განპირობებულია წინსვლის საფეხურის ზომის შემცირებით. . თუმცა, იმის გამო, რომ პროცესი განმეორებადია, რეალურად დათვლილია 419 ნაბიჯი. ეს შეუსაბამობა გამოწვეულია ძალიან დიდი ნაბიჯის ზომით, რაც იწვევს საფეხურის ზომის მრავალჯერად შემცირებას კრიტერიუმების განმეორებითი ხასიათის გამო. Ისე. საფეხურების რაოდენობის საწყისი ზრდით 100-მდე 30-ის ნაცვლად მიიღეს საფეხურების გამოთვლილი რაოდენობა - 344. რიცხვის შემდგომი მატება 150-მდე იწვევს გათვლილი საფეხურების რაოდენობის ზრდას 390-მდე და, შესაბამისად, ზრდას. გაანგარიშების დროში. ამის საფუძველზე შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ჩიპის მოცილების პროცესის მოდელირებისას ნაბიჯების ოპტიმალური რაოდენობაა 100 ნაბიჯი 1 მმ შეღწევადობაზე, ბადის არათანაბარი დაყოფით ელემენტების რაოდენობა 600-1200. ამავდროულად, ნაბიჯების რეალური რაოდენობა, ხახუნის გათვალისწინების გარეშე, იქნება მინიმუმ 340 1 მმ-ზე, ხოლო ხახუნის გათვალისწინებით, მინიმუმ 600 ნაბიჯი.

“MECHANICS UDC: 539.3 A.N. შიპაჩოვი, ს.ა. ზელეპუგინი მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური პროცესების რიცხვითი სიმულაცია...“

ტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ბიულეტენი

2009 მათემატიკა და მექანიკა No2(6)

მექანიკა

ა.ნ. შიპაჩოვი, ს.ა. ზელეპუგინი

პროცესების რიცხვითი სიმულაცია

ლითონების მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრა1

ლითონების მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრის პროცესები სასრული ელემენტების მეთოდით რიცხობრივად იქნა შესწავლილი გარემოს ელასტოპლასტიკური მოდელის ფარგლებში ჭრის სიჩქარის დიაპაზონში 1 – 200 მ/წმ. ჩიპების განცალკევების კრიტერიუმად გამოყენებული იქნა ათვლის დაძაბულობის სპეციფიკური ენერგიის შემზღუდველი მნიშვნელობა. გამოვლენილია ჩიპის ფორმირების დამატებითი კრიტერიუმის გამოყენების აუცილებლობა, რისთვისაც შემოთავაზებულია მიკროდაზიანების კონკრეტული მოცულობის შემზღუდველი მნიშვნელობა.

ფიზიკური თვალსაზრისით, მასალების ჭრის პროცესი არის ინტენსიური პლასტიკური დეფორმაციისა და განადგურების პროცესი, რომელსაც თან ახლავს ჩიპების ხახუნი საჭრელის წინა ზედაპირზე და ხელსაწყოს უკანა ზედაპირის ხახუნი ჭრის ზედაპირზე, რომელიც ხდება მაღალი წნევის და სრიალის სიჩქარის პირობები. ამ შემთხვევაში დახარჯული მექანიკური ენერგია გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად, რაც თავის მხრივ დიდ გავლენას ახდენს მოჭრილი ფენის დეფორმაციის ნიმუშებზე, ჭრის ძალებზე, ცვეთასა და ხელსაწყოს გამძლეობაზე.

თანამედროვე მანქანათმშენებლობის პროდუქტებს ახასიათებთ მაღალი სიმტკიცის და რთულად დასამუშავებელი მასალების გამოყენება, პროდუქციის სიზუსტისა და ხარისხის მოთხოვნების მკვეთრი ზრდა და ჭრის შედეგად მიღებული მანქანების ნაწილების სტრუქტურული ფორმების მნიშვნელოვანი გართულება. ამიტომ, დამუშავების პროცესი მუდმივ გაუმჯობესებას მოითხოვს. ამჟამად, ასეთი გაუმჯობესების ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული სფეროა მაღალსიჩქარიანი დამუშავება.

სამეცნიერო ლიტერატურაში უკიდურესად არასაკმარისად არის წარმოდგენილი მასალების მაღალსიჩქარიანი ჭრის პროცესების თეორიული და ექსპერიმენტული კვლევები. არსებობს ექსპერიმენტული და თეორიული კვლევების ინდივიდუალური მაგალითები მაღალსიჩქარიანი ჭრის დროს მასალის სიძლიერის მახასიათებლებზე ტემპერატურის გავლენის შესახებ. თეორიული თვალსაზრისით, ჭრის მასალების პრობლემამ უდიდესი განვითარება მიიღო ორთოგონალური ჭრის მთელი რიგი ანალიტიკური მოდელების შექმნაში. თუმცა, პრობლემის სირთულემ და მასალების თვისებების, თერმული და ინერციული ეფექტების უფრო სრულად გათვალისწინების აუცილებლობამ განაპირობა სამუშაოები, რომელიც განხორციელდა რუსეთის ძირითადი კვლევების ფონდის ფინანსური მხარდაჭერით (პროექტები 07-08-00037). , 08-08-12055), რუსეთის ფედერაციის ძირითადი კვლევების ფონდი და ტომსკის რეგიონის ადმინისტრაცია (პროექტი 09-08-99059), რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო AVTsP-ის ფარგლებში „მეცნიერების განვითარება უმაღლესი განათლების პოტენციალი“ (პროექტი 2.1.1/5993).

110 ა.ნ. შიპაჩოვი, ს.ა. ზელეპუგინმა გამოიყენა რიცხვითი მეთოდები, რომელთაგან განსახილველ პრობლემასთან დაკავშირებით ყველაზე ფართოდ გამოიყენებოდა სასრული ელემენტების მეთოდი.

– – –

კონსტიტუციური მიმართებები აკავშირებს სტრესის გადამხვევის კომპონენტებს და დაძაბულობის სიჩქარის ტენზორის კომპონენტებს და იყენებს ჟაუმანის წარმოებულს. პლასტიკური ნაკადის აღსაწერად გამოიყენება Mises-ის მდგომარეობა. მხედველობაში მიიღება გარემოს სიმტკიცის მახასიათებლების დამოკიდებულება (ათვლის მოდული G და დინამიური გამოყოფის სიძლიერე) ტემპერატურაზე და მასალის დაზიანების დონეზე.

სამუშაო ნაწილისგან ჩიპის გამოყოფის პროცესის მოდელირება განხორციელდა სამუშაო ნაწილის გამოთვლილი ელემენტების განადგურების კრიტერიუმის გამოყენებით და გამოყენებული იქნა ეროზიული ტიპის მასალის განადგურების სიმულაციური მოდელირების მიდგომა. მოტეხილობის კრიტერიუმად გამოიყენებოდა სპეციფიკური ათვლის დაძაბულობის ენერგიის Esh-ის შემზღუდველი მნიშვნელობა - ჩიპის გამოყოფის კრიტერიუმი.

ამ ენერგიის მიმდინარე ღირებულება გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

D Esh = Sij ij (5) dt ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის კრიტიკული მნიშვნელობა დამოკიდებულია ურთიერთქმედების პირობებზე და განისაზღვრება საწყისი დარტყმის სიჩქარის ფუნქციით:

c Esh = ნაცარი + bsh 0, (6) c სადაც ნაცარი, bsh არის მატერიალური მუდმივები. როდესაც Esh Esh არის საანგარიშო უჯრედში, ეს უჯრედი განიხილება განადგურებულად და ამოღებულია შემდგომი გამოთვლებიდან, ხოლო მეზობელი უჯრედების პარამეტრები მორგებულია კონსერვაციის კანონების გათვალისწინებით. კორექტირება მოიცავს განადგურებული ელემენტის მასის ამოღებას კვანძების მასებიდან, რომლებიც ეკუთვნოდა ამ ელემენტს. თუ ამ შემთხვევაში რომელიმე გამოთვლითი კვანძის მასა გახდება ნული, მაშინ ეს კვანძი განიხილება განადგურებულად და ასევე ამოღებულია შემდგომი გამოთვლებიდან.

გაანგარიშების შედეგები გამოთვლები განხორციელდა ჭრის სიჩქარეზე 1-დან 200 მ/წმ-მდე. ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის ზომები: ზედა კიდის სიგრძე 1,25 მმ, გვერდითი კიდე 3,5 მმ, საყრდენი კუთხე 6°, უკანა კუთხე 6°. დამუშავებული ფოლადის ფირფიტას ჰქონდა სისქე 5 მმ, სიგრძე 50 მმ და ჭრის სიღრმე 1 მმ. სამუშაო ნაწილის მასალა არის St3 ფოლადი, ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის მასალა არის ბორის ნიტრიდის მკვრივი მოდიფიკაცია.

გამოყენებული იქნა სამუშაო ნაწილის მასალის მუდმივების შემდეგი მნიშვნელობები: 0 = 7850 კგ/მ3, a = 4400 მ/წმ, b = 1,55, G0 = 79 გპა, 0 = 1,01 გპა, V1 = 9,2 10–6 მ3/კგ. , V2 = 5,7 10-7 მ3/კგ, Kf = 0,54 მ წ/კგ, Pk = –1,5 გპა, ნაცარი = 7 104 ჯ/კგ, bsh = 1,6 ·103 მ/წმ. ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის მასალას ახასიათებს მუდმივები 0 = 3400 კგ/მ3, K1 = 410 გპა, K2 = K3 = 0, 0 = 0, G0 = 330 გპა, სადაც K1, K2, K3 არის მუდმივები. სახელმწიფოს განტოლება Mie – Grüneisen ფორმაში.

– – –

ბრინჯი. 1. ჩიპის, სამუშაო ნაწილის და საჭრელი ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის ფორმა ჯერ 1.9 ms (a) და 3.8 ms (ბ), როდესაც საჭრელი მოძრაობს 10 მ/წმ სიჩქარით მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრის პროცესების რიცხვითი მოდელირება 113 სანამ გამოყოფის კრიტერიუმი არ დაკმაყოფილდება ნამსხვრევებით. ჭრის სიჩქარით 10 მ/წმ და ქვემოთ, ნიმუშში ჩნდება ადგილები, სადაც ჩიპის გამოყოფის კრიტერიუმი დროულად არ არის ამოქმედებული (ნახ. 1, ა), რაც მიუთითებს დამატებითი კრიტერიუმის გამოყენების ან მეორადი ჩანაცვლების აუცილებლობაზე. კრიტერიუმი ახლით.

გარდა ამისა, ჩიპის ფორმირების კრიტერიუმის რეგულირების აუცილებლობაზე მიუთითებს ჩიპის ზედაპირის ფორმა.

ნახ. სურათი 2 გვიჩვენებს ტემპერატურის ველებს (K-ში) და ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკურ ენერგიას (კჯ/კგ) ჭრის სიჩქარით 25 მ/წმ ჭრის დაწყებიდან 1,4 ms-ში. გამოთვლები აჩვენებს, რომ ტემპერატურული ველი თითქმის იდენტურია ათვლის დეფორმაციების სპეციფიკური ენერგიის ველის, რაც მიუთითებს, რომ 1520 წ.

– – –

ბრინჯი. 3. მიკროდაზიანებების სპეციფიკური მოცულობის ველები (სმ3/გრ) 1,4 ms-ის დროს, როდესაც საჭრელი მოძრაობს 25 მ/წმ სიჩქარით. ლითონების ორთოგონალური ჭრა რიცხობრივად იქნა შესწავლილი სასრული ელემენტების მეთოდით ელასტოპლასტიკური მოდელის გარემოს ფარგლებში ჭრის სიჩქარის დიაპაზონში 1 – 200 მ/წმ.

მიღებული გაანგარიშების შედეგების საფუძველზე დადგინდა, რომ ათვლის დაძაბულობის სპეციფიკური ენერგიის დონის ხაზების განაწილება და ტემპერატურა ულტრა მაღალი ჭრის სიჩქარეზე იგივეა, რაც 1 მ/წმ-ის რიგის ჭრის სიჩქარით. და რეჟიმის ხარისხობრივი განსხვავებები შეიძლება წარმოიშვას სამუშაო ნაწილის მასალის დნობის გამო, რომელიც ხდება მხოლოდ ვიწრო ფენაში ინსტრუმენტთან კონტაქტში, ასევე ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილის მასალის სიძლიერის თვისებების დაქვეითების გამო. .

ლიტერატურა

2. Sutter G., Ranc N. ტემპერატურის ველები ჩიპში მაღალსიჩქარიანი ორთოგონალური ჭრის დროს – ექსპერიმენტული გამოკვლევა // Int. J. ჩარხები და წარმოება. 2007. No. 47. გვ 1507 – 1517 წწ.

4. Hortig C., Svendsen B. ჩიპის წარმოქმნის სიმულაცია მაღალსიჩქარიანი ჭრის დროს // J. მასალების დამუშავების ტექნოლოგია. 2007. No. 186. გვ 66 – 76.

5. Campbell C.E., Bendersky L.A., Boettinger W.J., Ivester R. Microstructural characterization of AlT651 chips and workpieces მიერ წარმოებული მაღალსიჩქარიანი დამუშავებით // Materials Science and Engineering A. 2006. No. 430. გვ 15 – 26.

7. Zelepugin S.A., Zelepugin A.S. სხეულთა ჯგუფის მაღალსიჩქარიანი ზემოქმედების დროს ბარიერების განადგურების მოდელირება // ქიმიური ფიზიკა. 2008. T. 27. No 3. გვ. 71 – 76.

9. კანელ გ.ი., რაზორენოვი ს.ვ., უტკინ ა.ვ., ფორტოვი ვ.ე. დარტყმითი ტალღის დატვირთვის ქვეშ მყოფი მასალების მექანიკური თვისებების შესწავლა // იზვესტია RAS. MTT. 1999. No 5. გვ 173 – 188.

10. ზელეპუგინი ს.ა., შპაკოვი ს.ს. ორფენიანი ბარიერის ბორის კარბიდის განადგურება - ტიტანის შენადნობი მაღალსიჩქარიანი ზემოქმედების ქვეშ // იზვ. უნივერსიტეტები ფიზიკა. 2008. No8/2. გვ 166 – 173.

11. გორელსკი ვ.ა., ზელეპუგინი ს.ა. სასრული ელემენტების მეთოდის გამოყენება STM ხელსაწყოთი ლითონების ორთოგონალური ჭრის შესასწავლად, დესტრუქციისა და ტემპერატურის ზემოქმედების გათვალისწინებით.ზემყარი მასალები. 1995. No5. გვ 33 – 38.

ინფორმაცია ავტორების შესახებ:

შიპაჩევი ალექსანდრე ნიკოლაევიჩი - ტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკა-ტექნოლოგიური ფაკულტეტის ასპირანტი. ელფოსტა: [ელფოსტა დაცულია]ზელეპუგინი სერგეი ალექსეევიჩი - ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი, ტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკა-ტექნიკური ფაკულტეტის დეფორმირებადი მყარი ნაწილების მექანიკის კათედრის პროფესორი, ტომსკის სამეცნიერო ცენტრის SB RAS სტრუქტურული მაკროკინეტიკის დეპარტამენტის უფროსი მკვლევარი. ელფოსტა: [ელფოსტა დაცულია], [ელფოსტა დაცულია]სტატია მიიღეს გამოსაქვეყნებლად 2009 წლის 19 მაისს.

მსგავსი სამუშაოები:

APT იურიდიული ბრიფინგის სერია ადამიანის უფლებათა ეროვნული ინსტიტუტები, როგორც ეროვნული პრევენციული მექანიზმები: შესაძლებლობები და გამოწვევები 2013 წლის დეკემბერი შესავალი გაეროს წამების კონვენციის ფაკულტატური ოქმი (OPCAT) ადგენს წამების პრევენციის სისტემას, რომელიც დაფუძნებულია საერთაშორისო ორგანოს, ქვეკომიტეტის მიერ დაკავების ადგილებში ვიზიტებზე. და ეროვნული ორგანიზაციები და ეროვნული პრევენციული მექანიზმები. სახელმწიფოებს უფლება აქვთ მიანიჭონ ერთი ან მეტი არსებული ან...“

„აკადემიური საბჭო: 30 იანვრის შეხვედრის შედეგები პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტის აკადემიური საბჭოს სხდომაზე 30 იანვარს, პეტერბურგის უნივერსიტეტის მედლის, 2011 წლის სახელმწიფო მხარდაჭერის კონკურსის გამარჯვებულთა სერტიფიკატების გადაცემა გაიმართა ახალგაზრდა რუსი მეცნიერ-მეცნიერებათა კანდიდატები, პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტის საპატიო პროფესორის წოდების მინიჭება, პეტერბურგის სახელმწიფო უნივერსიტეტის პრემიების მინიჭება სამეცნიერო ნაშრომისთვის, აკადემიური წოდებების მინიჭება, კათედრების ხელმძღვანელების არჩევნები და სამეცნიერო და პედაგოგიურ მუშაკთა კონკურსი. პრორექტორმა სამეცნიერო საკითხებში ნიკოლაი სკვორცოვმა გააკეთა...“

"1. ზოგადი დებულებები ნიჭიერი ახალგაზრდა მკვლევარების იდენტიფიცირებისა და მხარდაჭერის მიზნით, ხელი შეუწყოს მეცნიერული ახალგაზრდების პროფესიულ ზრდას, წაახალისოს რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ახალგაზრდა მეცნიერთა, რუსეთის სხვა დაწესებულებების, ორგანიზაციების და რუსეთის უმაღლესი საგანმანათლებლო დაწესებულებების სტუდენტების შემოქმედებითი საქმიანობა. სამეცნიერო კვლევებით, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემია ყოველწლიურად აჯილდოებს 19 მედალს საუკეთესო სამეცნიერო ნაშრომისთვის, თითო პრიზებით 50 000 რუბლით რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის, სხვა დაწესებულებების, რუსეთის ორგანიზაციების ახალგაზრდა მეცნიერებისთვის და 19 მედლით...“

ადამიანის უფლებათა კომიტეტი რასობრივი დისკრიმინაციის აღმოფხვრის შესახებ ფაქტობრივი ფურცელი No. იგი ხაზს უსვამს ადამიანის უფლებათა ზოგიერთ საკითხს, რომელიც განიხილება ან განსაკუთრებულ ინტერესს წარმოადგენს. პუბლიკაცია Human Rights: Statement of Facts განკუთვნილია მაქსიმალურად ფართო აუდიტორიისთვის; მისი მიზანია ხელი შეუწყოს..."

„ლექცია 3 ბაზრისა და სამთავრობო რეგულირება სახელმწიფო არის ერთადერთი ორგანიზაცია, რომელიც ეწევა შეკვეთილ ძალადობას ფართო მასშტაბით. მიურეი როტბარდი7 მე ყოველთვის მხარს ვუჭერდი დაბალანსებულ შეხედულებას სახელმწიფოს როლზე, ვაღიარებდი როგორც ბაზრის მექანიზმის, ისე სახელმწიფოს შეზღუდვებსა და წარუმატებლობებს, მაგრამ ყოველთვის ვივარაუდებ, რომ ისინი ერთად მუშაობენ პარტნიორულად. ჯოზეფ სტიგლიცი8 ძირითადი კითხვები: 3.1. ფიასკო, ანუ ბაზრის წარუმატებლობა და სახელმწიფოს საჭიროება...“

2016 www.site - „უფასო ელექტრონული ბიბლიოთეკა - სამეცნიერო გამოცემები“

მასალები ამ საიტზე განთავსებულია მხოლოდ საინფორმაციო მიზნებისთვის, ყველა უფლება ეკუთვნის მათ ავტორებს.
თუ არ ეთანხმებით, რომ თქვენი მასალა განთავსდება ამ საიტზე, გთხოვთ მოგვწეროთ, ჩვენ წაშლით მას 1-2 სამუშაო დღის განმავლობაში.