Библиографический список:

1. Стулов В.В., Одиноков В.В., Оглоблин Г.В. Физическое моделирование процессов при получении литой деформированной заготовки - Владивосток: Дальнаука,2009.-175с.

Исследование процесса формирования заготовок из пористых материалов на установке вертикального литья и деформации металла

Ланкина С.В.,

Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН,

г. Комсомольск-на-Амуре, Россия

The work is aimed at experimental study of deformation processes occurring in the porous material of the billet at formation metalwares in a crystallizer of the apparatus of vertical casting and metal deformation.

Решение многих технических задач связано с созданием новых классов материалов, обладающих высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Одним из перспективных направлений создания подобных классов материалов является разработка технологии и производство пористых металлических и неметаллических материалов, которые в последние десятилетия находят все более широкое применение в авиации, машиностроении и многих других отраслях промышленности. Однако зачастую эти материалы обладают низкими пластическими свойствами и применение традиционных технологий обработки материалов давлением (штамповка, ковка, прокатка и др.) для формирования изделий из них крайне ограничено. В ИМиМ ДВО РАН разработан стенд для получения металлоизделий из труднодеформируемых сплавов – установка вертикального литья и деформации металла (УВЛДМ). Кинематика и принцип работы УВЛДМ позволяют реализовать сложную схему нагружения материала изделия, характеризуемую совместным действием деформаций сдвига и деформаций растяжения-сжатия. Теоретическое описание процессов деформирования заготовок с использованием разработанного инструмента связано с рядом трудностей, которые возникают при задании граничных и начальных условий на поверхностях контакта заготовки и инструмента, а также учетом цикличности процесса. В этой связи возникла необходимость в натурном моделировании данного процесса на экспериментальном стенде УВЛДМ.

В качестве объектов исследования были выбраны три типа трехслойных заготовок, изготовленных из полос свинцово-сурьмяного сплава марки ССу ГОСТ 1292-81, отличающихся своей конструкцией (толщиной, пористостью и компоновкой слоев заготовки). Исследование процесса пластической деформации проводили методом делительных сеток, для этого на поверхность каждого слоя заготовки наносили нормальную сетку базой 10 мм. Моделирование пористости заготовки достигалась изготовлением в исходной полосе отверстий диаметром 5 мм с центрами в узлах каждой из ячеек прямоугольной сетки. На рисунке представлены фотографии одного из типов заготовок до, и после проведения испытаний (цв. вкл. 19. рис.19.2).

При помощи измерений деформации элементов делительных сеток и соответствующих вычислений установлены количественные характеристики местной пластичности в различных точках деформированной поверхности.

Трехмерное моделирование установки вертикального литья и деформации металла как важный этап подготовки технологического процесса производства металлоизделий

Ланкина С.В., Саликов С.Р., Лушников Н.Ю.,

Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН,

г. Комсомольск-на-Амуре, Россия

The work is aimed at the design and analysis of possible structural schemes of the working stand of setup for the implementation of the combined process of continuous casting and deformation of the metal through the use of parametric modeling based on the CAD-system T-Flex.

Технологический процесс получения металлоизделий на установке вертикального литья и деформации металла (УВЛДМ) относится к совмещенным металлургическим процессам, то есть процессам, объединяющим в одном устройстве традиционные технологии непрерывного литья и обработки металлов давлением. Основной особенностью процесса получения металлоизделий с применением УВЛДМ является то, что начало формоизменения металла по высоте кристаллизатора за один технологический цикл происходит в твердожидком состоянии, а калибрование (придание окончательной геометрии требуемого поперечного сечения металлоизделия) - в твердом состоянии с большими степенями деформации (до 0,9). Деформирование материала металлоизделия в твердожидком состоянии способствует удалению (вытеснению) жидкой фазы из кристаллизующегося металла, что позволяет управлять структурой металла, который поступает в калибрующую зону кристаллизатора.

Из-за сложности конструкции и кинематики составного кристаллизатора возникают большие трудности, связанные с проектированием и анализом возможных вариантов конструктивных схем рабочей клети УВЛДМ. Для устранения этого недостатка предложено использование параметрического моделирования на базе CAD-системы T-Flex, которое позволяет провести адекватный анализ различных конструктивных схем и избежать принципиальных ошибок при проектировании.

При построении 3D модели были учтены как конструктивные параметры, определяющие кинематику устройства и его геометрические характеристики, так и технологические параметры, определяющие режимы работы устройства. Численные значения этих параметров были заданы в виде констант или в параметрическом виде на этапе создания 3D модели устройства. Далее были указаны зависимости между размерами отдельных деталей сборки и выполнена сборка устройства в целом (цв. вкл. 19. рис.19.3). Затем модель подвергалась тепловому, динамическому и статическому анализу с помощью модуля «T-FLEX Анализ».

В результате проведенных исследований построена на базе CAD-системы T-Flex параметрическая модель УВЛДМ, которая позволила провести адекватный анализ конструктивных схем устройства и выбрать оптимальный вариант конструкции УВЛДМ.