ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.77
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-3-170-177
Аннотация
С применением адаптированной конечно-элементной модели процесса волочения биметаллической проволоки в монолитной волоке проведено аналитическое исследование влияния степени единичной деформации и рабочего угла волоки на изменение напряженно-деформированного состояния сталемедной проволоки в очаге деформации. В качестве основного инструмента исследования выбрана программа моделирования Deform-3d. Исходные данные для моделирования следующие: диаметр сталемедной заготовки 6,0 мм – толщина оболочки 0,5 мм, материал медь М1, сердечник диаметром 5,0 мм, материал сталь марки 50. Сердечник и оболочка принимались как пластические тела. Коэффициент трения между волокой и оболочкой постоянный, по закону Кулона равен 0,05. Взаимодействие оболочки и сердечника в свойствах инструмента Inter-ObjectDataDefinition задавалось как Stickingcondition, и при этом устанавливался параметр Separable для контроля возможного отслоения. В Deform-3d просчитано 9 вариантов волочения сталемедной проволоки диаметром 6,0 мм в волоках при значениях углов 2α, равных 12, 18 и 24 град, и вытяжках μ, равных 1,10, 1,20 и 1,30. Определяли напряжения волочения, среднее нормальное давление, поля распределения коэффициента жесткости Смирнова-Аляева и Лоде-Надаи, изменение геометрических размеров оболочки и сердечника. Обоснованы деформационные режимы, обеспечивающие максимальную устойчивость процесса волочения. Показано, что предложенная модель учитывает все ранее полученные методом координатной сетки закономерности, но при этом значительно ускоряет и упрощает процесс расчета деформированного состояния, позволяет получать значения действующих на проволоку напряжений и проектировать фактический очаг деформации.
Ключевые слова
волочение, сталемедная проволока, моделирование, протяжка, угол волоки, обжатие, напряжения
Для цитирования
Оценка напряженно-деформированного состояния сталемедной проволоки при волочении в монолитной волоке на основе моделирования / Терентьев Д.В., Усанов М.Ю., Шеметова Е.С., Платов С.И., Харитонов В.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №3. С. 170-177. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-3-170-177
1. Битков В.В. Анализ неоднородности деформации при волочении композитных прутков и проволоки // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. №8. С. 21-27.
2. Салихянов Д.Р. Исследование напряженно-дефор-мированного состояния на границе между материалами при прокатке слоистого композита // Черные металлы. 2023. №9. С. 34-39.
3. Шумилин И.М. Условия устойчивого волочения биметаллической проволоки // Сталь. 1977. №12. С. 1124-1125.
4. Шеметова Е.С., Огарков Н.Н. Оценка длины контакта криволинейной волоки с деформируемым материалом с учетом ее упругой деформации // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. №2. С. 38-40.
5. Огарков Н.Н., Шеметова Е.С. Определение осевых напряжений в материале оболочки на выходе из волоки методом верхней оценки // Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: междунар. сб. науч. тр. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2015. С. 9-15.
6. Харитонов В.А., Усанов М.Ю. Анализ процесса волочения в монолитной волоке при моделировании в программном комплексе Deform-3d [Электронный ресурс]: учеб. пособие / ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Электрон. текстовые дан. (172 Мб). Магнитогорск: ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2018.
7. Методика совершенствования и проектирования маршрутов волочения проволоки / М.Ю. Усанов, В.А. Харитонов, Л.Э. Пыхов, Н.Ю. Сметнева // Сталь. 2018. №6. С. 42-43.
8. Харитонов В.А., Усанов М.Ю. Выбор способа волочения углеродистой проволоки // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2021. Т. 77. №11. С. 1177-1185.
9. Третьяков В.М., Зюзин В.И. Механические свойства сталей и сплавов: Справочник. 2-е изд. М.: Металлургия, 1973. 224 c.
10. Стальная проволока: монография / Х.Н. Белалов, А.А. Клековкин, Н.А. Клековкина, Г.С. Гун, А.Г. Корчунов, М.А. Полякова. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. 689 c.