Введение к работе
Актуальность темы.
Одним из требований, предъявляемым к современной технологии, является повышение точности изготовления заготовок на первых, более дешёвых операциях в процессах обработки давлением, чтобы последующая, более дорогая механическая обработка была минимальной. Эта проблема актуальна при получении тонкостенных изделий заданной точности, поскольку существенное влияние на конечную геометрию детали оказывает деформируемость тела инструмента.
В технологии обработки давлением выделяется широкий класс процессов, где течение материала происходит в относительно тонком слое. Для таких процессов характерны высокие удельные давления, на порядок превышающие величины сдвиговых напряжений. Возникающие под их действием, а также вследствие конечной жёсткости инструмента, деформации достигают величин, соизмеримых с толщиной обрабатываемой детали. Поэтому рассмотрение конкретных задач, решение которых позволит провести оценки конечной геометрии детали еще на стадии проектирования технологии, представляется актуальным. Подобные задачи рассматривались и ранее, однако их можно отнести к модельным, так как в качестве инструмента в них принималось полупространство. В связи с этим, с практической точки зрения могут быть интересны новые задачи течения тонкого слоя металла по поверхности инструмента, представляющего собой реальное упругое трёхмерное тело.
Цель работы.
Получение ряда численных решений тестовых и типовых задач течения тонкого пластического слоя по упруго-деформирумым поверхностям инструментов с привлечением современных специализированных программных средств; проведение широкого параметрического анализа этих решений; выделение классов однотипных процессов. Разработка модели
4 упругого инструмента, в которой зависимость перемещения его рабочих поверхностей от контактного давления представлена не в форме функционала как ранее, а в форме функции.
Научная новизна работы.
Впервые решены новые задачи в точной постановке о течении тонкого пластического слоя по плоской поверхности упругого трёхмерного тела. Предложена новая модель жёсткости упругого основания и методика определения параметров этой модели, которая заключается в сопоставлении приближенного решения с точным. Для решенных задач, следуя выбранной методике, определены константы жёсткости инструмента. Анализ изменения найденных коэффициентов показал, что можно выделить классы задач (характеризуемых формой области течения и формой инструмента), для которых эти параметры являются инвариантными по отношению к некоторым параметрам процесса.
Достоверность основных результатов и выводов диссертации обоснована строгими математическими формулировками задач, совпадением численных результатов расчётов с некоторыми, полученными ранее аналитически, численным доказательством сходимости метода последовательных приближений.
Практическая значимость работы.
Разработанная в рамках диссертации методика, ориентированная на некоторые теоретические задачи и практические приложения, может быть непосредственно использована специалистами промышленных предприятий и НИИ при проектировании и расчёте новых современных технологических процессов и оснастки в технологии обработки давлением.
Апробация работы.
Работа велась в соответствии с заданием федерального агентства по образованию на проведение научных исследований по разработке комбинированных процессов обработки на основе принципов создания оптимальных методов обработки в машиностроении (гос. per. 01200903250) при поддержке
грантов Российского Фонда Фундаментальных Исследований № 06-08-00391-а, № 09-08-00799-а.
Результаты работы обсуждались на следующих научных собраниях: международная молодёжная научная конференция «XXXIII Гагаринские чтения» (Москва, «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского, 3-7 апреля 2007 года); научная конференция «Ломоносовские чтения» (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 16-25 апреля 2007 года, 16-25 апреля 2008 года, 16-24 апреля 2009 года); международная научная конференция «Современные проблемы математики, механики, информатики» (Тула, ТулГУ, 19-23 ноября 2007 года); ежегодная XIX Международная Интернет-ориентированная Конференция Молодых Учёных и Студентов по современным проблемам машиноведения - МИКМУС-2007 (Москва, ИМАШ РАН им. А.А. Благо-нравова, 5-7 декабря 2007 года); расширенный научный семинар по проблемам фундаментальной механики в теории обработки давлением (Москва, МГТУ - «МАМИ», 22-23 апреля 2 008 года) ; международная научная конференция «Современные проблемы математики, механики, информатики» поев. 85-летию со дня рождения проф. Л. А. Толоконникова (Тула, ТулГУ, 17-21 ноября 2 008 года); III школа-семинар «Современные проблемы ресурса материалов и конструкций» (Москва, МГТУ - «МАМИ», 9-10 апреля 2 00 9 года); научный семинар кафедры Математического моделирования ТулГу под ру-ков. проф. А.А. Маркина (Тула, ТулГУ, 3 0 июня 2 00 9 года) .
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 68 рисунков, 9 таблиц и шесть приложений общим объёмом 150 страниц. Список литературы состоит из 94 наименований.
Похожие диссертации на Течение тонкого слоя пластического материала по грани упруго-деформируемого инструмента
