Диссертация (1143892), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Значительная передозировка энергии ожидаемоприводит к разрушению заготовки.При длительности давления 2500 мкс и относительном времени нарастанияt*=0.1полногозаполнениярельефаматрицытакженепроисходит.105Передозировка энергии может привести к серии отскоков заготовки от днаматрицы с возможным разглаживанием (рисунок 2.49, а). Значительнаяпередозировка также приводит к разрушению заготовки.При длительности давления 2500 мкс и выборе относительного временинарастания t*=0.5 возможно полное заполнение рельефа матрицы (рисунок 2.49, б).а)б)Алюминий 5754, =1000 мкс, t*=0.100.250.50.7510Алюминий 5754, =1000 мкс, t*=0.500.250.50.7510-0.1z*z*-0.1-0.2-0.2-0.312r*-0.33412r*34Рисунок 2.48 – Кривые профиля заготовки из алюминия 5754 в цилиндрическуюматрицу глубиной 15 мм,  = 1000 мкс: t* = 0.1 (а) и t* = 0.5 (б):1 – профиль матрицы; 2 – касание дна матрицы (недоштамповка); 3 – обратныйпрогиб (t* = 0.1) или вдавливание (t* = 0.5) при малой передозировке; 4 – профильзаготовки до момента разрушения при значительной передозировкеа)б)Алюминий 5754, =2500 мкс, t*=0.100.250.50.7510.0Алюминий 5754, =2500 мкс, t*=0.500.250.50.7510-0.1z*z*-0.1-0.2-0.2-0.312r*-0.3341r*25Рисунок 2.49 – Кривые профиля заготовки из алюминия 5754 в цилиндрическуюматрицу глубиной 15 мм,  = 2500 мкс: t* = 0.1 (а) и t* = 0.5 (б):1 – профиль матрицы; 2 – касание дна матрицы (недоштамповка); 3 – обратныйпрогиб при малой передозировке; 4 – профиль заготовки до момента разрушения призначительной передозировке; 5 – вдавливание заготовки при повышении энергии106 Влияние длительности давления на заполняемость матрицыНа рисунках 2.50 – 2.52 показаны изменения профиля заготовок взависимости от увеличения длительности давления и относительного временинарастания давления, полученные без передозировки энергии.

Видно, что, внезависимости от свойств и толщины материала, форма профиля заготовкискругляетсясувеличениемобщейдлительностидавленияивыбореотносительного времени нарастания t* = 0.5.а)б)Алюминий 5754, t*=0.10.250.50.75100-0.1-0.1-0.2-0.2z*z*0Алюминий 5754, t*=0.5-0.3-0.400.250.50.75112r*345-0.3-0.4-0.5-0.5r*12345Рисунок 2.50 – Кривые профиля заготовки из алюминия 5754 в зависимости отдлительности импульса давления при t* = 0.1 (а) и t* = 0.5 (б) (матрица глубиной25 мм): 1 – профиль матрицы; 2 – 10 мкс; 3 – 100 мкс; 4 – 1000 мкс; 5 – 2500 мкса)б)Алюминий 5754, t*=0.1 (15 мм)00.250.50.75Алюминий 5754, t*=0.5 (15 мм)100-0.1-0.10.50.75r*231z*z*00.25-0.2-0.2-0.3-0.31r*231Рисунок 2.51 – Кривые профиля заготовки из алюминия 5754 в зависимости отдлительности импульса давления при t* = 0.1 (а) и t* = 0.5 (б) (матрица глубиной15 мм): 1 – профиль матрицы; 2 – 1000 мкс; 3 – 2500 мкс107а)б)Латунь Л68, t*=0.10.250.50.750100-0.1-0.1-0.2-0.2z*z*0-0.3-0.3-0.4-0.4-0.512r*3Латунь Л68, t*=0.50.250.50.75-0.54512r*3415Рисунок 2.52 – Кривые относительного профиля заготовки из латуни Л68 взависимости от длительности импульса давления при t* = 0.1 (а) и t* = 0.5 (б):1 – профиль матрицы; 2 – 10 мкс; 3 – 100 мкс; 4 – 1000 мкс; 5 – 2500 мксКачественная оценка заполняемости матрицы определялась по параметру ξ,который вычислялся по формуле (2.21).

При максимальном заполнении профиляматрицы параметр ξ → 1. В таблицах 2.4 – 2.6 указаны значения параметра,определяющего заполнение матрицы  в зависимости от длительности давления, и относительного времени нарастания t* для заготовок из алюминия 5754 илатуни Л68.Таблица 2.4 – Параметр заполнения ξ цилиндрической матрицы глубиной 25 ммдля заготовки из алюминия 575410 мкс100 мкс1000 мкс2500 мксt*=0.10.7790.7940.8090.831t*=0.50.7850.8090.8340.847Таблица 2.5 – Параметр заполнения ξ цилиндрической матрицы глубиной 15 ммдля заготовки из алюминия 57541000 мкс2500 мксt*=0.10.8460.858t*=0.50.9580.99108Таблица 2.6 – Параметры заполнения ξ сферической матрицы для заготовки излатуни Л6810 мкс100 мкс1000 мкс2500 мксt*=0.10.9060.9340.9500.952t*=0.50.9080.9440.9890.991Таким образом, путем варьирования величины амплитудного давления,относительного времени нарастания и характеристической длительностиимпульса давления, было рассмотрено влияние формы импульса давления напроцесс ЭГИ вытяжки-формовки в закрытые матрицы различной формызаготовок из латуни Л68 и алюминия 5754, а также рассмотрено влияниепараметров нагружения на вероятность возникновения брака.Расчеты показали, что увеличение длительности импульса благотворносказывается на процессе вытяжки заготовок, позволяя добиться более полногозаполнения формы матрицы.

При увеличении длительности давления такжеснижаются требования к точности дозирования энергии, поскольку уменьшаетсявероятность отскока материала от дна матрицы и последующего разрушения. Крометого, под воздействием более длительного импульса реализуется подтяжкафланца в полость матрицы.Изменения фронта давления также оказываются существенными прииспользовании более длительного импульса.

Использование пологого фронта свременем нарастания давления t* = 0.5 позволило добиться наиболее полногозаполнения формы матрицы, в сравнении с t* = 0.1.Стоит отметить, что для заготовки из алюминия 5754 при длительностидавления в 2500 мкс динамическое решение сходится к квазистатическому и,соответственно, приводит к проявлению эффекта пружинения (Приложение Г).Для заготовки из латуни Л68 указанная длительность в 2500 мкс не приводит кподобномусхождению.Поэтому,увеличениедлительностидавлениярекомендуется проводить до определенного предела, т.е. до схождениядинамического решения к квазистатическому.1092.8.

Выводы по главе1. Исследованы параметры импульсного давления в разрядной камере. ДлякомпьютерныхрасчетовЭГИвытяжки-формовкисформулированауниверсальная зависимость импульса давления, при варьировании параметровкоторой можно получить зависимости давления от времени различных форм,характерных для ЭГИ процессов. Данная зависимость использовалась вкомпьютерных расчетах при нагружении заготовки.2. Рассмотрен вопрос влияния скоростей деформации и их учета нарезультаты расчетов ЭГИ процессов.

Показано, что с учетом более простогозадания данных и уменьшения временем счета, для задания параметров листовойзаготовки в LS-DYNA допустимо использовать модель материала MPL суточнением интегральным коэффициентом динамичности Kd.3. Исследовано влияние анизотропии механических свойств на расчеты,которое показало, что при высоких скоростях деформации, анизотропиямеханических свойств металла не оказывает существенного влияния на процессформообразования заготовки. С учетом более простого ввода исходных данныхи меньшим требованиям к расчетной модели и вычислительным ресурсам,допустимо использовать модель материала MPL, а анизотропией механическихсвойств материала заготовки пренебречь.4.

Разработаны компьютерные модели процессов квазистатической иимпульснойвытяжки-формовкитонколистовыхметаллов.Показанывозможности численных расчетов в комплексе LS-DYNA, которые позволяютопределять значения пластической деформации и ее скорость, толщинуматериала и перемещение для каждой точки заготовки, а также оцениватьзаполнение рельефа матрицы, определять вероятность потери устойчивости инарушения сплошности материала в любой момент времени, в том числе вмомент остановки; оценивать предельные деформации заготовки в проблемныхзонах.1105.

Проведена экспериментальная верификация компьютерной модели напримере свободной ЭГИ вытяжки-формовки заготовки из латуни Л68 толщиной0.24 мм. Отклонение от формы прогиба заготовки, полученной экспериментальносоставило 2.28% для компьютерного расчета со сложным импульсом давления и1.64% для расчета с импульсом давления, заданным зависимостью (2.1). Среднееотклонение расчетных значений от экспериментальных значений пластическойдеформации составили 23.61% для компьютерного расчета со сложнымимпульсом давления и 23.7% для расчета с импульсом давления, заданнымзависимостью (2.1).

Сравнения показали, что разработанная компьютернаямодель является корректной, а ее использование для технологических расчетовпроцессов ЭГИ вытяжки-формовки листовых металлов – приемлемо.6. Путем сравнения расчетов вытяжки-формовки в жестких инструментальныхштампах и ЭГИ вытяжки-формовки показано значительное уменьшениепружинения при штамповке аналогичных деталей.7.

Исследовано влияние параметров импульсного давления на процесс ЭГИвытяжки-формовкивзакрытуюматрицу.Показано,чтоувеличениедлительности импульса давления позволяет добиться лучшего заполненияматрицы и требует менее точной дозировки энергии в сравнении с болеекороткими импульсами.

Полученные тенденции справедливы для металловразличной толщины, вытягиваемых в матрицы различных форм.111ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕВ данной работе экспериментальные исследования проводились с цельюполучения опытных данных и верификации разработанных компьютерныхмоделей процессов ЭГИ тонколистовой вытяжки-формовки.3.1. Экспериментальное оборудованиеЭксперименты проводились на установке Импульс АМК-10, имеющейследующие основные параметры:Максимальное напряжение заряда конденсаторной батареи – 5.8 кВ;Максимальный разрядный ток – 200 кА;Емкость конденсаторной батареи – около 500 мкФСобственная частота разрядного тока – 28 кГц;Собственное сопротивление – менее 0.001 Ом;Максимальнаяпогрешностьзаданиянапряжениязарядаконденсаторной батареи – 2%Дляпроведенияэкспериментальныхисследованийпроцессовтрадиционной и интенсифицированной ЭГИ вытяжки-формовки тонколистовогометалла,атакжесхожихпроцессов,проектироваласьопытнаяэкспериментальная оснастка, позволяющая менять параметры процесса.В данном исследовании использовалась конструкция оснастки с верхнимрасположением разрядной камеры относительно заготовки.

Характеристики

Список файлов диссертации