22 декабря 2024

RU/EN

Рубрики Вестника

Поиск

Январь 2018, № 1 (213), стр. 92–111

doi: 10.25198/1814-6457-213-92

УДК: 673.83; 62-932.2Нудельман Б. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ МЕХАНИКИ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ АЛЮМИНИЕВЫХ ПРОФИЛЕЙСодержанием представленной работы является инженерный анализ процесса горячей экструзии алюминиевых профилей. Некоторые аспекты этого процесса освещены в специальной литературе без достаточных физических оснований. Недостатки теории создают возможность произвольных толкований и искаженных представлений о процессе. В частности, это относится к проблеме трения заготовки. Работа адресована инженерам-практикам с целью дать физически непротиворечивое теоретическое представление о процессе. На теоретическом уровне рассмотрены вопросы трения заготовки. Представлена возможная модель пластического течения в зонах пресс-блока и формирующего отверстия матрицы. Сформулированы условия для общей модели стабильного пластического течения металла в объеме. Анализ всех задач выполнен по единой методике. В качестве базовой использована модель напряженного состояния в однородном поле. Как дополнительные условия использованы принцип минимума энергии деформации для статической системы, минимума энергии массопереноса для условий пластического течения. Произведены численные оценки полученных решений. Разработана базовая схема напряженного состояния при объемном сжатии материала с активной линейной нагрузкой. Определены соотношения главных компонент напряжений в однородном поле. Определена модель действия сил трения заготовки по поверхности гильзы контейнера и пресс-блока. Выявлен эффект накопления поверхностных сил. Оценен уровень влияния трения на процесс экструзии. По оценке сумма сил трения не превышает 31 % от усилия пресса. Определена область действия сил трения. Область ограничена только зоной, близкой к пресс-блоку. Разработана вероятная модель течения материала в зоне контакта пресс-блока с гильзой контейнера. Выполнено исследование напряженного состояния в зоне формирующего отверстия матрицы. Выявлено наличие поля дополнительных напряжений. Произведена количественная оценка его конфигурации. Поле в большой степени определяет необходимый уровень напряжений начала и стабильного процесса течения металла. Представлена модель течения с ограничением сдвиговых деформаций на примере круглого отверстия в матрице. Преимущественным направлением течения является радиальное по отношению к отверстию в матрице. Предложены исходные соотношения и общие условия течения металла в объеме заготовки. Произведен анализ интегрального графика нагрузки пресса по ходу пресс-блока. Не выявлено расхождений с полученными в анализе теоретическими выводами. Предложены направления для их экспериментального подтверждения и практического использования.Ключевые слова: экструзия, пресс-блок, заготовка, напряжение, сила, трение, пластическое течение, матрица, уравнение, решение.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Predip, K. Saha Aluminum Extrusion Technology / K. Predip. — Ohio: ASM International, 2000. — 259 p.

2. Aluminium-guide.ru — сайт для профессионалов алюминиевой промышленности [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://aluminium-guide.ru/.

3. Данченко, В.Н. Производство профилей из алюминиевых сплавов / В.Н. Данченко, А.А. Миленин, А.Н.Головко; ред. В.Н. Данченко. — Днепропетровск, 2002. — 448 с.

4. Handbook of Aluminum V.1 / Edited by George E. Tollen, D. Scott Mackenzie. — Marcel Dekker. Inc., New York Basel. — CRC Press, 2003. — 1310 р.

5. Sheppard, T. Extrusion of Aluminum Alloys / T. Sheppard. — KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS, Dortrecht, Boston, London, 1999. — 420 с.

6. Flitta, I. Nature of Friction in Extrusion Process and its Effect on Material Flow / I. Flitta, T. Sheppard // Materials Science and Technology. — IoM Communications Ltd, 2003. — Volume 19. — Issue 7. — P. 837–846.

7. Вариационные принципы механики. Сборник статей классиков науки / Под ред Л.С.Полак. — Физматлит, 1959. — 930 с.

8. Смолянский, М.Л. Таблицы Неопределенных Интегралов / М.Л. Смолянский. — М.,1965. — 112 с.

9. Власов, А.К. Курс высшей математики / А.К. Власов. — Ленинград, ОГИЗ, Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1946. — 1000 с.

10. Online Materials Information Resource [Электронный ресурс]. — Режим доступа: www.asm.matweb.com.

11. Castool Tooling Systems [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.castool.com/product/clean-out-block.

12. Today's Understanding of the Function and Benefit of Dummy Block Design [Электронный ресурс] / Paul Robbins [и др.] // ET Dummy Block Paper. — 2016. — C. 2, 4, 9. — Режим доступа: http://www.castool.com/sites/default/files/publications/ET%20Dummy%20Block%20Paper%20-%20May%202016.pdf.

13. Aluminum Extrusion Council [Электронный ресурс]. — Режим доступа: www.aec.org.

14. Миркин, Л.И. Физические основы прочности и пластичности / Л.И. Миркин. — Изд. МГУ, М, 1968. — С. 184–241.

15. Малинин, Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести: учебник для студентов вузов / Н.Н. Малинин. — М., Машиностроение, 1975. — 400 с.

16. E.А. de Souza Neto Computational Methods for Plasticity: Theory and Applications / E.A. de Souza Neto, D. Peric, D.R.J. Owen. — Publ. John Wiley&Sons, 2009. — 814 c. — ISBN0470694521.

17. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.egr.msu.edu/~pkwon/me477/bulkforming2.pdf.

18. JX Liu A strain gradient plasticity theory with application to wire torsion [Электронный ресурс] / J.X. Liu, T. ElSayed // International Journal of Damage Mechanics. — 2014. — Vol. 24. — Issue 4. — C. 512–528. — Режим доступа: https://doi.org/10.1177/1056789514537920.

19 . Lilian Wang Modelling of friction for high temperature extrusion of aluminium alloys: дис. ... д-ра наук / Lilian Wang. — Delft University of Technology, 2012. — 131 с. — ISBN978-94-6182-07855.

О статье

Автор: Нудельман Б.

Год: 2018

doi: 10.25198/1814-6457-213-92

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru