Вісник № 30

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/40971

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 16 з 16

Аналіз методом скінченних елементів процесу неповністю відкритого відрізання заготовок із круглого прокату зсувом у штампі на пресі
(НТУ "ХПІ", 2018) Калюжний, Володимир Леонідович; Касян, Дмитро Вікторович; Русаков, Роман Леонідович
Показана та описана схема неповністю відкритого відрізання заготовок із круглого прокату в штампі на пресі. Методом скінченних елементів, з використанням програми DEFORM-3D, створено математичну модель та проведений комп'ютерний аналіз вказаного процесу для отримання заготовок із маловуглецевої сталі. Використана пружно-пластична модель металу. Виявлений вплив величини зазору між рухомим та нерухомим ножами на енергосилові параметри відрізання, напружений стан в осередку деформації та кінцевий деформований стан в момент відокремлення заготовки. Встановлені залежності ертикального та поперечного зусиль відрізання на рухомому ножі від його переміщення. Приведений розподіл компонент напружень при максимальному значенні зусилля відрізання, а також показаний розподіл питомих зусиль на контактуючих поверхнях між заготовкою, що відрізається, та ножами. Визначено вплив величини зазору між ножами на напрямок розвитку тріщи у прутку при відрізанні. Наведений розподіл деформацій в осередку відрізання. Установлені форми і розміри заготовки після відрізання. Розрахунковим шляхом визначені всі необхідні дані для проектування технології та штампового оснащення для відрізання заготовок довжиною 10 мм із прутка діаметром 10 мм.
Визначення впливу початкового положення заготовки на параметри процеса холодного зворотного видавлювання порожнистих виробів з роздачою
(НТУ "ХПІ", 2018) Потятиник, Андрій Миколайович; Горностай, Вадим Миколайович; Сабол, Сергій Францович; Головко, Оксана Сергіївна; Єфремов, Михайло Олегович; Брензей, Андрій Олегович
Досліджено вплив розташування заготовки в матриці на процес отримання порожнистих виробів зворотним видавлюванням з роздачою. Визначено геометрію кінцевого виробу, напружено-деформований стан та силові параметри процесу холодного видавлювання порожнистих виробів з роздачою. Сформульовано подальші етапи досліджень за допомогою чисельних експериментів для визначення впливу наступних параметрів (ступінь деформування, кут конуса матриці, коефіцієнт роздачі, швидкість деформування та швидкість переміщення матриці) процесу зворотного видавлювання з роздачою для розробки раціональних технологічних процесів отримання виробів.
Вплив анізотропії і зміцнення металу на втрату стійкості фланця при витягуванні циліндричної деталі без складкоутримувача
(НТУ "ХПІ", 2018) Аргат, Роман Григорович; Пузир, Руслан Григорович; Вакуленко, Роман Андрійович
Пропонується теоретична залежність для розрахунку граничної товщини заготовки з урахуванням зміцнення і анізотропії вихідного металу при витяжці циліндричної деталі без притиску фланця. Плоска анізотропія в порівнянні з витягуванням ізотропного матеріалу додатково навантажує одні ділянки внутрішнього контуру фланця заготовки і розвантажує інші, в цілому погіршуючи умови витяжки, що призводить до утворення гофрів і фестонів на торці заготовки. Врахування зміцнення і анізотропії заготовки при розрахунку поля напружень і деформацій, а також при визначенні інтервалів безпритискного штампування пов'язане з більшим наближенням до фізичної сутності деформування листового металу і отриманням більш точних теоретичних моделей. Результати розрахунків по отриманій залежності збігаються з раніше відомими даними, достовірно відображають вплив коефіцієнта витягування, плоскої анізотропії і початкового діаметра заготовки на критичну товщину пластини. Діаметр заготовки найбільше впливає на втрату стійкості, з його збільшенням зростає коефіцієнт витягування і відповідно товщина пластини. Отримана залежність розкриває повніше вплив діаметра заготовки на результати і якщо коефіцієнт витяжки залишити незмінним при збільшенні початкових розмірів заготовки, то товщина пластини також збільшиться, так як в формулу для розрахунку радіус заготовки входить в другому ступені. Це положення узгоджується з поняттям відносної товщини заготовки. Формула придатна для використання при проектуванні технологічних процесів холодного штампування, при цьому необхідною умовою є визначення механічних характеристик металу і його параметрів анізотропії безпосередніми випробуваннями на підприємстві. Так як метал навіть однієї партії може мати значні розбіжності за своїми механічними показниками. Це дозволить на етапі вибору способу витяжки уникнути додаткових пробних операцій і скоротить час підготовки виробництва і призведе до економії металу. Відмінною особливістю даної залежності є врахування практично всіх факторів технологічного процесу витяжки, а також основного множника, який враховує розподіл напружень при формоутворенні.
Енергосилові параметри процесів холодного видавлювання порожнистих деталей
(НТУ "ХПІ", 2018) Алієва, Лейла Іграмотдинівна; Картамишев, Дмитро Олександрович; Махмудов, Казбек Джайрулаєвич; Чучин, Олег Володимирович
Технологічні способи холодного об'ємного штампування видавлюванням є ефективним методом отримання порожнистих деталей типу стаканів і гільз. Основним обмежуючим фактором для даної технології є високі значення енергосилових параметрів. Розглянуто різні шляхи зниження енергосилових параметрів при виготовленні порожнистих деталей, серед яких можна виділити застосування схем комбінованого видавлювання, полегшуючих камер і порожнин, що забезпечують підвищення ступеня свободи течії матеріалу. Для полегшення силового режиму процесів деформування ефективно зниження жорсткості схем напруженого стану заготовки за рахунок використання прийомів кінематичного впливу у вигляді переважної радіальної течії металу. Проведено комп'ютерні та експериментальні дослідження з метою зіставлення сил деформування при виготовленні порожнистих деталей типу стакану з алюмінієвого сплаву АД31 способами комбінованого видавлювання з роздачею. Виготовлення порожнистих деталей за схемами радіально-прямого видавлювання з розвиненої радіальної течією матеріалу дозволяє не тільки знизити сили деформування в порівнянні з поздовжнім видавлюванням, але і забезпечити необхідну якість поверхонь деталей. Встановлено, що виготовлення порожнистих деталей способами "безматричного" видавлювання дозволяє знизити сили деформування в порівнянні з радіально-прямим видавлюванням заготовок того ж діаметру. Але при цьому отриманий напівфабрикат деталі вимагає застосування додаткових операцій витяжки з стоншенням або протягування.
Инновационная технология упрочнения конструкционных материалов легированными титановыми покрытиями
(НТУ "ХПІ", 2018) Середа, Борис Петрович; Палехова, Ирина Владимировна
Рассмотрена газотранспортная СВС-технология формирования легированных титановых покрытий в режиме теплового самовоспламенения на конструкционных материалах и сплавах. Исследованы закономерности и механизмы формирования защитных слоев. Установлена зависимость толщины покрытий от технологических параметров процесса. С использованием методов математического моделирования разработаны оптимальные составы СВС-шихт для наесения комплексных покрытий. Изучено влияние составов СВС-шихт на свойства полученных покрытий. С целью анализа процесса формирования комплексных легированных покрытий на основе титана в условиях СВС выполнен расчет равновесного состояния продуктов реакций в многокомпонентных порошковых системах. Предложена кинетическая схема химических превращений. Представлены результаты микроскопического и рентгеноструктурного анализов фазового состава полученных покрытий. Рассмотрено влияние поверхностного СВС-упрочнения материалов на эксплуатационные характеристики материалов.
Исследование процесса и разработка технологии горячей объёмной штамповки заготовок колец подшипников
(НТУ "ХПІ", 2018) Подколзин, Михаил Владимирович; Кузьменко, Виктор Иванович; Левченко, Владимир Николаевич; Кузьменко, Елена Алексеевна; Биба, Николай Викторович
Предложена новая технология получения заготовок для подшипниковых колец путем штамповки по типу «Башня» на кривошипном горячештамповочном прессе. Численное моделирование операций осадки и штамповки в закрытом ручье нагретой поковки выполнено методом конечных элементов с использованием специализированного программного пакета QForm. В процессе моделирования решены задачи расчета распределения температурных полей в заготовке в зависимости от времени для обеих операций. Показано, что одним из определяющих факторов для этих операций штамповки является температура заготовки. Расчеты проводили для температурного интервала начала штамповки в пределах 850…1150ºC. Определено, что значения усилий при нагреве заготовки подшипниковых колец до температуры начала штамповки T = 850ºC превышают значения усилий, полученных при ее нагреве до температуры начала штамповки T = 1150ºC на 6,3%, что может привести к заклиниванию пресса и поломке штампов. Проанализировано влияние начальной температуры нагрева заготовки на ее формоизменение и заполнение окончательного ручья штампа. Результаты расчетов показали, что при температурах начала штамповки ниже 1150ºC возможна недоштамповка поковки в окончательном ручье. Также решена задача конечного формоизменения при штамповке заготовки подшипниковых колец, рассчитаны усилия по операциям как функции времени. Численное моделирование позволило определить оптимальные размеры заготовки после предварительной операции осадки и получить поковку с заполнением окончательного ручья по вершинам и без дефектов. По результатам выполненных расчетов разработан процесс горячей штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе усилием 16 МН в закрытых штампах за два перехода. Особенность представленной технологии заключается в том, что заготовки для внутреннего и наружного колец подшипников получают одновременно. Для реализации процесса штамповки разработаны конструкции штампов. На Лозовском кузнечно-механическом заводе (г. Лозовая, Харьковская область) провели проверку результатов. Опробование разработанного технологического процесса в промышленных условиях подтвердило его эффективность.
Методика експериментального дослідження енергосилових режимів прокатки жерсті при різних параметрах станів холодної прокатки
(НТУ "ХПІ", 2018) Коновалов, Юрій В'ячеславович; Кармазіна, Ірина Василівна; Присяжний, Андрій Григорович; Кухар, Володимир Валентинович
Представлений огляд станів холодного прокатування, що використовуються для виробництва жерсті і тонкої жерсті у світі. Світове виробництво жерсті характеризується прагненням до зменшення товщини її сталевої основи, що поряд з високими вимогами до механічних властивостей, якості поверхні і точності геометричних розмірів холоднокатаної смуги, представляє складну виробничу задачу. Зміна технічних параметрів, модернізація складу обладнання цехів з виробництва жерсті, що викликані посиленням вимог до неї, зумовили різноманіття існуючих сьогодні жерстєпрокатних станів: безперервних чотирьох-, п'яти– і шестиклітьових; двоклітьових реверсивних. У зв'язку із різноманіттям жерстєпрокатних станів, особливостями умов деформації тонкої жерсті, складністю технологічного процесу і теоретичного прогнозування параметрів процесу прокатки, особливо з точки зору універсальності теоретичної моделі, а також нечисленністю існуючих практичних даних обґрунтована необхідність експериментального дослідження. Розроблена методика експериментального дослідження енергосилових режимів прокатки жерсті і тонкої жерсті для різних станів холодної прокатки: п'яти-, шести- і семиклітьового. Розроблені режими деформації, що дозволяють моделювати процес безперервної холодної прокатки жерсті товщиною 0,16 мм та 0,28 мм на п'яти-, шести- і семиклітьовому станах відповідно. Представлена технічна характеристика промислово-лабораторного обладнання, що задіяне в експериментальному дослідженні. Представені результати дослідження хімічного складу і механічних властивостей початкової заготовки. Експериментальне дослідження енергосилових режимів прокатки жерсті при різних параметрах станів холодної прокатки за розробленою методикою дозволить визначити їх оптимальне поєднання, а також обґрунтувати вибір прокатного обладнання з точки зору енергоефективності процесу прокатки і якості смуги.
Моделирование процесса непрерывной прокатки в калибрах системы "овал-квадрат"
(НТУ "ХПІ", 2018) Ремез, Олег Анатольевич; Огинский, Иосиф Кузьмич
Разработка технологии прокатки для различных групп сталей на непрерывных станах, выполняется в отсутствие достаточно глубоких сведений о взаимосвязи высотной и поперечной деформаций в условиях переднего, заднего натяжения и совместного их действия. Недостаточно исследованным также, является влияние систем вытяжных калибров на параметры прокатки в непрерывных станах. Исследования параметров прокатки в калибрах системы "овал-квадрат" (рассмотрены на примере схемы "квадрат-овал" при прокатке квадратной заготовки в овальном калибре) проводилось с использованием программы компьютерного моделирования процессов обработки металлов давлением FORGE 3D, разработанной компанией TRANSVALOR S. A. FORGE 3D. Исследования проводились для стали 08Х13, указанная сталь относится к числу тех, которые обладают склонностью к повышенному уширению. Названная особенность сталей изучена в недостаточной степени, и по этой причине возникают трудности при разработке режимов обжатий. Результаты, представленные в статье предназначены, в частности, для использования в экспериментальных исследованиях. Моделирование по указанной схемы выполнялось для случаев прокатки с различными сочетаниями переднего и заднего натяжения. Исследования проводились для условий рассогласования скоростей переднего, заднего, одновременно переднего и заднего концов полосы. Диапазон относительного рассогласования скоростей (по отношению к прокатке без натяжения) составил 2,5…10 % с кратностью 2,5. Диапазон изменения коэффициентов вытяжки составил λ=1,12…1,72, он является достаточно характерным для данной системы калибров. Целью настоящей работы является развитие подходов к исследованиям кинематических параметров непрерывной сортовой прокатки на основе методов компьютерного моделирования, выявление на этой основе сведений о закономерностях изменения технологических параметров при непрерывной прокатке в системе вытяжных калибров "овал-квадрат".
Получение инновационных алитированных покрытий на конструкционных материалах, работающих в условиях коксохимического производства
(НТУ "ХПІ", 2018) Середа, Борис Петрович; Кругляк, Ирина Васильевна; Гайдаенко, Александр Сергеевич
В статье рассматриваются получение коррозионностойких алитированных покрытий на стальных и медных подложках. Коррозионностойкие покрытия получали в режиме теплового самовоспламенения СВС-шихт. Данный вид защиты является наиболее перспективным и менее дорогостоящим. В настоящей работе исследовали возможность нанесения покрытий в неизотермических условиях. Стали с нанесенными защитными алитированными покрытиями, показали увеличение коррозионной стойкости в 1,6-1,8 раза, по сравнению с материалом, обработанным при изотермических условиях при эксплуатации оборудования в условиях коксохимического производства.
Розробка сучасного енергоефективного способу виробництва холоднодеформованої арматури для попередньо напружених залізобетонних конструкцій
(НТУ "ХПІ", 2018) Парусов, Едуард Володимирович; Губенко, Світлана Іванівна; Парусов, Олег Володимирович; Чуйко, Ігор Миколайович
Розроблена енергозберігаюча технологія виробництва холоднодеформованої стабілізованої арматури зі сталі С86D (5,0Вр1400-Р1; 6,0Вр1400-Р1; 5,0В1500-Р1), яка призначена для виготовлення попередньо-напружених залізобетонних конструкцій, в тому числі для виробництва канатів типу 2Л, які використовуються для захисних оболонок огородження конструкції локалізуючої системи безпеки атомних електростанцій. Виготовлена арматура діаметром 5,0-6,0 мм відповідає вимогам зарубіжних стандартів EN 10138-2:2009, BS 5896:1980, NEN 3868:2001 та MSZ 5720:1993. Доведена можливість виготовлення за скороченою технологічною схемою холоднодеформованої стабілізованої арматури діаметром 9,6 мм зі сталі С82DV, що дозволяє при армуванні залізобетонних шпал суттєво спросити технологію виробництва й скорити витрати металу ~ на 7 %. Результати досліджень свідчать про те, що одним з перспективних напрямків подальших досліджень при виробництві холоднодеформованої арматури діаметром 9,6 мм є освоєння технології виробництва бунтового прокату діаметром 15,0-16,0 мм зі сталі С86D, однак це потребує модернізації діючих ліній повітряного охолодження металургійних підприємств.
Совершенствование качества автокузовных листовых деталей
(НТУ "ХПІ", 2018) Тараненко, Михаил Евгеньевич
В статье предложена концепция совершенствования качества изготовления крупногабаритных листовых автокузовных деталей на основе минимизации уровня и равномерного распределения по поверхности пластических деформаций. Указано, что это снижает уровень остаточных упругих напряжений и определяемую им величину коробления (пружинения) детали. Показано, что снижение уровня и более равномерное распределение по поверхности пластических упругих деформаций может быть достигнуто с соблюдением показателей технологичности и импульсным характером нагружения заготовки при штамповке. Оценен диапазон стабильности параметров, определяющих стабильность амплитудно-частотных характеристик нагружающих импульсов.
Совершенствование процессов разделения листового материала эластичной средой
(НТУ "ХПІ", 2018) Фролов, Евгений Андреевич; Ясько, Станислав Георгиевич; Агарков, Виктор Васильевич; Кравченко, Сергей Иванович
Показаны пути совершенствования вырезки деталей эластичной средой, способствующие повышению геометрической точности среза. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования процесса разделения листового металла эластичной средой позволили установить пути совершенствования вырубки, пробивки. Определено, что в зависимости от допустимой деформации сдвига материала заготовки возможны два механизма разрушения, приводящие к неодинаковой форме среза полученной детали. В процессе разделения листовой заготовки эластичной средой реализуются следующие этапы: изгиб заготовки около острой кромки шаблона, сдвиг разделяемых частей и изгиб припуска с растяжением вплоть до их разделения. Улучшение геометрической точности поверхности среза при толщине заготовки более 1 мм реализуется в схемах с локализацией очага пластической деформации и управления траекторией трещины разрушения, отделения припуска при небольших углах его изгиба и изменения схемы нагружения разделяемого припуска, а также за счет повышения упругости эластичной среды. Без усложнения оснастки, локализацию очага пластической деформации можно обеспечить при последовательном отделении припуска. Такой характер разделения создается конструктивными элементами штампов, обеспечивающими последовательное увеличение давления эластичной среды вдоль контура среза. Локализация давления обеспечивает разделение припуска сначала в одной зоне контура детали, а затем и в остальных. При этом за счет меньшего угла изгиба припуска к моменту образования трещины снижается утонение заготовки в зоне разделения. В пневмоударной установке модели ТА-1324 это реализуется за счет эластичного блока имеющего переменную толщину. В предлагаемом методе разделения деталей сложных контуров это достигается путем изменения высоты шаблона в пределах от 1,5 до 3-3,5 толщин заготовки, тогда трещина разрушения появляется при меньших углах изгиба припуска и тем самым обеспечивается разделение при меньшем утонении заготовки в зоне разделения. Предложенные пути совершенствования пневмоударной штамповки обеспечивают вырубку, пробивку деталей из листовых медных, алюминиевых сплавов толщиной 0,3...10 мм и малоуглеродистой стали толщиной до 2 мм. Достигаемая шероховатость поверхности среза на деталях составляет Ra=0,3…0,6 мкм, а в случае высокопрочных материалов толщиной до 4…5 мм с шероховатостью поверхности среза Ra=0,6…1,0 мкм.
Современные проблемы инженерного образования в Украине и возможные пути их решения на примере Херсонского национального технического университета
(НТУ "ХПІ", 2018) Бардачёв, Юрий Николаевич; Розов, Юрий Георгиевич
На основании изучения и анализа современного состояния и тенденций развития инженерного образования в Украине и в мире, определена необходимость и предложены направления выхода из кризиса высшей технической школы Украины на государственном уровне, а также основные направления инновационных преобразований на примере организации образовательного процесса в Херсонском национальном техническом университете. Предложенные инновации предусматривают реформирования учебного процесса с использованием современных образовательных технологий, средств, методов и моделей обучения, и основываются на новом уровне организации процесса и взаимоотношений его участников на всех стадиях обучения и контроля знаний, умений и навыков, с учетом запросов со стороны работодателей, как конечных потребителей образовательных услуг.
Спосіб та електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю трубчастих неферомагнітних металовиробів з перетином у вигляді кола
(НТУ "ХПІ", 2018) Плєснецов, Сергій Юрійович
Наведено опис поточної економічної та технологічної ситуації щодо сфери застосування електромагнітної-акустичних перетворювачів для контролю трубчастих металовиробів в сучасній українській економічній ситуації. Описано труднощі і технічні проблеми, а також фінансова ресурсомісткість застосування класичних способів неруйнівного контролю при контролі трубчастих виробів, в тому числі зі складною структурою поверхні, при виявленні дефектів. Наведено поширені види дефектів, які можуть виникати в металовиробах трубчастого типу. Охарактеризовані загальні можливості електромагнітно-акустичного методу перетворення для збудження ультразвукових коливань Наведено короткий опис електромагнітно-акустичних еретворювачів. Вказані найбільш значущі відомі недоліки електромагнітно-акустичних перетворювачів. Показана фективність застосування крутильних коливань в підвищенні чутливості електромагнітно-акустичних перетворювачів. Наведено опис розробленого методу контролю трубчастих металовиробів електромагнітно-акустичним методом за допомогою відповідних перетворювачів. Описано і схематично визуализировано рішення для електромагнітної-акустичного перетворювача, що використовує крутильні хвилі при контролі трубчастих металовиробів. Охарактеризовані окремо і у взаємозв'язку структурні компоненти запропонованого рішення. Наведено, поставлена і вирішена задача підвищення чутливості електромагнітно-акустичного контролю за допомогою порушення і прийому бездісперсіонних ультразвукових імпульсів. Наведено схему і описано пристрої електромагнітно-акустичного перетворювача, заснованого на наведеному в роботі вирішенні завдання підвищення чутливості за допомогою порушення і прийому бездісперсіонних ультразвукових імпульсів. Виконана і охарактеризована проведена експериментальна оцінка ефективності розробленого методу. Продемонстрірованна висока здатність розробленого методу електромагнітної-акустичного контролю до виявлення дефектів трубчастих неферомагнітних металовиробів.
Теоретическое определение шероховатости поверхности при высокоскоростном фрезеровании и шлифовании
(НТУ "ХПІ", 2018) Полянский, Владимир Иванович
Аналитически установлено, что высокоскоростное фрезерование располагает значительными технологическими возможностями с точки зрения уменьшения шероховатости поверхности при одновременном увеличении производительности обработки. Установлено также, что при шлифовании уменьшение шероховатости поверхности связано с уменьшением производительности. Наиболее прогрессивным методом шлифования, обеспечивающим одновременно увеличение производительности и уменьшение шероховатости поверхности, является глубинное шлифование с небольшой скоростью детали, которое характеризуется меньшей производительностью по сравнению с высокоскоростным фрезерованием.
Экспериментальные исследования процесса валковой формовки профилей настилов с просечно-вытяжными элементами
(НТУ "ХПІ", 2018) Плеснецов, Юрий Александрович; Сучков, Григорий Михайлович
С целью изучения особенностей технологического процесса валковой формовки профилей с просечно-вытяжными элементами противоскольжения и получения данных, необходимых для его проектирования, на стане и на лабораторном оборудовании проведен комплекс экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния металла и энергосиловых параметров процесса. Компоненты напряженно-деформированного состояния металла определены с использованием метода измерения твердости и микротвердости, а также утонения металла в очаге деформации. Экспериментальные исследования, позволили определить усилия и крутящие моменты формовки как профиля в целом, так и отдельных просечно-вытяжных элементов, а также отбортовок. Установлен циклический характер технологического процесса, при котором в каждом цикле присутствуют три максимума, отражающие три характерные фазы формовки, связанные с окончанием формовки разного числа просечно-вытяжных элементов в поперечном сечении профиля. Измерен крутящий момент, необходимый для преодоления трения в подшипниках стана. Получена эмпирическая зависимость, позволяющая определить максимальное усилие деформирования, необходимое для формовки любого профиля с аналогичным размещением просечно-вытяжных элементов, если известно усилие формовки одного элемента. Формула может быть использоваться при моделировании процесса валковой формовки.