Математическое моделирование плющения порошковой проволоки в металлической оболочке

Abstract

Плющенные порошковые ленты отличаются технологичностью изготовления и используются для восстановительной наплавки. Одним из требований стандартов на порошковые ленты является обеспечение равномерного распределения плотности порошкового сердечника по сечению ленты. В работе разработана конечно-элементная модель плющения порошковой проволоки, основанная на анализе напряженно-деформированного состояния порошкового сердечника и металлической оболочки. Получены распределения деформаций, напряжений и плотности порошка по всему объёму очага деформации. Из анализа представленных результатов показано, что наиболее равномерная деформация порошкового сердечника наблюдается при больших обжатиях, при h1/d0<0,75. При малых обжатиях недеформированными остаются боковые кромки заготовки, что снижает их эксплуатационные свойства. Адекватность модели проверена на основе сравнения результатов расчета с аналитической моделью, при этом погрешность расчета силы прокатки не превысила 10%. Экспериментальные исследования процесса плющения порошковой проволоки подтвердили достоверность разработанной математической модели, при этом погрешность по определению силы прокатки составила 1,0…16,3% со среднеквадратичным отклонением 5,39%, что говорит о достаточной точности расчета и правомерности принятых допущений. Предложенная модель может быть использована для анализа распределения напряжений и деформаций в объёме очага деформации при плющении порошковой проволоки. Рекомендуемые степени деформации могут быть использованы в качестве критериальных при автоматизированном проектировании технологических режимов волочения и плющения порошковой проволоки.

Flattening powder tapes characterized by manufacturability and used for reducing surfacing. In the developed finite-element model, flattening cored wire based on the analysis of stress-strain state of the powder core and metal shell. One of the requirements of standards for powder tape is to ensure uniform distribution of the powder core density over the cross section of the tape. Distribution of strains, stresses and powder density throughout the volume of the deformation zone were obtained. From the analysis of these results shows that the most uniform deformation of the powder core is observed at high reduction of the order h1/d0<0.75. At low reductions, the lateral edges of the blank remain undeformed, which reduces their performance properties of the tapes. Adequacy of the model is checked by comparing the calculated results with the analytical model, the calculation error of the rolling force is not exceeded 10%. Experimental studies of flux-cored strip rolling confirmed the accuracy of the developed mathematical model, while the error in determining the rolling force was 1.0...16.3% with a standard deviation of 5.39%, which indicates sufficient accuracy of calculation and validity of the assumptions made. The proposed model can be used to analyze the distribution of stresses and strains in the volume of deforma tion zone at flattening cored wire. Recommended degree of deformation can be used as a criterion at the automated designing technological modes drawing and flattening of the cored wire.