Дослідження прокатки двошарового порошкового сердечнику у металевій оболонці

Autor: Gribkov, Eduard, Berezshnaya, Olena, Hurkovskaya, Svetlana, Malyhina, Svetlana
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 1 (96) (2018): Engineering technological systems; 71-79
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 6, № 1 (96) (2018): Производственно-технологические системы; 71-79
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 6, № 1 (96) (2018): Виробничо-технологічні системи; 71-79
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: We have developed an analytical model of the stressed-strained state of the two-layered powdered core in a metal sheath in the deformation zone when fabricating a composite material by rolling. Based on the constructed mathematical model, we performed a theoretical analysis of the influence of starting parameters on the course of the process of rolling a composite material. By using a finite element method, we simulated the process of rolling diverse powders in a metal sheath. The result of the theoretical research is the established effect of a material and the thickness of a sheath on the geometrical characteristics of a deformation site, as well as the influence of an asymmetry factor on a change in the zone of plastic shape alteration and the density of a powdered material. We have determined the distributions of normal contact stresses and relative density over a deformation site under different clamping. We calculated the components of rolling forces under deformation of a powdered core and a metal sheath. It was established that an increase in the thickness of a sheath leads to an increase in energy-force parameters of the process. In this case, the component of a rolling force due the sheath deformation can be both comparable to the component from the deformation of a powdered core, and exceed it by several times. The undertaken experimental study into the process has confirmed the validity of the constructed mathematical model that could be applied for determining the optimal technological regimes for rolling a 2-layer powdered core in a metal sheath.A technology for rolling a 2-layer powdered core in a metal sheath has been proposed, which includes rolling in two runs, filling the metal sheath consistently with components. It was established that at rolling based on the proposed technology the core’s relative density increases under the same rolling modes. In this case, the size of a powder’s fraction is retained, which is a prerequisite for a given production technology
Разработана аналитическая модель напряженно-деформированного состояния двухслойного порошкового сердечника в металлической оболочке в очаге деформации при изготовлении композиционного материала методом прокатки. На основе разработанной математической модели выполнен теоретический анализ влияния исходных параметров на протекание процесса прокатки композиционного материала. С использованием метода конечных элементов проведено моделирование процесса прокатки разнородных порошков в металлической оболочке. В результате проведенного теоретического исследования установлено влияние материала и толщины оболочки на геометрические характеристики очага деформации, а также влияние коэффициента асимметрии на изменение зоны пластического формоизменения и плотности порошкового материала. Определены распределения нормальных контактных напряжений и относительной плотности вдоль очага деформации при различных обжатиях. Проведен расчет составляющих сил прокатки при деформации порошкового сердечника и металлической оболочки. Установлено, что с увеличением толщины оболочки возрастают энергосиловые параметры процесса. При этом составляющая силы прокатки от деформации оболочки может быть как соизмерима с составляющей от деформации порошкового сердечника, так и превышать её в несколько раз. Проведены экспериментальные исследования процесса, которые подтвердили правомерность разработанной математической модели, которая может быть использована для определения оптимальных технологических режимов прокатки двухслойного порошкового сердечника в металлической оболочке. Предложена технология прокатки двухслойного порошкового сердечника в металлической оболочке, включающая прокатку за два прохода с последовательной засыпкой компонентов в металлическую оболочку. Установлено, что при прокатке по предложенной технологии относительная плотность сердечника повышается при одинаковых режимах прокатки. При этом сохраняется размер фракции порошка, что является необходимым условием для данной технологии производства
Розроблено аналітичну модель напружено-деформованого стану двошарового порошкового сердечнику у металевій оболонці в осередку деформації при виготовленні композиційного матеріалу методом прокатки. На основі розробленої математичної моделі виконано теоретичний аналіз впливу вихідних параметрів на протікання процесу прокатки композиційного матеріалу. З використанням методу скінчених елементів проведено моделювання процесу прокатки різнорідних порошків у металевій оболонці. У результаті проведеного теоретичного дослідження встановлено вплив матеріалу та товщини оболонки на геометричні характеристики осередку деформації, а також впливу коефіцієнту асиметрії на зміну зони пластичного формозмінення та щільності порошкового матеріалу. Визначено розподіли нормальних контактних напружень та відносної щільності вздовж осередку деформації при різних обтисках. Проведено розрахунок складових зусиль прокатки при деформації порошкового сердечнику та металевої оболонки. Встановлено, що зі збільшенням товщини оболонки зростають енергосилові параметри процесу. При цьому складова сили прокатки від деформації оболонки може бути як порівняна зі складовою від деформації порошкового сердечнику, так і перевищувати її у декілька разів. Проведено експериментальні дослідження процесу, які підтвердили правомірність розробленої математичної моделі, яка може бути використана для визначення оптимальних технологічних режимів двошарового порошкового сердечнику у металевій оболонці. Запропоновано технологію прокатки двошарового порошкового сердечнику у металевій оболонці, що включає прокатку за два проходи з поступовим засипанням компонентів у металеву оболонку. Встановлено, що при прокатці за запропонованою технологією відносна щільність сердечнику підвищується при однакових режимах прокатки. При цьому зберігається розмір фракції порошку, що є необхідною умовою для данної технології виробництва
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: