Контактна взаємодія елементів штампового оснащення

Abstract

UK: Робота спрямована на розв'язання актуальної та важливої для машинобудування, зокрема, стосовно процесів та машин обробки тиском, науково-технічної задачі забезпечення характеристик розділових штампів на основі дослідження міцності та жорсткості їхніх елементів на етапі проектування. Для дослідження напружено-деформованого стану елементів штампового оснащення розроблена комплексна математична модель, яка, на відміну від відомих, дає можливість враховувати множинну контактну взаємодію елементів досліджуваних технологічних систем. Крім того, у цю модель інтегрована технологія параметричного моделювання, що дає можливість розв'язувати задачі синтезу на основі більш достовірних нелінійних задач аналізу. Запропоновано підхід із застосуванням поповнюваної бази даних розрахунків напружено–деформованого стану елементів штампової оснастки для обґрунтування їхніх проектно-технологічних рішень. На відміну від спрощених розрахункових моделей або прямого багаторазового розв'язання задач у повній постановці, пропонований підхід забезпечує і точність, і оперативність розв'язання даних задач. Установлено, що при багатоконтактному сполученні набору елементів штампів, що є багатошаровою конструкцією, зони контактної взаємодії і розподілу контактного тиску практично не змінюються при збільшенні сил штампування, а розподіли і максимальні значення контактного тиску практично лінійно залежать від діючих сил штампування. За результатами чисельних досліджень напружено-деформованого стану елементів розділових штампів установлені уточнені залежності їхніх міцнісних і жорсткісних характеристик від проектно-технологічних параметрів. RU: Работа направлена на решение актуальной и важной для машиностроения, в частности, относительно процессов и машин обработки давлением, научно-технической задачи обеспечения характеристик разделительных штампов на основе исследования прочности и жесткости их элементов на этапе проектирования. Для исследования напряженно–деформированного состояния элементов штамповой оснастки разработана комплексная математическая модель, которая, в отличие от известных, дает возможность учитывать множественное контактное взаимодействие элементов исследуемых технологических систем. Кроме того, в эту модель интегрирована технология параметрического моделирования, которая дает возможность решать задачи синтеза на основе более достоверных нелинейных задач анализа. Предложен подход с применением пополняемой базы данных расчетов напряженно-деформированного состояния элементов штамповой оснастки для обоснования их проектно-технологических решений. В отличие от упрощенных расчетных моделей или прямого многократного решения задач в полной постановке, предлагаемый подход обеспечивает и точность, и оперативность решения данных задач. Установлено, что при многоконтактном соединении набора элементов штампов, которые являются многослойной конструкцией, зоны контактного взаимодействия и распределения контактного давления практически не изменяются при увеличении сил штампования, а распределения и максимальные значения контактного давления практически линейно зависят от действующих сил штампования. По результатам численных исследований напряженно-деформированного состояния элементов разделительных штампов установлены уточненные зависимости их прочностных и жесткостных характеристик от проектно-технологических параметров. EN: The work is aimed at solving actual and important for mechanical engineering, in particular, regarding the processes and machines of pressure treatment, the scientific and technical task of ensuring the characteristics of separation dies based on the study of the strength and rigidity of their elements at the design stage. To study the stress-strain state of the elements of die tooling, a complex mathematical model has been developed, which, unlike the well–known ones, makes it possible to take into account the multiple contact interaction of the elements of the technological systems under study. In addition, the parametric modeling technology is integrated into this model, which makes it possible to solve synthesis problems on the basis of more reliable nonlinear analysis problems. An approach is proposed with the use of a replenished database of calculations of the stress-strain state of elements of die tooling to substantiate their design and technological solutions. Unlike the simplified computational models or the direct multiple solution of problems in a complete formulation, the proposed approach ensures both the accuracy and efficiency of solving these problems. It has been established that with a multi-contact connection of a set of stamp elements that are multi-layered, the areas of contact interaction and contact pressure distribution do not practically change with increasing pressing forces, and the distribution and maximum values of contact pressure depend almost linearly on the existing pressing forces. According to the results of numerical studies of the stress-strain state of the elements of separation punches, the refined dependencies of their strength and stiffness characteristics on the design and technological parameters were established.