Численный анализ процесса объемной штамповки пористых заготовок в штампе с реализацией активных сил трения
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-3-17-24
Аннотация
Приведены результаты моделирования процесса горячей штамповки пористых порошковых заготовок в штампе, обеспечивающем действие активных сил трения по боковой поверхности деформируемой заготовки, которые реализуются за счет внутренних связей системы матрица–материал. Изучалась эволюция распределения относительной плотности по сечению заготовки на разных стадиях деформации, напряженно-деформированного состояния и общего усилия деформации при варьировании граничных условий нагружения путем изменения усилия начального сжатия упругих элементов, препятствующих смещению матрицы. Показано, что в результате действия активных сил трения в периферийной области поковки, прилегающей к внутренней боковой поверхности матрицы, наблюдаются участки с существенно более высокой интенсивностью деформаций по сравнению с деформациями в центральной части объема заготовки. При этом объем области повышенной интенсивности деформаций и максимальные значения деформации возрастают с уменьшением усилия начального сжатия пружин и, соответственно, с увеличением величины смещения матрицы в процессе деформации. Реализация автоперемещения матрицы за счет внутренних связей системы матрица–материал приводит к снижению общего усилия деформации, причем с уменьшением величины смещения матрицы в процессе деформации усилие деформации растет.
Об авторах
Г. А. Баглюк
Институт проблем материаловедения им. И.М. Францевича НАН Украины
Украина
Украина
Баглюк Г.А. - докт. техн. наук, акад. НАН Украины, проф., зам. директора по научной работе
02180, Украина, г. Киев, ул. Кржижановского, 3
С. Ф. Кирилюк
Институт проблем материаловедения им. И.М. Францевича НАН Украины
Украина
Украина
Кирилюк С.Ф. - аспирант
02180, Украина, г. Киев, ул. Кржижановского, 3
Список литературы
1. Dixit U.S., Joshi S.N., Davim J.P. Incorporation of material behavior in modeling of metal forming and machining processes: A review. Mater. Design. 2011. Vol. 32. P. 3655—3670.
2. Narayanasamy R., Ramesh T., Pandey K.S. Some aspects on cold forging of aluminium—iron powder metallurgy composite under triaxial stress state condition. Mater. Design. 2008. Vol. 29. P. 891—903.
3. Baglyuk G. Densification and shape change of porous billets in closed and open dies. In: Recent Developments in Computer Modeling of Powder Metallurgy Processes. IOS Press. NATO Sci. Ser. 2001. P.163—168.
4. Горохов В.М., Дорошкевич Е.А., Звонарев Е.В. Уплотнение и формоизменение порошковых материалов при горячем прессовании в условиях неоднородного напряженно-деформированного состояния. Порошковая металлургия. 1984. No. 5. С. 100—105.
5. Баглюк Г.А., Хоменко А.И. Особенности деформированного состояния пористых заготовок при их закрытой и открытой горячей штамповке. Известия вузов. Цветная металлургия. 2015. No. 1. C. 57—62.
6. Qiu J.W., Liu Y., Liu B., Liu Y.B. Optimizing the hotforging process parameters for connecting rods made of PM titanium alloy. J. Mater. Sci. 2012. Vol. 47. P. 3837—3848. DOI: 10.1007/s10853-011-6239-4.
7. Narayanasamy R., Senthilkumar V., Pandey K.S. Some aspects on hot forging features of P/M sintered iron preforms under various stress state conditions. Mech. Mater. 2006. Vol. 38. P. 367—386.
8. Баглюк Г.А. Влияние деформационных параметров на структуру и свойства горячештампованных порошковых материалов. Обработка материалов давлением. 2011. No. 1 (26). С. 139—145.
9. Цыркин А.Т., Рябичева Л.А., Любчич К.В., Рябовол Т.А. Влияние противодавления на качество изделий при прямом выдавливании порошковых пористых заготовок. В кн: Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні. Луганск: Изд-во СНУ им. В. Даля, 2009. C. 20—26.
10. Buckingham R. C., Argyrakis C., Hardy M. C., Birosca S. The effect of strain distribution on microstructural developments during forging in a newly developed nickel base superalloy. Mater. Sci. Eng. A. 2016. Vol. 654. P. 317—328.
11. Ma Q, Lin Z-Q, Yu Z-Q. Prediction of deformation behavior and microstructure evolution in heavy forging by FEM. Int. J. Adv. Manufact. Technol. 2009. Vol. 40. P. 253—260.
12. Bontcheva N. Microstructure evolution during metal forming processes. Comput. Mater. Sci. 2003. Vol. 28. P. 563—573.
13. Das S., Klotz M., Klocke F. EDM simulation: finite element-based calculation of deformation, microstructure and residual stresses. J. Mater. Process. Technol. 2003. Vol. 142. P.434—451.
14. Jeong H.S., Cho J.R. Microstructure prediction of Nimonic 80A for large exhaust valve during hot closed die forging. J. Mater. Process. Technol. 2005. Vol. 162. P. 504—511.
15. Охрименко Я.М. Полезное действие трения в процессах штамповки, прессования и выдавливания. Кузнечно-штамповочное производство. 1981. No. 6. С. 17—20.
16. Баглюк Г.А. Усовершенствование процессов деформирования порошковых материалов на основе управления силами контактного трения. Порошковая металлургия. 2002. No. 1-2. С. 19—25.
17. Manisekar K., Narayanasamy R., Malayappan S. Effect of friction on barreling in square billets of aluminium during cold upset forging. Mater. Design. 2006. Vol. 27. No. 2. P. 147—155.
18. Баглюк Г.А., Мажарова Г.Е. Штамп для штамповки порошковых заготовок с активными силами трения. Порошковая металлургия. 1989. No. 4. С. 92—94.
19. Shima S., Oyane M. Plasticity theory for porous metals. Int. J. Mech. Sci. 1976. Vol. 18. P. 285—291.
20. Khoei A.R. Computational plasticity in powder forming processes. Elsevier Sci., 2005.
21. Дорофеев В.Ю., Егоров С.Н. Межчастичное сращивание при формировании порошковых горячедеформированных материалов. М.: Металлургиздат, 2003.
Рецензия
Для цитирования:
Баглюк Г.А., Кирилюк С.Ф. Численный анализ процесса объемной штамповки пористых заготовок в штампе с реализацией активных сил трения. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020;(3):17-24. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-3-17-24
For citation:
Bagliuk G.A., Kyryliuk S.F. Numerical analysis of porous blank die forging in the die with the implementation of active friction forces. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2020;(3):17-24. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-3-17-24
Просмотров:
518
Послать статью по эл. почте 