МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ процессов обработки металлов давлением

Description

Ю. Г. Гуляев, С. А. Чукмасов, А. В. Губинский МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ процессов обработки металлов давлением 1986 Ю Г Гуляев и др МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ процессов обработки металлов давлением 1986 КИЕВ НАУКОВА ДУМКА 1986 УДК 621.771.001(075.8) Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением/Гуляев Ю. Г., Чукмасов С. А., Губинский А. В.— Киев: Наукова думка, 1986.— 240 с. В монографии рассмотрены методы диагностирования сложных объектов, основанные на получении диагностических признаков путем обработки случайных процессов, характеризующих поведение объекта диагностирования. Описаны новые способы обработки сигналов во временной и частотных областях, применение методов последовательного анализа для диагностирования отдельных объектов. Изложены принципы организации структур специализированных вычислительных устройств повышенной надёжности, реализуемых с применением микропроцессов. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся изучением процессов пластического деформирования, разработки технологий и оборудования для обработки металлов давлением. Может быть полезна студентам вузов. Ил. 86. Табл. 10. Библиогр.: с. 230—237 (143 назв.). Ответственный редактор Ю. Н. Таран Рецензенты Н. С. Поляков, В. Н. Данченко Редакция технической литературы 2704030000-081 Г----------------------------- 463-86 М22 1(04)-86 © Издательство «Наукова думка», 1986 Юрий Геннадиевич Гуляев Сергей Александрович Чукмасов Алексей Владимирович Губинский МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Редактор Н. И. СУХОМЛИНСКАЯ Художественный редактор И. Г. ЛАГУТИН Технические редакторы Б. М. КРИЧЕВСКАЯ,- Т. С. БЕРЕЗЯК Корректоры А. И. СМОЛКИНА, Э. М. КИЯНСКАЯ, Е. С. МИРЗАМУХАМЕДОВА ИБ № 7339 Сдано в набор 28.06.85. Подп. в печ. 13.02.86. БФ 01026. Формат 84x108/32. Бум. тип. № 1. Лит. гари. Выс. печ. Усл. печ. л. 12,6. Усл. кр.-отт. 12,6. Уч.-изд. л. 14,13. Тираж 2000 экз. Заказ 6-108. Цена 2 р. 40 к. Издательство «Наукова думка». 252601 Киев 4, ул. Репина, 3. Отпечатано с матриц книжной фабрики им. М. В. Фрунзе. 310057 Харьков 57 Донсц-Захаржевского, 6/8 на книжной фабрике «Коммунист». ЗЮиТ/, Харьков 12, ул. Энгельса, 11. Предисловие Одними из важнейших задач развития народного хозяйства на современном этапе являются снижение удельной металлоемкости машин, агрегатов и оборудования, существенное сокращение отходов и потерь при производстве металлопродукции. Подавляющее большинство металлических изделий на той или иной стадии изготовления подвергаются пластическому формоизменению. По данным, представленным на Международной научной конференции «Обработка металлов давлением» (ПНР, Краков, 1982 г.), почти 98 % мирового производства стали подвергается процессам пластической деформации. В связи с этим разработка и промышленное внедрение системы мероприятий по комплексному совершенствованию процессов пластического формоизменения металлов являются важной народнохозяйственной задачей. Повышение эффективности процессов обработки металлов давлением (ОМД) представляет собой многогранную проблему, решение которой должно включать рассмотрение многих научнотехнических и конструкторско-технологических аспектов производства. Основные пути развития процессов ОМД — это разработка новых и совершенствование существующих методов и технологических режимов обработки, а также проектирование и изготовление высокопроизводительного, мощного, надежного оборудования. Конечная цель всех разработок в области ОМД — их соответствие одному или нескольким из следующих критериев: повышение производительности; снижение расходных коэффициентов металла; повышение качества продукции по показателям точности геометрических размеров, состояния поверхности, механическим свойствам и т. д.; расширение сортамента изделий в область ранее неосвоенных размеров, форм, материалов и их сочетаний; снижение энергоемкости процессов формоизменения. Совершенствование существующих и создание новых технологических процессов, повышение эффективности действующего и проектирование нового оборудования для обработки металлов давлением требуют достоверной количественно-качественной оценки параметров, характеризующих процесс деформации. Описание сложного комплекса явлений, сопровождающих пластическое формоизменение металлов, невозможно без математического моделирования. Предлагаемая книга посвящена вопросам использования методов математического моделирования при аналитическом и эмпирическом изучении процессов пластической деформации металлов. В первой части приведена общая классификация математических моделей, дана структура алгоритмов создания аналитических и эмпирических моделей, рассмотрена общая аналитическая модель процесса обработки давлением, дан анализ некоторых известных и предложены новые методы реализации аналитических и создания экспериментальных моделей. Представлены результаты оригинальных разработок. Во второй части приведены примеры реализации теоретических положений при создании моделей технологических процессов (прессование, прокатка в различных модификациях, обкатка). Обзор, главы с первой по третью и седьмая написаны Ю. Г. Гуляевым, четвёртая — Ю. Г. Гуляевым и С. А. Чукмасовым, пятая — всеми авторами совместно, шестая Ю. Г. Гуляевым и С. А. Чукмасовым, восьмая — А. В. Губинским. В книге использованы результаты разработок, выполненных М. 3. Володарским (главы третья и четвёртая) под научным руководством Ю. Г. Гуляева; в § 2 седьмой главы представлены результаты исследований, выполненных Ю. Г. Гуляевым совместно с Ю. В. Данченко. В составлении программ для ЭВМ и выполнении трудоемких статистических обработок результатов экспериментов принимали участие А. И, Головенчиц и Л. Г. Клюшник. Оглавление Предисловие ...................................................... 3 Обзор развития методов моделирования процессов ОМД .... 5 Условные обозначения..............................................11 Часть первая Теоретические основы математического моделирования процессов ОМД .... 14 Глава первая Общие сведения о математическом моделировании процессов ОМД......................................14 1. Классификация математических моделей............................14 2. Принципы создания математических моделей........................18 3. Оптимизация процессов ОМД с использованием математических моделей.........................................................25 Глава вторая Интегральная ЛММ процесса ОМД .....................30 1. Постановка задачи и основные уравнения..........................30 2. Формулировка задачи и граничные условия.........................33 3. Законы теории ОМД...............................................38 Глава третья Методы реализации математических моделей процесса ОМД..........................................64 1. Основные определения............................................64 2. Метод взвешенных невязок и его варианты.........................65 3. Энергетические методы...........................................97 4. Метод квазиадекватной модификации уравнения энергетического баланса....................................................100 5. Алгоритмы обработки экспериментальных данных...................105 Часть вторая Математическое моделирование технологических процессов ОМД....................112 Глава четвертая Прессование ............. 112 1. Общая АММ процесса...............................112 2. АММ формирования концевой продольной разностенности при прессовании биметаллических труб..................125 3. Статистическая методика определения длины концевой обрези при прессовании биметаллов........................133 4. Определение геометрических параметров центробежнолитых биметаллических заготовок.......................... 136 Г лава пятая Гидроэкструзия .................................. 140 1. Контактное взаимодействие при гидроэкструзии сплошных изделий.........................................................140 2. Контактное взаимодействие и параметры формоизменения при гидроэкструзии цилиндрических труб..............................152 3. Инерционные эффекты при гидроэкструзии..........................167 Глава шестая Продольная оправочная прокатка труб...............173 1. Одноклетевая прокатка...........................................173 2. Непрерывная прокатка............................................177 Глава седьмая Редуцирование труб ...............................183 1. Изменение средней толщины стенки................................183 2. Формирование поперечной разностенности...189 3. Оптимизация процесса редуцирования..............................207 Глава восьмая Тангенциальная обкатка труб .................... 215 1. АММ определения усилий деформации............................. . 215 2. Условие устойчивости формы заготовки при обкатке ... 221 Список литературы................................................ 230