Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ 6
1.1. Испытание на растяжение 7
1.2. Испытание на сжатие 12
1.3. Испытание на кручение 15
1.4. Вывод 18
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАДКИ В QFORM 18
Вывод 23
3. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ 24
3.1. Принцип работы нового устройства 25
3.2. ЗИ-моделирование работы нового устройства 28
3.3. Вывод 32
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВОГО УСТРОЙСТВА 33
Вывод 37
5. ОЦЕНКА СХОДИМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ 37
Вывод 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 42
Исследование пластических свойств металлов и сплавов является
основой производства продукции черной и цветной металлургии. Благодаря изучению пластических свойств имеются представления о деформируемости металлов и сплавов для составления различных технологических процессов обработки металлов давлением. Изучение характеристик металла основывается на влиянии внешних задаваемых параметров на протекание процессов ОМД. Для исследований пластических свойств необходимо специальное оборудования, с помощью которых осуществляется анализ свойств и характеристик металлов и сплавов. С развитием металлургии и появлением новой продукции также развивается отрасль металлургии по производству оборудований для исследований свойств материалов.
Настоящая работа посвящена разработке нового устройства для исследований пластических свойств металлов и сплавов, а также оценке его работоспособности. Разработка нового устройства велась при помощи Российского научно-исследовательского института трубной
промышленности (РосНИТИ). Для оценки работоспособности нового устройства для исследований пластических свойств металлов и сплавов применялись компьютерные программы QForm и SolidWoks. С помощью QForm производилось SD-моделирование процесса исследования пластических свойств металлических образцов в режиме сжатия для оценки сходимости результатов с первичными данными экспериментального исследования на новом устройстве. Также полученные результаты моделирования QForm являются обоснованием для выбора приспособления, которое осуществляет деформацию при проведении испытаний. SolidWorks применялась в целях оценки прочностных свойств нового устройства, в котором была составлена SD-модель нового устройства и приложена нагрузка к определенным местам.
С помощью проведенных исследований были разработаны рекомендации по усовершенствованию нового устройства в направлении автоматизации, тем самым обеспечена перспектива успешного применения разрабатываемого нового устройства в области исследований пластических свойств материалов.
В данной выпускной квалификационной работе было разработано оборудование для исследований пластических свойств материалов, работающим в режиме сжатия. С помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks были получены результаты о способности оборудования выдерживать максимальную нагрузку развиваемую гидравлическим домкратом. Также было проведено SD-моделирование процесса осадки с помощью программы QForm образцов стали 20, c помощью которого было изучено на практике влияние задаваемых параметров на сопротивление деформации, а также были получены результаты усилий для осуществления деформации образцов, и следовательно, сделан выбор приспособления, которое осуществляет деформацию образца. Экспериментальное исследование пластических свойств стали 20 показало, что новое устройство способно деформировать образцы на фиксированное расстояние. Тем самым из экспериментального исследования были получены результаты усилий, зарегистрированных при осадке образцов и размеры образцов, с помощью которых произведено вычисление сопротивления деформации. Оценка сходимости результатов экспериментального исследования и результатов конечно-элементной модели, реализованной в QForm позволяет определить погрешности получаемых результатов и сопоставить результаты влияния задаваемых параметров на степень деформации, с помощью чего было установлено, что новое устройство нуждается в применении автоматизации путем установки оптического датчика ИСД-3, регистрирующего перемещения и установки привода, осуществляющего деформацию. В качестве привода, осуществляющего деформацию имеет смыл применить компактную гидростанцию. С помощью датчика ИСД-3 осуществляется воздействие на дроссельную заслонку гидростанции, тем самым производится контроль подачи жидкости в гидроцилиндр для контроля перемещения поршня.
Представленный вариант автоматизации нового устройства позволит улучшить точность задаваемых параметров и регистрируемых данных.
