Wang Hui, Lu Ping, Wu Yunyu, Du Hongguang
, Jinan 250061)
Résumé: Le mode de défaillance de moule de bague vie de la filière en anneau quantitativement analysé, l'anneau de facteurs structurels mécanismes de défaillance de vie du moule et de l'impact, la résistance à la fatigue des données expérimentales pour les matériaux, de l'équation de Weibull anneau de courbe SN établi une rupture par fatigue de moule, a étudié la durée de vie de la filière annulaire, COS-MOS finaux par le moule annulaire de quantification de vie à la fatigue du logiciel des éléments finis, le moule annulaire de la structure sous le comptage de différents paramètres numériques, obtenus avec moule en anneau des différents paramètres structurels les données de résistance à la fatigue, et détermine le diamètre du trou de filière de 10 mm, l'orifice de la filière et l'orifice de filière sont disposés en alternance anneau atomes moule 720 est sur le moule en anneau.
0 Introduction
À l'heure actuelle, la vie de la filière annulaire de moulage solides de la biomasse de la machine, bien que la recherche, mais la plupart restent au stade expérimental, l'analyse de l'anneau de la biomasse la vie de moule n'est pas quantifié. Cet article analyse le mode de défaillance du moule annulaire et mécanismes de défaillance durée de vie de moule annulaire facteurs de la structure, la bague courbe moule échec de S-N fatigue établissement et la durée de vie du moule de bague ont été étudiés. Enfin par un logiciel d'éléments finis COSMOSWorks, RAINFLOW compter la valeur de la méthode de la matrice annulaire avec différents paramètres structurels le calcul, on obtient la fatigue filière annulaire.
Etude de défaillance sur l'anneau Caractéristiques meurent 1
1.1 mode de défaillance
Formant des pièces d'anneau poreux moule moule, mauvaises conditions de travail, l'utilisation de rouleau de pression à long terme pour résister au cycle d'extrusion et de friction matérielle, entraînant une contrainte de flexion périodique et la contrainte de compression de contact, la principale forme de défaillance de fatigue. Echec du mode anneau dans l'utilisation réelle de la coïncidence.
1.2 Mécanisme d'échec
Dans cet article, nous allons analyser la défaillance de la machine de formage à partir des caractéristiques structurelles de la matrice - le mécanisme de défaillance de la déformation plastique, la fatigue de contact et l'usure abrasive.
1) anneau die die déformation plastique [1]La faible résistance mécanique de l'anneau poreux et la force de tension excessivement grande pendant le réglage du rouleau de pression conduisent à des microfissures locales dans la filière annulaire et finissent par provoquer une rupture par fatigue.
2) Fatigue de contact: Lorsque la filière tourne, elle tourne à faible vitesse et subit en même temps une forte contrainte de compression par contact alternatif.Après un certain temps, la filière subit une fissure de fatigue et éventuellement une rupture de fatigue.
3) Défaillance d'abrasion: d'abord, le rouleau presseur est trop serré et l'espace entre le moule et l'anneau est faible, l'angle du tournevis n'est pas approprié, entraînant une usure partielle du moule en raison de la répartition irrégulière des matériaux et des fissures de fatigue. Et l'échec.
L'analyse ci-dessus montre que le mode de rupture ultime de la filière annulaire est la rupture par fatigue, par conséquent, cette étude étudie principalement la durée de vie de la filière en analysant la durée de vie en fatigue de la filière annulaire.
1.3 affectent les paramètres structuraux d'échec de fatigue de filière d'anneau
Structure annulaire des paramètres principaux pour le diamètre du trou de moule, le rapport d'aspect, l'arrangement de trou de matrice et le nombre de trous.
Modèle mathématique de l'échec du mode 2 anneaux
Sur la base de l'étude des propriétés de fatigue de l'acier 42CrMo par Wang Weiqiang et Chen Juhua, combinée avec les caractéristiques de fatigue des matériaux métalliques mentionnés ci-dessus, la courbe S-N de l'acier 42CrMo est finalement établie [4-6]Comme le montre la Fig. 2, la courbe de résistance à la fatigue 2 (a) obtenue à partir des expériences correspond essentiellement à la courbe de résistance à la fatigue théorique 2 (b) du matériau métallique universel et appartient à la courbe de fatigue correcte , Qui est en ligne avec les besoins de recherche.La courbe est les données importantes et la base théorique pour l'analyse de la résistance à la fatigue de mourir de l'anneau dans cette étude.
Simulation numérique de la vie de fatigue d'anneau meurent
Ce problème de l'étude de la fatigue en utilisant l'anneau meurent COSMOSWorks SolidWorks la modélisation 3D et simulation d'analyse par éléments finis En premier lieu, la biomasse par l'anneau SolidWorks mourir modèle paramétrique, d'autre part, l'utilisation de l'anneau COSMOSWorks de logiciel d'éléments finis meurent fatigue l'analyse de la vie; Enfin, en utilisant la théorie et le mécanisme de blessures liées à la fatigue que les anneaux élastiques de formes différentes de l'orifice, l'agencement à orifices différents anneaux et les différents anneaux vie fatigue d'un certain nombre de simulation d'analyse des trous matrice, l'analyse de la durée de vie cyclique du moule quantifiés.
3,1 moule annulaire fatigue pour établir un modèle géométrique
Shen Shuyun [2]Etude du modèle de noyau moulé de particules de biomasse ont trouvé rapport d'aspect de l'anneau d'orifice matrice de 5: 1, pour réduire au minimum le moule annulaire subi de contrainte, de sorte que seul l'auteur du rapport d'aspect de l'orifice de 5: 1 dans le moule en anneau durée de vie dans les conditions de la forme de l'orifice de la filière, un diamètre d'orifice de filière (D), ont été étudiés arrangement.
L'anneau de matériau de moulage accès à l'étude 42CrMo, les paramètres suivants du matériau de base[7]:
3.2 anneau die matrice structure analyse statique
3.2.1 contraintes, charges et conditions aux limites
Selon l'état de fonctionnement réel de la matrice, les conditions de charge, de contrainte et de limite sont appliquées à la matrice annulaire simulée. Sur les deux côtés de la matrice, des contraintes fixes sont imposées des deux côtés de la matrice circonférentielle, Z et ainsi de suite dans les trois directions de la liberté de mouvement et tous les degrés de liberté de rotation pour le positionnement fixe, appliqué à la paroi interne de la pression moyenne perpendiculaire à la surface interne pour simuler la pression circonférentielle de la biomasse sur le trou de la matrice; Une force de frottement est appliquée à la surface interne du trou de matrice dans la direction axiale du trou de matrice pour simuler la force de friction '3' de la matière première de biomasse à la paroi interne du trou de matrice comme représenté sur la figure 4.
3.2.2 résultats de l'analyse statique
Les résultats de l'analyse des contraintes de Mises et de l'analyse du champ de déplacement du trou de matrice sont montrés sur la figure 5 et la figure 6, respectivement.
3.3 analyse de la durée de vie de l'anneau
3.3.1 paramètres de paramètres de vie
Sur la base de l'analyse statique structurelle de la matrice, la durée de vie en fatigue de la matrice peut être analysée.
Lors de l'utilisation du logiciel COSMOSWorks pour analyser la durée de vie de la matrice, les paramètres du logiciel doivent répondre aux besoins de l'analyse statique de la structure, et les paramètres de fatigue doivent être réglés selon l'étude de la théorie de la fatigue. De la courbe SN, et définir le facteur de réduction de force pour la courbe S-N causée par la structure en mode anneau La théorie des dommages cumulés de fatigue est définie comme la théorie des dommages cumulatifs linéaires de Palmgren-Miner et la méthode de calcul du calculateur logiciel Régler sur la méthode de comptage du cycle d'écoulement de la pluie.
3.3.2 analyse des résultats de simulation de vie
Pour mesurer la durée de vie de la filière, il est nécessaire de prendre en compte la durée de vie en fatigue de la filière, mais aussi de tenir compte de la production des filières: le nombre de filières a un impact plus important sur la filière Plus le nombre d'anneaux est élevé, plus le rendement est élevé. L'analyse des résultats de la simulation de durée de vie se concentrera sur ces deux facteurs. Lorsque la température est de 120 ℃, les données de durée de vie sont indiquées dans Tab.1.
A partir des données analysées dans le tableau 1, on peut voir que dans les conditions d'ouverture 10mm, rapport d'aspect 5: 1 et température 120 ℃:
1) La bague meurt avec la même disposition de trous de matrice, la durée de vie à la fatigue diminue avec l'augmentation du nombre de trous de matrice, car le nombre de trous de matrice augmente, la résistance mécanique diminue.
2) Lorsque le nombre de trous de filière est égal, la durée de vie des trous de filière disposés en alternance est beaucoup plus longue que celle de la filière en parallèle avec les trous de filière.7Les temps, la durée de vie des trous de matrice parallèles 864 est de 5,46 × 106Comparativement aux deux, la durée de vie de l'anneau de trou alterné est de 4 fois la durée de vie de la matrice de trous parallèles, tandis que le ratio des trous de matrice est d'environ 1: 1. Résistance mécanique améliorée.
120 ℃ bague courbe de vie de la matrice montrée à la figure 8. Peut être vu de la figure 8, dans les mêmes conditions de vie, le diamètre de trou de die 10mm alternativement agencé durée de vie de bague que le diamètre de trou de matrice Dans le cas de la même disposition du trou de matrice, le nombre de trous de matrice est petit, la durée de vie de la matrice est plus élevée.
En ingénierie, la durée de vie en fatigue des pièces mécaniques est généralement considérée comme N = 106~ 107La durée de vie en fatigue des pièces est considérée comme infiniment longue.Selon la production d'une machine à particules annulaire, selon les données de l'analyse de durée de vie de la bague et de la courbe de corrélation, les trous de matrice sont disposés alternativement avec un diamètre de trou de 10 mm, Le nombre total de trous pour le mode de sonnerie 720 sélectionné comme référence.
4 Conclusion
1) Le document conclut que le principal mode de défaillance de la filière de la machine à biomasse est la rupture par fatigue, et le mécanisme de rupture de la filière annulaire est analysé.
2) La courbe S-N de la matrice en anneau est établie, ce qui fournit des données importantes et une base théorique pour l'analyse de la durée de vie en fatigue de la matrice.
3) Au moyen du logiciel d'éléments finis COSMOS, on quantifie la durée de vie en fatigue de la filière et on obtient les données de résistance à la fatigue de la filière sous différents paramètres structuraux: on constate que le diamètre du trou est de 10 mm, Mode anneau idéal.
Références:
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