왕 후이, 루 핑, 우 유유, 뒤 홍광
, 제남 (Jinan) 250061)
초록 : 링 다이의 수명을 정량화하기 위해 링 다이의 수명에 영향을 미치는 고장 모드, 고장 메커니즘 및 구조적 요소를 분석하고, 재료의 피로 수명 테스트 데이터를 토대로 링 다이 피로 파괴의 SN 곡선을와 이블 공식에 의해 설정하고, 마지막으로, 링 다이의 피로 수명을 유한 요소 소프트웨어 COS-MOS로 정량화하고, 비 유량 계산법을 사용하여 다른 구조 파라미터로 링 다이를 계산 한 결과, 링 다이 피로 수명 데이터, 그리고 다이 홀 직경을 10mm로 결정하기 위해, 다이 홀이 번갈아 배열되고, 다이 홀 번호가 720 링이 이상적인 링 모드로 사용됩니다.
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현재 링의 수명을 조사하더라도 기계 매스 고체 성형 다이 있지만 대부분 매스 링 금형 수명 분석 정량되지 않고, 실험 단계에 남아있다.이 문서는 링 몰드의 고장 모드 및 고장 메커니즘을 분석 다른 구조적 매개 변수 링 몰드의 구조 요소 링 금형 수명, S-N 곡선 및 링 몰드의 피로 수명 설정 링 몰드 피로 파괴를 조사 하였다. 마지막 COSMOSWorks를 유한 요소 소프트웨어, 카운트 인 rainflow있어서 값 계산 링 다이 피로 수명이 얻어진다.
특성 링에 실패 연구 한 다이
1.1 고장 모드
기계 링 금형 다공성 링 부품 성형, 열악한 작업 조건,주기적인 굽힘 응력 및 접촉 압축 응력, 피로 실패의 주요 실패 형태의 결과 압출 및 재료 마찰의주기를 견딜 장기 압력 롤러의 사용. 우연의 실제 사용에 링 모드 실패.
1.2 고장 메커니즘
본 논문에서는 링 다이의 구조적 특성 인 소성 변형, 접촉 피로 및 마모 마모의 고장 메커니즘으로부터 성형 기계의 고장을 분석 할 것이다.
1) 링 다이 구멍 소성 변형 [1]다공성 링 다이의 낮은 기계적 강도 및 가압 롤러의 조정 중 지나치게 큰 인장력은 링 다이의 국부적 인 미세 균열을 초래하여 결국 피로 파괴를 야기한다.
2) 접촉 피로. 저속 회전시 링 모드 동작 큰 응력을 견딜 연락처 교번하면서 시간 피로 균열 위에 링 몰드 결국 링 몰드의 피로 파괴에 이르는 발생한다.
3) 최초 프레스 롤 마모 고장 너무 단단하게 조정하고, 상기 갭은 러빙 작은 고리 형이며 제 오거 부적절한 각도 마모 링 몰드 결국 링 몰드 피로 균열의 부분 재료의 불균일 한 분포를 초래 그리고 실패.
상기 분석 프로그램은, 최종 링 몰드 고장 모드는 피로 파괴를 나타낸다. 따라서, 링 몰드의 피로 수명을 분석하여이 연구는 링 몰드의 수명을 연구.
1.3 반지 다이의 피로 파괴에 영향을 미치는 구조 파라미터
금형 구멍 직경, 종횡비, 다이 구멍 배열 및 홀 수에 대한 주요 매개 변수의 링 모양의 구조.
2 링 모드 실패 수학 모델
Wang Weiqiang과 Chen Juhua의 42CrMo 강의 피로 특성 연구와 상기 금속 재료의 피로 특성을 종합하면 42CrMo 강의 S-N 곡선이 최종적으로 확립되었습니다 [4-6]그림 2에서 볼 수 있듯이 그림 2에서 실험 2 (a)와 일반 금속 재료 이론적 피로 수명 곡선 2 (b)에서 얻은 피로 수명 곡선이 기본 합의의 모양이 정확한 피로 곡선 이 연구에서 링 다이의 피로 수명을 분석하기위한 중요한 데이터 및 이론적 근거가됩니다.
링 다이 피로 수명의 수치 시뮬레이션
반지를 사용하여 피로 수명 연구의이 문제는 COSMOSWorks를 솔리드 웍스 3D 모델링 및 유한 요소 해석 시뮬레이션 다이, 솔리드 웍스 링에 의한 바이오 매스는 파라 메트릭 모델 다이, 둘째, 유한 요소 소프트웨어 COSMOSWorks를 링의 사용은 피로 다이 수명 분석 최종적 이론 피로 인한 부상기구 오리피스의 다른 형태로서는, 탄성 링을 사용하여 다이 구멍 해석 시뮬레이션 다수의 오리피스 배열 다른 고리와 다른 고리 피로 수명, 몰드의 순환 수명의 분석 양적.
3.1 반지 다이 피로 기하학 모델의 설립
대표 구름 [2]바이오 매스 입자의 링 몰드 특성에 대한 연구에 따르면 링 다이 구멍의 종횡비가 5 : 1 일 때 링 다이의 응력이 최소가되므로 5 : 1 종횡비 다이 홀 형상, 다이 홀 직경 (d), 연구 등의 조건 하에서 피로 수명의 배열.
이 연구에서 사용 된 재료는 42CrMo이고, 기본 재료의 매개 변수는 다음과 같습니다[7]:
3.2 링 다이 구조 정적 분석
3.2.1 구속 조건, 하중 및 경계 조건
링 다이의 실제 작업 조건에 따라 시뮬레이션 된 링 다이에 하중, 구속 조건 및 경계 조건이 적용됩니다. 링 다이의 두면에서 원주 형 다이의 양 측면에 고정 된 구속이 부과되며, Z와 같은 고정 된 위치에 대한 자유도와 모든 회전 자유도의 3 가지 방향 모두에서 링 다이 구멍의 바이오 매스 물질의 원주 압력을 시뮬레이션하기 위해 내부 표면에 수직 인 다이 구멍 평균 압력의 내부 벽에 적용되며, 도 4에 도시 된 바와 같이, 다이 홀의 내측 표면에 마찰력이 작용하여 다이 홀의 내벽에 대한 바이오 매스 원료의 마찰력 '3'을 시뮬레이션한다.
3.2.2 정적 분석 결과
Mises 응력 해석 결과와 다이 구멍의 다이 홀 변위 장 분석 결과를 각각 그림 5와 그림 6에 나타내었다.
3.3 링 다이 수명 분석
3.3.1 수명 매개 변수 설정
링 다이의 구조적 정적 분석을 토대로 링 다이의 피로 수명을 분석 할 수 있습니다.
COSMOSWorks 소프트웨어를 사용하여 링 다이의 피로 수명을 분석 할 때 소프트웨어의 파라미터는 구조의 정적 해석 요구를 충족해야하며 피로 파라미터 파라미터는 위의 다이 피로 이론에 대한 연구에 따라 설정해야합니다. SN 곡선의 링 모드 구조에 의한 S-N 곡선의 강도 감소 인자를 설정합니다 .Palmgren-Miner 선형 누적 손상 이론 (Miner 이론)과 소프트웨어 계산기의 계산 방법으로 피로 누적 손상 이론을 설정합니다 비 유량주기 계산 방법으로 설정합니다.
3.3.2 생활사 결과 분석
링 다이의 수명을 측정하기 위해서는 링 다이의 피로 수명을 고려할 필요가 있지만 링 다이의 생산도 고려해야합니다 링 다이 홀 링 금형 생산 횟수는 동일한 수명 조건, 다이 구멍 링 수가 많을수록 수율이 높아집니다. 수명 시뮬레이션 결과 분석은이 두 가지 요소에 초점을 맞 춥니 다. 온도가 120 ℃ 일 때 다이 수명 데이터가 표 1에 나와 있습니다.
표 1에서 분석 한 데이터로부터 구경 10mm, 종횡비 5 : 1, 온도 120 ℃의 조건에서 볼 때,
1) 다이 홀의 배열이 동일한 링 다이는 다이 홀 수가 증가함에 따라 링 다이의 기계적 강도가 감소하기 때문에 피로 수명이 감소합니다.
2) 다이 구멍의 수가 동일하면 다이 구멍과 교대로 배치 된 다이의 다이 수명이 예를 들어, 교대하는 800 다이 구멍의 다이 수명이 2.15 × 107시간, 병렬 864 다이 구멍의 다이 수명은 5.46 × 106두 번과 비교하여, 대체 홀 링 다이의 수명은 평행 홀 링 다이의 수명의 4 배이며 다이 구멍의 비율은 약 1 : 1입니다. 이는 링 다이 구멍이 번갈아 가며 링 다이의 힘을보다 균일하게 만들기 때문에, 강화 된 기계적 강도.
120 ℃ 링 다이 수명 곡선이 그림 8에 나와 있습니다. 그림 8에서 볼 수있는 것과 동일한 수명 조건에서 다이 홀 직경보다 10mm 링 다이 수명이 10mm 링 직경이 더 큽니다 다이 홀의 동일한 배치의 경우, 다이 홀 번호가 작고, 링 다이 수명이 더 길다.
엔지니어링에서 기계 부품의 피로 수명은 일반적으로 N = 10으로 간주됩니다6~ 107부품의 피로 수명은 무한히 길다. 링형 입자 기계의 제조에 따르면, 링 다이 수명 해석 및 상관 곡선의 데이터에 따르면, 다이 구멍은 구멍 직경 10mm, 벤치마킹으로 선택된 720 링 모드의 총 홀 수입니다.
4 결론
1)이 논문은 바이오 매스 입자 기계 링 다이의 주요 고장 모드가 피로 파괴이며 링 다이의 고장 메커니즘이 분석되었다고 결론 지었다.
2) 링 다이의 S-N 곡선이 수립되어 링 다이 피로 수명 해석에 대한 중요한 데이터와 이론적 근거를 제공합니다.
3) COSMOS 유한 요소 소프트웨어를 사용하여 링 다이의 피로 수명을 정량화하고, 다른 구조 파라미터 하에서 링 다이의 피로 수명 데이터를 얻는다. 다이 구멍 직경이 10mm이고, 다이 구멍이 교대로 배열되고, 이상적인 링 모드.
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