Ван Хуэй, Лу Пин, Ву Юнью, Ду Хунгуан
, Цзинань, 250061)
Аннотация: Для количественной оценки срока службы кольцевой матрицы анализируются режимы отказа, механизмы разрушения и структурные факторы, влияющие на срок службы кольцевой головки. На основании данных испытаний на усталостную характеристику материала кривая SN для усталости кольцевого штампа устанавливается по формуле Вейбулла, Изучается усталостная долговечность кольцевой головки. Наконец, усталостная долговечность кольцевой головки определяется количественно программным обеспечением конечных элементов COS-MOS. Метод подсчета потока дождя используется для расчета кольцевой головки под разными структурными параметрами. Результаты показывают, что кольцевая головка Данные о усталостной усталости, а также для определения диаметра отверстия в кубике 10 мм отверстия для матрицы поочередно расположены, а число отверстий для штамповки кольца 720 для идеального кольцевого режима.
0 Введение
В настоящее время жизни колец умирает формования твердых частиц биомассы, хотя машина исследования, но большинство остается в экспериментальной стадии, анализ биомассы кольцевой жизни пресс-форме не определен. В статье анализируется режим отказа от кольцевой формы, а также механизмы отказов структура жизни факторы кольца формы, были изучены установления кольцева форма усталостное разрушение S-N кривой и усталостную долговечность кольца пресс-формы. Наконец, с помощью программного обеспечения COSMOSWorks конечного элемента, Rainflow считая метод значение кольцевой формы с различными структурными параметрами Рассчитано для получения усталостной жизни кольца.
1 характеристики отказа в кольцевом режиме
1.1 ошибка
Формообразующие кольцевые детали из формовочной машины, плохие условия работы, использование долговременного прижимного ролика для выдерживания цикла экструзии и трения материала, что приводит к периодическому изгибному напряжению и контактному сжимающему напряжению, основной форме отказа от усталости. Сбой кольцевого режима при фактическом использовании совпадения.
1.2 Механизм отказа
В этой статье мы проанализируем отказ формовочной машины от структурных особенностей кольцевой матрицы - механизм разрушения пластической деформации, контактной усталости и абразивного износа.
1) пластическая деформация [1]Низкая механическая прочность пористой кольцевой матрицы и чрезмерно большое усилие растяжения при регулировке прижимного ролика приводят к местным микротрещинам в кольцевой головке и в конечном итоге приводят к нарушению усталости.
2) Контактная усталость: когда кольцевая головка работает, она вращается с малой скоростью и одновременно выдерживает большое поперечное напряжение сжимающего контакта. После периода кольцевой деформации могут возникать усталостные трещины, что в конечном итоге приводит к усталостному разрушению кольцевой головки.
3) Срыв истирания: во-первых, прижимной ролик слишком плотный, а зазор с кольцевой формой мал, трение между собой, во-вторых, угол отвертки не подходит, что приводит к частичному износу кольцевой пресс-формы из-за неравномерного распределения материалов и усталостных трещин И провал.
Вышеприведенный анализ показывает, что конечным способом разрушения кольцевого штампа является усталостная недостаточность, поэтому в этом исследовании в основном изучается срок службы кольцевой матрицы, анализируя усталостную долговечность кольцевой матрицы.
1.3 влияют на структурные параметры разрушения усталостной деформации кольца
Кольцевидная структура основных параметров для диаметра отверстия в пресс-форме, соотношение сторон, расположение отверстий в отверстиях и количество отверстий.
2 математическая модель отказа режима вызова
Основываясь на изучении усталостных свойств стали 42CrMo Wang Weiqiang и Chen Juhua в сочетании с усталостными характеристиками вышеупомянутых металлических материалов, наконец, была установлена кривая S-N из стали 42CrMo [4-6]Как показано на рисунке 2. Из рисунка 2 видно, что кривая жизненного цикла 2 (а), полученная в результате экспериментов, в основном соответствует форме теоретической кривой усталостной долговечности 2 (б) универсального металлического материала и относится к правильной кривой усталости , Что соответствует потребностям исследований. Кривая - это важные данные и теоретическая основа для анализа усталостной жизни кольца в этом исследовании.
Численное моделирование жизни усталости кольца
В этом исследовании усталостная долговечность кольцевого штампа будет смоделирована с использованием 3D-моделирования SolidWorks и программного обеспечения конечных элементов COSMOSWorks. Во-первых, параметрическая модель кольцевого штампа биомассы устанавливается SolidWorks.Secondly, усталость кольцевой головки моделируется программным обеспечением конечного элемента COSMOSWorks Наконец, используя связанную теорию упруго-пластической механики и механизм усталостного повреждения, мы проанализировали и моделировали усталостный срок службы различных кольцевых отверстий, расположение различных кольцевых отверстий и число отверстий в разных кольцевых отверстиях, количественно.
3.1 геометрическая модель усталостной кольцевой штамповки
Облако представления [2]Изучение свойств кольцевой формы частиц биомассы показало, что, когда отношение размеров кольца к отверстию составляет 5: 1, напряжение на кольцевой головке является наименьшим, поэтому автор имеет только кольцевую матрицу 5: 1 Форма формы отверстия, диаметр отверстия (d), расположение усталостной жизни в условиях исследования.
Материал, использованный в этом исследовании, составлял 42CrMo, а параметры основного материала были следующими[7]:
3.2 статический анализ структуры матрицы
3.2.1. Ограничения, нагрузки и граничные условия
В соответствии с фактическим рабочим состоянием кольцевой матрицы на смоделированную кольцевую матрицу наносят нагрузку, ограничение и граничные условия. На обеих сторонах кольцевой головки фиксированные ограничения накладываются на обе стороны кольцевой матрицы, Z и т. Д. На всех трех направлениях свободы движения и всех вращательных степеней свободы для фиксированного позиционирования, прикладываемых к внутренней стенке среднего давления отверстия в отверстии перпендикулярно внутренней поверхности для имитации окружного давления материала биомассы на кольцевое отверстие для штамповки, Усилие трения прикладывается к внутренней поверхности отверстия матрицы в осевом направлении отверстия штампа для имитации силы трения «3» сырья биомассы к внутренней стенке отверстия для штампа, как показано на фиг.4.
3.2.2 результаты статического анализа
Результаты анализа напряжений Мизеса и полевого анализа дыры в скважине показаны на фиг.5 и фиг.6 соответственно.
3.3.
3.3.1 настройки параметров жизни
Основываясь на структурном статическом анализе кольцевой матрицы, можно проанализировать усталостную долговечность кольцевой головки.
При использовании программного обеспечения COSMOSWorks для анализа усталостного срока службы кольцевой головки параметры программного обеспечения должны удовлетворять потребностям статического анализа структуры, а параметры параметров усталости необходимо устанавливать в соответствии с вышеприведенным исследованием теории усталости штамма. Во-первых, Из кривой SN и установить коэффициент уменьшения прочности для кривой S-N, вызванный структурой кольцевого режима. Теория кумулятивного повреждения усталости задана как теория линейного кумулятивного повреждения Палмгрен-Майнера (теория шахтеров) и метод расчета программного калькулятора Установите метод подсчета количества потока дождя.
3.3.2 анализ результатов моделирования
Чтобы измерить срок службы кольцевой матрицы, необходимо учитывать усталостную долговечность кольцевой головки, но также учитывать производство кольцевой матрицы. Количество кольцевой головки оказывает большее влияние на производство кольцевых штампов при одинаковых жизненных условиях, Чем выше число колец, тем выше выход. Анализ результатов моделирования продолжительности жизни будет сфокусирован на этих двух факторах. Когда температура составляет 120 ℃, данные о сроке службы приведены в табл.1.
Из данных, проанализированных в таблице 1, можно видеть, что при условии апертуры 10 мм соотношение сторон 5: 1 и температура 120 ℃:
1) Кольцевая головка с тем же расположением отверстий в матрице, срок усталости уменьшается с увеличением числа отверстий для штампов, поскольку по мере увеличения количества отверстий для штампа механическая прочность кольцевой головки уменьшается.
2) Когда число отверстий в матрице равно, срок службы штампованных отверстий, расположенных поочередно, намного длиннее, чем у матрицы, расположенной параллельно отверстиям штампа. Например, срок службы штампа для чередующихся отверстий для 800 отверстий составляет 2,15 × 107Времена, срок службы параллельных отверстий диаметром 864 составляет 5,46 × 106Времена. По сравнению с двумя, срок службы чередующейся кольцевой головки умирает в 4 раза от срока службы параллельной кольцевой штамповки, тогда как соотношение отверстий в отверстиях составляет около 1: 1. Это связано с тем, что отверстия в кольцевой головке чередуются, чтобы заставить кольцевую штампу более равномерную, Повышенная механическая прочность.
120 ℃ кривая срока службы колец, показанная на рисунке 8. Как видно из рисунка 8, при одинаковых жизненных условиях диаметр отверстия штампа 10 мм попеременно расположенного кольцевого штампа, чем диаметр отверстия в отверстии диаметром 15 мм, дает большую В случае такой же конструкции отверстия для штампа число отверстий в отверстии мал, срок службы кольца выше.
В технике усталостная долговечность механических частей обычно рассматривается как N = 106~ 107Усталостная долговечность деталей считается бесконечно длинной. Согласно производству кольцеобразной машины для частиц, согласно данным анализа срока службы кольцевой матрицы и корреляционной кривой, отверстия для матрицы поочередно расположены с диаметром отверстия 10 мм, Общее количество отверстий для 720-кольцевого режима, выбранного в качестве эталона.
4 Заключение
1) В документе сделан вывод о том, что основным способом отказа в кольцевом штампе машины для частиц биомассы является отказ от усталости, и анализируется механизм разрушения кольцевого штампа.
2) Установлена кривая S-N кольцевой головки, которая обеспечивает важные данные и теоретическую основу для анализа долговечности кольцевого штампа.
3) С помощью программного обеспечения конечного элемента COSMOS срок усталости кольцевой головки измеряется количественно, а данные о долговечности кольцевого штампа при различных структурных параметрах получены. Обнаружено, что диаметр отверстия для матрицы составляет 10 мм, отверстия в отверстиях поочередно расположены, Идеальный режим звонка.
Ссылки:
'1' Yao W X, Xia K Q, Gu Y. О фактогенном коэффициенте Kf'J '. International Journal of Fatigue, 1995, 17 (4): 245-251.
'2' SHEN Shuyun. 'D'. Исследование свойств моделей частиц из биомассы с формованным кольцом. Цзинань: Шаньдунский университет, 2008.
«3» Тан Айчжун, Ма Хайлун, Донг Юпинг. Гидростатическое напряжение в экструзии биомассы J '. Возобновляемая энергия, 2006 (2): 28-31.
«4» WANG Wei-qiang, XU Nan, HE Qing-qiang. Эксперимент и анализ виртуальной цельной жизни 42CrMo закаленного механизма «J». Journal of Agricultural Mechanics, 2006, 37 (3): 126-129;
«5» Чэнь Юхуа, Сюй Нан, Яньцю. Испытание на полную жизнь и анализ данных механической трансмиссии 42CrMo «J». Механическая трансмиссия, 2005 (5): 63-65.
«6» Он Болин, Ли Шижен, Ю Инсиа и др. Контактная усталость, усталостная усталость и прочность при изгибе 42CrMo стали M + F двухслойная микроструктура «J». Механическая прочность, 2004, 26 (4): 431-435 ,
«7» Китайское машиностроительное общество, Китайский редакционно-конструкторский кодекс дизайна машин. Китайский машиностроительный код 2 «М». Наньчан: Jiangxi Science and Technology Press, 2002: 17-18.
«8» Ван Мин. Основные технические параметры гранулятора кольцевого гранулятора «J». Hunan feed, 2006 (4): 39-41.
