Wang Hui, Lu Ping, Wu Yunyu, Du Hongguang
, Jinan 250061)
Resumen: La vida anillo de matriz modo de fallo molde de anillo se analizó cuantitativamente, el anillo de factores estructurales mecanismos de fallo vida del molde e impacto; La vida de fatiga de los datos experimentales para los materiales, de Weibull ecuación SN establecido fracaso anillo curva de fatiga molde, estudió la vida de fatiga del anillo de morir; finales COS-MOS por la vida de fatiga software elemento de molde de anillo de cuantificación finito, el molde de anillo de la estructura bajo diferentes parámetros numéricos rainflow conteo, obtenidos con diferentes parámetros estructurales molde de anillo anillo de datos de resistencia a la fatiga, y determina diámetro de agujero de troquel de 10 mm, el orificio de la boquilla y el orificio de la boquilla están dispuestas alternativamente átomos de molde 720 está sobre el molde de anillo.
0 Introducción
Actualmente, la vida del anillo de matriz de moldeo sólidos de biomasa máquina aunque la investigación, pero la mayoría permanecen en la etapa experimental, el análisis de anillo biomasa vida del molde no se cuantifica. Este artículo analiza el modo de fallo del molde de anillo, y mecanismos de fallo estructura de la vida factores molde de anillo, el establecimiento de anillo de molde fallo por fatiga de la curva S-N y la vida de fatiga de la molde de anillo se estudiaron. Finalmente por el software de elementos finitos COSMOSWorks, rainflow contando valor método del molde de anillo con diferentes parámetros estructurales el cálculo, se obtiene anillo morir vida de fatiga.
Estudio fracaso en el anillo Características mueren 1
1.1 forma de falla
La formación de piezas de anillo poroso de molde de la máquina, malas condiciones de trabajo, el uso de rodillo de presión a largo plazo para soportar el ciclo de extrusión y la fricción del material, resultando en esfuerzos de flexión periódicos y estrés por compresión de contacto, la principal falla de la fatiga. Falla en modo anillo en el uso real de la coincidencia.
1.2 Mecanismo de falla
En este documento, analizaremos la falla de la máquina formadora de las características estructurales de la matriz anular: el mecanismo de falla de la deformación plástica, la fatiga por contacto y el desgaste por abrasión.
1) deformación plástica del agujero del dado del anillo [1]La baja resistencia mecánica de la matriz de anillo poroso y la fuerza de tensión excesivamente grande durante el ajuste del rodillo de presión conducen a microgrietas locales en la matriz de anillo y eventualmente causan fallas por fatiga.
2) la fatiga de contacto. Funcionamiento en modo de anillo durante la rotación a baja velocidad, mientras que alterna contactos para soportar un mayor estrés, el molde de anillo sobre la grieta de fatiga vez que se produce, llevando eventualmente a fallo por fatiga del molde de anillo.
3) Primera prensa fracaso desgaste de los rodillos ajusta demasiado fuerte, y la brecha es pequeño molde de anillo, frotando, en segundo lugar barrena inapropiado ángulo, dando como resultado una distribución no uniforme de material a la parte del molde anillo de desgaste, las grietas de fatiga anillo de molde eventualmente Y el fracaso.
El análisis anterior muestra que el último modo de falla de la matriz de anillo es la falla de fatiga, por lo tanto, este estudio estudia principalmente la vida útil del anillo anular mediante el análisis de la vida de fatiga de la matriz de anillo.
1.3 afectar los parámetros estructurales de fallas por fatiga del anillo
Estructura en forma de anillo de los principales parámetros para el diámetro del orificio del molde, la relación de aspecto, la disposición del orificio del orificio y el número de orificios.
Modelo matemático de falla de 2 modos de modo
De acuerdo con este documento, fuerte y de fatiga características Wang Wei Hua Chen et levantamiento de acero 42CrMo, las características de fatiga de las características combinadas de material metálico, el eventual establecimiento de la curva S-N material de 42CrMo [4-6], Que se muestra en la Figura 2. Puede verse en la Figura 2, la forma de la curva de resistencia a la fatiga obtiene a partir de los experimentos 2 (a) y un gráfico de la vida de fatiga general teórica de material metálico 2 (b) es sustancialmente consistente, curva de fatiga pertenece a la correcta , Que está en línea con las necesidades de investigación. La curva es la base teórica y los datos importantes para analizar la vida de fatiga del anillo muerto en este estudio.
Simulación numérica del anillo Die Fatigue Life
Este problema de la resistencia a la fatiga estudio utilizando el anillo de morir de modelado en 3D de SolidWorks COSMOSWorks y finito de simulación de análisis de elementos En primer lugar, la biomasa por el anillo de SolidWorks mueren modelo paramétrico, en segundo lugar, el uso del anillo de COSMOSWorks software de elementos finitos morir de fatiga análisis vida; Finalmente, utilizando la teoría y el mecanismo de las lesiones relacionados con la fatiga como anillos elásticos para diferentes formas del orificio, los diferentes anillos de disposición de orificios y diferentes anillos de vida de fatiga de un número de troquel simulación análisis agujeros, el análisis de la vida cíclica del molde Cuantitativo
3.1 Modelo geométrico de la fatiga del anillo del establecimiento
Nube de representación [2]El estudio de las propiedades del molde de anillo de las partículas de biomasa encontró que cuando la relación de aspecto del orificio del anillo es 5: 1, la tensión en el anillo es la más pequeña, por lo que el autor solo tiene el anillo de 5: 1 Forma del orificio, diámetro del orificio (d), disposición de la vida de fatiga bajo las condiciones de la investigación.
El material utilizado en este estudio fue 42CrMo, y los parámetros del material base fueron los siguientes[7]:
3.2 análisis estático de estructura de matriz de anillo
3.2.1 Restricciones, cargas y condiciones de contorno
La operación de montaje real del molde de anillo, se aplica el molde de anillo para simular la carga, las condiciones de contorno impuestas por las restricciones y limitaciones en ambos lados del molde anillo de fijación en la dirección axial, dirección circunferencial se aplica a los dos lados de la restricción de simetría circunferencial; para X, Y, y toda la libertad de movimiento en los tres grados de libertad de rotación y las direcciones Z como se posicionados de forma fija; presión media se aplica perpendicular a la superficie interior de la pared interior del orificio de la boquilla, la materia prima de biomasa para simular la presión sobre el orificio de anillo de matriz circunferencial; simultáneamente, a lo largo de el orificio de la matriz se aplica en el taladro axial de la superficie de fricción de la matriz, la materia prima de biomasa para simular la pared interior del anillo de fricción del orificio de la boquilla '3', como se muestra en la figura.
3.2.2 resultados del análisis estático
Mises Estrés Análisis campo de desplazamiento calculado y el orificio de la Análisis orificio de la boquilla resultados calculados se muestran en la Fig. 5 y la figura 6.
3.3 análisis de la vida útil del anillo
3.3.1 configuración de parámetros de vida
Sobre la base de la estructura de una matriz anular en el análisis estático, en un anillo de morir para la vida de fatiga. Anillo circular modelo de molde como se muestra en la Fig. 7 después de que el mallado.
Cuando un anillo mueren vida de fatiga utilizando software de parametrización software COSMOSWorks además de la necesidad de cumplir con el análisis estructural estático, sino que también se basa en el estudio de la teoría del anillo fatiga molde anteriormente, los parámetros de conjunto de parámetros de la fatiga. En primer lugar, el molde anular loading curva SN, mientras que el molde de anillo está ajustado por la fuerza de la estructura debido a la curva de factor de reducción SN; teoría dispuesto acumula daños por fatiga teoría daño acumulativo (abreviado teoría Miner) de Palmgren-Miner método de cálculo lineal del software de la calculadora Establecer en método de recuento del ciclo de flujo de lluvia.
3.3.2 análisis de resultados de simulación de vida
Para medir la vida útil del anillo morir, es necesario tener en cuenta la vida de fatiga del anillo morir, pero también tener en cuenta la producción del anillo morir. El número de anillo morir tiene un mayor impacto en la producción de anillo morir, en las mismas condiciones de vida, Cuanto mayor sea el número de anillos, mayor será el rendimiento. El análisis de los resultados de la simulación de vida útil se centrará en estos dos factores. Cuando la temperatura es de 120 ℃, los datos de vida útil se muestran en la Tabla 1.
A partir de los datos analizados en la Tabla 1, se puede ver que bajo la condición de apertura 10 mm, relación de aspecto 5: 1 y temperatura 120 ℃:
1) La matriz de anillo con la misma disposición de orificios, la vida de fatiga disminuye con el aumento en el número de orificios de la matriz, ya que a medida que aumenta el número de orificios, disminuye la resistencia mecánica de la matriz anular.
2) Cuando el molde de anillo considerable número de agujeros, dispuestas alternativamente morir anillo de orificio de la boquilla vida que los orificios de la matriz dispuestas en paralelo al anillo de vida de la matriz mucho más largo, tal como 800 mueren agujeros sonar alternativamente vida de la matriz era 2,15 × 107Veces, la vida útil de los hoyos de dado 864 paralelos es 5.46 × 106La comparación secundario, el anillo anular alternativamente cuatro veces la vida de la matriz es la vida de los agujeros paralelos molde de anillo, la relación del número de orificio de la boquilla es de aproximadamente 1: 1. Esto es porque el anillo de orificio alternativamente dispuestos de tal manera que la fuerza de sonar de manera más uniforme molde, Fuerza mecánica mejorada.
La Figura 8 muestra la curva de vida de la matriz de 120 under, en las mismas condiciones de vida, el diámetro del orificio del dado de 10 mm de vida del anillo alternativamente dispuesta que el diámetro del orificio del dado. En el caso de la misma disposición del orificio de la matriz, el número de orificios es pequeño, la vida útil del anillo es mayor.
En ingeniería, la vida de fatiga de las piezas mecánicas generalmente se considera como N = 106~ 107La vida de fatiga de las piezas se considera infinitamente larga. Según la producción de la máquina de partículas en forma de anillo, según los datos del análisis de la vida útil del anillo y la curva de correlación, los orificios de la matriz se disponen alternativamente con un diámetro de orificio de 10 mm. El número total de agujeros para el modo de anillo 720 seleccionado como punto de referencia.
4 Conclusión
1) El documento concluyó que el modo de falla principal del anillo de la máquina de partículas de biomasa es la falla por fatiga, y se analiza el mecanismo de falla del anillo.
2) Se establece la curva S-N del anillo dado, que proporciona datos importantes y bases teóricas para el análisis de la vida útil de la fatiga del anillo.
3) por medio de software de elementos finitos COSMOS vida de fatiga matriz anular de cuantificación, los datos de la vida de fatiga obtenidas bajo diferente anillo de matriz Parámetros de la estructura estudio de 10 mm diámetro de la matriz hoyos obtenido, morir agujeros están dispuestas alternativamente, el número de matriz anular taladro 720 es Modo de anillo ideal.
Referencias
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