Методы моделирования переходных процессов системы рекуперации электроэнергии в многодвигательных подъемно-транспортных механизмах

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕ-ДЕФОРМИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПУТЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ А.Н. Афонин ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», г. Орел, Россия Винтовые поверхности находят широкое применение в современном машиностроении. В частности, наиболее распространенным примером винтовых поверхностей являются резьбы. Известно, что наиболее перспективными способами формообразования и упрочнения винтовых поверхностей являются способы обработки пластическим деформированием – накатыванием. Накатывание обеспечивает значительное повышение статической и, в особенности, усталостной прочности формируемой винтовой поверхности. Однако, оно имеет ряд недостатков, в частности достаточно жесткие ограничения по размерам винтовой поверхности и механическим свойствам обрабатываемого материала. Расширить область применения накатывания винтовых поверхностей можно с помощью комбинированной режущедеформирующей обработки (накатывания винтовых поверхностей по предварительно нарезанному профилю). Срезание части припуска позволяет уменьшить степень деформации при последующем накатывании. Винтовые поверхности с большим шагом и винтовые поверхности на деталях твердостью более HRC 50 целесообразно получать обработкой резанием (например вихревой обработкой) с последующим упрочнением поверхностным пластическим деформированием (ППД). Однако, применение комбинированной режуще-деформирующей обработки винтовых поверхностей сдерживается ее недостаточной изученностью. В частности отсутствуют научно обоснованные рекомендации по выбору схемы деформирования и распределения припуска, т.е. глубины предварительно нарезанной винтовой канавки. Рассмотрим методику выбора рациональных параметров режуще-деформирующего формообразования винтовых поверхностей на примере накатывания резьб. При комбинированной обработке резьб могут быть реализованы различные схемы деформирования. Классификация схем деформирования при режуще-деформирующей обработке резьб в зависимости от формы предварительно нарезанной винтовой канавки [2] приведена на рис. 1. Решение задачи о выборе схемы деформирования и припуска под накатывание требует исследования полей напряжений и деформаций в инструменте и заготовке. Поскольку при накатывании винтовых поверхностей имеет место сложное объемное напряженно-деформированное состояние, подобные исследования могут быть произведены только с помощью современных численных методов, в частности метода конечных элементов (МКЭ). Для определения необходимой схемы деформирования и глубины предварительно нарезанной винтовой канавки проведено моделирование процесса режуще-деформирующей обработки винтовых поверхностей с помощью МКЭ в системе DEFORM. Применение МКЭ требует корректной постановки граничных и начальных условий и тщательной проработки методики моделирования [1]. Для упрощения расчетов резьбу целесообразно представить в виде двух кольцевых канавок. Для сокращения потребного количества конечных элементов и, следовательно, времени расчета, моделирование целесообразно производить лишь для одной четверти заготовки. На месте удаленных частей заготовки прикладываются компенсирующие их граничные условия: запрет на перемещения по оси, перпендикулярной к плоскости разреза. При моделировании накатывания резьбы за несколько проходов учитывалась технологическая наследственность после каждого прохода. В ходе предварительных исследований было установлено, что технологическая наследственность после предварительного нарезания канавки не оказывает существенного влияния на результаты моделирования и может не учитываться [3].