Хитрих Є. Є. Удосконалення процесів імпульсного різання безперервнолитих заготовок на основі чисельного моделювання

Об'єкт дослідження - технологічний процес імпульсного (високошвидкісного) різання безперервнолитих заготовок. Мета дослідження - вдосконалення процесу імпульсного різання гарячого металу, що дозволяє скоротити витрати на виробництво металу, що отриманий за допомогою способу безперервного лиття, за рахунок збільшення продуктивності розливання. Методи дослідження та апаратура - проведені дослідження базуються на фундаментальних положеннях механіки руйнування, теорії пружності, теорії пластичної течії, механічного удару, теорії зв'язаних і динамічних задач термопружності, а також результатах аналізу численних лабораторних та виробничих експериментальних досліджень. Чисельні дослідження проведено з використанням апарату методу скінченних елементів (МСЕ), реалізованого у сучасних системах CAD/CAE ("Abaqus", "LS-DYNA"). Для апроксимації отриманих даних чисельних експериментів використано комп'ютерну систему математичного аналізу "Maple" та програму "Microsoft Excel". Для створення тривимірної геометрії МІР й елементів системи "МІР - різальний інструмент - безперервнолита заготовка", що несе у собі набір необхідної для розрахунку геометричної інформації, використано систему "SolidWorks". Теоретичні і практичні результати - проаналізовано особливості динамічної взаємодії елементів системи "МІР - різальний інструмент - безперервнолита заготовка" для усунення небажаного поздовжнього імпульсу в бік кристалізатора криволінійної МБЛЗ на основі чисельного моделювання; знайдено закони руху різального інструменту клиноподібної форми, що забезпечують відсутність "назаднього" імпульсу при високій якості зрізу заготовки; обґрунтовано підходи та проведено оптимізацію процесу імпульсного різання комбінованим (клино-зсувним) різальним інструментом. Удосконалено технологічний процес імпульсного різання безперервнолитих заготовок ножами клиноподібної та комбінованої форми. Сформульовано рекомендації для проектування різального інструмента та вибору кінематичного режиму роботі МІР. Розроблено алгоритм, що дозволяє оптимізувати розрахунки взаємодії елементів системи "МІР - інструмент - заготовка". Новизна - вперше проаналізовано особливості динамічної взаємодіі елементів системи "МІР - різальний інструмент - безперервнолита заготовка" з метою усунення небажаного поздовжнього імпульсу в бік кристалізатора криволінійної МБЛЗ. Ступінь упровадження - результати впроваджено на ЗАТ "Турбосталь-Інжинірінг" (м. Харків). Сфера використання - розроблені моделі можуть бути використані при проведенні досліджень у галузі високошвидкісного різання металу, отриманого за допомогою безперервного лиття.