Криворучко Д. В. Наукові основи моделювання процесів різання з використанням числових методів

Об'єкт дослідження: процес різання металів лезовим інструментом. Мета дослідження: розроблення наукових основ створення термомеханічних моделей процесів різання металів для встановлення при проектуванні ефективних конструкцій різального інструмента та параметрів технологічного процесу на основі даних випробувань оброблюваного матеріалу при простих видах деформації та ортогональному різанні. Методи дослідження та апаратура: Для прогнозування виду, форми та розмірів стружки, напружено-деформованого та теплового стану у зоні різання та деформаційної складової сил тертя в роботі використано метод скінченних елементів (МСЕ). Отримання даних про термомеханічні властивості оброблюваних матеріалів виконано за допомогою випробувань на розтягання (ГОСТ 1497-84, ГОСТ 9651-84), стискання (ГОСТ 25.503-97) стандартних та спеціальних зразків при нормальній та підвищеній температурі, а також ортогонального різання. Визначення адгезійної складової сил тертя виконано методом втискання сферичного індентора, що обертається, у півпростір при нормальній температурі. Теоретичні і практичні результати: у дисертації розроблені наукові основи побудови 2D- та 3D-скінченно-елементних прогнозуючих моделей процесів різання і вирішена науково - технічна проблема підвищення ефективності механічної обробки шляхом прогнозування показників цих робочих процесів без проведення експериментальних досліджень безпосередньо з різання в умовах, що досліджуються. Новизна: нова концепція прогнозування показників робочих процесів різання у заданих умовах; доведено модельними дослідженнями гіпотезу про єдину залежність між деформаційною складовою коефіцієнта зовнішнього тертя та фундаментальною характеристикою напружено-деформованого стану контактного шару стружки: відношенням дійсного тиску до середньої границі плинності оброблюваного матеріалу; розвинуто моделі руйнування та тертя при різанні металів та доведено можливість прогнозування виду та форми стружки без проведення попередніх експериментів з різання. Ступень упровадження: Результати дослідження впроваджені на ВАТ "Сумське НВО ім. М. В. Фрунзе" (м. Суми) для зменшення часу підготовки виробництва, на АТ "РОТОР" (м. Суми), ТОВ "Насостехкомплект" (м. Суми) для підвищення якості та продуктивності оброблення деталей компресорного обладнання, в Інституті надтвердих матеріалів НАН України (м. Київ), Фізико-технічному інституті НАН Білорусі (м. Мінськ), Інституті верстатів університету Штутгарта (Німеччина) для інтенсифікації досліджень процесів різання. Сфера використання: інструментальне виробництво.