ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

БК Автоматизированные системы управления и кибернетика

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

К ВОПРОСУ РЕШЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ОБЖИМА И РАЗДАЧИ СРЕДСТВАМИ LABVIEW

E-mail Печать PDF

А.В. Пилипенко, А.А. Федотов,  Ю.Ю. Степашина

1. Постановка задачи
Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала, технологическими режимами его получения, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов.
При анализе технологических процессов обработки металлов давлением часто анизотропию в плоскости листа оценивают средним значением R, вычисленным по формуле (1):
(1)
Где - коэффициент анизотропии, который представляет собой отношение логарифмических деформаций по ширине и толщине образца, вырезанного под углом ? = 0, 45 и 90 градусов соответственно к направлению прокатки при испытании его на растяжение.
Ряд процессов обработки металлов давлением, таких как вытяжка, обжим, раздача и другие, протекают в условиях плоского напряженного состояния листовой заготовки. Теоретические исследования напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов этих процессов выполняются на основе уравнений плоского напряженного состояния. 
Так, например, для плоского напряженного состояния трансверсально-изотропного тела условие текучести в главных напряжениях имеет вид:
(2)
(3)

(4)
Где ?? - параметр Лодэ-Надаи, характеризующий вид напряженного состояния.
Требовалось создать программу, производящую расчет значения главных напряжений ?1 и ?3 и построить зависимости ?1 и ?3 от вида напряженного состояния, характеризующегося параметром Лодэ-Надаи, и коэффициента анизотропии заготовки.

 

 

2. ВУЗ, кафедра, на которой внедрено решение
Решение данной задачи внедрено на кафедре «Автоматизированные процессы бесстружковой обработки» Орловского государственного технического университета в курсе исследовательских и лабораторных работ по дисциплинам «Теория пластичности», «Технологические процессы», «Теория обработки металлов давлением».
3. Описание решения
Для выполнения поставленной задачи был выбран графический язык программирования LabVIEW, В LabVIEW имеется масса встроенных математических функций, которые позволяют решать модели различной сложности и представлять результаты в наглядном инженеру виде.
Для решения системы уравнений (1)-(4) относительно ?1 и ?3 , запишем условие текучести в другой форме:  


Программа создана в графической среде программирования LabVIEW 8.0. Она обеспечивает: расчет системы уравнений, занесение множества результатов в таблицу, построение графиков, сохранение в отчет графиков и таблицы результатов. В программе используются две структуры: Case Structure, с подключенным к ней Radio Buttons для управления переменными, и цикл For Loop для последовательной смены значений в заданном интервале (рисунок 1- примеры фрагментов блок-диаграмм).


1                                                                           2 
Рисунок 1 - Фрагмент блок-диаграмм программы решения системы уравнений, где 
R и ?? варьируются в заданных значениях: R =т -1 до 1, а ?? = 0,25 до 2,25; 2: R = -1 до 1, 
?? =const; 


Рисунок 2 – Лицевая панель работы прибора по определению главных напряжений
В расчетах принято изменение ?? в пределах и коэффициента анизотропии в пределах . Установлено, что при возможном изменении параметра Лодэ-Надаи ?? , величина ?i может меняться в более широких пределах по сравнению с изотропными телами, где R=1. Наибольшее различие имеет место при ?? =0, соответствующем сдвигу, и может достигать 30%. С уменьшением анизотропии оно увеличивается, а при увеличении коэффициента анизотропии уменьшается.
4. Используемое оборудование и программное обеспечение National Instruments
Среда графического программирования – LabVIEW 8.0
5. Перспективы внедрения и развития решения
Приведенная программа является частью комплексной задачи исследования процессов обжима и раздачи. Разрабатывается программа для решения математических моделей процесса шейкообразования трубной заготовки и устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок при обжиме и раздачи, а также модели совмещенного процесса. Решение задачи стандартными способами (программированием на Си или Паскаль) не обеспечивает быстрого и наглядного решения. 
Программа может быть использована для автоматизации управления процессами обжима и раздачи, что позволит определить критические деформации, когда процесс деформирования становится неустойчивым, что приводит к ухудшению качества и разрушению материала.
6. Список литературы
[1]. Теория упругости / Под ред. Л.Д.Ландау и Е.М Лифшиц – «Наука», 1987. 245 с.
[2]. Основы теории пластичности / Под ред. Л.М. Качанова - «Наука», 1969. 417 с. 
[3]. Пластичность / Под ред. А.А. Ильюшина - «ОГИЗ», 1948. 377 с. 
[4]. А.Я. Суранов LabVIEW 7: справочник по функциям. Москва.: ДМК Пресс, 2005. 512 с.
[5]. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов/ Монография. О.В. Пилипенко –ТулГУ, Тула, 2007.150 с.

 

Поиск по сайту

Голосование

Какую среду программирования вы используете чаще всего?
 

Посетители