Оглавление

 

Условные обозначения с переводом на английский язык. 12

Введение. 17

Часть I. Общие положения теории листовой штамповки.. 21

Глава 1. Теория листовой штамповки применительно к операции гибки. 21

1.1. Постановка задачи. 21

1.2. Уравнения равновесия. 22

1.3. Методика учёта влияния сил трения на поля напряжений и деформаций. 24

1.4. Определения интенсивности напряжений и интенсивности деформаций. 26

1.5. Уравнения пластичности применительно к операциям листовой штамповки. 28

1.5.1. Уравнения пластичности в напряжениях. 29

1.5.2. Уравнения пластичности Жаркова в деформациях. 31

1.6. Методика учёта влияния упрочнения заготовки при обработке. 32

1.6.1. Расчёт равномерного уменьшения ширины образца. 33

1.6.2. Коэффициент анизотропии Жаркова для листовых материалов. 33

1.6.3. Диаграммы упрочнения материала. 34

1.7. Теория Жаркова по анизотропии листов и её влиянии на листовую штамповку. 36

1.7.1. Определение коэффициента анизотропии Жаркова. 36

1.7.2. Диаграммы Жаркова В. А. анизотропии материалов в CAD/CAE-системе. 38

1.7.3. Построение диаграмм анизотропии материала по формуле Жаркова в среде разработки Microsoft Visual Studio  42

1.7.4. Теория Жаркова гибки-фланцовки или вытяжки без прижима анизотропной заготовки  43

Глава 2. Диаграмма предельных деформаций (ДПД), диаграмма предельных утонений (ДПУ) Жаркова и диаграмма предельных напряжений (ДПН) Жаркова. 46

2.1. Диаграмма предельных деформаций (ДПД) 46

2.2. Диаграмма предельных утонений (ДПУ) 47

2.3. Диаграммы предельных интенсивностей деформаций (ДПИД) и интенсивностей напряжений (ДПИН) 50

2.4. Приближённые теоретические методы построения ДПД.. 50

2.5. Диаграмма предельных напряжений (ДПН) 51

2.6. Общие критерии Жаркова опасности разрушения обрабатываемой заготовки. 52

2.7. Диаграмма предельных деформаций при гибке (ДПДГ) 54

2.8. Критерии Жаркова опасности образования трещины на заготовке при гибке. 55

Часть II. Одноугловая гибка заготовки.. 59

Глава 3. Теория Жаркова одноугловой гибки. 59

3.1. Постановка задачи. 59

3.2. Теория упругого деформирования заготовки при изгибе. 61

3.2.1. Схема решения задачи. 61

3.2.2. Решение задачи упругого деформирования при изгибе. 62

3.2.3. Предельный упругий изгиб заготовки. 63

3.2.4. Теория пластического деформирования при изгибе. 65

3.2.5. Расчёт угла пружинения детали после гибки. 68

3.2.6. Минимальный радиус гибки заготовки. 69

3.3. Сила гибки. 70

3.3.1. Сила гибки без учёта трения заготовки об инструменты в процессе штамповки. 70

3.3.2. Сила гибки с учётом трения заготовки об инструменты в процессе штамповки. 70

Глава 4. Проектирование в CAD/CAE-системе одноугловой гибки. 74

4.1. Постановка задачи. 74

4.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для одноугловой гибки деформируемой заготовки. 77

4.2.1. Первый неподвижный инструмент (матрица) 77

4.2.2. Второй подвижный инструмент (пуансон) 83

4.2.3. Третий неподвижный инструмент (прижим) 87

4.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 89

4.3.1. Ввод диаграммы упрочнения заготовки в виде зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций  89

4.3.2. Проектирование заготовки. 91

4.3.3. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 95

4.3.4. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 97

4.4. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  98

4.4.1. Проектирование контактных соприкосновений инструментов и одной деформируемой заготовки  98

4.4.2. Таблица контактов жёстких инструментов и одной деформируемой заготовки. 99

4.5. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  99

4.5.1. Определение загрузочных блоков. 99

4.5.2. Назначение задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  100

4.5.3.Назначение типа трения (Friction Type) заготовки с инструментами. 101

4.6. Выбор выходных параметров после выполнения проекта. 101

4.7. Запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки и варианты исправления возможных ошибок  102

4.7.1. Запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки. 102

4.7.2. Варианты исправления возможных ошибок. 103

4.8. Результаты моделирования обработки заготовки. 104

4.8.1. Анимация обработки заготовки. 104

4.8.2. Динамика перехода элементов заготовки из упругого в пластическое состояние и изменения деформировано-напряжённого состояния по ходу гибки. 105

4.8.3. Определение деформаций и напряжений в заготовке при обработке. 107

4.8.4. Распределение толщины всех слоёв заготовки в опасном сечении. 110

4.8.5. Анализ опасности разрушения заготовки в процессе обработки. 113

4.8.6. Пружинение заготовки после гибки. 117

4.9. Диаграммы изменения сил в процессе гибки. 118

Глава 5. Теория Жаркова V-образной гибки листов и широких полос. 120

5.1. Теория пластического деформирования заготовки при изгибе. 120

5.2. Сила гибки. 122

Глава 6. Проектирование в CAD/CAE-системе V-образной гибки. 124

6.1. Постановка задачи. 124

6.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для гибки деформируемой заготовки  126

6.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 128

6.3.1. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 129

6.3.2. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 130

6.4. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  130

6.5. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  131

6.6. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  131

6.7. Результаты моделирования обработки четвёртой части заготовки из условия наличия двух плоскостей симметрии  132

6.7.1. Деформировано-напряжённое состояние заготовки при обработке. 132

6.7.2. Анализ опасности разрушения заготовки в процессе обработки, пружинение детали после обработки и сила обработки. 136

6.8. Результаты моделирования обработки всей заготовки. 140

6.8.1. Основные этапы V-образной гибки заготовки. 140

6.8.2. Динамика перехода КЭ из упругого состояния в пластическое. 142

6.8.3. Определение деформаций и напряжений в заготовке при штамповке. 143

6.8.4. Распределение толщин слоёв заготовки в опасном месте. 145

6.8.5. Искажения заготовки при изгибе. 147

6.8.6. Критерии разрушения заготовки в процессе обработки. 148

6.8.7. Пружинение заготовки после гибки. 151

6.8.8. Сила гибки. 152

Глава 7. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки втулок из композита-биметалла. 153

7.1. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки втулки из композита-биметалла. 153

7.1.1. Постановка задачи. 153

7.1.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для гибки деформируемой заготовки  154

7.1.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 158

7.1.4. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 159

7.1.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 161

7.1.6. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  161

7.1.7. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  162

7.1.8. Результаты моделирования обработки заготовки. 163

7.2. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки втулки из композита-биметалла с калибровкой втулки  165

7.2.1. Постановка задачи. 165

7.2.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для гибки деформируемой заготовки  166

7.2.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 171

7.2.4. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 172

7.2.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 173

7.2.6. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  173

7.2.7. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  174

7.2.8. Результаты моделирования обработки заготовки. 175

7.3. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки втулки из композита-биметалла с предварительным изгибом заготовки и калибровкой втулки. 177

7.3.1. Постановка задачи. 177

7.3.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для гибки деформируемой заготовки  178

7.3.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 186

7.3.4. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 187

7.3.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 188

7.3.6. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  189

7.3.7. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  190

7.3.8. Результаты моделирования обработки заготовки. 191

Глава 8. Теория Жаркова гибки-фланцовки осесимметричных деталей с учётом упрочнения заготовки  194

8.1. Расчёт деформаций, напряжений и опасности разрушения заготовки. 194

8.2. Управление процессом гибки-фланцовки. 203

8.3. Повышение точности осесимметричных деталей после гибки-фланцовки. 204

Глава 9. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки-фланцовки осесимметричных деталей с учётом упрочнения заготовки  206

9.1. Постановка задачи. 206

9.2. Проектирование штампа как недеформируемой части модели для фланцовки разнообразных деформируемых заготовок  208

9.3. Проектирование круглой заготовки, разделённой по толщине на 10 конечных элементов. 218

9.4. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 220

9.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 220

9.6. Проектирование контактов жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  221

9.7. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  222

9.8. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  223

9.9. Результаты моделирования обработки заготовки. 223

9.10. Создание нового проекта по моделированию обработки круглой заготовки, разделённой по толщине на 1 конечный элемент. 229

9.10.1. Удаление прежней заготовки. 229

9.10.2. Проектирование новой заготовки. 229

9.10.3. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 230

9.10.4. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 231

9.10.5. Результаты моделирования обработки заготовки. 232

Глава 10. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки-фланцовки осесимметричных деталей с учётом упрочнения и анизотропии заготовки. 237

10.1. Доработка проекта для учёта анизотропии заготовки из оцинкованной низкоуглеродистой стали высокой пластичности  237

10.1.1. Ввод параметров анизотропии заготовки. 237

10.1.2. Учёт направления прокатки заготовки относительно плоскости XY.. 237

10.1.3. Результаты моделирования. 238

10.2. Доработка проекта для учёта анизотропии заготовки из низкоуглеродистой стали невысокой пластичности  238

10.2.1. Ввод параметров анизотропии заготовки. 238

10.2.2. Учёт направления прокатки заготовки относительно плоскости XY.. 240

10.3. Способы фланцовки детали с одинаковой по периметру высотой. 243

10.4. Диаграммы Жаркова анизотропии материалов. 244

10.5. Штамповка заготовок с запредельным коэффициентом фланцовки. 246

10.6. Проектирование в CAD/CAE-системе фланцовки осесимметричной детали из квадратной заготовки  248

10.6.1. Удаление прежнего и проектирование нового инструмента. 248

10.6.2. Удаление прежней и проектирование новой заготовки. 250

10.6.3. Результаты моделирования обработки заготовки. 252

Глава 11. Теория Жаркова гибки-фланцовки коробчатых деталей. 254

11.1. Постановка задачи. 254

11.2. Расчёт деформаций, напряжений и опасности разрушения заготовки. 254

11.3. Повышение точности коробчатых деталей. 260

Глава 12. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки-фланцовки неосесимметричных деталей с учётом упрочнения заготовки  262

12.1. Постановка задачи. 262

12.2. Ввод диаграммы упрочнения заготовки в виде зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций  262

12.3. Проектирование прямоугольной заготовки с закруглёнными углами для моделирования фланцовки коробки  263

12.4. Геометрия и свойства заготовки, класс и тип конечных элементов заготовки. 265

12.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 266

12.6. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  267

12.7. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  267

12.8. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  268

12.9. Результаты моделирования обработки заготовки. 269

Часть III. Двухугловая гибка без прижима и с прижимом заготовки   274

Глава 13. Теория Жаркова В. А. двухугловой гибки без прижима заготовки. 274

13.1. Теория упругого деформирования при изгибе. 274

13.2. Теория упруго-пластического деформирования при изгибе. 277

13.3. Теория пластического деформирования при изгибе. 279

13.4. Пружинение детали после гибки. 285

Глава 14. Проектирование в CAD/CAE-системе двухугловой гибки без прижима заготовки. 289

14.1. Постановка задачи. 289

14.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для двухугловой гибки деформируемой заготовки. 289

14.2.1. Первый неподвижный инструмент. 290

14.2.2. Второй подвижный инструмент. 291

14.2.3. Третий подвижный инструмент. 292

14.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 293

14.3.1. Ввод диаграммы упрочнения заготовки в виде зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций. 293

14.3.2. Проектирование заготовки. 294

14.3.3. Геометрические свойства (Geometric Properties), свойства материала (Material Properties) и тип КЭ   296

14.3.4. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 296

14.4. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  297

14.5. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  298

14.6. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  298

14.7. Результаты моделирования обработки заготовки. 299

14.7.1. Анимация обработки заготовки. 299

14.7.2. Определение деформаций и напряжений в заготовке при обработке. 300

14.7.3. Анализ опасности разрушения заготовки в процессе обработки, пружинения детали после обработки и силы обработки. 305

14.8. Доработка проекта для правки дна изгибаемой детали в конце гибки заготовки. 308

Глава 15. Теория Жаркова В. А. двухугловой гибки с прижимом заготовки. 313

15.1. Теория упругого изгиба. 313

15.2. Теория упруго-пластического изгиба. 317

15.3. Теория пластического изгиба. 319

15.4. Пружинение детали после гибки. 325

Глава 16. Проектирование в CAD/CAE-системе двухугловой гибки с прижимом заготовки. 329

16.1. Доработка проекта в CAD/CAE-системе для правки дна изгибаемой детали в процессе гибки заготовки  329

16.1.1. Размеры заготовки и штампа. 329

16.1.2. Удаление прежнего и проектирование нового выталкивателя. 330

16.1.3. Проектирование нового графика перемещения выталкивателя. 330

16.2. Результаты моделирования. 331

Часть IV. Четырёхугловая гибка.. 338

Глава 17. Проектирование в CAD/CAE-системе четырёхугловой гибки. 338

17.1. Постановка задачи. 338

17.2. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для четырёхугловой гибки деформируемой заготовки. 338

17.2.1. Первый неподвижный инструмент (матрица) 339

17.2.2. Второй подвижный инструмент (пуансон) 340

17.2.3. Третий подвижный инструмент (выталкиватель) 342

17.2.4. Четвёртый подвижный инструмент (прижим) 343

17.3. Проектирование заготовки с учётом её упрочнения в процессе обработки. 344

17.3.1. Ввод диаграммы упрочнения заготовки в виде зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций. 344

17.3.2. Проектирование заготовки. 344

17.3.3. Геометрические свойства (Geometric Properties), свойства материала (Material Properties) и тип КЭ   345

17.3.4. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 346

17.4. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  346

17.5. Определение загрузочных блоков, задания для выполнения проекта и типа трения заготовки с инструментами  347

17.6. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  348

17.7. Результаты моделирования обработки заготовки. 348

17.7.1. Анимация обработки заготовки. 348

17.7.2. Определение деформаций и напряжений в заготовке при обработке. 349

17.7.3. Анализ опасности разрушения заготовки в процессе обработки, пружинения детали после обработки и силы обработки. 354

17.8. Доработка проекта для правки дна изгибаемой детали в конце гибки заготовки. 356

17.8.1. Удаление прежнего и проектирование нового выталкивателя. 356

17.8.2. Доработка проекта для правки дна изгибаемой детали в процессе гибки заготовки. 358

Часть V. Гибка с растяжением листов, полос и профилей.. 361

Глава 18. Теория Жаркова гибки с растяжением листов, полос и профилей. 361

18.1. Теория упругого изгиба с растяжением.. 361

18.2. Теория упруго-пластического изгиба с растяжением.. 364

18.3. Теория пластического изгиба с растяжением.. 366

18.4. Пружинение детали после гибки с растяжением.. 370

18.5. Теория гибки с растяжением широкой заготовки с учётом трения заготовки по инструменту  373

18.6. Теория пластического изгиба тонкой полосы на ребро с растяжением.. 379

Глава 19. Проектирование в CAD/CAE-системе гибки с растяжением листов, полос и профилей  383

19.1. Постановка задачи. 383

19.2. CAD/CAE-моделирование гибки с растяжением листа или полосы, когда края заготовки жёстко защемлены в штампе и не имеют возможности перемещаться. 385

19.2.1. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для гибки деформируемой заготовки  385

19.2.2. Ввод диаграммы Жаркова для упрочнения заготовки в процессе обработки в виде зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций. 392

19.2.3. Проектирование заготовки. 395

19.2.4. Геометрические свойства, свойства материала и тип конечных элементов заготовки. 398

19.2.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 402

19.2.6. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  404

19.2.7. Определение загрузочных блоков. 406

19.2.8. Задание для выполнения проекта и тип трения заготовки с инструментами. 409

19.2.9. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  411

19.2.10. Результаты моделирования обработки заготовки. 412

19.3. Доработка проекта для гибки без растяжения листа или полосы.. 415

19.4. Доработка проекта для гибки с дополнительным растяжением листа или полосы, когда края заготовки жёстко защемлены в штампе и перемещаются от центра в процессе гибки. 416

19.5. CAD/CAE-моделирование гибки с растяжением профиля. 418

19.5.1. Постановка задачи. 418

19.5.2. Ввод диаграммы Жаркова для упрочнения заготовки в процессе обработки в виде зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций. 420

19.5.3. Проектирование заготовки. 424

19.5.4. Геометрические свойства, свойства материала и тип конечных элементов заготовки. 437

19.5.5. Граничные условия для конечных элементов заготовки. 439

19.5.6. Проектирование штампа как недеформируемой части расчётной модели для гибки деформируемой заготовки  441

19.5.7. Проектирование контакта жёстких недеформируемых инструментов и одной деформируемой заготовки  456

19.5.8. Определение загрузочных блоков. 458

19.5.9. Задание для выполнения проекта и тип трения заготовки с инструментами. 460

19.5.10. Выбор выходных параметров и запуск проекта на выполнение моделирования обработки заготовки  461

19.5.11. Результаты моделирования обработки заготовки. 463

19.6. Доработка проекта для гибки без растяжения профиля. 467

19.7. Доработка проекта для гибки профиля без прижима штампа. 468

19.8. Доработка проекта для гибки с растяжением профиля на горизонтальном гидропрессе с неподвижным пуансоном   471

19.9. Доработка проекта для гибки с растяжением профиля на горизонтальном гидропрессе или в штампе с подвижным пуансоном.. 480

Часть VI. CAE-моделирование в Microsoft Visual Studio.. 484

Глава 20. Проектирование по теории Жаркова В. А. оптимального раскроя заготовок на листе и гибки заготовок в Microsoft Visual Studio с написанием программ на Visual C#. 484

20.1. Теория Жаркова В. А. по оптимальному раскрою материалов и программная реализация на Visual C#  484

20.2. Программная реализация на Visual C# расчёта пружинения детали после гибки по теории Жаркова В. А. 494

20.3. Рациональный раскрой материалов и программная реализация на Visual C#. 498

Заключение. 517

Список литературы.. 518