Determining the Effect of the Sliding Velocity on Contact Friction under Upsetting with Torsion

P. A. Petrov; Петров П. А.; I. A. Burlakov; Бурлаков И. А.; Yu. A. Gladkov; Гладков Ю. А.; A. A. Gartvig; Гартвиг А. А.; Toan Khanh Nguyen; Нгуен Т. Х.

doi:10.31857/S0235711923020062

Определение влияния скорости скольжения на контактное трение при осадке с кручением

Авторы: Петров П.А.¹, Бурлаков И.А.¹^,2, Гладков Ю.А.³, Гартвиг А.А.³, Нгуен Т.Х.¹
Учреждения:
1. Московский политехнический университет
2. Производственный комплекс “Салют” АО “ОДК”
3. ООО “КванторФорм”
Выпуск: № 2 (2023)
Страницы: 34-43
Раздел: МЕХАНИКА МАШИН
URL: https://journals.rcsi.science/0235-7119/article/view/137573
DOI: https://doi.org/10.31857/S0235711923020062
EDN: https://elibrary.ru/COTVDB
ID: 137573

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Метод конечных элементов является прогрессивным инструментом для разработки и оптимизации технологических режимов обработки металлов давлением. Однако для получения корректных результатов моделирования необходимо максимально точно задать граничные условия. В настоящее время в расчетных программах, как правило, используются законы трения, не учитывающие скорость скольжения. Как показывают многочисленные исследования значительное влияние на процесс формообразования при обработке давлением, при определенных условиях течения деформируемого материала на границе “инструмент–заготовка”, оказывает скорость скольжения деформируемого металла по поверхности инструмента. В настоящей статье приведены результаты экспериментов и расчетов связанные с изучением влияния контактного трения на параметры процесса осадки с кручением.

Ключевые слова

обработка давлением, скорость скольжения, контактное трение, осадка с кручением, компьютерное моделирование

Список литературы

Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. Теоретическое обоснование процессов ОМД. Пер. с нем. М.: ОНТИ, 1934. 199 с.
Леванов А.Н., Колмогоров В.Л. и др. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. Изд. “Металлургия”, 1976. 416 с.
Behrens B.-A., Schafstall H. 2D and 3D simulation of complex multistage forging processes by use of adaptive friction coefficient // J. of Materials Processing Technology. 1998. V. 80 (1). P. 298. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00187-3
Becker P., Jeon H.J., Chang C.C. et al. Modelling the Friction interface in bulk forming processes // In: Neugebauer R (ed) 10. Sä Fachtagung Umformtechnik in Chemnitz October 14–15, 2003, Wissenschaftliche Skripten, Zwickau, S. 179.
Behrens B.A., Bouguecha ., Hadifi T., Mielke J. Advanced friction modeling for bulk metal forming processes // Prod. Eng. Res. Devel. 2011. V. 5. P. 621. https://doi.org/10.1007/s11740-011-0344-8
Jain S.C., Bramley A.N. Speed and Frictional Effects in Hot Forging // Proc.Inst.Mech.Eng. 1968. V. 182. № 39. P. 783.
Davoudi M., Ali Farokhi Nejad, Koloor S.S.R., Petrů M. Investigation of Effective Geometrical Parameters on Wear of Hot Forging Die // J. of Materials Research and Technology. 2021. V. 15. P. 5221.
Widomski P., Gronostajski Z. Comprehensive Review of Methods for Increasing the Durability of Hot Forging Tools // Procedia Manufacturing. 2020. V. 47. P. 349.
Lee K.J., Lee M.G. Pressure and sliding velocity dependent surface asperity based friction model: Application to springback simulation // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2019. V. 651. https://doi.org/10.1088/1757-899X/651/1/012079
Cillaurren J., Galdos L., Sanchez M., Zabala A., Sáenz de Argandoña E., Mendiguren J. Contact pressure and sliding velocity ranges in sheet metal forming simulations // ESAFORM. 2021. https://doi.org/10.25518/esaform21.426
Sigvant M. et al. Friction in sheet metal forming: influence of surface roughness and strain rate on sheet metal forming simulation results // Procedia Manufacturing. 2019. V. 29. P. 512. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.02.169
Waanders D., Marangalou J.H., Kott M., Gastebois S., Hol J. Temperature Dependent Friction Modelling: The Influence of Temperature on Product Quality // Procedia Manufacturing. 2020. V. 47. P. 535. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.04.159
Behrens B.A., Bouguecha A., Lüken I., Mielke J., Bistron M. Tribology in Hot Forging. In: Comprehensive Materials Processing // Comprehensive Materials Processing. 2014. V. 5. P. 211.
Петров П.А., Бурлаков И.А., Нгуен Хань Тоан. Перспективы применения гибридных заготовок в машиностроении // Технология металлов. 2021. № 8. С. 10.
Бурлаков И.А., Петров П.А., Бач Ву Чонг. Изготовление осесимметричных заготовок из титана ВТ1-0 с изотропными свойствами // Технология металлов. 2020. № 10. С. 52.
Behrens B.-A., Bouguecha A., Hadifi T., Mielke J. Advanced friction modeling for bulk metal forming processes // German Academic Society for Production Engineering (WGP). 2011. № 5. P. 621.
Neumaier T. Zur Optimierung der Verfahrensauswahl von Kalt-, Halbwarm- und Warmmassivumformverfahren. Dissertation, Universität. Hannover, VDI Verlag Düsseldorf, 2003.
Alasti M. Modellierung von Reibung und Wärmeübergang in der FEM-Simulation von Warmmassivumformprozessen. Ph.D. Thesis, Leibniz Universität Hannover, 2008.
Nägele H. Simulation des Herstellungsprozesses präzisionsgeschmiedeter Zahnräder mit der Finite-Elemente Methode. Dissertation, Universität Hannover, VDI Verlag Düsseldorf, 1995.
Behrens B.-A., Alasti M., Bouguecha A., Hadifi T., Mielke J., Schäfer F. Numerical and experimental investigations on the extension of friction and heat transfer models for an improved simulation of hot forging processes // Int. J. Mater. Form. 2009. V. 2 (Suppl. 1). P. 121.
Doege E., Bederna C. Analysis of boundary stresses and temperatures in hot massive forming // Production Engineering, Bd. 1996. V. 3 (2). P. 89.
Bernhardt R. Ein Beitrag zur experimentellen und numerischen Analyse lokaler Kontaktspannungen und Kontakttemperaturen in der Wirkfuge von Gesenkgravuren unter besonderer Beachtung des Randreibungsproblems. Dissertation, TU Freiberg, 1998.
Хензель А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки давлением. Справочник. М.: Металлургия, 1982. 360 с.
Грудев А.И., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1982. 312 с.
http://qform3d.ru/files_ru/2008_0001_0.pdf (дата обращения 12.09.2021).