ВЕСТНИК МАГНИТОГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. Г. И. НОСОВА

Постановка задачи (актуальность работы). В настоящее время усиливается тенденция замены традиционных конструкционных материалов на композиционные. Высокие удельные механические свойства композитов позволяют проектировать легкие и надежные конструкции. Перспективным научным направлением является разработка композиционных материалов, повышающих механические характеристики за счет совершенствования внешней структуры и технологии изготовления. Технология изготовления композитов Al-Steel с волнообразными контактными поверхностями между алюминием и сталью позволяет обеспечить повышенную прочность соединения слоев. Для проектирования конструкций из композиционных материалов широкое распространение получили интегрированные пакеты конечно-элементных расчетов, позволяющие моделировать влияние различных нагрузок, геометрических размеров и материалов элементов в каждом слое на жесткость композитов. Цель работы. Целью работы является исследование влияния волнового профиля на деформирование слоистого композиционного образца. Используемые методы. С использованием программного комплекса SIMULIA/Abaqus получены кривые прогиба, а также распределения деформации и напряжений вдоль оси Z деформированной сетки по длине образца композита при различных схемах деформирования. Новизна. Впервые проведено моделирование процесса изгиба слоистого композита АМг3-08сп с плоской и волнообразной границами раздела. Результат. Установлено, что создание волнообразной границы раздела сталеалюминиевого композита позволяет обеспечить повышение жесткости изделия. На основании расчетных данных о распределении деформации и напряжений Мизеса в различных слоях композита показано, что причиной снижения величины деформации в композите с волнообразной границей раздела является перераспределение напряжений. Практическая значимость. Результаты исследования позволяют проектировать композиционные материалы с повышенной жесткостью.

Постановка задачи (актуальность работы). Резьбофрезерование является гибким и универсальным способом обработки резьбы, обладающим рядом преимуществ, повышающим надежность и возможность автоматизации процесса резьбонарезания. С переходом на станки с ЧПУ возросла и доля использования фрезерования резьб. Для повышения точности и качества резьбофрезерования необходимо прогнозировать силу резания, что позволит назначать обоснованные значения параметров инструмента и процесса резьбофрезерования. Существующие работы по резьбофрезерованию не позволяют с высокой точностью решить эту задачу в короткие сроки из-за упрощенного представления инструмента и проведения большого количества уточняющих экспериментов, а развитие инструментальных и обрабатываемых материалов требует увеличения объема проведения подобных работ, что требует разработки теоретической модели расчета силы резания при резьбофрезеровании. Цель работы. Разработать теоретическую модель для расчета составляющих силы резания при резьбофрезеровании однодисковой фрезой, что позволит оперативно производить расчет силы резания и проводить только подтверждающий расчетные значения эксперимент. Используемые методы. Теоретические исследования проведены с использованием основных положений теории резания материалов, аналитической геометрии. Геометрические модели выполнялись и проверялись при помощи программы Компас-3D. Расчеты проводились в программе PTC Mathcad Prime 3.1. Новизна. Предложенная в работе теоретическая модель силы резания учитывает сложную траекторию процесса фрезерования резьбы, геометрические параметры режущей части, сечение срезаемого слоя, механические свойства инструментального и обрабатываемого материала, износ инструмента и радиус округления режущей кромки, направление фрезерования. Результат. Работоспособность разработанной теоретической модели силы при резьбофрезеровании подтверждена экспериментальными данными, расхождение с которыми не превысило 15%. Практическая значимость. Предложенная теоретическая модель силы при резьбофрезеровании позволяет перейти к исследованию гребенчатых резьбовых фрез и решить такие задачи, как анализ конусности резьбы, исследование равномерности резьбофрезерования и управление амплитудой составляющих силы при резьбофрезеровании.