Перейти к публикации

Расчет перераспределения напряжений


Рекомендованные сообщения

Добрый день всем CAE-шникам от CAMовцев:))

 

Может кто знает или сталкивался с подобной задачей.

 

У меня есть изделие из стали 20, диск - диаметром 80 мм и толщиной 0,3 мм.

На самом деле таких изделий много и они разных толщин и диаметров, но для постановки задачи возьмем одну.

 

В размер 0,3 мм диск мы шлифуем. В момент шлифовки, диск примагничен к столу и, соответственно, ровный.

После открепления его "ведет" т.е. он начинает быть похожим на сухой лист (по форме напоминает чипсы).

Это происходит из-за наличия внутренних напряжений в металле, при такой толщине остаточные напряжения меняют форму детали как им удобно.

 

Наша же задача - добиться идеальной плоскостности. Для этого пробуем делать терморихтовку - стягиваем диск между двумя ровными шлифованными плитами

и отправляем на термообработку.

По идее, под воздействием температуры в заневоленном состоянии (под нагрузкой) остаточные напряжения должны равномерно перераспределиться по телу диска и он должен стать ровным.

На практике же, то получается, то не получается. 

 

А теперь вопрос:

А возможно ли посчитать, сколько времени нужно выдержать диск в печке, чтобы произошло то самое перераспределение напряжений?

 

Всем спасибо)

Изменено пользователем NX_mill
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


@NX_mill , подозреваю, Вы не в том разделе задали вопрос. Вам к технологам, а каешники тут не помогут.

Вообще, самый простой способ - провести ряд экспериментов и набрать статистику.

По теме в интернетах море статей https://www.google.com/search?q=релаксация+остаточных+напряжений

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 18.06.2019 в 14:08, NX_mill сказал:

А возможно ли посчитать, сколько времени нужно выдержать диск в печке, чтобы произошло то самое перераспределение напряжений?

дело не столько во времени, сколько в температуре. для рекристаллизации нужно поднять температуру выше точки аустенитного превращения.

выдержка, конечно, тоже важна, равно как и скорость остывания потом, но все же в меньшей степени.

В 18.06.2019 в 14:08, NX_mill сказал:

По идее, под воздействием температуры в заневоленном состоянии (под нагрузкой) остаточные напряжения должны равномерно перераспределиться по телу диска и он должен стать ровным.

в целом, да. только это не перераспределение, а сброс на ноль. когда в процессе охлаждения металл проходит точку аустенита, то напряжения исчезают. правда, уже второй раз. в первый раз они исчезают при нагреве. это первичная и вторичная рекристализация.

 

Таким образом, Вам стоит убедиться, что Ваш диск оказывается прогрет выше точки аустенита во всем объеме. А это может оказаться весьма затруднительно, если он заневолен в массивные металлокнструкции, которые обеспечивают интесивный теплосъем. Решить такую тепловую задачу могут САЕ-шники, но нет смысла, если Вы бросаете диск в печь вместе с этой оснасткой.

А вот время выдержки, необходимое для успешного сброса напряжений, величина справочная и определяется для каждого материала в простом эксперименте. По крайней мере, пока это не моделируют численно на поток. Можно иметь в виду, что необходимое время тем меньше, чем больше Вы превысите точку аустенита. Если же точку аустенита не превышать, то рано или поздно ползучесть приведет к релаксации напряжений и в этом случае, но это уже совершенно другой порядок временных промежутков.

В 18.06.2019 в 14:08, NX_mill сказал:

После открепления его "ведет" т.е. он начинает быть похожим на сухой лист (по форме напоминает чипсы).

она нагревается во время шлифовки? попробуйте дать ему остыть до того, как откреплять.

Изменено пользователем soklakov
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сдается мне, что тут может не помочь отжиг вообще, если в процессе обработки происходит пластическая деформация. При сварке тоже происходят необратимые деформации из-за неравномерного интенсивного нагрева.

Правку на прессе не рассматриваете?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 23.06.2019 в 03:12, ANT0N1DZE сказал:

Правку на прессе не рассматриваете?

Пробовали, не особо получилось.( Очень тонкая деталь.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 часов назад, NX_mill сказал:

Очень тонкая деталь

Смотря какое усилие.

А так желательно прокатать и после вырезать из листа, или просто прокатать, если небольшое уширение допустимо

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
18 минут назад, ANT0N1DZE сказал:

Смотря какое усилие.

А так желательно прокатать и после вырезать из листа, или просто прокатать, если небольшое уширение допустимо

Да, самое оптимальное. Видимо так и будем делать.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 23.06.2019 в 03:12, ANT0N1DZE сказал:

может не помочь отжиг вообще, если в процессе обработки происходит пластическая деформация. При сварке тоже происходят необратимые деформации из-за неравномерного интенсивного нагрева.

и отжиг помогает снять остаточные напряжения после сварки. другое дело, что не к любому шву подберешься. но как раз пластику, сопровождаемую остаточными напряжениями, мы и снимаем отжигом.

@NX_mill , так что насчет дать ему остыть?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 18.06.2019 в 14:08, NX_mill сказал:

В размер 0,3 мм диск мы шлифуем. В момент шлифовки, диск примагничен к столу и, соответственно, ровный.

После открепления его "ведет" т.е. он начинает быть похожим на сухой лист (по форме напоминает чипсы).

первый раз читал тему не обратил внимания, сейчас обратил..)
а что если диск "ведёт" из-за магнитострикции? для такой толщины вполне реально имхо! то бишь резко снимают магнитное поле, и диск деформируется по экспоненте со временем (гистерезис все дела).
 @NX_mill , есть возможность медленно снимать намагниченность после окончания шлифовки чтобы проверить эту теорию?)
вообще говоря такую штуку в КАЕ интересно было б посчитать, но вручную тоже должна легко считаться благодаря простой геометрии и малой толщине..
 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 часов назад, soklakov сказал:

так что насчет дать ему остыть?

Проблема не в этом, у нас нагрева на шлифовке нет)

Мы грамотно шлифуем, без прижогов, в нашем случае нагрев материала вообще недопустим, потому что нужны однородные магнитные свойства.

 

8 часов назад, Jesse сказал:

есть возможность медленно снимать намагниченность после окончания шлифовки чтобы проверить эту теорию?)

К сожалению, нет) классический шлифовальный с магнитным столом)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 28.06.2019 в 10:36, soklakov сказал:

но как раз пластику, сопровождаемую остаточными напряжениями, мы и снимаем отжигом

Но в точное начальное положение деталь все равно может и не вернуться, а тут вроде как раз точность нужна

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, ANT0N1DZE сказал:

Но в точное начальное положение деталь все равно может и не вернуться, а тут вроде как раз точность нужна

более того - отжиг вообще по задумке форму не меняет. он снимает отсаточные напряжения, не изменяя форму конструкции. в этом и идея заневолить пластинку в плоском состоянии. нагреть. и остудить в этом заневоленом состоянии. пластинка должна расслабиться, оставшись плоской. потом разневоливаем, а она без напряжений и плоская. так и пробовал делать ТС, но план дал сбой.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




×
×
  • Создать...