АСИМЕТРИЧНЕ РОЗДАВАННЯ ТРУБНИХ ПЕРЕХІДНИКІВ АВТОМОБІЛІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2023.01.02Ключові слова:
трубна заготовка, роздавання, пластична деформація, стійкість, товщина, метал, трубопроводи, автомобільАнотація
Показано, що відповідальними деталями кожного транспортного засобу є трубчасті сполучні магістралі, що входять до гальмівної, паливної та вихлопної системи автомобілів. До цих трубопроводів пред'являються високі вимоги щодо надійності, вібростійкості, міцності, корозійної стійкості та довговічності. Дані деталі використовуються у ролі розширювачів і сполучних елементів при переході від меншого діаметра трубопроводу до більшого. У роботі представлені дослідження операції роздавання кінця трубної заготовки жорстким пуансоном. У процесі роздавання діючі тангенціальні напруження призводять до зменшення товщини крайової ділянки заготовки. Це тягне за собою зменшення надійності цієї ділянки в процесі експлуатації і зниження її ремонтопридатності та корозійної стійкості. Також, для забезпечення герметичності трубних з’єднань на вказаних ділянках заготовок нарізають різьбу або зварюють ці зони між собою. Тому важливою конструктивною особливістю трубчастих дифузорів є однакова товщина стінки по всьому перетину напівфабрикату. Для вирішення завдання збільшення товщини напівфабрикату після роздавання запропоновано асиметричний інструмент. Завдання вирішували в кінцево-елементній постановці з використанням спеціального комплексу 3D моделювання Simulia Abaqus – student edition. Заготовка труби представлялася як тверде тіло, що деформується, у той час, як пуансон моделювався абсолютно жорстким дискретним об'ємним тілом. Метод побудови для обох моделей – «revolution». За даними кінцево-елементного моделювання роздавання конічним асиметричним інструментом має переваги з точки зору збільшення товщини торцевої зони розтруба труби. Товщина деталі збільшується на 22,5% з товщини 1,77 мм для класичного варіанту роздавання, до 1,82 мм – для роздавання несиметричним інструментом. Для зниження стоншення стінки після роздачі трубної заготовки рекомендується використовувати асиметричний пуансон. Для отримання симетричного розтруба труби необхідно зробити два переходи роздавання з поворотом заготовки або пуансона на 180°.
Посилання
Avtomobilnyiy ryinok Ukrainyi 2020/2021 [Automotive market of Ukraine 2020/2021]. Available at: https://inventure.com.ua/analytics/investments/avtomobilnyj-rynok-ukrainy-2020-2021 (accessed 05.12.2023).
Logist today. Available at: https://logist.today/ (accessed 10.12.2023).
Rubino L., Capasso C., Veneri O. Review on plug-in electric vehicle charging architectures integrated with 538 distributed energy sources for sustainable mobility. Appl. Energy 2017, 207, pp. 438–464, doi: 10.1016/j.apenergy.2017.06.097.
Puzyr R. G., Levchenko R. V., Sira Yu. B., Lelyukh S. N. Chislennoe modelirovanie poteri ustojchivosti trubnoj zagotovki pri razdache soedinitelnyh perehodnikov [Numerical modeling of the buckling loss of a pipe billet during expansion of connecting adapters]. Journal of Innovative technologies and equipment for materials processing in mechanical engineering and metallurgy NTU “KhPI", 2019, no. 12 (1337), pp. 51–56.
Kislikov V. F., Lushchik V. V. Budova j ekspluataciya avtomobiliv [Construction and operation of cars]. Kyiv. Lybid, 2006. 400 p.
Pidhorodetsky Ya. I., Sychevsky M. I. and Dominik A. M. Avtomobil`ni transportni zasoby` [Motor vehicles]. Lviv. LSU BJD, 2013. 316 p.
Bubnov V. A. and Marfitsyn S. V. Austenitnye stali i plasticheskaya deformaciya [Austenitic steels and plastic deformation]. Bulletin of the Kurgan State University, 2014, no. 2 (33), pp. 41–43.
Titov Yu. A. and Titov A. Yu. Kontrol kachestva pokovok [Quality control of forgings]. Ulyanovsk. UlSTU, 2008, 70 p.
Migacheva G. N. Analiz defektov svarki truboprovodov [Analysis of pipeline welding defects]. Achievements in science and education, 2018, no. 3 (25), pp. 9–14.
But V. S., Oleinik O. I. Osnovnye napravleniya razvitiya tehnologii remonta magistralnyh truboprovodov v usloviyah ekspluatacii pod davleniem [The main directions of development of the technology of repair of main pipelines in operating conditions under pressure]. Production section. Automatic welding, 2007, no. 5, pp. 45–48.
Espiner R., Kaye D., Goodfellow G., Hopkins P. Inspection & assessment of damaged subsea pipelines: a case study. Proceedings of IPC 2008 7th International Pipeline Conference. September 29-October 3, 2008, Calgary, Alberta, Canada, pp. 1–8.
Geselbracht M., Arthur B., Penn R., Lisensky G., Stone D. Mechanical Properties of Metals: Experiments with Steel, Copper, Tin, Zinc, and Soap Bubbles. J. Chemical. Education, 1997, no. 71, 3, pp. 254–261, doi: 10.1021/ed071p254.
Matsuda K., Hashimoto D., Nakamura K. Real contact area and friction property of rubber with two-dimensional regular wavy surface. Tribology International 93 (part B), 2016, pp. 523–529, doi: 10.1016/j.triboint.2014.11.011.
Mospan D. V., Dragobetsky V. V. and Puzyr R. G. Opredelenie potrebnogo krutyashego momenta pri radialno-rotacionnom profilirovanii obodev koles [Determination of the required torque for radial-rotational profiling of wheel rims]. Visnik of the Kremenchutsk sovereign polytechnic university named after Mikhail Ostrogradskiy, 2008, Iss 2, 6 (53), pp. 64–66.
Averkiev Yu. A. and Averkiev A. Yu. Tehnologiya holodnoj shtampovki [Cold stamping technology]. Moscow. Mechanical Engineering, 1989. 304 p.
Popov E. A. Osnovy teorii listovoj shtampovki [Fundamentals of the theory of sheet stamping]. Moscow. Mechanical Engineering, 1977. 278 p.
Puzyr R. G., Dikaya L. E. Uchet uprochneniya metalla pri opredelenii zony vozmozhnoj kolcevoj poteri ustojchivosti na pervoj operacii razdachi pri izgotovlenii obodev koles [Taking into account metal hardening when determining the zone of possible annular buckling at the first operation of distribution during the manufacture of wheel rims]. Visnik of KhNTU, 2015, no. 3, pp. 165–169.
Movshovich I. Ya., Puzyr R. G. Raschet meridionalnyh napryazhenij na pervoj operacii processa radialno-rotacionnogo profilirovaniya obodev kolyos [Calculation of meridional stresses at the first step of the process of radial-rotational profiling of wheel rims]. Forging and stamping production. Material processing by pressure, 2013, no. 10, pp. 3–7.
Wang X. Y., Ouyang K., Xia J. C. FEM analysis of drawing-thickening technology in stamping-forging hybrid process. Forging & Stamping Technology, 2009, no. 34 (4), pp. 73–78, doi: 10.3969/j.issn.1000-3940.2009.04.017.
Shofman L. A. Teoriya i raschety processov holodnoj shtampovki [Theory and calculations of cold stamping processes]. Moscow. Mechanical Engineering, 1964. 375 p.
Semenov E. I. Kovka i shtampovka: Spravochnik. T. 4 Listovaya shtampovka [Forging and stamping: A Handbook. Vol. 4 Sheet stamping]. Moscow, 1985–1987. 544 p.
Dragobetsky V. V., Levchenko R. V., Puzyr R. G. Analiz nagruzheniya zagotovki pri radialno-rotacionnom sposobe polucheniya obodev koles s izmenennoj shemoj vneshnego vozdejstviya [Analysis of the workpiece stress in the radial-rotary method of obtaining wheel rims with a modified scheme of external influence]. Material processing by pressure, 2012, no. 1 (30), pp. 146–149.
Sosenushkin E. N., Smolovich I. E., Yanovskaya E. A. Issledovanie processa neravnomernoj razdachi trubnyh zagotovok [Investigation of the process of uneven expansion of pipe billets]. Bulletin of NTU "KhPI": New solution in modern technologies, 2012, Iss. 47, pp. 184–92.
Unksov E. P. et al. Teoriya plasticheskih deformacij metallov [The theory of plastic deformations of metals]. Moscow, 1983. 958 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Руслан Пузир, Роман Аргат, Едуард Климов, Сергій Черненко, Андрій Черниш, Юлія Сіра, Роман Гайков
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
