satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical Universitysat-793Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGКОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В DEFORM-3D ДЛЯ АНАЛИЗА ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ ПРИ СКОРОСТНОМ ГОРЯЧЕМ ВЫДАВЛИВАНИИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ДЕТАЛЕЙ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИCOMPUTER MODELING IN DEFORM-3D FOR ANALYSIS OF PLASTIC FLOW IN HIGH-SPEED HOT EXTRUSION OF BIMETALLIC FORMATIVE PARTS OF DIE TOOLINGКачановИ. В.KachanovI. V.

Доктор технических наук, профессор

Professor, PhD in Engineering

LwSwA@yandex.ruКудинМ. В.KudinM. V.

Кандидат технических наук, доцент

Associate Professor, PhD in Engineering

 

LwSwA@yandex.ruЛенкевичС. А.LenkevichS. A.LwSwA@yandex.ruБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarusБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus20152703201501Серия 1. Машиностроение2025Copyright © Качанов И.В., Кудин М.В., Ленкевич С.А., 20152015Качанов И.В., Кудин М.В., Ленкевич С.А.Kachanov I.V., Kudin M.V., Lenkevich S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/793

Современное развитие промышленного производства тесно связано с использованием наукоемких и высоких технологий, обеспечивающих конкурентоспособность выпускаемой продукции на мировом рынке. Также остро стоит проблема энерго- и ресурсосбережения, которая решается внедрением новых технологических процессов и созданием новых материалов, обеспечивающих увеличение производительности за счет автоматизации и повышения стойкости инструмента. Разработка и внедрение таких технологий зачастую весьма трудоемкие процессы, сопряженные со сложными расчетами и проведением экспериментальных исследований. Альтернативой экспериментальному и теоретическому методам исследований является использование имитационного моделирования процессов обработки материалов с использованием современных программных продуктов.

Целью исследований являлось сопоставление результатов экспериментов при получении биметаллических образцов формообразующего инструмента методом скоростного горячего выдавливания и результатов, полученных компьютерным моделированием в пакете DEFORM-3D методом конечных элементов. Сравнительный анализ пластического течения реальных и модельных образцов показал, что полученные модели предоставляют качественную и достоверную картину пластического течения в процессе скоростного горячего выдавливания. Моделирование в DEFORM-3D позволяет исключить сложные расчеты и значительно сократить число экспериментальных исследований при разработке новых технологических процессов. 

The modern development of industrial production is closely connected with the use of science-based and high technologies to ensure competitiveness of the manufactured products on the world market. There is also much tension around an energy- and resource saving problem which can be solved while introducing new technological processes and  creation of new materials that provide productivity increase through automation and improvement of tool life. Development and implementation of such technologies are rather often considered as time-consuming processes  which are connected with complex calculations and experimental investigations. Implementation of a simulation modelling for materials processing using modern software products serves an alternative to experimental and theoretical methods of research.

The aim of this paper is to compare experimental results while obtaining bimetallic samples of a forming tool through the method of speed hot extrusion and the results obtained with the help of computer simulation using DEFORM-3D package and a finite element method. Comparative analysis of plastic flow of real and model samples has shown that the obtained models provide high-quality and reliable picture of plastic flow during high-speed hot extrusion. Modeling in DEFORM-3D make it possible to eliminate complex calculations and significantly reduce a number of experimental studies while developing new technological processes.

пластическое течениескоростное горячее выдавливаниебиметаллические формообразующие деталиштамповая оснасткаplastic flowhigh-speed hot extrusionbimetallic shaping partsdie toolingReferencesКачанов, И. В. Скоростное горячее выдавливание стержневых изделий / И. В. Качанов ; под ред. Л. А. Исаевича. – Минск : Технопринт, 2002. – 327 с.Kachanov, I. V., Isaevich, L. A. (2002). High speed extrusion of rod parts. Minsk, Tekhnoprint. 327 p.(in Russian).Здор, Г. Н. Технология высокоскоростного деформирования материалов : монография / Г. Н. Здор, Л. А. Исаевич, И. В. Качанов. – Минск : БНТУ, 2010. – 456 с.Zdor, G. N., Isaevich, L. A., Kachanov, I. V. (2010). Technology of high-speed material deformation. Minsk: BNTU. 456 p. (in Russian).Скоростное горячее выдавливание стержневых изделий с плакированием торцовой части / И. В. Качанов [и др.]. – Минск : БНТУ, 2011. – 198 с.Kachanov, I. V., Zdor, G. N., Isaevich, L. A., Sharii, V. N. (2011). High-speed hot extrusion of rod parts with butt end cladding. Minsk : BNTU. 198 p. (in Russian).Капранов, В. Н. Особенности высокоскоростного горячего выдавливания формовочного инструмента повышенной точности / В. Н. Капранов, В. Я. Осинных. // Повышение качества и эффективности изготовления технологической оснастки методами пластического деформирования : сб. тезисов Всесоюз. науч.-техн. конф. – Таллин, 1977. – С. 125–129 с.Kapranov, ?. ?., Osinnykh, V. Ya. (1977). Peculiar features of high-speed hot extrusion of high precision forming tool. Povyshenie kachestva i effektivnosti izgotovleniia tekhnologicheskoi osnastki metodami plasticheskogo deformirovaniia : sb. tezisov Vsesoiuz. nauch.-tekhn. konf. [Improvement of quality and efficiency in manufacturing of machine-tool attachments while using plastic deformation methods. Book of Abstracts of All-Union Scientific Research Conference]. Tallinn, 125–129 (in Russian).Исследование технологических возможностей поперечного выдавливания методом конечных элементов / К. М. Иванов [и др.] // Металлообработка. – 2001. – № 2. – С. 24–27.Ivanov, K. M., Liasnikov, A. V., Gumeniuk, Iu. I., Matveev, S. A. (2001). Investigation of technological capabilities for cross-sectional extrusion using finite element method. Metalloobrabotka [Metalworking], 2, 24–27 (in Russian).Иванов, К. М. Метод конечных элементов в технологических задачах ОМД : учеб. пособие / К. М. Иванов, В. С. Шевченко, Э. Е. Юргенсон. – СПб. : Ин-т машиностроения, 2000. – 217 с.Ivanov, K. M., Shevchenko, V. S., Yurgenson, E. E. (2000). Finite element method for technological tasks of metal forming processes. Saint-Petersburg, Institute of Machine Building. 217 p. (in Russian).Шмыков, А. А. Справочник термиста / А. А. Шмыков. – М. : Машгиз, 1956. – 331 с.Shmykov, A. A. (1956). Reference Book of Heat Treatment Operator. Moscow, Mashgiz. 331 p.(in Russian).Способ изготовления формообразующего инструмента : пат. 18173 Респ. Беларусь : МПК B 21 К 5/20 / И. В. Качанов, Л. А. Исаевич, Г. Н. Здор, М. В. Кудин, В. Н. Шарий, С. А. Ленкевич ; дата публ.: 30.04.2014.Kachanov, I. V., Isaevich, L. A., Zdor, G. N., Kudin, M. V., Shariy, V. N., Lenkevich, S. A. (2014). Sposob izgotovleniia formoobrazuiushchego instrumenta [Method for manufacturing of forming tool]. Patent. Republic of Belarus no. 18173 (in Russian).Качанов, И. В. Оборудование и технология получения биметаллических формообразующих деталей штамповой оснастки методом скоростного горячего выдавливания / И. В. Качанов, М. В. Кудин, С. А. Ленкевич // Металлургия : Республ. межведом. сб. науч. тр.: в 2 ч. – Минск : БНТУ, 2013. – Вып. 34, ч. 1. – С. 209–232.Kachanov, I. V., Kudin, M. V., Lenkevich, S. A. (2013). Equipment and technology for obtaining bimetallic shaping parts of die tooling using high-speed hot extrusion method. Metallurgia. Respublikanskii mezhvedomstvennyi sbornik nauchnykh trudov [Metallurgy. Republican Interdepartmental Collection of Research Papers]. Minsk: BNTU, 34 (1), 209–232 (in Russian).Согришин, Ю. П. Штамповка на высокоскоростных молотах / Ю. П. Согришин, Л. Г. Гришин, В. М. Воробьев. – М. : Машиностроение, 1978. – 164 с.Sogrishin, Yu. P., Grishin, L. G., Vorobiov, V. M. (1978). Die-stamping using high-speed hammers. Moscow, Mashinostroenie. 164 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.