Расчет кинематических схем с учетом натяжения при формообразовании обтяжкой тонкостенных конструкций

Обтяжка — один из способов получения деталей обшивок одинарной и двойной кривизн. Современные обтяжные прессы имеют числовое программное управление, которое позволяет построить эвольвенту движения зажимных губок. Известно, что для плотного прилегания заготовки на пуансоне при обтяжке требуется задать натяжение. Распределение растягивающих усилий в заготовке на пуансоне при учете трения неравномерное и может привести к неодинаковому пружинению различных частей заготовки. Разработан способ расчета эвольвенты движения или траектории управляющих органов пресса Т-600 при обтяжке листа с помощью моделирования процесса деформирования заготовки в CAE-системе. Проведено моделирование процесса обтяжки листа с учетом натяжения. Проанализирована зависимость площади прилегания заготовки к пуансону от силы натяжения. Предложено при расчете траекторий управляющих органов пресса для различных схем обтяжки учитывать натяжение в комбинациях граничных условиях при моделировании процесса деформирования заготовки. Выполнено сравнение траекторий, вычисленных предложенным и геометрическим способами. Предложенный способ расчета траекторий деформирования позволяет учесть геометрическую и физическую нелинейность, корректно определить уровень деформаций, напряжений и выбрать оптимальный вариант.
EDN: AWWQQQ, https://elibrary/awwqqq

Литература

[1] Михеев В.А., Баранова М.М., Тарасов В.А. и др. Решение проблемы формообразования обтяжкой деталей обшивок самолета через внутреннюю геометрию поверхности. Известия Самарского научного центра РАН, 2023, т. 25, № 4, с. 5–12, doi: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2023-25-4-5-12

[2] Кривенок А.А., Бормотин К.С., Буренин А.А. Формулировка и решение задачи оптимизации формообразования крупногабаритных обшивок двойной кривизны в условиях кинематических ограничений прессового оборудования. Вестник ЧГПУ им. И.Я. Яковлева. Сер. Механика предельного состояния, 2022, № 3, с. 63–74, doi: https://doi.org/10.37972/chgpu.2022.53.3.007

[3] Markovtsev V.A., Karpukhin E.G., Mikheev V.A. et al. Improvement of the processes of forming tight shells of double curvature. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2021, vol. 1155, art. 12014, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1155/1/012014

[4] Бормотин К.С., Буренин А.А., Кривенок А.А. Об оптимизации кинематической схемы формообразования обтяжкой тонких упругопластических обшивок. Известия РАН. МТТ, 2022, № 2, с. 14–24, doi: https://doi.org/10.31857/S0572329922020064

[5] Крупский Р.Ф., Кривенок А.А., Станкевич А.В. и др. Формообразование профильных заготовок с помощью листового обтяжного пресса. Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета, 2013, т. 1, № 2, с. 4–8.

[6] Pogartseva M.M. Methodology of creating management programs for case presses used in the aviation industry. Сибирский журнал науки и технологий, 2017, т. 18, № 2, с. 404–414.

[7] Krivenok A.A., Burenin A.A. On the parallel kinematics of the FET stretching press in the stretch forming operations in the manufacture of parts with complex spatial geometry. Журнал СФУ. Математика и физика, 2021, т. 14, № 6, с. 735–745, doi: https://doi.org/10.17516/1997-1397-2021-14-6-735-745

[8] Mikheev V.A., Grechnikova A.F., Alvarenga R.D. et al. The clamps of sheet blank movement trajectory simulation under the shell part stretch forming process. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2021, vol. 1181, art. 12016, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1181/1/012016

[9] Елисеев В.В., Хливненко Л.В., Гольцев А.М. и др. Экспериментальное определение коэффициентов трения по методу обтяжки. Вестник Воронежского государственного технического университета, 2018, т. 14, № 6, с. 135–139.

[10] Lu K., Zou T., Luo J. et al. Stretch bending process design by machine learning. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2022, vol. 120, pp. 781–799, doi: https://doi.org/10.1007/s00170-021-08145-5

[11] Schmidt A. Numerical prediction and sequential process optimization in sheet forming based on genetic algorithm. Mater. Manuf. Process., 2011, vol. 26, no. 3, pp. 521–526, doi: https://doi.org/10.1080/10426914.2010.536926

[12] Grigoras C.C., Zichil V., Chirita B. et al. Adaptive stretch-forming process: a computer vision and statistical analysis approach. Machines, 2021, vol. 9, no. 12, art. 357, doi: https://doi.org/10.3390/machines9120357

[13] Погарцева М.М. Исследование процессов формообразования деталей летательных аппаратов методами изгиба с растяжением и последующим удалением части материала. Дисс. … канд. тех. наук. Комсомольск-на-Амуре, КнАГУ, 2020. 186 с.

[14] Сурудин С.В. Разработка способов обтяжки обводообразующих оболочек двойной кривизны применительно к прессам с программным управлением. Дисс. … канд. тех. наук. Самара, СГАУ им. С.П. Королева, 2016. 154 с.

[15] Феоктистов С.И. Определение растягивающих усилий вдоль образующей пуансона с учетом трения при изгибе с растяжением. Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета, 2021, № 1, с. 76–82, doi: https://doi.org/10.17084/20764359_2021_49_76

[16] Коробейников C.H. Нелинейное деформирование твердых тел. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2000. 261 с.

[17] Wriggers P. Computational contact mechanics. Springer, 2006. 518 p.