Рабочая программа
Составители: доктор технических наук, профессор Резников Ю.Н.,
кандидат технических наук, доцент Вовченко А.В.
Рабочая программа и задания к контрольной работе по дисциплине «Моделирование технологических процессов кузнечно-штамповочного производства» предназначены для студентов заочной формы обучения по специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением».
1.Общие сведения
Дисциплина «Моделирование технологических процессов» относится к циклу специальных дисциплин. Программа по дисциплине составлена на основании учебного плана подготовки студентов специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением».
В задачи дисциплины входит изучение принципов и методов физического, аналогового и математического моделирования, применяемых в технологии кузнечно-штамповочного производства.
При составлении программы учтено, что изучение дисциплины базируется на ранее изученных курсах, прежде всего таких как «Материаловедение», «Механика материалов», «Механика процессов обработки давлением». В программу включены вопросы, позволяющие поставить задачу совершенствования технологии кузнечно-штамповочного производства, определить пути её решения методами современного моделирования, что соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта по уровню знаний и умений специалистов.
Дисциплина изучается студентами заочного отделения в 9 семестре. В процессе изучения дисциплины выполняется одна контрольная работа. По дисциплине читаются обзорные лекции, проводятся практические и лабораторные занятия.
Изучение дисциплины завершается экзаменом.
2.1 Введение.
Определение, сущность и назначение модели. Место моделей в изучении и совершенствовании кузнечно-штамповочного производства. Виды моделирования, их сущность в ОМД.
2.2
Физическое моделирование.
Особенности физического моделирования процессов ОМД. Задачи физического моделирования процессов ковки и штамповки. Факторы, обеспечивающие реализацию возможностей физического моделирования. Геометрический фактор в физическом моделировании процессов ОМД – влияние формы и размеров заготовок на заполнение ручьёв, формирование структуры и свойств поковок. Основные условия физического моделирования технологических процессов кузнечно-штамповочного производства.
Подобие деформационно-силовой схемы, температурно-скоростного режима, механического режима, контактных условий и их реализация в конкретных технологических процессах.
Константы, критерии и законы подобия; геометрическое, механическое и физическое подобие в ОМД.
Требования первой и второй теории подобия. Применение законов подобия в обработке металлов давлением применительно к моделированию процессов холодного и горячего деформирования. Условия приближенного моделирования в ОМД. Выбор модельных материалов и конкретизация особенностей моделирования на примере процесса вытяжки детали из нержавеющей стали.
Разработка рациональных технологических процессов кузнечно-штамповочного производства по данным физического моделирования.
Физическое моделирование, выполняемое с целью изучения кинематики течения металла в процессах ОМД: методы, цели, практическое применение.
Физическое моделирование процессов ковки и штамповки с целью назначения рациональных режимов деформирования.
Сущность аналогового моделирования применительно к задачам ОМД. Электрическое моделирование: принцип, применение в задачах калибровки волочильного инструмента. Физическая сущность поляризационно-оптического моделирования. Особенности моделирования поляризационно-оптическим методом неупругих задач. Применение поляризационно-оптического моделирования для решения технологической задачи совершенствования формы бойков при протяжке. Проектирование штампового инструмента с учётом данных поляризационно-оптического моделирования. Результаты поляризационно-оптического моделирования о влиянии характера заполнения ручья на напряжения в штампе и поковке.
2.4 Математическое
моделирование
Понятие математической модели и математического моделирования. Разновидности математических моделей в ОМД.
Статистические модели в технологии кузнечно-штамповочного производства: общая характеристика, методика разработки по данным планируемого эксперимента.
Разработка статистических моделей методом парного регрессионного анализа. Применение электронных таблиц МS Eхсеl для разработки регрессионных моделей.
Построение математических моделей технологических процессов кузнечно-штамповочного производства на основе анализа формоизменения металла в моделируемых процессах. Сущность и применяемые расчетные методы. Моделирование процесса объёмной штамповки поковок типа шестерён с использованием вариационного метода. Применение метода конечных разностей для математического моделирования процесса нагрева. Моделирование процесса штамповки детали «Чашка» методом конечных элементов и методом верхней оценки. Сущность метода граничных элементов применительно к задачам математического моделирования процессов штамповки.
Разработка математических моделей процессов ОМД методом расчетного планируемого эксперимента. Параметрическая идентификация расчетных моделей: сущность, технологическая эффективность.
Прямое и обратное моделирование процессов штамповки: сущность, применяемые методы расчета формоизменения, технологические аспекты.
Применение метода математического моделирования для управления процессом листовой штамповки.