Contact Interaction of Molds Elements and Project-Technological Provision of Their Technical

Abstract

Для аналізу функціональних властивостей прес-форм необхідно визначати напружено-деформований стан їхніх елементів. Це пояснюється тим, що прес-форми є сукупністю багатьох деталей, які перебувають одна із одною у контактній та силовій взаємодії. Для цього розроблена математична модель напружено-деформованого стану елементів прес-форм. Ця модель ураховує дію зусиль запирання прес-форм та дію внутрішнього тиску робочого матеріалу, який перебуває у рідкому стані, на поверхню напівматриць. Крім того, на поверхні деталей, які перебувають у сполученні, діють умови контактної взаємодії. Ця математична модель реалізована у вигляді сукупності параметричних моделей та програмних модулів. Із використанням цих засобів визначені характерні особливості поведінки прес-форм при здійсненні технологічних операцій пресування деталей із пластмас. Визначені особливості деформування основних деталей, які забезпечують міцність, жорсткість, точність роботи та якість деталей, що виготовляються на цих прес-формах. Здійснено аналіз одержаних результатів. Сформовані відповідні рекомендації.Ключові слова: прес-форма; напружено-деформований стан; контактна взаємодія; міцність; жорсткість; параметрична модель; метод скінченних елементів Н. А. ТКАЧУК, А. В. ГРАБОВСКИЙ, Н. Н. ТКАЧУК, А. А. ЗАРУБИНА, М. С. САВЕРСКАЯ, Д. С. МУХИН, С. В. КУЦЕНКО КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЕСС-ФОРМ И ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКДля анализа функциональных свойств пресс-форм необходимо определять напряженно-деформированное состояние их элементов. Это объясняется тем, что пресс-формы представляет собой совокупность многих деталей, которые находятся друг с другом в контактном и силовом взаимодействии. Для этого разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния элементов пресс-форм. Эта модель учитывает действие усилий запирания пресс-форм и действие внутреннего давления рабочего материала, который находится в жидком состоянии, на поверхность полуматриц. Кроме того, на поверхности деталей, находящихся в контакте, действуют условия контактного взаимодействия. Эта математическая модель реализована в виде совокупности параметрических моделей и программных модулей. С использованием этих средств определены характерные особенности поведения пресс-форм при осуществлении технологических операций прессования деталей из пластмасс. Определены особенности деформирования основных деталей, которые обеспечивают прочность, жесткость, точность работы и качество изготавливаемых деталей на этих пресс-формах. Осуществлен анализ полученных результатов. Сформированы соответствующие рекомендации. КлючевыеTo analyze the functional properties of molds, it is necessary to determine the stress-strain state of their elements. This is due to the fact that the molds are a set of many parts that are in contact with each other in a power and interaction relationship. To do this, a mathematical model of stress-strain state of molds elements has been developed. This model takes into account the effect of molds locking efforts and the ac...

A semi-analytical method for analys of contact interaction between structural elements along aligned surfaces

“…However, the resolving relationships in these papers are constructed for a general case of the distribution of the initial gap between the bodies in contact. As noted in studies [41,42], for the case of stamps and molds, the partial regularities for the distributions of the contact pressure are confirmed. These patterns imply that for the single-and two-component systems of forces one observes a directly proportional dependence between the level of the applied forces and the level of the contact pressure.…”

“…Thus, current approaches, methods, models, and research tools do not provide for a direct opportunity to analyze patterns in the distribution of the contact pressure between bodies along the aligned surfaces. However, such a possibility is provided by the advancements reported in papers [34,41,42]. These findings extend such known methods as a Kalker's variational principle and a finite element method [16,28].…”

“…Thus, the original problem takes the form of a problem on quadratic programming [40,43,44]: find a minimum of function (6) on the set given by conditions (7). Such statements are considered in papers [32,34,41,42]. However, the resolving relationships in these papers are constructed for a general case of the distribution of the initial gap between the bodies in contact.…”

“…It is necessary to pay attention to the fact that a series of studies have established the dependences of changes in the solutions to problems on the stressed-strained state of structures' elements at the contact surfaces that match in shape [34,41,42]. However, there remains the uncertain performance of the solutions to such problems under a multi-component set of loads, which consists not of one or two but several forces.…”