Электронный каталог

Статья

Щуров, И.А.
Численное моделирование стружкообразования при лезвийном резании волоконно-армированной композитной заготовки объемного плетения. Часть 1: Обзор и модели материалов / И.А. Щуров, Е.И. Щурова, Г.В. Вольф, А.В. Морозов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия Машиностроение. – 2024. – № 2. – С. 72-88: ил. - Библиогр.: 59.

Для получения точных деталей из волоконно-армированных композитных материалов объемного плетения ортогональной структуры все чаще применяется лезвийная обработка. Недостатком этого процесса обработки является появление на обработанной поверхности повышенной ворсистости, отрывов волокон от матрицы, отслаиваний и сколов. Для минимизации этого недостатка одним из решений является применение рациональных параметров инструментов и рационального движения лезвия инструмента по отношению к осям волокон. Данное движение может быть выявлено на основе численного компьютерного микромоделирования процесса стружкообразования. Однако для такого моделирования необходимо иметь как геометрическую модель самого композита, так и модели материалов, из которых он составлен, включая модель граничного слоя между волокнами и матрицей. Наиболее перспективным видом микромоделирования резания представляется моделирование на основе метода гидродинамики сглаженных частиц – Smooth Particle Hydrodynamics (SPH). Пока не удалось обнаружить в опубликованной литературе SPHмикромодели композитов объемного плетения с граничными слоями. Не удалось найти и модели материалов для граничных слоев матрица – волокно. С целью решения задачи рационального резания лезвийными инструментами заготовок из ВКМ выполнен анализ опубликованных моделей материалов и параметров таких моделей для последующего их использования в SPH-моделировании процесса резания. Анализ позволил выбрать требуемые модели материалов и их параметры для материалов волокон и матрицы применительно к металлическому композиту. На основе анализа полученных по таким моделям графиков были выбраны параметры для модели граничного слоя волокно – матрица. В основе данного выбора лежит гипотеза, что такой граничный слой должен быть описан той же моделью, что будет применяться для самой матрицы, но с параметрами, определяющими меньшие напряжения разрушения. Решения, полученные в результате работы, планируется применить для моделирования лезвийного резания заготовки из волоконно-армированных композитных материалов объемного плетения во второй части статьи.



Ключевые слова РП = обработка лезвийная
Ключевые слова РП = материалы композитные волоконно-армированные
Ключевые слова РП = материаловедение