Modeling of Processes of Processing of Pressure Materials Based on Estimation of Stress-Deformed State of Compact From Polymer Model Compositions Using With the Finite Elements Method

Abstract

К металлоизделиям ответственного назначения со сложной поверхностью предъявляют-ся высокие требования по размерной и геометрической точности. Их получают механической об-работкой литых заготовок или обработкой массива металла. Для снижения металлоемкости про-изводства и времени получения деталей целесообразно получать отливки литьем по выплав-ляемым моделям. При использовании такого метода формирование литой заготовки происходит в керамической оболочковой форме, получаемой послойным нанесением огнеупорной суспензии на модельный блок с прикрепленными моделями отливок, которые получают заливкой или за-прессовкой пастообразной модельной массы в пресс-форму. Дефекты выплавляемых моделей являются следствием усадочных процессов, проходящих при охлаждении модельной массы в пресс-форме. Устранение усадочных дефектов возможно прессованием порошков модельной массы, в результате чего размеры и геометрия выплавляемой модели определяются характери-стиками элементов пресс-формы, взаимодействующих с модельным составом в ходе его уплот-нения. Точность пористых моделей на 1-2 квалитета выше, чем традиционных. Однако в объеме прессовки, в ряде случаев, возникает упругий отклик материала вследствие переуплотнения. На-пряженно-деформированное состояние прессовки из полимерных материалов, применяемых для получения выплавляемых моделей в точном литье, с учетом фракционности и формы компонен-тов, заданных параметров деформирования определяется экспериментально. Возможность ис-пользования метода конечных элементов для прогнозирования напряженно-деформированного состояния прессовок из полимерных модельных композиций представляется актуальной. В рабо-те приведены данные, полученные в ходе виртуального и натурного экспериментов. Рассмотре-ны варианты размещения элементов в пресс-форме, при которых может быть получена прессов-ка. На основе экспериментальных данных определены возможности использования метода ко-нечных элементов для составления прогноза напряженно-деформированного состояния прессовки из полимерных порошковых материалов.Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, прессование, пластическая деформация, пористость, плотность, гетерогенные материалы, размерно-геометрическая точ-ность, упругий отклик, метод конечных элементов, моделирование технологических процессов.