автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Развитие представлений о механизме уплотнения форм и разработка методов моделирования и расчетов рабочих процессов формовочных машин и технологии получения форм с использованием импульса сжатого воздуха

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МАМИ"

£

П " С №авах рукописи

Маскин Алексей Аркадьевич

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМЕ УПЛОТНЕНИЯ ФОРМ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТОВ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМОВОЧНЫХ МАШИН И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСА СЖАТОГО ВОЗДУХА.

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена в МГТУ «МАМИ» и ЗАО «Литаформ»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор A.A. Волкомич Научные консультанты:

кандидат технических наук, доцент Б.П. Благонравов, кандидат технических наук, с.н.с. В.П. Спицкий

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор И.В. Матвеенко кандидат технических наук, доцент В.И. Вербицкий

Ведущее предприятие: ОАО "КЛЗ".

Защита состоится (¡¡¿ку^рз 2000г. в /V часов

на заседании Специализированного Совета К 063.49.02 при Московском государственном техническом университете "МАМИ" в ауд. Н~2Ю /105839, Москва, Б. Семеновская ул., 38

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу.

Г

Автореферат разослан '"/Г" НС^&р'л 2006 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат технических наук, профессор

}.М. Зуев

034 ~ /. I?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Вопросы повышения качества продукции, рентабельности и конкурентоспособности производства, как никогда остро встают сейчас перед отечественным машиностроением.

Эти проблемы в полной мере относятся и к области литейного производства. В современных условиях львиную долю отливок получают в разовые песчано-глинистые формы, а без качественной формы невозможно произвести качественную отливку.

Поэтому пневмоимпульсный метод формообразования, часто применяемый как отдельно, так и в комбинации с прессованием, получил в последнее время широкое распространение в практике литейного производства как обеспечивающий высокую точность и качество производимых форм, возможность просто и надежно автоматизировать технологический процесс и обладающий рядом таких преимуществ, как высокая производительность, экономичность, экологичность и др.

Вопросам изучения импульсного и импульснопрессового процессов посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей, но не всегда по результатам этих исследований возможно оценить влияние на уплотнение конструктивных и рабочих параметров формовочной машины, факторов геометрической конфигурации модельно-опочного комплекта и дать конкретный ответ на вопрос о распределении плотности смеси по сечению формы, содержащей литейную модель. Для решения этих задач необходимо создание эффективных инструментов, позволяющих комплексно моделировать рабочий процесс формовочных машин и процессы формообразования.

Цель настоящей работы заключается в улучшении качества литья, увеличении производительности и экономичности литейного производства путем разработки методов и средств совершенствования пневмоимпульсного и импульснопрессового процессов уплотнения литейных форм и оптимизации конструктивных параметров формовочных машин, для чего требуется решить следующие

основные задачи:

1) Исследовать механизм воздушноимпульсного и комбинированного формообразования.

2) Определить экспериментальные параметры, необходимые для математического описания процесса.

3) Разработать физические и математические модели для компьютерного моделирования импульсного, прессового и комбинированного способо1 уплотнения и методов расчета рабочего процесса формовочных м;!¡и 1 ■ ■ •

4) Создать пакет прикладных программ (ППП) для компьютер

моделирования рабочего процесса формовочной машины и процс

формообразования и внедрить их в производство.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1) Уточнена физическая модель процесса пневмоимпульсного уплотнени

2) На основании уточненной физической модели проведена корректир уравнения уплотнения смеси при пневмоимпульсном процессе.

3) С использованием откорректированного уравнения разрабо уточненная одноосная расчетная модель пневмоимпульсного прои уплотнения смеси.

4) Разработаны физические и математические модели импульс прессовых и комбинированных методов формообразования, учитывав геометрические характеристики модельно-опочного комплекта нелинейность деформационных свойств смеси.

Полученные расчетные результаты подтверждены экспериментально.

Практическая ценность работы :

1. Разработана инженерная методика расчета и программное обеспечение компьютерного моделирования процесса пневмоимпульо формообразования.

2. Разработаны рекомендации по применению одноосных и двухос моделей уплотнения смеси при конструировании формовочных манн проектировании технологии получения формы.

3. Создан пакет прикладных программ с использованием одноос постановки задачи уплотнения формы (ППП1) для расчета импульс формовочных машин (используется в ЗАО "НИИТАвтопром-НИ позволяющий методом компьютерного моделирования определять в л и: основных конструктивно-технологических характеристик машины процесс формовки, конструировать и оптимизировать формовоч агрегаты.

4. Разработана методика, алгоритм и ППП для ЭВМ и прове; компьютерное моделирование уплотнения формы с моделью (двухос задачи) прессованием со стороны контрлада ("верхним" прессовани прессованием со стороны лада ("нижним" прессованием), комбинированными процессами: импульсным с "верхним" прессование импульсным с "нижним" прессованием.

5. Созданный пакет прикладных программ (ППП2) для компьютер! моделирования импульсного, прессового и комбинированного проце( формообразования (двухосные постановки задач) позволяет:

- получить для каждого конкретного случая (заданных параметров процесса уплотнения, формовочной машины, геометрической формы и размеров моделей, свойств применяемой смеси и материалов моделей и опок) информацию о распределении плотности смеси по любым вертикальным и горизонтальным сечениям формы и напряжениях, возникающих в процессе формообразования в смеси и на границах модельной оснастки;

установить, на основании анализа результатов компьютерного моделирования, места и причины вероятного возникновения некачественного уплотнения и наметить пути предупреждения появления таких дефектов;

- усовершенствовать существующий или спроектировать новый формовочный агрегат, технологический процесс формообразования, выбрать рациональное расположение моделей на модельной плите, плоскость разъема и т. д.

Реализация результатов работы. Выданы рекомендации по широкому промышленному использованию созданных ППП. Разработанное программное обеспечение применяется в ЗАО "НИИТАвтопром-НИЦ" при решении научных и производственных задач литейного производства в области авто- и тракторостроения.

Апробация работы. Основные положения работы доложены:

1) на международной научно-технической конференции "100 лет Российскому автомобилю" (г. Москва, 1996 год);

2) на XXVI научно-технической конференции ААИ "Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа." к 60-летию воссоздания МАМИ (г. Москва, 1999 год);

3) на заседаниях кафедры "Машины и технология литейного производства" МГТУ МАМИ;

4) результаты работы представлены на 4-м съезде литейщиков России (г. Москва, 1999) и на Международной Юбилейной конференции литейщиков, посвященной 70-летию журнала "Литейное производство" (г. Москва, 2000).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6* глав, общих выводов, списка литературы из /^наименований и приложений на „? страницах машинописного текста, рисунков,_(_ таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

I. Разработка системы компьютерного моделирования пнсвмоимпульсного пневмоимпульснопрессовых процессов формообразования.

1.1 Характеристика задачи

При пневмоимпульсном уплотнении форм сжатый воздух из ресивер через быстродействующий импульсный клапан устремляется в пространств над засыпанной в опоку смесью и фильтруется через смесь. В смес возникают сжимающие напряжения и форма уплотняется.

При этом процесс формообразования зависит от внешнего импульсног воздействия на уплотняемую форму, геометрических характеристи модельно-опочного комплекта, свойств применяемой формовочной смеси : материала моделей.

Чем выше скорость нарастания давления над смесью и его конечна величина, тем большее воздействие осуществляется на уплотняемую полуформу.

Таким образом, для оценки интенсивности импульсного воздействия ] расчета, с этой точки зрения, конструктивно-технологических параметро машины, достаточно создать лишь компьютерную модель рабочего процесс машины, не затрагивая при этом вопросы собственно формообразования.

Однако часто возникает необходимость, не задаваясь конкретным] геометрическими характеристиками литейных моделей, а зная лишь размер1 опоки и высоту засыпанного столба смеси, найти распределение плотност! смеси по высоте уплотняемой полуформы, рассчитать осадку смеси поел уплотнения и т.д. В этом случае удобно воспользоваться одномерно] моделью процесса импульсного формообразования.

Данная модель, естественно, включает в себя модель рабочего процесс формовочной машины, а также позволяет учитывать свойства применяемо! формовочной смеси. Это делает одномерную компьютерную модель одним и основных инструментов при проектировании и оптимизации конструктивны: решений формовочных машин.

При проектировании же технологии изготовления формы дл конкретной отливки в форме из-за наличия литейных моделей возникаю разные зоны, процесс уплотнения в которых происходит не одинаково, чт следует учесть при проектировании технологии. Использование одномерно: модели при этом не позволяет учитывать взаимного влияния указанных зон : получать хорошие результаты. Поэтому следует разработать многомерны модели процессов формообразования.

Как и одномерная, многомерные модели должны содержать в себе модель рабочего процесса импульсной формовочной машины, но в отличие от одномерной, они будут учитывать геометрические характеристики литейных моделей.

Понятно, что при прочих равных условиях, трехмерная модель импульсной формовки наиболее полно отвечает реальной картине, однако почти всегда в форме можно выделить зоны, в той или иной мере удовлетворяющие двухмерной постановке задачи. Кроме того, возможный переход от двухмерной формулировки задачи к трехмерной представляется сравнительно легко осуществимым, поскольку их математическое обеспечение сходно: могут быть использованы одинаковые предпосылки при составлении математической модели, математический аппарат и методы решения. Однако двумерная модель легче при решении на ЭВМ (меньшее количество уравнений и объем занимаемой памяти, сравнительно короткое время получения результата) и проще при тестировании и сравнении с экспериментальными данными.

В связи с тем, что импульсное уплотнение часто применяют в комбинации с прессованием, как «верхним» (со стороны контрлада), так и «нижним» (со стороны лада), необходимо разработать модели комбинированных импульсно-прессовых процессов формовки.

Использование двухмерных компьютерных моделей указанных процессов предоставит возможность:

- для каждого конкретного случая (заданных параметров процесса уплотнения, формовочной машины, размеров и геометрической формы моделей, свойств применяемой смеси и материалов моделей и опок) получить исчерпывающую информацию о производимой форме - распределении плотности смеси по любым ее вертикальным и горизонтальным сечениям и напряжениях, возникающих в каждый момент времени и передающихся модельно-опочной оснастке;

- выявить причины и места вероятного возникновения дефектов уплотнения и наметить пути их устранения;

для применяемого модельноопочного комплекта спроектировать технологический процесс получения формы;

- выбрать оптимальное расположение моделей на модельной плите, плоскость разъема формы и т. д.

1.2 Физическая модель рабочего процесса головки импульсных формовочных машин.

Импульсные формовочные машины могут иметь различные по конструкции и принципу действия импульсные клапаны, однако рабочий цикл большинства из них может быть смоделирован в осиопм'"-"

использовании двух групп известных зависимостей. Это уравнения описывающие процессы перетекания (истечения) воздуха из полости I полость и уравнения перемещения подвижных частей клапана (уравнени) движения).

Рассмотрим систему соединяющихся полостей А-В-С. Пуст! происходит истечение воздуха из полости А в В и далее в С (Ра>Рп>Рс). Тогдг расход воздуха, проходящего из А в В можно выразить следующим образом:

СЛВ=РГаву|/РЛ/ Л'(ЯТЛ), (1;

где р.- коэффициент расхода отверстия, ведущего из полости А в полость В у имеющего площадь проходного сечения Глв. \|/ - коэффициент истечения Значение у зависит от отношения р =Рв/Рл : если (3 <0,528 то ц/= 0,6864;

если 1 > р > 0,528 то 4/= 2,68^ (р1'42- р1,71 ) Приращение давления в полости В за время ск:

(1Р= 1,41 (КТаСав - ЯТвввс - Рвс1Ув)/Ув (2)

Изменение температуры в этой полости :

с!Т= 1,41 (ТаОав - ТвОвс)/Мв - Тв(Одп - Овс)/Мв - 0,41 Твс1Ув/Ув , (3)

где Мв - масса воздуха в полости В : Мв = РвУв /(ЯТв)

Уравнения (1,2,3) применяются для любой последовательности соединенных между собой объемов. При этом последний объем из рассматриваемой последовательности является либо замкнутой полостью, либо атмосферой.

При моделировании процесс разбивается на малые промежутки времени и считается, что в течении каждого такого промежутка подвижные части клапана движутся равноускоренно. Поэтому используются зависимости для равноускоренного движения.

По закону Ньютона а=Р/щ, Р- суммарная сила, действующая на движущееся тело, т- масса этого тела, а- ускорение его движения.

При условии равноускоренного движения тела в интервале времени А1: х=хо+УоД1+0,5аД1:2; у=у0+аА1,

где х, V- путь и скорость на данном промежутке времени; Хо и у0 - то же на предыдущем промежутке времени .

При помощи уравнений истечения (1,2,3) определяются термодинамические характеристики воздуха, находящегося в каждой из полостей импульсной головки формовочной машины и, как ее части -импульсного клапана, на данный момент времени. Это дает возможность найти силы, действующие на подвижные части клапана. По уравнениям движения определяется текущее положение подвижных частей клапана, что

позволяет найти новые значения проходного сечения клапана и, если требуется, изменившиеся объемы некоторых полостей и т. п. Далее описанная последовательность действий повторяется для следующего момента времени.

Приведенная методика расчета позволяет определить составляющую давления воздуха в полости над смесью, зависящую от работы клапана, в каждый момент времени.

1.3 Одномерная модель процесса пневмонмпульсного уплотнения.

Формовочная смесь представляет собой пористую среду. При нарастании давления воздуха на верхней границе смеси в порах начинается фильтрация в направлении модельной плиты.

Рассмотрим случай пневмонмпульсного уплотнения, когда давление воздуха в порах смеси по горизонтальным сечениям формы распределено равномерно в каждый момент времени. Предположим, что деформация смеси происходит только в направлении модельной плиты, а деформация в направлении стенок опоки настолько мала, что ею можно пренебречь.

Такое допущение правомерно при исследовании уплотнения в зоне, удаленной от стенок опок и моделей: при отсутствии в форме моделей или при рассмотрении столба смеси над центральной частью модели, имеющей в плане поверхность - плоскость большой площади.

Мысленно разделим столб смеси в опоке на горизонтальные слон. При нарастании давления над смесью через поры слоя смеси организуется поток-воздуха, на протекание которого затрачивается какая-то доля давления с)Р. В результате на слой сверху действует давление Р, а снизу (Р-с1Р).

При нарастании давления воздуха над смесью давление на верхней границе каждого слоя выше, чем на нижней границе. Эта разница давлений вызывает усилие, с которым вышележащий слой действует на нижележащий. Указанные усилия суммируются по высоте столба смеси, в результате чего каждый нижележащий слой нагружен больше, чем вышележащий. Вся масса смеси приходит в движение по направлению к модельной плите.

Так как скорость нарастания давления воздуха велика, то слои смеси движутся и деформируются в вертикальном направлении также с большим ускорением. При торможении смеси о модельную плиту или модель в слоях смеси развиваются инерционные силы, направленные по ходу движения. Они складываются с силами, вызванными перепадами давлений и окончательно уплотняют смесь.

Таким образом, чем ближе слой смеси к модельной плите, тем большие сжимающие напряжения в нем возникают и тем интенсивнее он уплотняется.

Изложенную постановку задачи называют одномерной, так как все параметры уплотнения в данном случае зависят, помимо времени. ■•> :<

одном пространственной координаты у - расстояния от модельной плиты ш поверхности модели до рассматриваемого слоя смеси.

Корректировка дифференциального уравнения уплотнения смеси п) импульсном процессе

Обратимся к одноосной модели пневмоимпульсного уплотнен* разработанной Орловым Г.М. Из уравнения движения элементарного он смеси получается выражение, называемое дифференциальным уравненш уплотнения формы в одномерной модели. Оно определяет изменен! напряжений в уплотняемой смеси по высоте опоки а,у =<1а/с1у . В работ Орлова Г.М. представлены различные модификации этого уравнени которые можно привести к следующему:

а,у=-(1-т)Р,у-ртЯ- , (

в котором:

ш - пористость слоя смеси, равная отношению объема пор смеси ко все1* объему, занятому смесью;

Р,у = ёР/с!у - производная давления воздуха в порах смеси по высоте у; о - напряжения, возникающие в слое смеси; р - плотность воздуха; 6 - плотность слоя смеси; ] - ускорение слоя смеси; g - ускорение свободного падения;

- коэффициент бокового давления смеси; Г - коэффициент трения смеси о стенки опоки; П,Р - периметр и площадь опоки;

К - удельная сила сопротивления смеси движению воздуха, отнесенная единице массы воздуха, которая выражается следующим образом:

11=Р,у/(тр) (

Тогда, подставляя (5) в (4), получим:

а,>= -(2-ш)Р,у - 0-8) 5 - ^(ГЪТ)а (

Перейдем теперь к силам, действующим на слой смеси. Для этого умножим (6) на объем слоя Р<1у:

с!а Р= -(2-т)с1РР - 5Рс1у ] - 5Рс1у ё - ^стШёу (

Левая часть (7) определяет приращение уплотняющего воздействия на сл толщиной с1у. Первое слагаемое правой части (7), очевидно, описывает си воздействия воздушного потока на слой смеси; второе слагаемое выража действие инерционных сил ( масса слоя 5Рс1у, помноженная на ускорение ] третье - силу тяжести; четвертое - силу трения о стенки опоки. Пусть на сл< действует только перепад давлений: ]=0, g=0, Г=0. В таком случае:

с)ст Р=-(2-т)с1Р Я (8)

По определению, пористость т может изменяться от 0 до 1. При значениях т, близких к 0 (малый объем пор), получаем парадоксальный результат: на слой смеси будет действовать сила, почти в 2 раза превышающая разность давлений воздуха на верхней и нижней границах с!Р, умноженную на площадь слоя Р. На наш взгляд, данное несоответствие объясняется неточностью в выражении (5).

Действительно, силу взаимодействия воздушного потока со слоем можно разделить на статическую и динамическую составляющие. Первая из них равна произведению разности давлений воздуха на границах рассматриваемого слоя -с1Р на часть его площади поперечного сечения, занимаемую "скелетом" смеси, (1-т)Р. Вторая составляющая может быть получена из уравнения движения элементарного объема газа через слой смеси толщиной с!у:

Ма = с1Р тР - ЯМ = Р,ус1у тР - Я ртРс!у , где М = ртРс!у - масса объема газа, а- его ускорение, р-плотность;

К - удельная сила сопротивления смеси движению газа, отнесенная к единице массы газа. При а=0 получим :

Я = Р,>/р. (9)

Тогда суммарная сила, с которой воздух действует на слой смеси равна

- (1 -ш)Р с!Р - Я ртРс!у = -(1 -т)Р с!Р - ¿Р тР = -Рс1Р, что не противоречит здравому смыслу при любом допустимом значении пористости т.

Таким образом, откорректированное дифференциальное уравнение импульсного уплотнения ФС для одномерной модели процесса имеет вид:

а,у=-Р,у- С-Е) 5 - (10)

Первое слагаемое в правой части (10) описывает влияние распределения давления воздуха по высоте смеси, второе - инерционных сил и силы тяжести, третье - силы трения смеси о стенки опоки, отнесенной ко всему слою смеси.

Приведем основные зависимости, примененные при построении одномерной компьютерной модели процесса.

1) Дифференциальное уравнение уплотнения смеси с учетом проведенной корректировки (10)

2) Уравнение, описывающее процесс фильтрации (прохождения воздуха через смесь):

р,|= - ар/ш ( и,у + р,у и /(ра) - 5,1 /5с«). (11)

Скорость изменения давления воздуха в порах слоя р,1 зависит от распределения давления р,у и скоростей фильтрации воздуха по высоте формы и,у, скорости изменения плотности слоя 5,1 , а также давления в слое.

его пористости и плотности "скелета" смеси; а - показатель политроп изменения давления газа в порах.

3) Уравнения истечения воздуха из полости в полость (1,2,3) приведен

ране.

1.4. Двумерные модели пневмоимпульсного, прессового и комбинированно!

процессов.

Разработанные двумерные компьютерные модели процессс

уплотнения основаны на:

1) Представлении формовочной смеси (ФС) как нелинейно деформируемо] тела и распространении на нее соответствующих зависимостей теор!-нелинейной упругости. (Разумеется, эти зависимости применимы толы на этапе нагружения смеси, при снятии же нагрузки или ее уменьшен!-смесь имеет весьма незначительную обратную упругую деформацию и е можно пренебречь.)

2) Использовании известных зависимостей, описывающих связь плотное! смеси и действующих в ней напряжений.

3) Привлечении стандартных процедур метода конечных элементов (М1С для формирования систем уравнений, описывающих взаимосвязь величи определяющих процессы уплотнения.

4) Применении ЭВМ для решения полученных систем уравнений.

1.4.1 Двухосная математическая и компьютерная модели процесса прессования литейных форм.

Уравнения, определяющие зависимость вектора деформаций {б } I напряжений { о } имеют вид:

{<т} = [0]{ е>, (12)

в которых [ О ] - матрица свойств материала. В случае плоско деформированного состояния:

Е(1-ц) 1 ц/(1-ц) 0

[0]=_ Ц/О-Ц) 1 о

(1+ц)(1-2ц) 0 0 (1-2 ц)/2(1-ц)

где ¡1 - коэффициент Пуассона;

Е - переменный модуль деформирования ФС, сильно изменяющийся п| ее уплотнении. Зависимость Е от плотности ФС может быть определе экспериментально или найдена путем сопоставления уравнений Гука с одщ

из уравнений прессования. В настоящей работе использовалось уравнение Орлова-Баландина:

8=5'(а/ст')м , (13)

Объединение (12) и (13) приводит к системе уравнений, решение которой осуществляется методом конечных элементов (МКЭ).

МКЭ предполагает разбиение исследуемой области на конечные элементы (КЭ, обычно треугольной формы). Для каждого КЭ искомая функция аппроксимируется некоторой зависимостью (обычно линейной), которая выбирается заранее. Далее, исходя из физических законов сохранения энергии-работы ( принцип Лагранжа, методы минимизации функционала и взвешенных невязок Галеркина и др.), составляется локальная система уравнений - для отдельного КЭ.

Системы уравнений для всей области, в которой необходимо определить искомую функцию, получаются путем "сборки" из всех систем для КЭ, входящих в эту область.

Результат описанной выше процедуры - глобальная система уравнений, решается известными численными методами.

Необходимо отметить, что МКЭ обладает следующими достоинствами: 1) Свойства материалов смежных элементов могут быть разными. Это позволяет применять метод к телам, составленным из нескольких материалов. (В приложении к рассматриваемым задачам возможен расчет уплотнения формы, получаемой из наполнительной и облицовочной смесей; определение не только деформации ФС, но и модельно-опочной оснастки.) 2) Криволинейная область может быть аппроксимирована с помощью прямолинейных элементов или описана точно с помощью криволинейных элементов, что полезно при исследовании уплотнения форм с моделями, имеющими сложные контуры, уклоны и радиусы. 3) Размеры элементов могут быть переменными, что позволяет укрупнить или измельчить сеть разбиения области на элементы, если возникает такая необходимость. 4) С помощью МКЭ не представляет труда рассмотрение граничных условий с разрывной поверхностной нагрузкой, а также смешанных граничных условий.

В результате проведения стандартных процедур МКЭ, приходим к следующей системе уравнений:

[К]{Х} = {П, где { X } - вектор узловых перемещений, искомая величина;

{ Б } - вектор нагрузки, характеризует силы, действующие в элементах; [ К ] - матрица жесткости системы, зависит от координат и свойств элементов, модуля Е. Она собирается из матриц жесткости элементов: [К]= Х[к]. Для треугольного КЭ площадью А и толщиной V. [к]=[В]т[Т)][В]А1. Матрица [В] определяется координатами узлов элемента (х!,у|, ¡=1..3- номер узла):

[В] = 1/(2А)

уг-уз 0 уэ-у| О у 1-у2 О

О X3-X2 О Х1-ХЗ О Х2-Х1

ХЗ-Х2 уг-уз XI-X3 уз-у I X2-XI у 1-уг [В]' - транспонированная матрица [В].

Необходимо отметить, что в чистом виде разработанная модель примени для описания как «верхнего» (со стороны контрлада) так и «нижнего» ( стороны лада) процессов уплотнения прессованием. Для этого различ направлений действия сил трения уплотняемой смеси о стенки опоки п «нижнем» и «верхнем» прессовании учитывается при составлении вектс нагрузки {F}. Соответственно, по-разному задаются и перемещен прессовой колодки (при «верхнем» прессовании) и перемещения модельн плиты с моделью отливки (при «нижнем» прессовании).

1.4.2 Двухосная математическая и компьютерная модели процесса пневмоимпульсного уплотнения литейных форм.

Для составления модели пневмоимпульсного уплотнения необходи получение возможности моделирования процесса фильтрации с цел определения сил взаимодействия воздушного потока со смесью.

Результатом применения МКЭ к задачам установившейся фильтрац жидкости через пористую среду (грунт) является система уравнений:

[K]{F}={Q} , (1

где {F}- вектор неизвестных узловых значений функции (неизвестн давления);

{Q}- вектор нагрузки, складывается из заданных (обычно на грани! области) значений F;

[К]- матрица жесткости (МЖ) системы, находится аналогия матрице жесткости для решения задачи уплотнения форм прессованием, матрица свойств представляет собой диагональную матрицу, ненулев элементы которой равны коэффициенту газопроницаемости КЭ.

Однако, в силу того, что воздух, проходя через формовочную сме расширяется, решение (14) не приемлемо для описания процесса фильтраи воздуха.

Процесс стационарной фильтрации воздуха может быть смоделиро! при использовании МЖ для установившейся фильтрации жидкости

решении системы (14) относительно F=P2 . При этом вместо извести граничных значений давлений необходимо задавать их квадраты.

Очевидно, что реальный процесс прохождения воздуха че] формовочную смесь при импульсном процессе не является стационарным.

МКЭ позволяет решать нестационарные задачи. В этом случае изменение давлений воздуха во времени может быть учтено введением матрицы демпфирования [Оетр^; тогда :

[К]{Р}={(3}+[ОетрШР}

Но ввиду сложности нахождения и учета матрицы демпфирования при решении методом К.Э. нестационарной задачи фильтрации воздуха, для каждого момента времени I давление (функция Р) можно аппроксимировать

зависимостью: Ра=Р , и решение проводить относительно Р. Степень а необходимо выбирать при сопоставлении решения одномерной и двумерной задачи без литейной модели.

При импульсном уплотнении в смеси действуют силы инерции, поэтому в уравнениях (15) присутствует произведение матрицы масс [М] на вектор ускорений {а}:

[К]{Х}+[М]{а} = {Р}. (15)

Матрица жесткости - та же, что и при исследовании процесса прессования.

Глобальная матрица масс [М] складывается из локальных [т] по тем же правилам, что и матрица жесткости.

В случае, если толщина треугольного КЭ I постоянна, то, обозначив вес элемента \У=б1А, получим:

0,5 0 0,25 0 0,25 0

0 0,5 0 0,25 0 0,25

0,25 0 0,5 0 0,25 0

0 0,25 0 0,5 0 0,25

0,25 0 0,25 0 0,5 0

0 0,25 0 0,25 0 0,5

[ш]- локальная матрица масс.

А если масса прилагается к узлам тремя равными частями, матрица массы элемента будет иметь вид: [т] - \\73[Е], где [Е] - диагональная единичная матрица (6x6).

Система (15) представляет, таким образом, систему дифференциальных уравнений движения, дальнейшее решение которой проводится одним из известных численных методов. Простейшая последовательность действий для нахождения {X} заключается в следующем. Совместное моделирование процесса фильтрации дает значения вектора нагрузки {И} на текущем промежутке времени М. Для ранее найденных [К] и {X} определяются ускорения {а}, откуда по уравнениям движения находятся новые перемещения {X} и, следовательно, изменение координат и плотности КЭ. Далее итерационный процесс расчета повторяется для следующего • V

1.4.3 Двухосные математические и компьютерные модели комбинирована импульсно-прессовых процессов формообразования.

Импульсно-прессовая формовка проводится обычно в две стад! вначале производится импульс, а на второй стадии — прессование, «верхнс или «нижнее». Таким образом, на первом этапе наибольшее уплотнен получают слои смеси, прилегающие к модельной плите. На втором этапе контрлад формы и зоны над моделями отливок (для «верхнего» прессовани или - контрлад формы, зоны над моделями отливок и зоны со стороны ла, примыкающие к стенкам опоки (для «нижнего» прессования). В результг достигается более равномерная плотность формы, чем при применен отдельно импульсного или прессовых процессов формообразования.

При моделировании первой стадии такого комбинированного процес применяется модель, разработанная для импульсной формовки (пункт 1.4.2

Далее, на стадии прессового уплотнения используются компьютерн модели прессования («верхнего» или «нижнего», пункт 1.4.1), прич начальные и граничные условия - осадка смеси, плотности КЭ - .задаютс: учетом проведенного моделирования импульсной стадии процесса.

2. Экспериментальная проверка результатов расчетов.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатор НИИТавтопрома на опытно-промышленных стендах, оснащенн импульсными клапанами тарельчатого и решетчатого типов и прессов) механизмом.

Адекватность одноосной модели импульсного формообразован проверяли при проведении импульсного уплотнения смеси в форме ( моделей отливок. При этом определялись сжимающие напряжения давления воздуха в смеси, а также давление воздуха над поверхност засыпки.

Показания снимали следующим образом. В центральной час модельной плиты устанавливали два индуктивных датчика давления ДДИ-первый, под вентой, в процессе уплотнения мог воспринимать толг давление воздуха (Рв), второй, открытый, мог воспринимать суммар! усилие, возникавшее при повышении давления воздуха в порах смеси напряжений в скелете смеси.

По разности показаний второго и первого датчиков определ* напряжение в смеси (о), действующее у модельной плиты.

Изменение давления воздуха в полости над смесью (Рф регистрировалось еще одним датчиком ДДИ-20, расположенным формовочной камере над наполнительной рамкой.

Показания всех датчиков преобразовывались системой ДПК (датчик-преобразователь-компьютер), разработанной специалистами МИФИ, и записывались в память персонального компьютера. Далее они обрабатывались с помощью программного обеспечения, прилагаемого к системе ДПК, и сравнивались с результатами компьютерного моделирования. На рис.1 представлены результаты одного из экспериментов при импульсном уплотнении формы без модели. Для сравнения на экспериментальные кривые наложена кривая, полученная расчетным путем.

0,025

0,05

0,075

Рис. 1

Рф.к.- давление воздуха над смесью Рв- давление воздуха в порах смеси у модельной плиты ¿Р=(Рф.к-Рв)- перепад давлений

а -экспериментальная кривая напряжений на ладе полуформы сгр-расчетная кривая напряжений на ладе полуформы.

Сплошными линиями представлены кривые, полученные в ходе экспериментальных исследований при средней скорости нарастания давления воздуха над смесью 4 МПа.

Импульсный клапан открывается в момент времени, соответствующий точке О.

На участке О-С давление Рф.к. возрастает; давление Рв равно нулю, и поэтому перепад давлений с!Р=(Рф.к.-Рв.) практически совпадает с Рф.к.. Под воздействием увеличивающейся разницы давлений ёР смесь послойно, сверху вниз приходит в движение и разгоняется по направлению к модельной плите. При этом идет фильтрация воздуха через смесь, но как видно из графика (кривая Рв), на этом участке воздух не успевает достичь модельной плиты.

В момент времени, соответствующий точке С вследствие давления стороны вышележащих слоев в нижнем слое смеси, прилегающем модельной плите, начинают возникать напряжения. Смесь уплотняется большой скоростью, в результате чего возникает избыточное давлен воздуха в ее порах. Поэтому, вскоре после точки С кривая <1Р падает, а уг наклона кривой Рв к горизонтальной оси заметно увеличивается.

На отрезке С-А стремительно нарастают напряжения в нижних слс смеси, являющиеся результатом действия инерционных сил, возникают при ее торможении о модельную плиту. Увеличивается давление воздух; порах смеси как за счет фильтрации ( Рв возрастает с увеличением давлен над смесью - Рф.к.), так и за счет уплотнения смеси, о чём свидетельству уменьшение перепада сЗР и увеличение интенсивности возрастания 1 Избыточное количество воздуха не успевает выйти в атмосферу через венть

В момент времени, соответствующий точке А напряжение достига максимума. Дальнейшее повышение давления Рф.к. уплотнения смеси ладе полуформы не вызывает. Точка А соответствует точке перегиба крив Рв.

На отрезке А-В наблюдается падение напряжений (основная мае смеси уплотнилась). Нарастание перепада давлений с!Р происход вследствие продолжающегося увеличения давления Рф.к. над смесью. Крив Рв наклонена к оси I более полого, чем на отрезке С-А так как избыточн количество порового воздуха, образовавшегося на стадии интенсивно уплотнения смеси (С-А) выходит через венты.

После точки В кривая напряжений фактически совпадает с кривой с Давление воздуха над смесью около точки В достигает максимума и пос начинается его падение.

Из рассмотренного примера очевидно, что с увеличением скорос нарастания давления над смесью (Рф.к.) возрастает перепад давлений с1Рс, ч влечет за собой возникновение более высоких напряжений в смеси.

Вместе с тем, возрастание Рф.к. после точки А не вызывает увеличен напряжений, но приводит к увеличению расхода воздуха. Поэтому, пос точки А, соответствующей максимуму напряжения, в целях эконом, сжатого воздуха импульсный клапан следует закрывать.

Нарастание давления воздуха в порах смеси (Рв) на участке С приводит к уменьшению скорости разгона смеси и, следовательно, к падет напряжений при ее торможении о модельную плиту. Кроме этого, в моме торможения избыточное давление Рв препятствует уплотнению смес Поэтому значительное повышение давления воздуха в порах смеси в моме ее уплотнения говорит о необходимости простановки дополнительных вент.

Таким образом, экспериментальные результаты подтверждш теоретическое представление о процессе импульсного уплотнения, результаты расчета (расчетная кривая напряжений ар на рис. 1 нанесе пунктиром) в целом хорошо сходятся с экспериментальными. Действителы

максимальное расхождение не превышает 15%, что может быть признано удовлетворительным для инженерных расчетов.

( Заметим, что пик напряжения, определенного по не откорректированному уравнению (4) составил 0,48 МПа, что на 98% больше экспериментального значения).

Серия экспериментов по проверке адекватности двухмерных компьютерных моделей проводилась на стенде с размерами опоки 300x400 мм. Модели - алюминиевые бруски длиной 350 мм, имеющие трапециевидное сечение, располагались на модельной плите параллельно длинным стенкам опоки (400 мм), вплотную к ним.

Нижнюю часть опоки на высоту 250 мм засыпали послойно «черной» и «белой» смесью. Слой «черной» смеси имел толщину 47..40 мм. Слой «белой» смеси имел толщину 3..10 мм. При этом в качестве "черной" смеси использовали обычную оборотную смесь, содержащую добавку угля, а "белая" смесь приготавливалась только из бентонита и кварцевого песка и обладала такими же прочностью и уплотняемостью, что и "черная".

На рис.2 представлена схема разбиения полуформы, подлежащей уплотнению, на слои: левая половина рисунка демонстрирует разбиение при компьютерном моделировании процесса, правая - при экспериментальном исследовании.

Были проведены исследования форм, полученных «верхним» прессованием и импульсным процессом. В ходе экспериментов по исследованию прессованой формы в наполнительную рамку закладывали деревянную прессовую колодку и уплотняли форму прессованием со стороны контрлада. При уплотнении импульсом сжатого воздуха форму прижимали к импульсной головке и проводили уплотнение.

После проведения уплотнения протягивали модели, извлекали полученную форму из опоки и резали по средней плоскости, расположенной перпендикулярно длинной стороне формы. Разрез формы фотографировали.

Далее фотографии сканировали и на отсканированную фотографию формы, полученной в ходе эксперимента, накладывали сетку деформированных элементов, полученную при компьютерном моделировании процесса.

Фотография разреза "слоеной" формы, полученной при импульсном уплотнении с наложенной на нее деформированной расчетной сеткой представлена на рис. 3.

На рис. 4 изображена аналогичная картина для случая прессового уплотнения.

Рис. 2 Схема разбиения полуформы, подлежащей уплотнению, на слои (лее половина — компьютерное моделирование, правая - эксперимент).

Различия деформационных картин, представленных на рис. 3, определяются различием в природе и характере приложения уплотняюи сил при импульсном процессе и прессовании.

В общем случае при любом процессе уплотнения на каждую част! смеси могут действовать активные силы: а) -передающиеся на нее соседни частицами (силы взаимодействия с соседними частицами), и б) -си. непосредственно возникающие на ней (объемные силы).

Так, при прессовании в смеси действуют силы только первого вида | действительно, прессующее усилие передается от прессовой коло; непосредственно на верхнюю границу верхнего слоя смеси, а далее — каждую частицу смеси посредством взаимодействия с соседними.

При импульсном же уплотнении каждая частица смеси находится так и под действием объемных сил (б), а именно сил инерции и сил, вызваны перепадами давления воздуха в смеси, приложенных ко всему объему сме но имеющих разные величины в разных зонах сечения формы и в разные

Рис. 3. Фотография разреза «слоеной» формы (белые и серые слои), полученной импульсным методом с наложенной на нее сеткой деформированных элементов (черные линии), полученной компьютерным моделированием процесса.

Рис. 4 Фотография разреза «слоеной» формы (белые и серые слои), полученной при «верхнем» прессовании с наложенной на нее сеткой деформированных элементов (черные линии), полученной компьютерным моделированием процесса.

моменты процесса формообразования.

Как при импульсном (рис. 3), так и при прессовом (рис. 4) уплотнении, края слоев смеси, примыкающие к стенкам опоки и моделей, загнуты вверх, что свидетельствует о действии сил трения в указанных зонах.

Однако, благодаря наличию объемных уплотняющих сил при импульсном процессе, слон смеси в кармане формы менее деформированные, чем при прессовании, а изгиб третьего сверху слоя смеси над карманом более резкий.

Также обращает на себя внимание большое расстояние между слоями в основании выпуклого элемента при импульсном уплотнении. Пониженная плотность, полученная при расчете в элементах, находящихся у верхних углов моделей, говорит о действии растягивающих напряжений, которые могут послужить причиной образования рыхлот в указанных областях и, при наличии высоких узких карманов и интенсивного импульсного воздействия -к подрыву «болванов» уже на стадии формообразования.

Следует также заметить, что плотность верхних слоев (расстояние между слоями) в надмоделытых зонах и в кармане формы при прессовании больше нижних, а при импульсном уплотнении - наоборот, что согласуется с физикой изучаемых процессов.

Как видно из рис. 3, 4, расчетные данные хорошо согласуются с экспериментальными (расхождение не более 15%).

Расхождение может быть объяснено следующими причинами. Вероятно, что на практике коэффициенты трения смеси о стенки моделей и опоки отличались от принятых в расчете (0,3 и 0,6 соответственно). Неточность засыпки слоев смеси при экспериментальных работах не могла не отразиться на полученной деформационной картине слоев уплотненной формы. Несмотря на то, что реальные модели имели небольшой (около 2°) формовочный уклон, в принятой расчетной схеме они представлены с вертикальными стенками (рис. 1). При моделировании процесса прессования было принято, что между стенками опоки и прессовой колодкой не существует зазора, в то время как при экспериментальном исследовании такой зазор составлял около 3 мм на сторону. Также при компьютерном моделировании не была учтена начальная неравномерность распределения плотности засыпанной в опоку смеси, вызванная действием силы тяжести.

Тем не менее, сравнение результатов экспериментов и расчета подтверждает правомерность использования разработанных компьютерных моделей импульсного и прессового процессов уплотнения.

А поскольку моделирование импульснопрессового процесса уплотнения проводится в два этапа: в начале - моделирование импульсной стадии, а далее, с учетом полученных плотностей элементов — стадии прессования, то разработанные модели и программное обеспечение пригодны и для моделирования комбинированных импульснопрессовых процессов формообразования.

3. Использование результатов исследований

Основными результатами исследования являются разработан! математические модели и пакеты прикладных программ для компьютер» моделирования ппевмоимпульсного, прессового и комбинирована процессов формовки.

Расчет конструктивно-технологических параметров формовочи машин, моделирование собственно процесса уплотнения формы (нахожде! поля плотностей и напряжений в форме в любой момент времени), вы( параметров внешнего воздействия на смесь при заданном модельно-опочь комплекте и определение возможности изготовления требуемой формы установленном оборудовании, с учетом свойств применяемых формовочн смесей, оптимизация изученных процессов формообразования - ] большинство задач, которые можно решить с использованием систе компьютерного моделирования.

3.1 Использование результатов исследования при проектировании формовочных машин.

Разработанное программное обеспечение применяется в 3, «НИИТавтопром-НИЦ» для моделирования рабочих процессов импульсн формовочных машин, имеющих различные конструкции и типы импульсн клапанов.

Так, данные для проектирования импульсной головки машины №77 10 для производства форм импульсно-нижнепрессовым методом бь получены исходя из результатов проведенного компьютера моделирования.

Еще один формовочный автомат №7750-10, спроектированный соответствии с проведенным компьютерным моделированием его рабоч' процесса, разработан в для литейного цеха фирмы «Север» г. Чо Югославия. Режим работы гидростанции этого автомата рассчитан результатам компьютерного моделирования и.чпульсно-нижнепрессов< процесса: проведен учет усилий, требуемых в каждый момент времени ЦИ1 формовки.

Большинство основных зависимостей, относящихся к описан истечения воздуха из полости в полость, уравнения движения, а тая принцип и общий порядок моделирования, сохраняются для различи конструкций импульсных клапанов формовочных машин. Так, I проектировании клапана машины №7742-10, применялись компьютер! программы моделирования работы импульсной машины, учитываюи конструктивные особенности клапана.

3.2 Использование результатов исследования при проектировании элементов процесса формообразования.

При помощи соответствующего расчета был обоснован процесс формовки методом пневмоимпульсного уплотнения с последующим нижним прессованием формы отливки гильзы блока цилиндров (№ 7406-1002021) в одной полуформе, без использования стержней.

Расчет проводился для осесимметричной задачи. На опытно-промышленной машине, осуществляющей импульсно-нижнепрессовый (ИНП) процесс (стенд 6517) отработано получение таких форм гильзы цилиндров.

Произведенные замеры твердости получаемого болвана, формирующего внутреннюю поверхность отливки гильзы, свидетельствует о высокой и равномерной степени уплотнения формы, пригодной для заливки.

Средняя плотность болвана - 1423 кг/м3 близка по значению с результатом компьютерного моделирования - 1397 кг/м3.

Важным элементом разработанного процесса получения форм без стержней для гильзы является протяжка, которая осуществляется при пневматической поддержке выпуклых элементов формы (болванов).

При длительной работе системы пневмоподдержки, как и при слишком большом давлении воздуха в ее системе, возможно подсыхание и даже частичное разрушение формы. Если задействовать пневмоподдержку слишком поздно, то воздух не успеет перетечь из ресивера пневмоподдержки по трубопроводу к вентам и создать требуемое усилие, поддерживающее болван. Также не будет развито достаточное усилие и при малом давлении в системе пневмоподдержки.

Таким образом, возникает необходимость расчета пневматической поддержки болванов формы, что и было осуществлено с помощью компьютерного моделирования процесса фильтрации воздуха при проектировании пневмоподдержки. При этом использованы программы, разработанные на основе уравнений истечения воздуха из полости в полость и модели его прохождения через элементы уплотненной полуформы, в результате чего выбраны параметры системы (давление и объем ресивера системы, сечения подводящего трубопровода, площадь вент, моменты включения и выключения подачи воздуха), обеспечивающие требуемый перепад давлений по высоте выпуклого элемента.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ. !. Уточнена физическая модель воздушноимпульсного процесса уплотн Показано, что сила воздействия воздушного потока на смесь складывает статической составляющей, действующей на скелет слоя и динамиче обусловленной газопроницаемостью смеси. В общепринятой ранее физичс модели динамическая составляющая принималась воздействующей на площадь слоя смеси, а не на площадь, занимаемую каналами (порами), 1 приводило к ошибкам в расчетах.

2.Выполнена корректировка уравнения уплотнения, что позволило разраб! математическую модель, алгоритм и программное обеспечение для ЭВ проведенное компьютерное моделирование процесса пневмоимпульс формообразования дало результаты, которые удовлетворительно совпа (отклонение не более 15%) с результатами экспериментальных исследоваш

3.Создан пакет прикладных программ (ППП1) для одноосного моделирон процесса пневмоимпульсного уплотнения. ППП1 позволяет мет компьютерного моделирования определять влияние основных конструкт! технологических характеристик импульсной формовочной машины на прс формовки, получать данные для конструирования и совершенство! формовочных агрегатов.

4.Приложение зависимостей теорий нелинейной упругости и пластичное формовочной смеси позволило разработать модели импульсного, прессов! комбинированного процессов уплотнения, учитывающие геометрии« характеристики применяемого модельно-опочного комплекта.

5.Предложен метод определения деформационных характеристик формовс смеси последовательным приближением, который позволил про] компьютерное моделирование пневмоимпульсного процесса уплоп формы с моделью отливки (двухосная постановка задачи). Сопосташ результатов расчетов на ЭВМ и проведенных экспериментов на физиче объекте показало вполне удовлетворительное их совпадение (расхожде! пределах до 15%).

6.Проведено компьютерное моделирование уплотнения формы с мод отливки (двухосные задачи) прессованием со стороны контрлада ("вер: прессование), прессованием со стороны лада ("нижнее" прессовани комбинированными процессами: импульсным с "верхним" прессовани импульсным с "нижним" прессованием.

7.Сопоставление результатов расчетов для "верхнего" прессован!' результатов физического моделирования показало адекватность предложс компьютерной модели. (Расхождение, подсчитанное для контрольных то1 пределах 15%).

8.Созданный пакет прикладных программ (ППП2) для компьюте; моделирования импульсного, прессового и комбинированного проц формообразования (двухосные постановки задач) позволяет:

-получить для каждого конкретного случая (заданных параметром процесса уплотнения, формовочной машины, геометрической формы и размеров моделей, свойств применяемой смеси и материалов моделей и опок) информацию о распределении плотности смеси по любым вертикальным и горизонтальным сечениям формы и напряжениях, возникающих в процессе формообразования в смеси и на границах модельной оснастки;

-установить, на основании анализа результатов компьютерного моделирования, места и причины вероятного возникновения некачественного уплотнения и наметить пути предупреждения появления таких дефектов;

-усовершенствовать существующий или спроектировать новый формовочный агрегат, технологический процесс формообразования, выбрать рациональное расположение моделей на модельной плите, плоскость разъема и т. д.

9.Результаты настоящей работы - математические модели и пакеты прикладных программ (111 Jill и 1JJ1112) для компьютерного моделирования пневмоимпульсного, прессового и комбинированных процессов формовки -успешно применяются при проектировании элементов процессов формообразования и формовочных машин в ЗАО "НИИТавтопром-НИЦ".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Маскин A.A. Изменение свойств формовочной смеси при высоких скоростях ее деформации. Сборник научных трудов межвузовской научно-технической программы "Ресурсосберегающие технологии машиностроения". МАМИ. Москва. 1995г.

2. Волкомич A.A., Маскин A.A., Спицкий В.П., Благонравов Б.П.,Рожков A.M. Импульсное уплотнение формовочной смеси. Литейное производство. 1998 #2, с. 15-17.

3. Волкомич A.A., Маскин A.A., Крылов О.В., Спицкий В.П., Благонравов Б.П. Математическая модель фильтрации воздуха при пневмоимпульсном процессе. Литейное производство. 1998 #3, с. 46-48.

4. Волкомич A.A., Маскин A.A., Спицкий В.П., Благонравов Б.П. Компьютерное моделирование процесса прессования литейных форм. Литейное производство. 1999 #11, с. 34-35.

5. Благонравов Б.П., Волкомич A.A., Маскин A.A., Спицкий В.П. Математическое моделирование процессов уплотнения сырых лесчано-глинистых форм. Тезисы докладов на XXVI научно-технической конференции ААИ "Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа." к 60-летию воссоздания МАМИ. М., 1999, с. 31-32.

6. Волкомич A.A., Маскин A.A., Спицкий В.П., Благонравов Б.П. Компьютерная модель импульсного, прессового и комбинированного процессов уплотнения литейных форм. - Сборник научных трудов (межвузовский), т. 1: Техника, технология и перспективные материалы. - М.-МГИУ 2000 , с. 107-110.

м <г

Алексей Аркадьевич Маскии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

«РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМЕ УПЛОТНЕНИЯ ФОРМ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТОВ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМОВОЧНЫХ МАШИН И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСА СЖАТОГО ВОЗДУХА»

Лицензия ЛР № 021209 от 17 апреля 1997 г. Подписано в печать 14.11.00 Заказ I ЙГираж 70

Усл. п. л.-1,4 Уч.-изд. л.-1,5

Бумага типографская Формат 60x90/16

МГТУ «МАМИ», Москвз, 105839 Б. Семеновская ул., 38

Введение.

1. Обзор литературных данных и постановка задач исследования.

1.1. Статические и динамические методы уплотнения.

1.2. Пневмоимпульсные машины и клапаны.

1.3. Различные представления о механизме пневмоимпульсного уплотнения.

1.4. Математическое моделирование физических процессов. Модель пневмоимпульсного уплотнения по Г.М. Орлову.

1.5. Одномерная модель процесса фильтрации воздуха при пневмоимпульсном уплотнении.

1.6. Зависимость газопроницаемости смеси от ее плотности.

1.7. Компьютерные модели и методы определения плотности формы, учитывающие геометрические характеристики литейной модели.

1.8. Зависимость плотности формовочной смеси от величины и характера приложения уплотняющего воздействия.

1.8.1 Уплотнение методом "статического" прессования.

1.8.2 Уплотнение при динамических процессах.

1.9. Моделирование процессов истечения воздуха при работе импульсных формовочных машин.

1.10. Выводы и постановка задач исследования.

2. Уплотнение формовочной смеси при пневмоимпульсном процессе. (Физическая модель.).

3. Математические и копьютерные модели процессов пневмоимпульсно-прессового уплотнения литейных форм.

3.1. Математическое и компьютерное моделирование рабочего процесса импульсных клапанов формовочных машин.

3.1.1 Общий подход к задачам компьютерного моделирования рабочего процесса импульсных клапанов формовочных машин.

3.1.2 Зависимости, описывающие процессы истечения воздуха из полости в полость.

3.1.3 Уравнения движения.

3.1.4 Примеры моделирования.

3.1.4.1 Пример 1: моделирование процесса истечения воздуха из ресивера. Алгоритм решения задачи на ЭВМ.

3.1.4.2 Пример 2: моделирование рабочего процесса импульсной формовочной машины с клапаном тарельчатого типа. Алгоритм решения задачи на ЭВМ.

3.2. Одномерная модель процесса пневмоимпульсного уплотнения.

3.2.1 Дифференциальное уравнение уплотнения формы в одномерной модели.

3.2.2 Уравнение фильтрации воздуха через смесь при импульсном уплотнении для одномерной модели процесса.

3.2.3 Скорость фильтрации воздуха. Газопроницаемость смеси.

3.2.4 Зависимость плотности смеси от действующих сжимающих напряжений и скорости их приложения.

3.2.5 Определение коэффициентов уравнения уплотнения прессованием.

3.2.6 Алгоритм решения на ЭВМ одноосной задачи импульсного уплотнения литейных форм.

3.3. Двухосные математические и компьютерные модели пневмоимпульсного, прессового и комбинированного процессов.

3.3.1 Общая концепция метода конечных элементов (МКЭ).

3.3.2 Двумерная математическая и компьютерная модели процесса прессования литейных форм.

3.3.3 Порядок решения задачи на ЭВМ.

3.3.4 Двухосная математическая и компьютерная модели процесса прохождения воздуха через форму (фильтрации) при пневмоимпульсном уплотнении.

3.3.5 Алгоритм решения задачи на ЭВМ.

3.3.6 Двухосная математическая и компьютерная модель процесса пневмоимпульсного уплотнения литейных форм.

3.3.7 Порядок решения задачи на ЭВМ.

3.4. Выводы.

4. Компьютерное моделирование процессов импульсного, прессового и комбинированного уплотнения форм.

4.1 Компьютерное моделирование процесса истечения воздуха из ресивера в атмосферу.

4.2. Компьютерное моделирование рабочего процесса импульсного клапана.

4.3. Результаты компьютерного моделирования процесса пневмоимпульсного уплотнения. Одноосная модель.

4.4. Результаты компьютерного моделирования процесса прессования литейных форм.

4.5. Результаты двухосного компьютерного моделирования процесса прохождения воздуха через формовочную смесь при пневмоимпульсной формовке.

4.6. Результаты компьютерного моделирования импульсного и импульсно-прессовых процессов (двумерное решение).

4.7. Выводы.

5. Экспериментальное исследование импульсного, прессового и комбинированного процессов уплотнения форм. Сравнение результатов экспериментального исследования и компьютерного моделирования.

5.1. Экспериментальные приборы и стенды.

5.2. Измерительное и регистрирующее оборудование.

5.3. Экспериментальное исследование процесса истечения воздуха из ресивера в атмосферу.

5.4. Экспериментальное исследование процесса пневмоимпульсного уплотнения.

5.5. Сравнение результатов компьютерного моделирования и экспериментального исследования.

5.6. Экспериментальное исследование деформации слоев формы при прессовании и импульсном уплотнении. Сравнение с результатами компьютерного моделирования.

5.7. Экспериментальное определение зависимости газопроницаемости смеси от ее плотности.

5.8. Экспериментальное исследование зависимости плотности смеси от величины и скорости приложения нагрузки.

5.8.1 Уплотнение образца смеси прессованием.

5.8.2 Уплотнение образца смеси на лабораторном копре.

5.8.3 Уплотнение при пневмоимпульсном процессе.

5.8.4 Обработка результатов экспериментальных исследований. Получение расчетной зависимости.

5.9. Выводы.

6. Практическое использование результатов исследования.

6.1. Использование результатов исследования при проектировании формовочных машин.

6.2. Использование результатов исследования при проектировании элементов процесса формообразования.

6.3. Выводы.

Вопросы повышения качества продукции, рентабельности и конкурентоспособности производства, как никогда остро встают сейчас перед отечественным машиностроением.

Эти проблемы в полной мере относятся и к области литейного производства. В современных условиях львиную долю отливок получают в разовые песчано-глинистые формы; без качественной формы невозможно произвести качественную отливку.

Именно поэтому пневмоимпульсный метод формообразования, часто применяемый как отдельно, так и в комбинации с прессованием, получил* в последнее время широкое распространение в практике литейного производства как обеспечивающий высокую точность и качество производимых форм, возможность просто и надежно автоматизировать технологический процесс и обладающий рядом таких преимуществ, как высокая производительность, экономичность, экологичность и др.

Вопросам изучения импульсного и импульснопрессового процессов посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей, но не всегда по результатам этих исследований возможно оценить влияние на уплотнение факторов геометрической конфигурации модельно-опочного комплекта, или дать конкретный ответ на вопрос о распределении плотности смеси по сечению формы, содержащей литейную модель. Для решения этих задач необходимо создание эффективных инструментов, позволяющих комплексно моделировать рабочий процесс формовочных машин и процессы формообразования, чему, в основном, и посвящена настоящая работа.

Основная цель работы заключается в улучшении качества литья, увеличении производительности и экономичности литейного производства путем разработки методов и средств совершенствования пневмоимпульсного и импульснопрессового процессов уплотнения литейных форм и оптимизации конструктивных параметров формовочных машин.

Диссертация состоит из шести глав и приложения.

В 1-й главе приведен обзор публикаций, посвященных исследованию импульсного и комбинированных процессов формообразования и произведена постановка основных задач исследования.

Во 2-й главе описана физическая модель процесса импульсного уплотнения, т.е. умозрительное представление автора о ходе процесса и явлениях, имеющих при этом место.

3-я глава посвящена, в основном, математическому описанию и разработке алгоритмов компьютерных моделей процессов импульсного, прессового и комбинированного уплотнения форм. Приведены также математические модели и алгоритмы расчета рабочего процесса импульсных формовочных машин.

Результаты компьютерного моделирования приведены в главе 4.

В 5-й главе дано описание экспериментальных исследований и их результатов. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных, демонстрирующее вполне достаточное для инженерной практики их совпадение.

6-я глава посвящена описанию практического применения результатов исследований.

В заключении приведен акт о внедрении результатов диссертационной работы.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1) Уточнена физическая модель процесса пневмоимпульсного уплотнения.

2) На основании уточненной физической модели проведена корректировка уравнения уплотнения смеси при пневмоимпульсном процессе.

3) С использованием откорректированного уравнения разработана уточненная одноосная расчетная модель пневмоимпульсного процесса уплотнения смеси.

4) Разработаны физические и математические модели импульсных, прессовых и комбинированных методов формообразования, учитывающие геометрические характеристики модельно-опочного комплекта и нелинейность деформационных свойств смеси.

Полученные расчетные результаты подтверждены экспериментально. Практическая ценность работы:

1. Разработана инженерная методика расчета и программное обеспечение для компьютерного моделирования процесса пневмоимпульсного формообразования.

2. Разработаны рекомендации по применению одноосных и двухосных моделей уплотнения смеси при конструировании формовочных машин и проектировании технологии получения формы.

3. Создан пакет прикладных программ с использованием одноосной постановки задачи уплотнения формы (1111111) для расчета импульсных формовочных машин (используется в ЗАО "НИИТАвтопром-НИЦ"), позволяющий методом компьютерного моделирования определять влияние основных конструктивно-технологических характеристик машины на процесс формовки, конструировать и оптимизировать формовочные агрегаты.

4. Разработана методика, алгоритм и 111111 для ЭВМ и проведено компьютерное моделирование уплотнения формы с моделью (двухосные задачи) прессованием со стороны контрлада ("верхним" прессованием), прессованием со стороны лада ("нижним" прессованием), и комбинированными процессами: импульсным с "верхним" прессованием и импульсным с "нижним" прессованием.

5. Созданный пакет прикладных программ (1111112) для компьютерного моделирования импульсного, прессового и комбинированного процессов формообразования (двухосные постановки задач) позволяет: - получить для каждого конкретного случая (заданных параметров процесса уплотнения, формовочной машины, геометрической формы и размеров моделей, свойств применяемой смеси и материалов моделей и опок) информацию о распределении плотности смеси по любым вертикальным и горизонтальным сечениям формы и напряжениях, возникающих в процессе формообразования в смеси и на границах модельной оснастки; установить, на основании анализа результатов компьютерного моделирования, места и причины вероятного возникновения некачественного уплотнения и наметить пути предупреждения появления таких дефектов; 4 усовершенствовать существующий или спроектировать новый формовочный агрегат, технологический процесс формообразования, выбрать рациональное расположение моделей на модельной плите, плоскость разъема ит. д.

Реализация результатов работы.

Выданы рекомендации по широкому промышленному использованию созданных 111111. Разработанное программное обеспечение применяется в ЗАО «НИИТАвтопром-НИЦ" и ЗАО «Литаформ» при решении научных и производственных задач литейного производства в области авто- и тракторостроения.

Работа выполнена на кафедре «Машины и технология литейного производства» Московского государственного технического университета «МАМИ» и в ЗАО «Литаформ».

Основные выводы по работе.

1. Уточнена физическая модель воздушноимпульсного процесса уплотнения. Показано, что сила воздействия воздушного потока на смесь складывается из статической составляющей, действующей на скелет слоя и динамической, обусловленной газопроницаемостью смеси. В общепринятой ранее физической модели динамическая составляющая принималась воздействующей на всю площадь слоя смеси, а не на площадь, занимаемую каналами (порами), что и приводило к ошибкам в расчетах.

2. Выполнена корректировка уравнения уплотнения, что позволило разработать математическую модель, алгоритм и программное обеспечение для ЭВМ, а проведенное компьютерное моделирование процесса пневмоимпульсного формообразования дало результаты, которые удовлетворительно совпадают (отклонение не более 15%) с результатами экспериментальных исследований.

3. Создан пакет прикладных программ (ППП1) для одноосного моделирования процесса пневмоимпульсного уплотнения. 1111111 позволяет методом компьютерного моделирования определять влияние основных конструктивно-технологических характеристик импульсной формовочной машины на процесс формовки, получать данные для конструирования и совершенствования формовочных агрегатов.

1. Орлов Г.М. Автоматизация и механизация процесса изготовления литейных форм. М. Машиностроение, 1988.

2. Бережанов П.И. Рабочий процесс импульсной формовки и его влияние на качество форм. Дисс. к.т.н. Москва-1990.

3. Васильковский Л.Ф. и др. Опыт использования импульсной головки на ПО НКМЗ им. Ленина. Литейное производство, 1981, 4 с 32.

4. Матвеенко И.В., Исагулов А.З., Кузембаев С.Б. Выбор параметров импульсной установки. Литейное производство -1997.- Nl.-c 23-25.

5. Палестин B.C. Импульсная формовка под низким давлением. Литейное производство -1989.- N 6 с 17-20. *

6. Домжал Р., Микульчински Е., Самсонович 3., Ставчик Р. Концепция и испытание новой головки для импульсного уплотнения формовочной смеси. Przeglad Odlewnictwa, 1997 N4, с 109-111.

7. Способы и устройства для изготовления форм импульсным прессованием (подборка авторских свидетельств), НИИТАвтопром -приложение к отчету о патентных исследованиях по теме "Способы и устройства для изготовления литейных форм импульсным уплотнением".-130с.

8. J.W. Wasem. Near net shape moulding with air-assisted compaction. Modern Casting, apr. 1989, p. 61-63.

9. BMD Airomatic moulding machine with Vario-Impulse moulding process. DISA technologies - BMD, W. Germany.

10. BMD Airomatic the air impulse moulding machine featuring Vario-Impulse compaction. DISA technologies - BMD, W. Germany.

11. Подуздиков А.Ф., Ковригин O.C. Надежное отечественное оборудование для импульсной формовки. Литейное производство -1997.- N 7 -с 33-34.

12. Радин И.А. Экспериментальное исследование уплотнения литейных форм ударом потока сжатого воздуха. Известия вузов, М.: Машиностроение, 1965, N7 с153-159.

13. Анашенко H.H., Иванов C.B. Механизм уплотнения формовочных смесей способом воздушного прессования. Вестник ХПИ 1968 N26 с.53-58.

14. Васильковский Л.Ф. Механизм и условия деформации смеси при импульсном способе формообразования. Литейное производство, 1987, 3, с 12 -14.

15. Васильковский Л.Ф. и др. Импульсная формовка и перспективы ее внедрения. Литейное производство, 1980, 3 с 14-16.

16. Гейдебрехов Г.А. Исследование воздействия воздушного потока на смесь при импульсной формовке. Литейное производство, 1978, 2 с 20-21. *

17. Гейдебрехов Г. А. Исследование влияния конструктивно-технологических параметров процесса импульсной формовки на качество литейной формы. Дисс. к.т.н. Краматорск-1979.

18. Ekart Schaarschmidt, Horst Tillmanns. Разработка процесса импульсного уплотнения формовочных смесей. Giesserai 1989, т.76 с. 98105.

19. Боениш Д. Особенности газового уплотнения сырых литейных форм (часть1). Giesserai 1982, т.69 с. 593-598.

20. Боениш Д. Особенности газового уплотнения сырых литейных форм (часть2). Giesserai 1982, т.69 с. 664-669.

21. Матвеенко И.В. Современные тенденции развития импульсной формовки. Сб. трудов МГИУ. М., 1996. с 109-115.

22. Матвеенко И.В., Бельчук B.C. Уплотнение сырых песчано-глинистых смесей импульсом сжатого воздуха. Литейное производство -1989.- N 6 с 2223.

23. Орлов Г.М., Благонравов Б.П. Механизм импульсного уплотнения. Литейное производство, 1992 , 10, с4-5.

24. Орлов Г.М. Механизм динамического уплотнения форм. Литейное производство, 1983 ,7 с 3-5.

25. Орлов Г.М. Динамическое уплотнение литейных форм. М.: МАМИ, 1983 55с.

26. Щелкачев В.Н., Лапук Б.Б. Подземная гидравлика. Москва, 1949.518с.

27. Волкомич A.A. Исследование технологических возможностей уплотнения литейных форм некоторыми методами прессования. Дисс. . к.т.н. М. 1969.

28. Резинских Ф.Ф., Штарков С.А., Рабинович Б.В. Расчет и экспериментальное исследование уплотнения форм прессованием. Технология автомобилестроения, Москва, НИИТавтопром, 1967 выпуск 16, с.42-52. «

29. Волкомич A.A., Рабинович Б.В. Геометрический анализ процесса прессования. Технология автомобилестроения, Москва, НИИТавтопром, 1967 выпуск 16, с.27-36.

30. Корнюшкин O.A., Иоффе М.А., Гуляев Б.Б., Боровский Ю.Ф. Расчет напряженного состояния смеси при прессовании форм. Литейное производство, 1976, 3 с 26-27.

31. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. Физматгиз, Москва, 1960.

32. Орлов Г.М. Напряженное состояние литейной формы при прессовании. М.: МАМИ, 1979 32с.

33. Минаев Г.И. Исследование на ЭВМ процесса уплотнения смеси в опоке прессованием. Литейное производство -1995.- Nile 30-32.

34. Шалимова М.А. Компьютерное моделирование высокоскоростных процессов уплотнения литейных форм. Дисс. . к.т.н. М. 1998.

35. Абдрахманов Е.С. Разработка и промышленное опробование прессово-ударного метода уплотнения песчано-глинистых форм. Дисс. . к.т.н. М. 1995.

36. Баландин Г.Ф. Об эмпирических уравнениях уплотнения формпрессованием. Литейное производство, 1968, 1 с 31-34.

37. Мутилов В.Н. Уравнения прессования. Литейное производство, 1963, 8 с 20-22.

38. Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. М., Машиностроение, 1977-510с.

39. Волкомич A.A. Исследование основных закономерностей уплотнения формовочной смеси статическим прессованием. Технология автомобилестроения^ 19,1971 с 11-31.

40. Гуляев Б.Б., Корнюшкин O.A., Кузин A.B. Формовочные процессы. Л.: Машиностроение, 1987.-264с.

41. Матвеенко И.В. Процессы динамического уплотнения литейных форм и выбор параметров формовочных машин. Дисс. . д.т.н. МВТУ.-М., 1979.

42. Гарибян С.С. Механизм пескодувно-импульсно-прессового процесса уплотнения литейных форм и рациональные параметры процесса. Дисс. к.т.н. Москва-1990.

43. Карпов Ю.И. Исследование и разработка оптимального режима уплотнения литейных форм на формовочных машинах с комбинированным прессово-встряхивающим рабочим циклом. Дисс. к.т.н. Москва-1975.

44. Карпун В.А. Исследование процесса уплотнения литейных форм прессованием с одновременным встряхиванием. Дисс. к.т.н. Москва-1968.

45. Казанцев С.Н. Развитие представлений о механизме импульсного уплотнения литейных форм с целью расширения области применения и разработки машин для его осуществления. Дисс. . к.т.н. Москва-1984.

46. Корнюшкин O.A. Разработка теории и исследование процессов уплотнения формовочных смесей. Автореф. дисс. . д.т.н. Москва, МВТУ -1979.

47. Коротченко А.Ю., Конышев A.B., Вербицкий В.И. Реологическая модель динамического уплотнения формовочной смеси. Литейное производство, 1989, 8, с25-27.

48. Матвеенко И.В., Илюхин В.Д., Иванов В.И. Экспериментальное исследование реологических закономерностей формовочной смеси при изотропном сжатии. Литейное производство, 1979 ,1, с 15-16.

49. Матвеенко И.В. Скоростное прессование форм. Литейное производство, 1981, 12, с20-21.

50. Матвеенко И.В., Илюхин В.Д., Резчиков Е.А. Исследование влияния внешнего трения на процесс уплотнения формы. Литейное производство 1978, 6, с24-25.

51. Матвеенко И.В., Иванов Е.И., Резчиков Е.А. Деформационные свойства формовочных смесей при сложном напряженном состоянии. Литейное производство, 1977, 10, с17-18.

52. Корнюшкин O.A. и др. Уплотняемость смесей при динамических нагрузках. Литейное производство, 1974, 4.

53. Матвеенко И.В., Шевцов Е.И. и др. Динамическое уплотнение литейных форм. Литейное производство, 1974, 6 с 30-31.

54. Горский А.И. и др. Об упругих свойствах песчано-глинистых смесей при статическом и динамическом нагружении. Литейное производство, 1968, 12 с 22-25.

55. Бойков Е.Я., Израйлевич Л.А. Влияние способа уплотнения на качество формы. Литейное производство, 1966,10 с 7-10.

56. Геллер Р. Л., Поплавский В.И. Определение показателей уплотняемости формовочных и стержневых смесей. Литейное производство, 1965,1 с 31-34.

57. Гуляев Б.Б. и др. Уравнения уплотнения формовочной смеси. Литейное производство, 1967 ,2 с 14-16.

58. Коротченко А.Ю. Уточнение математической модели импульсного уплотнения уплотнения смеси. Литёйное производство, 1993, 2-3 с 22-23.

59. Матвеенко И.В., Юсуфович А.Б. Исследование процесса уплотнения песчаных форм при скоростном прессовании. Литейное производство, 1983,10 с 17-18.

60. Аксенов П.Н., Киян Э.Ф., Карпов Ю.И. Оптимальный режим уплотнения форм при ударном нагружении. Литейное производство, 1975, 2 с 3.

61. Майоров К.В., Родионов A.A., Лупова И.А. Установка для исследования динамического уплотнения формовочных смесей. Литейное производство -1997.- N5.-C 54.

62. Болдин А.Н. Влияние частоты нагружения на деформационные характеристики смеси. Литейное производство -1997.- N4.-C 23.

63. Болдин А.Н. Закономерности динамического уплотнения форм. Литейное производство -1997.- N3.-C 23-24.

64. Коротченко А.Ю. Использование динамических способов при уплотнении сырых песчано-глинистых смесей. Литейное производство, 1991, 5, с 31-32.

65. Иванов В.В., Дмитриев Э.А. Фильтрация воздуха при уплотнении формовочной смеси. Литейное производство -1997.- N 7 -с 23.

66. Коротченко А.Ю. К теории уплотнения сырых песчано-глинистых смесей. Литейное производство -1995.- Nile 26-29.

67. Матвеенко И.В., Резчиков Е.А. Реологические исследования процесса уплотнения формовочной смеси динамическими нагрузками. Литейное производство в автомобилестроении 1980, выпуск 1, с93-107.

68. Матвеенко И.В. Методика теоретического анализа напряженно-деформированного состояния литейных форм при уплотнении. Литейноепроизводство в автомобилестроении 1980, выпуск 1, cl 14-124.

69. Волкомич A.A. Модель процесса уплотнения формовочной смеси. Литейное производство в автомобилестроении 1982, выпуск 2, с 108-115.

70. Матвеенко И.В., Бельчук B.C. Реологические основы испытаний формовочных смесей и импульсного уплотнения: Учебное пособие. -М.-МАСИ (ВТУЗ-ЗИЛ), 1991.-87с.

71. Матвеенко И.В., Шеклеин Н.С., Кузембаев С.Б. Реологические и математические основы динамических и импульсных методов уплотнения: Учебное пособие. -М.:МАСИ (ВТУЗ-ЗИЛ), 1986 -98с.

72. Комаров Л.Е., Шеклеин Н.С. Структурная реологическая модель формовочной смеси. Вестник машиностроения, 1984, 8 с59-62.

73. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М., ВШ., 1978.

74. Карпов Ю.И. Расчет деформационных параметров формовочной смеси при динамическом нагружении. Литейное производство- межвузовский сборник научных трудов. Волгоград, 1977, выпуск 9, стр. 58-63.

75. Болдин А.Н. Реологическое уравнение уплотнения формовочных смесей. IV съезд литейщиков России. Тезисы докладов. Москва, 1999, с. 194.196.

76. Корнюшкин O.A., Гуляев Б.Б. Влияние скорости деформации на уплотнение смеси. Литейное производство -1967.- N 12 с 40-41.

77. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. Л.: Стройиздат, 1970 -238с.

78. Карпов В.П. Исследование процесса уплотнения литейных форм встряхиванием. Дисс. к.т.н. Москва-1973.

79. Матвеенко И.В., Комаров Ю.Е., Шеклейн Н.С. Реологическое уравнение состояния формовочных смесей при их уплотнении. Литейное производство в автомобилестроении 1982, выпуск 2, с91-97.

80. Гениев Г.А. Вопросы динамической прочности связных грунтов. ОФМГ, 1997 N4, с.2-4.

81. Салтыков B.C. Об уплотнении формовочных смесей пескометом. -"Труды ЦНИИТМАШа", 1961, № 24.

82. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. Гос. энергетическое издание, М., 1952.

83. Шоле В. Техническая термодинамика, т2. ОНТИ, 1938, 520 с.

84. Мушна К. Seiatsu- способ уплотнения форм воздушным потоком с прессованием. Литейное производство, 1992, 11 с 14-17. «

85. Оборудование для изготовления литейных форм. НПО "Донмет-Импульс". Материалы 4 съезда литейщиков России, 1999 г.

86. Подуздиков А.Ф., Ковригин О.С. Воздушно-импульсная формовка. История развития и современное состояние. Литейное производство -2000.- N 5, с 36-38.

87. Impact moulding line. Moulding box dimensions 900x750x250/250 mm. -Georg Fisher AG, Switzerland.

88. Формовочные линии фирмы "Генрих Вагнер Синто" сегодня. Литейное производство, 1996, 1 с 21-25.

89. Матвеенко И.В., Спиридонов С.Н., Смышляев Э.В. Исследование параметров процесса уплотнения потоком сжатого воздуха с допрессовкой. -Сборник научных трудов (межвузовский), т. 1: Техника, технология и перспективные материалы. М.: МГИУ 2000, с. 285.291. *

90. О. Зенкевич, И. Чанг. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. 239с. Москва, "Недра", 1974г.

91. Шехтер Р. Вариационный метод в инженерных расчетах. М.: "Мир", 1971-290с.

92. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.:"Мир", 1979 -390с.

93. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. M.: "Мир", 1981-304с.

94. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. -М., 1987.

95. Секулович М. Метод конечных элементов. М.: Стройиздат, 1993.664с.

96. Курков C.B. Метод конечных элементов в задачах динамики механизмов и прииводов. Спб.: Политехника, 1991. - 224 с.

97. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975 -400с.

98. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности «и ползучести. М.: Высшая школа, 1968 -512с.

99. Отчет по НИР «Исследование новых технологических методов получения форм средних размеров на основе уплотнения импульсом сжатого воздуха», тема 233-92. Научный руководитель темы Орлов Г.М. М., МАМИ, 1992.

100. Исследование и отработка конструктивно-технологических параметров "ФОРИМНИПРЕСТ" процесса изготовления форм. Отчет. Москва, НИИТАвтопром. 1996 г.

101. Минский Е.М. О турбулентной фильтрации в пористых средах. -Доклады АН СССР, 1951, т.78, № 3 с. 409.412.

102. Вопросы теории литейных процессов. М., Машгиз, 1960, 692с.

103. Настоящий акт составлен в том, что ршульшты работы использованы при разработке и создании автомашчкжих формовочных линий, разработанных в ЗАО "НИИГАвтопром-НИЦ', а именно: 4 .

104. Ведищй яичный сотррркк Ошцкйй В.П

105. Заместитель заведующего лабораторией КЬвманшн ЕИ

106. Шучный сотрудник " МасжинАА