Повышение качества нарезаемой метчиками резьбы в заготовках из волоконно-армированных композитных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Никонов Александр Владимирович

• Никонов Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Никонов Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 Анализ способов повышения качества резьб в деталях из волоконно-армированных композитных материалов

1.1 Сборка деталей из волоконно-армированных композитных материалов ... 12 1.1.1Общие требования к резьбам в деталях из ВКМ

1.2 Особенности лезвийной обработки ВКМ

1.3 Резьбонарезание в ВКМ

1.4 Обзор типовых конструкций метчиков и методик расчета их параметров

1.5 Методы повышения качества при лезвийной обработке ВКМ

1.6 Методы моделирования процесса резания ВКМ

1.6.1 Модели материалов

1.6.2 Моделирование процесса обработки с подводом струи жидкости к зоне резания

1.7 Выводы по первой главе

2 Определение рациональных условий обработки волоконно-армированных композитных материалов путем моделирования процесса стружкообразования лезвийными инструментами

2.1 Разработка модели процесса свободного ортогонального резания заготовки из однонаправленного ВКМ

2.1.1 Результаты моделирования процесса резания заготовки из однонаправленного полимерного ВКМ

2.1.2 Результаты моделирования процесса резания заготовки из однонаправленного металломатричного ВКМ

2.1.3 Верификация результатов моделирования процесса резания заготовки из однонаправленного ВКМ

2.2 Рационализация геометрических параметров режущих лезвий

для обработки ВКМ

2.3 Анализ эффективности схем резания ВКМ

2.4 Выводы по второй главе

3 Разработка конструкции специального метчика для обработки вкм и методики расчета его основных конструктивных, геометрических и технологических параметров

3.1 Разработка конструкции специального метчика для обработки заготовок из

ВКМ

3.2. Разработка математической модели метчика с встречно-направленными винтовыми стружечными канавками

3.2.1 Расчет параметров стружечных канавок

3.2.2 Расчет геометрических параметров вспомогательных режущих кромок

3.2.3 Расчет максимального диаметра круга для затылования по задней поверхности зуба

3.2.4 Расчет максимального радиуса абразивного круга для затылования метчика по профилю резьбы

3.2.5 Методика начальной оценки конструкции специального метчика

3.3 Методика и алгоритм расчета конструкции специального метчика для обработки ВКМ

3.3.1 Анализ эффективности конструкции специального метчика

3.4 Выводы по третьей главе

4 Разработка гибридного способа обработки и резьбонарезного инструмента для его реализации

4.1 Резание с дополнительным воздействием струи жидкости

4.1.1 Разработка модели процесса резания заготовки из ВКМ с поддержкой

перерезаемых волокон водяной струей

4.1.2Результаты моделирования процесса резания заготовки из ОПВКМ с подводом струи воды в зону обработки

4.1.3 Эксперимент по обработке с подводом струи жидкости к зоне резания

4.2 Разработка конструкции метчика с прогрессивной геометрией режущей части и гибридным воздействием на зону резания

4.3 Выводы по четвертой главе

Общие результаты и выводы

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А

Копия акта о проведении производственных испытаний метчика для обработки

волоконно-армированных композитных материалов

Приложение Б

Моделирование процесса резания заготовки из однонаправленного металломатричного волоконно-армированного композитного материала (ОМВКМ)

с подводом струи воды в зону обработки

Приложение В

Копия свидетельства о регистрации патента на метчик для обработки волоконно-

армированных композитных материалов

Приложение Г

Чертеж метчика для обработки ВКМ

Приложение Д

Копия свидетельства о регистрации патента на способ лезвийной обработки волоконно-армированной композитной заготовки с опережающим воздействием

струей жидкости и сборный лезвийный инструмент для его реализации

Приложение Е

Титульный лист учебного пособия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества нарезаемой метчиками резьбы в заготовках из волоконно-армированных композитных материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Волоконно-армированные композитные материалы (ВКМ) нашли широкое применение в промышленности. С ростом их внедрения особую актуальность приобрела проблема сборки деталей из ВКМ, которая имеет ряд особенностей, связанных со спецификой структуры данных материалов. Наряду с клеевыми, заклепочными и шпилечно-болтовыми соединениями в композитах широко применяются и ререзьбовые соединения, которые в настоящее время в основном реализуются в виде резьбовых вставок. Однако, их установка вызывает такие осложнения, как увеличение массы деталей, недостаточную адгезионную прочность и точность позиционирования оси резьбы. В связи с этим резьбы нередко выполняются непосредственно в композитных деталях, как на этапе их формовки, так и с применением лезвийной обработки. К последней относится и обработка внутренних резьб метчиками, однако, несмотря на очевидные преимущества, повсеместного применения эта технология обработки ВКМ так и не нашла.

Для процесса нарезания резьб в ВКМ, как и для лезвийной обработки композитов в целом, характерны специфические проблемы, к которым относится образование дефектов обработанных поверхностей: расслаивания, сколы, ворсистость, растрескивание, разлохмачивание и т.д. Такой недостаток обуславливает необходимость разработки специальных режущих инструментов и способов обработки, позволяющих уменьшить распространение данных дефектов вглубь детали и тем самым обеспечить требуемое качество обработанных поверхностей. Анализ существующих публикаций по теме исследования процесса резьбонарезания в деталях из ВКМ, показал, что данный вопрос является все еще малоизученным. В настоящее время не удалось найти практических рекомендаций по нарезанию резьб в ВКМ в нормативно-справочной документации государственного или международного уровня. Зачастую существующие практические рекомендации связаны с некими обобщенными случаями, что при

проектировании операций резьбообработки ВКМ, обладающих многообразием структур и свойств, дает недостаточно точные результаты.

Таким образом, обнаружена техническая проблема, которая нашла отражение в теме представленной работы, посвященной повышению качества нарезаемой метчиками резьбы в заготовках из волоконно-армированных композитных материалов путем уменьшения глубины их дефектного слоя у обработанной поверхности за счет совершенствования конструкции инструментов и процесса обработки.

Степень разработанности темы, анализ научных разработ по теме диссертаци. Ряд результатов исследований по резьбонарезанию в деталях из ВКМ нашел отражение в работах раннего периода А.Г. Братухина [73], И. Каримова [12], Дж. Любина [55] и M.L. Berins [72]. Кроме того, в последнее время появляются работы, посвящённые изучению процесса резьбонарезания непосредственно в ВКМ (S.A. Freitas [85], L. Guangde [110] и R. Zeman [168]). Исследованием прочностных характеристик резьб в ВКМ, а также изучением степени влияния шага резьбы и ее формы на данные характеристики в разное время занимались И.М. Буланов [4], М.А. Любченко [25], A. Meram [116] и E. Unal [152].

Отсутствие специальных решений в области нарезания резьб в ВКМ метчиками обуславливает необходимость обратиться к анализу существующих конструкций этих инструментов и методов их расчета. В данном вопросе ряд достижений приведен в работах А.Е. Древаля [22], В.А. Куприянова [23], В.М. Меньшакова [27], И.Я. Мирнова [33], П.Р. Родина [43], Г.Н. Сахарова [28], А.С. Ямникова [62] и других ученых.

Недостаток информации о процессе резьбонарезания в ВКМ дает повод рассмотреть решения в области лезвийной обработки ВКМ в целом. Анализ работ по совершенствованию процессов обработки заготовок из ВКМ и обзор каталогов таких ведущих производителей инструментов, как Sandvik Coromant, TaeguTec, ISCAR, Guhring и Miller, позволил выделить следующие обобщенные группы методов, направленных на повышение качества обработанных поверхностей:

1. Оптимизация режимов обработки, которой посвящены работы таких известных ученых, как A.I. Azmi [70], J.P. Davim [79], H. Hocheng [97], D. Geng [87], C.C. Tsao [149] и других;

2. Рационализация геометрии режущих лезвий РИ, описанная в работах отечественных ученых В.И. Баранчикова [2], П.И. Булановского [5], Д.В. Лобанова [24], А.А. Степанова [56] и зарубежных M. Henerichs [95], N. Feito [82], R. Teti [143], C.C. Tsao [145,147,148,149], R. Voss [156];

3. Гибридные технологии, результаты внедрения которых применительно к обработке ВКМ описаны в работах, M. Kuruc [108], T. Xia [164], F. Wang [158], R. Zemann [170] и др. [91, 107,160];

4. Деформирование зоны резания и создание дополнительных поддерживающих усилий, проанализированные в работах И.Г. Грабара [6], В.М. Ярославцева [65], H. Hocheng [98], L. Liu [111], K.M. Park [121], C.C. Tsao [146] и др.

Однако во всех этих и других исследованиях не удалось обнаружить специальных конструкций метчиков и способов обработки, направленных на снижение толщины дефектного слоя у обработанной поверхности деталей из ВКМ.

Целью диссертационной работы является повышение качества нарезаемой метчиками резьбы в заготовках из волоконно-армированных композитных материалов путем уменьшения дефектного слоя у обработанной поверхности детали за счет совершенствования конструкции этих инструментов и процесса обработки.

Задачи диссертационной работы:

1. Выполнить анализ способов повышения качества нарезаемых резьб в деталях из ВКМ и выявить направленность конструкторско-технологических решений применительно к обработке метчиками.

2. Выявить рациональные условия резания ВКМ, направленные на уменьшение отрыва волокон от матрицы, а именно: условия образования рационального распределения напряжений и деформаций в зоне резания и связанные с ними рациональные геометрические параметры лезвий инструментов.

Для этого - разработать и выполнить численное моделирование стружкообразования в ВКМ лезвийными инструментами.

3. Разработать новую конструкцию специального режущего метчика и его математическую модель, связывающую параметры его конструктивных элементов с геометрическими параметрами лезвий и параметрами инструментов второго порядка для его изготовления; разработать методику расчета данных геометрических параметров.

4. Разработать способ гибридной обработки (резание с дополнительным воздействием струи жидкости на обрабатываемую поверхность) заготовок из однонаправленных ВКМ, обеспечивающий рациональное распределения напряжений и деформаций в зоне резания и тем самым уменьшение отрыва волокон от матрицы, выполнить для него расчеты и верифицировать натурными экспериментами. Для данного способа резания разработать новую конструкцию метчиков.

Научная новизна диссертационного исследования связана с:

1) Математической моделью новой запатентованной конструкции метчика с встречно-направленными винтовыми стружечными канавками и чередующейся подточкой зубьев, устанавливающей взаимосвязь параметров его конструктивных элементов с геометрическими параметрами его лезвий, а также с размерами инструмента второго порядка для производства этого метчика (соответствует п. 4 паспорта специальности 05.02.07 «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки»: «Создание, включая ..., расчеты ..., параметров инструмента ..., обеспечивающих технически ... эффективные процессы обработки»).

2) Разработанным запатентованным способом гибридной обработки ВКМ лезвийным инструментом с одновременным воздействием дополнительной струи жидкости, направленной для уменьшения отрыва волокон от матрицы на обрабатываемую поверхность заготовки у образуемой стружки, а также с результатами, численного моделирования такого резания и результатами натурных экспериментов (соответствует п. 2 паспорта специальности 05.02.07 «Технология и

оборудование механической и физико-технической обработки»: «моделирование и методы экспериментального исследования процессов механической ... обработки, включая процессы комбинированной обработки. »).

Теоретическая значимость диссертации заключается в совершенствовании математических моделей мерных резьбообразующих инструментов и моделей процессов резания, открывающих возможности для дальнейшего развития теории проектирования инструментов и теории резания, обеспечивающих повышение качества производимых деталей из композитных материалов.

Практическая значимость работы связана с:

1) Разработанной методикой проектирования новых запатентованных метчиков во взаимосвязи с инструментами второго порядка для их изготовления.

2) Разработанным и запатентованным способом гибридной обработки (одновременно лезвийной с дополнительной направленной на обрабатываемую поверхность заготовки струей жидкости) однонаправленных ВКМ, связанной с этим способом методикой расчета образуемого дефектного слоя под обработанной поверхностью детали.

3) Разработанной конструкцией нового запатентованного метчика с встречно-направленными винтовыми стружечными канавками и чередующейся подточкой зубьев, эффективность которого была подтверждена натурными экспериментами и испытаниями на производстве.

Методология и методы исследования. Объектом исследования диссертационной работы являются процесс обработки и метчики для нарезания резьб в заготовках из волоконно-армированных материалов. Предметом исследования являются зависимости влияния параметров процесса резьбонарезания, конструктивных элементов и геометрии метчиков на характеристики качества обрабатываемых поверхностей деталей из ВКМ. Методы исследования: Моделирование процессов лезвийной обработки заготовок из ВКМ численными методами проводилось в программе LS-Dyna. Эксперименты проведены с использованием станка 2Н125 в лаборатории «Композиционные материалы» ЮУрГУ. Анализ дефектов резьб в образцах из ВКМ проводился с

использованием разработанной методики, основанной на применении средств капиллярной дефектоскопии (красный пенетрант AEROPEN-KD RF-1) и методов оптического анализа (с помощью микроскопа Digital Microscope 1600X и программного обеспечения Fiji). Изготовление метчика, контроль его параметров производились в НОЦ «Машиностроение» ЮУрГУ на типовом металлорежущем оборудовании. Теоретические исследования конструкции метчика и его параметров основаны на теории проектирования инструментов.

Основные положения, выносимые на защиту, включают в себя:

1) Математическую модель и связанную с ней методику расчета конструктивных и геометрических параметров новой запатентованной конструкции метчика с встречно-направленными винтовыми стружечными канавками и чередующейся подточкой зубьев, а также результаты испытаний изготовленного на их основе метчика.

2) Результаты численного моделирования процесса резания ВКМ, включая резание с дополнительной направленной на обрабатываемую поверхность заготовки струей жидкости, а также результаты натурных экспериментов такого резания.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность теоретических результатов проектирования новой запатентованной конструкции метчика подтверждается корректным использованием типовых методов проектирования подобных инструментов; моделирование процесса резания заготовок из ВКМ осуществлено путем корректного развития аналогичных опубликованных численных моделей; результаты расчетов подтверждены натурными экспериментами, а именно изготовлением и опробованием рассчитанной конструкции метчика и согласованностью полученных теоретических результатов результатам, полученным в натурных экспериментах. Апробация результатов работы: Результаты работы доложены на 6 конференциях; инструмент и технология используются при производстве изделий из стеклопластика в ООО «Уралполимер», что подтверждено актом.

Соответствие диссертационной работы паспорту специальности 05.02.07 «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки» подтверждается соответствием положений и направленности исследований: 1) «Создание, включая ..., расчеты ..., параметров инструмента ..., обеспечивающих технически ... эффективные процессы обработки» - в работе создан новый запатентованный метчик с встречно-расположенными винтовыми канавками для которого разработана модель его конструктивно-геометрических параметров и который был изготовлен и испытан в натурных экспериментах и опытном производстве. 2) «моделирование и методы экспериментального исследования процессов механической . обработки, включая процессы комбинированной обработки.» - в работе реализованы численное моделирование и натурные эксперименты для традиционных и нового запатентованного способа гибридной (лезвийной с дополнительным воздействием жидкости) обработки заготовок из ВКМ.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, в число которых входят 5 научных статей из журналов, рекомендованных ВАК РФ, 5 - статьи из журналов, входящих в базу Scopus, и 4 -в статьях из базы РИНЦ, общим объёмом 6,4 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов по работе, списка сокращений, списка литературы из 172 наименований. Работа изложена на 185 листах машинного текста, содержит 92 рисунка и 9 таблиц.

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА РЕЗЬБ В ДЕТАЛЯХ ИЗ ВОЛОКОННО-АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Сборка деталей из волоконно-армированных композитных материалов

Волоконно-армированные композитные материалы (ВКМ) нашли чрезвычайно широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным механическим характеристикам, выгодно отличающим их от традиционных гомогенных материалов. С ростом их популярности особую актуальность приобрела проблема сборки деталей из ВКМ, которая имеет ряд особенностей, связанных со спецификой данных материалов.

В работе Комарова В.Г. [15] представленная общая классификация методов соединения изделий из ПКМ:

1. Механические (создание сил трения в зоне сопряжения поверхностей): прессовые, замковые, соединение крепёжными элементами - механическое крепление;

2. Адгезионные соединения: сварные, клеевые, формованные соединения;

3. Комбинированные соединения (сочетание преимущественно сварных и клеевых соединений с механическими): клее-прессовые, клее-болтовые, клее-заклепочные, клее-винтовые, клее-резьбовые.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили следующие виды соединений конструкций из композитных материалов: клеевые, заклепочные, шпилечно-болтовые и резьбовые [130].

К основным преимуществам клеевых соединений относятся низкая себестоимость в следствие отсутствия необходимости во вспомогательной оснастке, возможность соединения тонкостенных конструкций, общее снижение массы изделия из-за отсутствия дополнительных крепёжных элементов, способность сохранять свои свойства при температурах до 2000 °С, а также

отсутствие остаточных напряжений при склеивании и концентраторов напряжений, в качестве которых часто выступают отверстия под крепежные элементы. Однако, клеевые соединения характеризуются также и рядом серьезных недостатков, к которым, помимо отсутствия возможности разборки, относятся невозможность передачи сосредоточенных нагрузок в соединениях, имеющих большую толщину, а также им свойственно снижение прочности при циклических нагрузках [169].

Альтернативой клеевым соединениям выступают заклепочные. Данный тип соединения относится к первой группе. Помимо традиционных металлических заклёпок известны также и способы изготовления заклепок из ПКМ. Данные заклепки могут изготавливаться из ПКМ на основе реактопластов (в таком случае требуется проведение трудоемкой операции отверждения заклепки по месту установки) или термопластов (позволяют проводить как «холодную» путем деформирования, так «горячую» путем локального нагрева клепку). Например, Adams T.R., Wittman G.R [49] предложили способ изготовления заклепок из ПКМ, а также оснастку для формообразования заклепки (рисунок 1.1, а).

(а) (б)

Рисунок 1.1 - Способ изготовления армированной волокном композитной заклепки с высаженной головкой (а) [49] и композитная заклепка с буртиком, армированная периферийными волокнами (б) [16]

Изобретение заключается в том, что заготовка заклепки представляет собой продольно и перекрестно армированный стержень из ПКМ с неотвержденной

полимерной матрицей. Первоначально формируется в оснастке одна головка заклепки, а затем вторая головка заклепки развальцовывается с помощью специальной оснастки непосредственно в соединении.

Еще одним примером подобной технологии является способ, описанный в патенте [16]. Отличие заклепки (рисунок 1.1, б) от предыдущего варианта заключается в изготовлении соединения на основе развальцованной втулки и путем заполнения кольцевой проточки на заклепке.

Общим недостатком заклепочных соединений (помимо того, что они обеспечивают неразъемное соединение) является разрушение связующего (микрорастрескивание) в момент образования замыкающей головки вследствие ударных или других механических воздействий. Кроме того, операция установки заклепок из ПКМ в большинстве случаев обладает низкой производительностью по сравнению с лезвийными методами нанесения резьб.

Альтернативой указанным соединением являются формованные, основанные на замыкании связи между деталями с помощью [15]:

1) Полимерных накладок, формуемых на поверхностях из препрегов или премиксов на основе жидких связующих;

2) Переформовывания полимерной детали.

Примером указанной технологии является способ, описанный в патенте [50] (рисунок 1.2). Данный способ осуществляется с применением упорного каркаса с вакуумными присосками, за счет которых происходит прижатие упорного каркаса к элементам конструкции, и воздушного прижимного мешка, обеспечивающего равномерное прижатие углового соединительного элемента по всей поверхности склейки его с элементами конструкции.

Несмотря на неоспоримые преимущества данного метода соединения, к которым относится возможность соединять крупногабаритные элементы сложной формы, ему также свойственны и недостатки, в частности получение неразъемного соединения, низкая точность позиционирования и относительно низкая производительность.

6- 7

Рисунок 1.2 - Способ изготовления узлов соединения связей корпусных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) [50]

Также к недостаткам в случае Т-образных приформованных соединений относится широкое распространение отслаиваний вдоль границы раздела стыкуемых элементов в случае знакопеременных циклических нагрузок. Для борьбы с данным явлением, а также для повышения прочности и жесткости соединений часто применяется дополнительное армирование в ортогональном уложенным слоям направлении. Такое армирование может осуществляться волокном на этапе формирования преформы (прошивка, тафтинг [154], иглопробивание [78]) с помощью специализированного оборудования.

В частности, раннее нами были проведены предварительные исследования процесса иглопробивания с использованием разработанной иглопробивочной машины с ЧПУ в образцах из полимерного стекловолоконного композиционного материала (рисунок 1.3) [84].

Результаты данного исследования показали, что прочность соединения внахлёстку при сдвиге увеличивается на 50% с увеличением плотности пробивки с 0 до 90 см-2, а вязкость разрушения при межслоевом сдвиге на 40%. Данные результаты свидетельствуют о перспективности технологии иглопробивания, одним из возможных направлений реализации которой может стать предварительная подготовка участков в композитах под нарезание резьбы или сверление отверстий.

(а) (б) (в)

Рисунок 1.3 - Оборудования для иглопробивания (а), результаты пробивки в сухом стекловолокне (б) и процесс испытаний прочности при сдвиге (в) [84]

Альтернативным способом прошивки является армирование жесткими элементами (например, пултрузионные стержни [119] или металлические стрелки [94]) также на этапе работы с неотвержденным изделием, либо, в случае композитов на основе термопластичных связующих, методами локальной термической обработки и последующего прессования.

Данная группа методов (включая приформовку) способствует образованию соединений однородных материалов (кроме случая использования металлических армирующих элементов) и позволяет производить сборку тонкостенных деталей. Однако, к их недостаткам относится простота конфигурации стыкуемых поверхностей, требование к наличию специализированного оборудования и работа в основном с неотвержденными изделиями, что требует проведения последующего отверждения, в результате которого может нарушиться точность позиционирования.

Для обеспечения возможности разборки применяются шпилечно-болтовые и резьбовые соединения. Однако первым свойственны значительные осевые размеры и масса, что негативно сказывается на функциональных характеристиках изделия. К тому же использование болтовых соединений требует сверления отверстий, которые в свою очередь приводят к образованию концентраторов напряжений вокруг отверстия, что снижает прочность таких соединений. Таким образом, в настоящее время все более широкое распространение получают резьбовые

соединения, обычным подходом к реализации которых являются металлические и полимерные вставки (рисунок 1.4). Такие решения широко представлены в работах по изготовлению ракетной техники [35,4].

Рисунок 1.4 - Резьбовые вставки [75]

Зачастую подобные вставки устанавливаются на этапе формовки, что вызывает сложности, связанные с точностью их установки и обеспечением требуемой адгезионной прочности [116]. Кроме того, так как установка осуществляется в неотвержденное изделие, которое затем подвергается предварительному отверждению и постотверждению, возникают проблемы, связанные со смещениями вставок, вызванные термическими деформациями, что особенно ярко проявляется в случае с крупногабаритными композитными деталями. При установке вставок в уже отвержденные изделия выделяют следующие основные этапы [75], при этом отмечается, что на прочностные характеристики соединения (в особенности прочность на скручивание) наибольшее влияние оказывает последний:

- сверление с последующей обработкой резьбы установочного отверстия;

- пескоструйная обработка поверхности вставки под последующую склейку;

- установка и нанесение адгезива для повышения прочности соединения.

При подобном способе установки резьбовых вставок наблюдаются

следующие проблемы [134]:

- значительное распространение отслаиваний при использовании посадок с натягом;

- повреждение кромки отверстия (для композитов без поперечного армирования);

- вибрационные повреждения, возникающие вследствие ударных нагрузок и вибраций при установке;

- высокая трудоемкость процесса установки.

Кроме того, при работе с металлическими вставками в случае их установки в углеродосодержащие КМ характерно явление гальванической эрозии [134], приводящей к постепенному снижению прочности соединения.

Решением указанных проблем может стать получение резьб непосредственно в композитных деталях. В последнее время появляется все больше исследований, посвященных изучению прочностных характеристик таких резьб [10,9,25,116], а также исследуется вопрос выбора оптимального профиля [4,152], что говорит о достаточно высокой актуальности данной тематики. Однако, основной проблемой при использовании резьб в деталях из ВКМ, сдерживающей их повсеместное распространение, является несовершенство технологий их формирования.

В настоящее время появляется все больше работ, посвященных разработке композитных крепежных элементов, примеры которых представлены на рисунке

1.5. Данный крепеж активно используются такими центрами, как NASA [127] (США), AIRBUS (ЕС) [40], SAMSUNG (Республика Корея) [3] и BOEING (США) [18,47]. Исследования, направленных на разработку композитных резьбовых крепежных элементов, ведутся в том числе и отечественными учеными [61].

Для изготовления подобных крепежных элементов в основном применяются технологии формования резьбы в неотвержденном материале, примерами которых являются литье [18] (рисунок 1.6, а), прессование [47,48], намотка [53] (рисунок

1.6, б) и формовка [52] (рисунок 1.6, в). Еще одним возможным направлением формирования резьб в заготовках из ВКМ является применение специальных связующих, в состав которых вводятся такие компоненты, как графит и

волластонит, которыми затем либо пропитывают армирующие жгуты [19], либо смешивают с рубленным волокном для последующего нанесения на предварительно нарезанную резьбу, выполненную с занижением профиля [54].

Рисунок 1.5 - Линейка типовых крепежных элементов, изготвленных из ВКМ,

фирмы TIODIZE Technologies

(а) (б) (в)

Рисунок 1.6 - Способы получения резьб в неотвержденных заготовках: а - литье

[18]; б - намотка [53]; в - формование [52]

В целом, описанные выше методы подразумевают работу с неотвержденным материалом, требуют применения специализированной оснастки для каждого отдельного случая, что значительно увеличивает затраты на изготовление и снижает гибкость производственного процесса, а также предполагают использование специальных связующих и необходимость в точной ориентации волокон, что делает их применимым для получения резьб в типовых изделиях, примерами которых являются мелкогабаритные крепёжные изделия. Для

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Никонов Александр Владимирович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров, В.Г. Справочник по авиационным материалам / В.Г. Александров. - М.: Изд-во «Транспорт». - 1972. - 328 с.

2. Баранчиков, В.И. Обработка специальных материалов в машиностроении: Справочник. Библиотека технолога / В.И. Баранчиков. - М.: Машиностроение, 2002. - 264 с.

3. Болт из пластика, армированного волокном, и способ его изготовления [Текст]: пат. № 9316244B2 (США): МПК F 16 B 33/006, B 29 C 70/083, B 29 L 2001/002/ Чжон Х., Пак Ё., Ким Х.; заявитель и патентообладатель Samsung Heavy Industries Co Ltd (Республика Корея); заявл. 31.08.13; опубл. 19.04.16.

4. Буланов, И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: Учеб. для вузов / И.М. Буланов, В.В. Воробей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 516 с.

5. Буловский, П.И. Механическая обработка стеклопластиков / П.И. Буловский, Н.А. Петрова. - Л.: Машиностроение, 1969. - 152 с.

6. Грабар, И.Г. Особенности реологического поведения древесины при фрезеровании / И.Г. Грабар, С.Г. Фришев, С.Н. Кульман // Науковий вюник НЛТУ Украши. - 2017. - т. 27. - N. 1 - с. 142-144.

7. Дибнер, Л.Г. Справочник молодого заточника металлорежущего инструмента / Л.Г. Дибнер. - М.: Высш. шк., 1984. - 160 с.

8. Древаль, А.Е. Переточка метчиков с внутренним размещением стружки / А.Е. Древаль, А.В. Литвиненко, Н.Т. Хиеу // Наука и Образование. - 2008.

9. Захаров, М. Н. Методика оценки несущей способности резьбовой пары из углерод-углеродных композиционных материалов на стадии проектирования изделия / М.Н. Захаров, М.А. Любченко // III Международная конференция молодых ученых по современным проблемам материалов и конструкций: Сборник статей. - 2019. - С. 149-154.

10. Исследование влияния технологических параметров на прочность резьбового соединения в деталях из углепластика / А. М. Марков, В. Н. Некрасов, А.М. Салман [и др.] // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2020. - Т. 22. - № 2. - С. 6-15

11. Исследование напряженно-деформированного состояния при цилиндрическом свободном фрезеровании многокомпонентных композитов / Д.А. Рычков, И.С. Горбань, Д.А. Смирнова [и др.] // Механики XXI веку. - 2019. -№ 18. - С. 201-207.

12. Каримов, И. Детали машин. Электронный учебный курс для студентов очной и заочной форм обучения [Электронный ресурс]. URL: http: //www. detalmach. ru/composit6. Ыш#_Фрезерование_изделий_из (дата обращения 14.10.2017).

13. Катаев, Ю.П. Расчет параметров заточки спиральных сверл / Ю.П. Катаев, А.В. Салин // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. Технология Машиностроения. -2007. -N. 2. - с. 14-16.

14. Колодяжный, В.М. Бессеточные методы в задачах моделирования физических процессов / В.М. Колодяжный, О.Ю. Лисина // Проблемы машиностроения. Прикладная математика. - 2010. - Т.13. - N. 3. - с. 67-74

15. Комаров, Г.В. Соединение деталей из полимерных материалов: Учебное пособие / Г.В. Комаров. - СПб.: Профессия. - 2006. - 592 с.

16. Композитная заклепка с воротником, армированным периферийными волокнами [Текст]: пат. 4687398 (США): B29C65/602 / Береч Э.; заявитель и патентообладатель Kaynar Technologies Inc A De Corp; заявл. 29.05.85; опубл. 18.09.87.

17. Композитное соединение [Текст]: пат. № 2670925C9 Рос. Федерация: СПК B 64 D 37/02 (2018.08); F 17 C 13/06 (2018.08) / Хенд М.Л. (US); заявитель и патентообладатель ЗЕ БОИНГ КОМПАНИ (US); заявл. 15.05.17; опубл. 13.12.18 (Бюл. № 35).

18. Композитные вставки, содержащие армирующие волокна нескольких типов [Текст]: пат. 2009/0110901 (США) / Кевин О.Г., Рэндалл А.Р.; заявитель и патентообладатель Boeing Co; заявл. 31.11.07; опубл. 30.04.09.

19. Композиция для формования резьбы и стеклопластиковая труба с резьбой, изготовленной с ее использованием [Текст]: пат. № 2460746C1 Рос. Федерация: МПК C 08 L 63/02, C 08 K 3/04, C 08 K 3/34, F 16 L 15/00, F 16 L 57/00 / Идрисов И.Г.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "НКТ"; заявл. 13.01.11; опубл. 10.09.12.

20. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки и инструмента при фрезеровании композиционных материалов / Д. Рычков, Н. Малышев, С. Лисичников, Н. Павлова // Danish Scientific Journal. - 2020. - N. 43-1. - С. 39-43.

21. Косарев, В. А. Разработка сборного инструмента для планетарного формообразования отверстий на основе исследования и моделирования процесса : специальность 05.02.07 "Технология и оборудование механической и физико-технической обработки" : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Косарев Владимир Анатольевич. - Москва, 2012. - 38 с.

22. Краткий справочник металлиста / Под. общ. ред. А.Е. Древаля, Е.А. Скороходова. - М.: Машиностроение, 2005. - 960 с.

23. Куприянов, В.А. Мелкоразмерный инструмент для резания трудно обрабатываемых материалов / В.А. Куприянов. - М.: Машиностроение, 1999. - 136 с.

24. Лобанов, Д.В. Разработка и реализация технологических методов создания, изготовления и выбора фрезерного инструмента для эффективной обработки композиционных неметаллических материалов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.07 / Лобанов Дмитрий Владимирович. - Новосибирск, 2013. - 411 с.

25. Любченко, М.А. Методика оценки несущей способности резьбовой пары из пространственно армированных композиционных материалов: дис. ...канд. техн. наук: 05.02.02 / Любченко Михаил Алексеевич - М., 2019. - 129 а

26. Матвеев, В.В. Нарезание точных резьб / В.В. Матвеев. - М.: Машиностроение, 1968. - 117 с.

27. Меньшаков В.М., Бесстружечные метчики / В.М. Меньшаков, Г.П. Урлапов, В.С. Середа. М.: Машиностроение, 1976. - 167 с.

28. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Г.Н. Сахаров и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

29. Метчик [Текст]: пат. № 10625Ш Рос. Федерация: МПК B 23 G 5/06, B 23 G 5/08 / Кошкин А.В., Кошкин В.А.; заявитель и патентообладатель Технологический институт Саратовского государственного технического университета; заявл. 22.02.99; опубл. 16.08.99.

30. Метчик [Текст]: пат. № 1148734 Рос. Федерация: МПК В 23 G 5/06 / Горинов И.К., Мамаев Д.Г. Мартынов А.Г.; заявл. 10.11.82; опубл. 07.04.85.

31. Метчик [Текст]: пат. № 98162Ш Рос. Федерация: МПК В 23 G 5/06 / Марков А.М., Лебедев П.В.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ); заявл. 05.05.10; опубл. 10.10.10.

32. Метчик для обработки волоконно-армированных композитных материалов [Текст]: пат. № 27255820 Рос. Федерация: МПК В 23 G 5/06 / Щуров И.А., Никонов А.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)"; заявл. 03.12.19; опубл. 02.07.20.

33. Мирнов, И.Я. Нарезание высокоточных резьб на токарных многошпиндельных станках / И.Я. Мирнов, И.А. Щуров. - Челябинск: Изд-во ЧГТУ, 1996. - 244 с.

34. Никонов, А.В. Анализ дефектов обработанной поверхности при нарезании метчиками резьб в заготовках из волоконно-армированных композитов / А.В. Никонов, И.А. Щуров // Наука ЮУрГУ. Секции технических наук: материалы 72-й научной конференции. - 2020. - c. 231-238.

35. Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов: Учебник для студентов вузов / Б.В. Грабин, О.И. Давыдов, В.И. Жихарев и др.; под ред. В.П. Мишина, В.К. Крарраска. - М.: Машиностроение. - 1991. - 416 с.

36. Погорелов, А.В. Дифференциальная геометрия / А.П. Погорелов. - М.: Изд-во «Наука», 1974. - 176 с.

37. Прокофьев, А.Н. Проблемы механической обработки материала SIGRABOND / А.Н. Прокофьев, А.В. Булаев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2017. - N. 8-2. - С. 235-239.

38. Прокофьев, А.Н. Технологическое обеспечение качества резьбы отдельными методами / А.Н. Прокофьев // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2020. - N. 11(113). - С. 3-7.

39. Прудников, Ю.П. Математическая модель определения рационального диаметра шлифовального круга при затыловании червячных мелкомодульных фрез / Ю.П. Прудников, А.Ю. Родионовский // Вестник УлГТУ. - 2000. - N. 4. - с. 104108.

40. Резьбовая вставка из композиционного материала на основе керамической матрицы, армированной огнеупорными волокнами [Текст]: пат. № 5405227A (США): МПК F 16 B 33/006, F 16 B 33/02 / Хис С., Лекертье Ж.; заявитель и патентообладатель Airbus Group SAS (США); заявл. 14.06.93; опубл. 11.05.95.

41. Родин, П.Р. Геометрия режущей части спирального сверла / П.Р. Родин. -Киев: Техника, 1971. - 136 с.

42. Родин, П.Р. Металлорежущие инструменты / П.Р. Родин. - Киев: Издательское объединение «Вища школа», 1974. - 400 с.

43. Родин, П.Р. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов - 3-е изд., перераб. и доп. / П.Р. Родин. - Киев: «Вища Школа» Головное изд-во, 1986. - 455 с.

44. Ромашин, А.Г. Радиопрозрачные обтекатели летательных аппаратов. Проектирование, конструкционные материалы, технология производства, испытания. Учебное пособие / А.Г. Ромашин, В.Е, Гайдачук, Я.С. Карпов, М.Ю. Русин. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2003. - 239 с.

45. Салман, А.М.С. Технологическое обеспечение качества резьбового соединения в деталях из композиционных материалов на основе углеродного волокна: дис. ... к-та техн. наук: 05.02.07 / Салман Азхар Мансур Салман. -Барнаул, 2021. - 126 с.

46. Семченко, И.И. Проектирование металлорежущих инструментов / И.И. Семенченко, В.М. Матюшин, Г.Н. Сахаров. М.: Машгиз, 1963. - 952 с.

47. Способ и устройство для крепления деталей с помощью составной двухкомпонентной системы крепления [Текст]: пат. CA2638669C (Канада) / Кинер С.Г.; заявитель и патентообладатель Boeing Co; заявл. 14.08.07; опубл. 11.08.08.

48. Способ изготовления изделий с резьбой из армированного длинномерными волокнами пластического материала [Текст]: пат. № 2068341C1 Рос. Федерация: МПК B 29 D 1/00, B 29 C 70/08, B 29 C 70/34 / Беренцвейг Б.Р., Белых С.И., Давыдов А.Б.; заявитель и патентообладатель Беренцвейг Б.Р., Белых С.И., Давыдов А.Б; заявл. 11.01.94; опубл. 27.10.96.

49. Способ изготовления композитной заклепки, армированной волокном, с высаженной головкой [Текст]: пат. 20060200967 (США): Int. Cl. B2I. I5/02 (2006.01) / Адамс Т.Р., Уитман Г.Р.; заявл. 11.05.06; опубл. 14.10.06.

50. Способ изготовления узлов соединения связей корпусных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) [Текст]: пат. № 2648432C1 Рос. Федерация: СПК B 63 B 5/24 (2006.01); B 29 C 65/48 (2006.01) / Федонюк Н.Н. (RU) и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Крыловский государственный научный центр» (ФГУП «Крыловский

государственный научный центр») (RU); заявл. 05.09.16; опубл. 27.03.18 (Бюл. №

9).

51. Способ лезвийной обработки волоконно-армированной композитной заготовки с опережающим воздействием струей жидкости и сборный лезвийный инструмент для его реализации [Текст]: пат. №2 2763860C1 Рос. Федерация: МПК B 23 B 1/00 / Щуров И.А., Никонов А.В..; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)"; заявл. 30.07.21; опубл. 11.01.22.

52. Способ получения резьбы в неотвержденном композиционно-волокнистом материале [Текст]: пат. № 2680513C1 Рос. Федерация: МПК B 29 D 1/00 / Сахоненко В.М., Скворцов К.Г., Федотов Д.А.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество "Авангард" (АО "Авангард"); заявл. 30.01.18; опубл. 21.02.19.

53. Способ формования наружной резьбы на трубах из полимерного материала [Текст]: пат. № 2071915C1 Рос. Федерация: МПК B 29 C 59/06, B 29 C 53/56, B 29 K 105/08, B 29 L 9/00 / Киневский В.Н. (UA), и др.; заявитель и патентообладатель Арендное предприятие "Композит" (UA); заявл. 20.02.90; опубл. 20.01.97.

54. Способ формования резьбы стеклопластиковых труб [Текст]: пат. № 2675560C1 Рос. Федерация: МПК B29D 1/00, B29C 41/20 / Волков Р.С.; заявитель и патентообладатель Волков Р.С.; заявл. 29.12.17; опубл. 19.12.18.

55. Справочник по композиционным материалам: в 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А.Б. Геллера и др.; Под ред. Б.Э. Геллера. - М.: Машиностроение, 1988. - 584 с.

56. Степанов, А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов / А.А. Степанов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. - 176 с.

57. Теоретический расчет заднего угла режущего лезвия метчика-протяжки / М. Г. Кислая, А. С. Лущекина, П. В. Лукъянец [и др.] // Машиностроение : межвуз. сб. науч. статей / ФГБОУ ВПО Кубан. гос. технол. ун-т.; под общ. ред. проф. С.Б. Бережного. - Краснодар : Общество с ограниченной ответственностью "Издательский Дом - Юг", 2011. - С. 34-40.

58. Фреза концевая [Текст]: пат. № 2011122457A1 WIPO (PCT): МПК B2 3 C5/10, B23C2210/0492, B 23 C 2226/27, Y 10 T 407/1948 / Takayuki Azegami (JP); опубл. 06.10.11.

59. Фреза фасонная и вставка для неё [Текст]: пат. № 4655648A (США): МПК B 23 C 5/16, B 23 C 5/109, B 23 C 2200/085 / Hellbergh A.H. (Швеция); заявитель и патентообладатель Santrade Ltd (Швейцария); заявл. 27.02.85; опубл. 07.04.87.

60. Фреза фасонная концевая [Текст]: пат. № 102011103189A1 (Германия): МПК B 23 C 5/1081, B 27 G 13/002, B 23 C 2210/0428 / заявитель и патентообладатель Leitz GmbH and Co KG; опубл. 06.12.12.

61. Чесноков, А.В. Крепеж из армированных термопластов / А.В. Чесноков,

B.Н. Андреев, И.А. Тимофеев // Информационно-технологический вестник. - 2021. - N. 3(29). - С. 135-148.

62. Ямникова, О.А. Моделирование динамических погрешностей при охватывающем резьбофрезеровании / О.А. Ямникова, А.С. Ямников // Проблемы и перспективы развития машиностроения : Сборник научных трудов международной научно-технической конференции, посвящённой 60-летию Липецкого государственного технического университета, Липецк, 17-18 ноября 2016 года / А.М. Корнеев (ответственный редактор). - Липецк: Липецкий государственный технический университет, 2016. - С. 287-291.

63. Ямникова, О.А. Определение имитационным моделированием величины подрезания резьбы при фрезоточении / О.А. Ямникова, О.В. Чечуга // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2016. - № 8-1. -

C. 58-65.

64. Янюшкин, А.С. Исследование качества поверхности при формировании режущей кромки фрезерного инструмента для обработки композиционных

материалов / А.С. Янюшкин, Д.А. Рычков, Д.В. Лобанов // Актуальные проблемы в машиностроении. - 2014. - N. 1. - С. 582-588.

65. Ярославцев, В.М. Методы интенсификации обработки полимерных композиционных материалов / В.М. Ярославцев // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. - 2018. -N. 5. - с. 60-71.

66. Abena, A. 3D micro-mechanical modelling of orthogonal cutting of UD-CFRP using smoothed particle hydrodynamics and finite element methods / A. Abena, K. Essa // Composite Structures. - 2019. - Vol. 218. - p. 174-192.

67. Ahmad, J. Machining of polymer composites / J. Ahmad // Springer, 2009. -

315 p.

68. Alshaer, A.W. Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) modelling of transient heat transfer in pulsed laser ablation of Al and associated free-surface problems / A.W. Alshaer, B.D. Rogers, L. Li // Computational Materials Science. - 2017. - Vol. 127.

- pp. 161-179.

69. ANSYS GRANTA Materials Data for Simulation / ANSYS, Inc. - 2020.

70. Azmi, A.I. Chip formation studies in machining fibre reinforced polymer composites / A.I. Azmi // Int. J. Materials and Product Technology. - 2013. - Vol. 46. -N. 1. - pp. 32-46.

71. Baodong, G. Fluid-Structure Interaction Modeling by ALE and SPH / G. Baodong, Q. Qiulin, W. Jiali, L. Peiqing // Applied Mechanics and Materials. - 2013.

- Vols. 275-277. - pp. 393-397.

72. Berins, M.L. Plastics Engineering Handbook of the Society of the Plastics Industry, Inc. / M.L. Berins. - New York: Van Nostrand Reinhold, 1991. - 849 p.

73. Bratukhin, A.G. Composite Manufacturing Technology / A.G. Bratukhin, V.S. Bogolyubov // Soviet Advanced Composites Technology Series. - Springer Netherlands. - 1995. - p. 433.

74. Calzada, K.A. Modeling and interpretation of fiber orientation-based failure mechanisms in machining of carbon fiber-reinforced polymer composites / K.A. Calzada, et al. // Journal of Manufacturing Processes. - 2012. - Vol. 14. - pp. 141-149.

75. Carrai. E.M. Threaded inserts pull-through behaviour in carbon-epoxy thick Laminates / E.M. Carrai, A. Prato, M. Anghileri // Composite Structures. - 2017. - Vol. 173. - pp. 86-95.

76. Chang, F.K. A Progressive Damage Model for Laminated Composites Containing Stress Concentrations / F.K. Chang, K.Y. Chang // Journal of Composite Materials. - 1987. - Vol. 21. - p. 834.

77. Chang, F.K. Post-Failure Analysis of Bolted Composite Joints in Tension or Shear-Out Mode Failure / F.K. Chang, K.Y. Chang // Journal of Composite materials. -1987. - Vol. 21. - p. 809.

78. Chen, X. Three-dimensional needle-punching for composites-A review / X. Chen, et al. // Composites: Part A. - 2016. - Vol. 85. - pp. 12-30.

79. Davim, J.P. Damage and dimensional precision on milling carbon fiber-reinforced plastics using design experiments / J. P. Davim, P. Reis // Journal of Materials Processing Technology. - 2005. - Vol. 160 - pp. 160-167.

80. Eneyew, E.D. Experimental study of surface quality and damage when drilling unidirectional CFRP composites / E.D. Eneyew, M. Ramulu // Journal of Materials Research and Technology. - 2014. - Vol. 3. - N. 4. - pp. 354-362.

81. Erkan, O. Damage Factor in end Milling of Glass Fibre Reinforced Plastic Composites Using Artificial Neural Network / O. Erkan, B. I§ik, A. Qi?ek, F. Kara // Appl Compos Mater. - 2013. - Vol. 20. - pp. 517-536.

82. Feito, N. Drilling optimization of woven CFRP laminates under different tool wear conditions: a multi-objective design of experiments approach / N. Feito A. S. Milani, A. Muñoz-Sánchez // Struct Multidisc Optim. - 2016. - pp. 239-251.

83. Feng, L. Study on the effects of abrasive particle shape on the cutting performance of Ti-6Al-4V materials based on the SPH method / L. Feng, G.R. Liu, Z. Li, X. Dong, M. Du // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. -2019. - Vol. 101. - pp. 3167-3182.

84. Forental', G.A. Stack fabric felting to get PCM G Ilc improvement and LVI tolerance / G.A. Forental', A.V. Kheruvimov, A.V. Nikonov, S.B. Sapozhnikov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2021. - N. 1024. - 012001.

85. Freitas, S.A. Experimental investigation of tapping in CFRP with analysis of torque-tension resistance / S.A. Freitas, J.T. Vieira, S.L.M.R. Filho, L.C. Brandao // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2019. - 104. - pp. 757766.

86. Gambirasio, L. Large strain computational modeling of high strain rate phenomena in perforating gun devices by lagrangian/eulerian FEM simulations. Doctoral Thesis / L. Gambirasio // University of Trento. - 2013. - 273 p.

87. Geng, D. Delamination formation, evaluation and suppression during drilling of composite laminates: A review / D. Geng, et al. // Composite Structures. - 2019. - Vol. 216. - pp. 168-186.

88. Geng, X. Simulation of the cutting sequence of AISI 316L steel based on the smoothed particle hydrodynamics method / X. Geng, W. Dou, J. Deng, Z. Yue // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2016. - Vol. 89.

89. Gingold, R.A. Smoothed particle hydrodynamics: theory and application to non-spherical stars / R. A. Gingold, J. J. Monaghan // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 1977. - Vol. 181. - N. 3. - pp. 375-389.

90. Gray III, G.T. Constitutive Equations for Metals Under Compression at High Strain Rates and High Temperatures / G.T. Gray III, S.R. Chen, W. Wright, M.F. Lopez // LA-12669-MS, IS-4 Report section. Los Alamos National Laboratory. USA. - 1994. -62 p.

91. Ha, S.J. Influence of cutting temperature on carbon fiber-reinforced plastic composites in high-speed machining / S.J. Ha, K.B. Kim, J.K. Yang, M.W. Cho // Journal of Mechanical Science and Technology. - 2017. - Vol. 31. - N. 4. - pp. 1861-1867.

92. Hagino, M. Effect of Carbon Fiber Orientation and Helix Angle on CFRP Cutting Characteristics by End-Milling / M. Hagino, T. Inoue // Int. J. of Automation Technology. - 2013. - Vol. 7. - N. 3. - pp. 292-299.

93. Hallquist, J.O. LS-DYNA: Theoretical manual / J.O. Hallquist. - Livermore: Livermore Software Technology Corporation, 1998. - 498 p.

94. Heimbs, S. Investigation and Improvement of Composite T-Joints with Metallic Arrow-Pin Reinforcement / S. Heimbs, et al. // Cloud G., Patterson E.,

Backman D. (eds) Joining Technologies for Composites and Dissimilar Materials. Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series. Springer, Cham. - 2016. - Vol. 10. - pp. 33-40.

95. Henerichs, M. Machining of carbon fiber reinforced plastics: Influence of tool geometry and fiber orientation on the machining forces / M. Henerichs, R. VoB, F. Kuster, K. Wegener // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. - 2015. - Vol. 9. - pp. 136-145.

96. Hextow AS4 carbon fiber datasheet [Текст] : каталог : разработчик и изготовитель Hexcel Corp. - 2014.

97. Hocheng, H. Machining technology for composite materials / H. Hocheng. -Cambridge: Woodhead Publishing, 2012. - P. 472.

98. Hocheng, H. Reducing drilling-induced delamination in composite tube by magnetic colloid back-up / H. Hocheng, C.C. Tsao, C.S. Liu, H.A. Chen // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2014. - Vol. 63. - 4 p.

99. Hosseini, S.M. Presenting a modified SPH algorithm for numerical studies of fluid-structure interaction problems / S. M. Hosseini, N. Amanifard // IJE Transactions B: Applications. - 2007. - Vol. 20. - N. 2. - pp. 167-178.

100. Jianming, W. Abrasive waterjet machining simulation by SPH method / W. Jianming, G. Na, G. Wenjun // Int J Adv Manuf Technol. - 2010. - Vol. 50. - pp. 227-234.

101. Jiwoo, N. A numerical cutting model for brittle materials using smooth particle hydrodynamics / N. Jiwoo, K. Taesung, C. Seong Wook // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2015.

102. Johnson, G.R. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures / G.R. Johnson, W.H. Cook // Proc. of 7th Symposium on Ballistics, Hague, Netherlands. - 1983. - pp. 541-547.

103. Jones, N. Structural Impact / N. Jones. - Cambridge University Press, Cambridge, 1989.

104. Kaddour, A.S. Mechanical properties and details of composite laminates for the test cases used in the third world-wide failure exercise / A.S. Kaddour, M.J. Hinton,

P.A. Smith, S. Li // Journal of Composite Materials. - 2013. - Vol. 47. - N. 20-21. - pp. 2427-2442.

105. Kahwasha, F. Modelling of cutting fibrous composite materials current practice / F. Kahwasha, I. Shyhaa, A. Maheri // Procedia CIRP. - 2015. - N. 28. - pp. 52-57.

106. Kawabata, S. Measurement of the Transverse Mechanical Properties of High-performance Fibres / S. Kawabata // The Journal of The Textile Institute. - 1990. -Vol. 81. - N. 4. - pp. 432-447.

107. Kumaran, S.T. Rotary ultrasonic machining of woven CFRP composite in a cryogenic environment / S.T. Kumaran, et al. // Journal of Alloys and Compounds. -2017. - pp. 1-22.

108. Kuruc, M. Influence of Ultrasonic Assistance on Delamination During Machining of CFRP Composite / M. Kuruc, et al.// Proceedings of 5th International Conference on Advanced Manufacturing Engineering And Technologies. - 2017. - pp. 443-450.

109. Lacome, J. L. Smooth Particle Hydrodynamics (SPH): A New Feature in LS-DYNA / J.L. Lacome // Int. Conf. - 2007. - pp. 30-34.

110. Li, G. Preparation and mechanical properties of C/SiC nuts and bolts / G. Li, C. Zhang, H.F. Hu, Y. Zhang // Materials Science and Engineering: A. - 2012. - Vol. 547 - pp. 1-5.

111. Liu, L. The effect of support on multi-hole drilling for glass fiber-reinforced plastic composite materials / L. Liu, et al. // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2017. - Vol. 93. - Iss. 1-4. - pp. 953-965.

112. Liu, Z. Numerical simulation of ball-end milling with SPH method / Z. Liu, H. Champliaud, G. Lebrun // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2016.

113. LS-DYNA Keyword User's Manual. Livermore / LSTC. - California. -

2007.

114. Lv, D. Numerical simulation of chipping formation process with smooth particle hydrodynamic (SPH) method for diamond drilling AIN ceramics / D. Lv,

Y. Zhang // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2018.

- Vol. 96. - N. 5-8. - p. 2257-2269.

115. Markopoulos, A.P. Meshless Methods for the Simulation of Machining and Micro machining: A Review / A.P. Markopoulos, N.E. Karkalos, E.L. Papazoglou // Archives of Computational Methods in Engineering. - 2019. - Vol. 27. - pp. 831-853.

116. Meram, A. Experimental investigation of screwed joints capabilities for the CFRP composite laminates / A. Meram, A. Can // Composites Part B. - 2019. - Vol. 176.

- pp. 107142.

117. Messahel, R. ALE and SPH formulations for Fluid Structure Interaction: Shock waves impact. Dissertation submitted for the degree of Doctor of Philosophy / R. Messahel // Universite de Lille. - 2016. - 288 p.

118. Mir, A. Investigation of influence of tool rake angle in single point diamond turning of silicon / A. Mir, X. Luo, K. Cheng, A. Cox // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2018. - Vol. 94. - p. 2343-2355.

119. Mouritz, A.P. Structural properties of z-pinned carbon-epoxy T-joints in hot-wet environment / A.P. Mouritz // Journal of Composite Materials. - 2013. - N. 48. - pp. 2905-2914.

120. Naresh, N. Parametric analysis of GFRP composites in CNC milling machine using Taguchi method / N. Naresh, K. Rajasekhar, P. Vijaya Bhaskara Reddy // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. - 2013. - Vol. 6. - N. 1. - P. 102-111.

121. Park, K.M. Evaluation of a hybrid cryogenic deburring method to remove uncut fibers on carbon fiber-reinforced plastic composites / K.M. Park, R. Kurniawan, Z. Yu, T.J. Ko // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. -2019. - Vol. 101. - Iss. 5-8. - pp. 1509-1523.

122. Pelfrene, J. Study of the SPH method for simulation of regular and breaking waves / J. Pelfrene // University Gent. - 2011. - 85 p.

123. Rahme, P. Drilling of thick composite material with a small-diameter twist drill / P. Rahme, Y. Landon, F. Lachaud, R. Piquet, P. Lagarrigue // Int J Adv Manuf Technol. - 2015. - Vol. 76. - pp. 1543-1553.

124. Ramulu, M. Machining of Graphite/Epoxy Composite Materials With Polycrystailine Diamond (PCD) Tools / M. Ramulu, M. Faridnia, J.L. Garbini, J.E. Jorgensen // Journal of Engineering Materials and Technology. - 1991. - Vol. 113. - pp. 430-436.

125. Rao G.V.G. Machining of UD-CFRP composites: experiments and finite element modeling / G.V.G. Rao, P. Mahajan, N. Bhatnagar. - Delhi: Indian Institute of Technology Delhi. - 10 p.

126. Rodriguez, J.M. Numerical Methods for the Modelling of Chip Formation / J.M. Rodriguez, J.M. Carbonell, P. Jonsen // Archives of Computational Methods in Engineering. - 2020. - Vol. 27. - pp. 387-412.

127. Sawyer, J. Braided Composite Threaded Fasteners / J.W. Sawyer // NASA Tech Briefs. - 1990. - Vol. 14. - Iss. 10. - 94 p.

128. Schindelin, J. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis / J. Schindelin, I. Arganda-Carreras, E. Frise, et al. // Nature methods. - 2012. - Vol. 9. -N. 7. - pp. 676-682.

129. Schornik, V. The Influence of the Cutting Conditions on the Machined Surface Quality when the CFRP is Machine / V. Schornik, M. Dana, I. Zetkova // Procedia Engineering. - 2015. - N. 100. - pp. 1270-1276.

130. Schürmann, H. Construction with Fibre Reinforced Polymers. Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden / H. Schürmann // Springer, New York. - 2007.

131. Shahverdi, H. Numerical Simulation of Abrasive Water Jet Cutting Process using the SPH and ALE Methods / H. Shahverdi, M. Zohoor, S.M. Mousavi // Int J Advanced Design and Manufacturing Technology. - 2011. - Vol. 5. - N. 1. - pp. 43-50.

132. Shchurov, I.A. Assessment of the reduction of fiber matrix debonding in fiber reinforced composite edge tool machining using water jets / I.A. Shchurov, A.V. Nikonov // Int J Adv Manuf Technol. - 2021. - Vol. 114.

133. Shchurov, I.A. SPH- Simulation of the Fiber-Reinforced Composite Workpiece Cutting for the Surface Quality Improvement / I.A. Shchurov, A.V. Nikonov, I.S. Boldyrev // Procedia Engineering. - 2016. - Vol. 150. - pp. 860-865.

134. Shur-Lok Advanced Composites Catalog. - Текст : электронный // Shur-lok : компания: [сайт]. - 2022. - URL: http://www.shur-lok.com/salesapp/product_dls/Advance_Composites.pdf (дата обращения 06.01.2022)

135. Singh, I. Drilling of unidirectional glass fiber reinforced plastic (UD-GFRP) composite Laminates / I. Singh, N. Bhatnagar // Int J Adv Manuf Technol. - 2006. - Vol. 27. - pp. 870-876.

136. Gara, S. Prediction of cutting forces in slotting of multidirectional CFRP laminate / S. Gara, R. Fredj, S. Naimi, O. Tsoumarev // Int J Adv Manuf Technol. - 2017.

- 89. - pp. 3379-3391.

137. Steinberg, D.J. A constitutive model for metals applicable at high-strain rate / D.J. Steinberg, S.G. Cochran, M.W. Guinan // J. Appl. Phys. - 1980. - Vol. 51. - N. 3.

- pp. 1498-1504.

138. Steinberg, D.J. Spherical Explosions and the Equation of State of Water / D.J. Steinberg // Lawrence Livermore National Lab. - 1987. - pp. 1-8.

139. Stenberg, N. Using the SPH method to easier predict wear in machining / N. Stenberg, A. Delic, T. Bjork // Procedia CIRP. - 2017. - Vol. 317. - pp. 317-322.

140. Su, F. Study of thrust forces and delamination in drilling carbon-reinforced plastics (CFRPs) using a tapered drill-reamer / F. Su, Z. Wang, J. Yuan, Y. Cheng // Int J Adv Manuf Technol. - 2015. - Vol. 80 - pp. 1457-1469.

141. Takabi, B. Numerical study of smoothed particle hydrodynamics method in orthogonal cutting simulations - Effects of damage criteria and particle density / B. Takabi, M. Tajdari, Bruce L. Tai // Journal of Manufacturing Processes. - 2017. - Vol. 30. - pp. 523-531.

142. Tang, W. Numerical Investigation of Delamination in Drilling of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites / W. Tang, et al. // Appl Compos Mater. - 2018. -pp. 1-21.

143. Teti, R. Machining of Composite Materials / R. Teti // CIRP Annals -Manufacturing Technology. - 2002. - Vol. 1. - Iss. 51. - No. 2. - pp. 611-634.

144. Thompson, P.A. Compressible Fluid Dynamics / P.A. Thompson. - McGraw,

1972.

145. Tsao, C.C. Analysis of thrust-induced drilling in composite materials using a hemispherical drill / C.C. Tsao, C.C. Huang // Int J Adv Manuf Technol. - 2015. - pp. 17.

146. Tsao, C.C. Delamination reduction in drilling composite materials by active backup force / C.C. Tsao, H. Hocheng, Y.C. Chen // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2012. - Vol. 61. - pp. 91-94.

147. Tsao, C.C. Prediction of thrust force of step drill in drilling composite material by Taguchi method and radial basis function network / C.C. Tsao // Int J Adv Manuf Technol. - 2008. - Vol. 36. - pp. 11-18.

148. Tsao, C.C. Taguchi analysis of drilling quality associated with core drill in drilling of composite material / C.C. Tsao // Int J Adv Manuf Technol. - 2007. - Vol. 32

- pp. 877-884.

149. Tsao, C.C. Thrust force and delamination of core-saw drill during drilling of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) / C.C. Tsao // Int J Adv Manuf Technol. - 2008.

- Vol. 37. - pp. 23-28.

150. Turki, Y. Experimental investigation of drilling damage and stitching effects on the mechanical behavior of carbon/epoxy composites / Y. Turki, et al. // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2014.

151. Turki, Y. Highlighting cutting mechanisms encountered in carbon/epoxy composite drilling using orthogonal cutting / Y. Turki, M. Habak, R. Velasco, P. Vantomme // Int J Adv Manuf Technol. - 2017. - Vol. 92. - pp. 685-697.

152. Unal, E. The Effect of Different Tread Profiles on Pullout Strength of Glass Fiber Reinforced Polymer Composite Materials / E. Unal // Cumhuriyet Science Journal.

- 2018. - Vol. 39. - N. 2. - pp. 550-556.

153. Usui, S. Finite element modeling of carbon fiber composite orthogonal cutting and drilling / S. Usui, J. Wadell, T. Marusich // 6th CIRP International Conference on High Performance Cutting, HPC2014. - 2014. - pp. 211-216.

154. Verma, K.K. Effect of Tufting on Mechanical Performance of Co-cured Co-infused Carbon-Epoxy Composite Tjoint / K.K. Verma, et al. // Composite Structures. -2020. - Vol. 250. - 112468.

155. Voss, R. Influence of fiber orientation, tool geometry and process parameters on surface quality in milling of CFRP / R. Voss, L. Seeholzer, F. Kuster, K. Wegener // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. - 2017. - Vol. 18. - pp. 75-91.

156. Voss, R. Optimised approach for characterisation of cutting edge micro-geometry in drilling carbon fibre reinforced plastics (CFRP) / R. Voss, et al. // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2017. - Vol. 90. - pp. 457-472.

157. Wang, D.H. Orthogonal cutting mechanisms of graphite/ epoxy composite. Part II: Multi-directional laminate / D. H. Wang, M. Ramulu, D. Arola // Int. J. Mach. Tools Manufact. - 1995. - Vol. 35. - N. 12. - pp. 1639-1648.

158. Wang, F. Effect of cryogenic conditions on the milling performance of aramid fiber / F. Wang, et al. // Int J Adv Manuf Technol. - 2016. - Vol. 83. - pp. 429-439.

159. Wang, F. Effects of cutting edge radius and fiber cutting angle on the cutting-induced surface damage in machining of unidirectional CFRP composite laminates /

F. Wang, et al. // Int J Adv Manuf Technol. - 2017. - Vol. 91. - pp. 310-312.

160. Wang, F. Optimization of cryogenic milling parameters for AFRP / F. Wang, J. Liu, Q. Shu // Int J Adv Manuf Technol. - 2017. - N. 91. - pp. 3243-3252.

161. Weeton, J. Engineers' guide to composite materials / J. Weeton, K. Thomas, D. Peters // American Society of Metals. - 1987.

162. Wenjun, G. Numerical simulation for abrasive water jet machining based /

G. Wenjun, W. Jianming, G. Na // Int J Adv Manuf Technol. - 2011. - Vol .53. - pp. 247-253.

163. Xi, Y. SPH/FE modeling of cutting force and chip formation during thermally assisted machining of Ti6Al4V alloy / Y. Xi, M. Bermingham, G. Wang, M. Dargusch // Computational Materials Science. - 2014. - Vol. 84. - pp. 188-197.

164. Xia, T. Cryogenic cooling-induced process performance and surface integrity in drilling CFRP composite material / T. Xia, Y. Kaynak, C. Arvin, I. S. Jawahir // Int J Adv Manuf Technol. - 2016. - Vol. 82 - pp. 605-616.

165. Yamnikov, A.S. Thread milling errors / A.S. Yamnikov, I.K. Pozumentshchikov, O.A. Yamnikova // IOP Conference Series: Materials Science

and Engineering : 16, Rostov-on-Don, 11-13 сентября 2020 года. - Rostov-on-Don, 2021. - P. 012095. - DOI 10.1088/1757-899X/1029/1/012095.

166. Yan, X. A study of energy dissipating mechanisms in orthogonal cutting of UD-CFRP composites / X. Yan, J. Reiner, M. Bacca, Y. Altintas, R. Vaziri // Composite Structures. - 2019. - Vol. 220. - pp. 460-472.

167. Zakharov, M.N. Carrying Capacity of a Threaded Pair Made of Spatially Reinforced Carbon-Carbon Composite / M.V. Zakharov, M.A. Lyubchenko, I.V. Magnitskii // Russ. Engin. Res. - 2021. - Vol. 41. - pp. 803-807.

168. Zeman, R. Manufacturing of threads direct into a carbon fibre reinforced polymer / R. Zeman // Materials Today: Proceedings. - 2016. - Vol. 3. - N. 4. - pp. 1226

- 1229.

169. Zemann, R. Preparation of Bonding Surfaces at FRP Parts / R. Zemann // Jahrbuch Oberflachentechnik. - 2014. - pp.115-124.

170. Zemann, R. Vibration Assisted Machining of Carbon Fibre Reinforced Polymers / R. Zemann, L. Kain, F. Bleicher // Procedia Engineering. - 2014. - Vol. 69. -pp. 536-543.

171. Zerilli, F.J. Dislocation-mechanics-based constitutive relations for material dynamics calculations / F.J. Zerilli, R.W. Armstrong // J. Appl. Phys. - 1987. - Vol. 61.

- pp. 1816-1825.

172. Zhang, J. Fabrication and Drilling Tests of Chemical Vapor Deposition Diamond Coated Drills in Machining Carbon Fiber Reinforced Plastics / J. Zhang, B. Shen, F. Sun // J. Shanghai Jiaotong Univ. - 2013. - Vol. 18. - N. 4. - pp. 394-400.

Приложение А

Копия акта о проведении производственных испытаний метчика для обработки волоконно-армированных композитных материалов

испытания специального метчика с встречно-направленными винтовыми стружечными канавками, с поочередной подточкой левых и правых сторон зубьев режущей части этого инструмента, изготовленного для обработки заготовок из волоконно-армированных композитных материалов. Испытания связаны с нарезанием резьбы Ml6 в заготовке детали «Нижний корпус», являющейся основанием переносного инкубатора для детей. Данная деталь была изготовлена по технологии Light-RTM из конструкционного стеклопластика на основе полиэфирного связующего Aropol М604ТВ inf, армированного стекломатом OCV М705 и стеклотканью ORTEX/560. При этом на участке нарезания резьбы был сформирован наплыв толщиной 5 мм за счет укладки методом контактного формования следующих слоев поверх поверхности детали: [0° ortex/56o/-45 0ortex/56o/+45 °ortex/560 / 0 °ortex/560 / 4 слоя OCV M705 / 0° оювибо/-45 ° ortex/56o/+45 0 ortex/sm / 0 0 ortex/sso]. Итого общая толщина заготовки на участке нарезания резьбы составила 8 мм.

В испытаниях были использованы: стандартный метчик 2621-1617 ГОСТ 3266-81 и специальный метчик, изготовленный в лаборатории машиностроения ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» из инструментальной легированной стали ХВСГ ГОСТ 5950-2000. Каждым метчиком было обработано по 10 отверстий на сверлильном станке 2М112 со скоростью резания 11,1 м/мин. Закрепление метчиков осуществлялось в резьбонарезном патроне 6162-4003-02. По окончании обработки заготовки были разрезаны и испытаны с применением средств капиллярной дефектоскопии (красный пенетрант AEROPEN-KD RF-1) и оптического анализа (микроскоп Digital Microscope 1600Х).

По результатам испытаний установлено, что при обработке специальным метчиком произошло уменьшение глубины дефектного слоя на 17% и высоты ворсистости (фрагменты неперерезанных волокон) на 20% по сравнению с аналогичными показателями, полученными обработкой стандартным метчиком.

УТВЕРЖДАЮ:

ООО «Урал-Полимер» зам. директора по развитию

«^7» Ci 2022 г.

АН 1

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Настоящий акт составлен о том, что «У? » С/ 2022 г. были проведены

Представители:

Инженер лаборатории «Композиционные материалы»

От ООО «Урал-Полимер» Главный конструктор

А.П. Масалитин

Приложение Б

Моделирование процесса резания заготовки из однонаправленного металломатричного волоконно-армированного композитного материала (ОМВКМ) с подводом струи воды в зону обработки

А.1. Исходные данные Таблица А. 1 - Параметры материалов

Наименование параметра STEEL 4340 (40ХН2МА) АЬ6061-Т6 (АД33)

Модуль Юнга, кПа 2.04е+8 0.7е+8

Модуль сдвига, кПа 7.85е+7 2.6е+7

Параметр А, кПа 5.53е+5 3.241е+5

Параметр В, кПа 6.01е+5 1.138е+5

Параметр п 0.234 0.42

Параметр С 0.0134 0.002

Параметр т 1.0 1.34

Скорость деформации 1 1

Таблица А.2 - Параметры модели

Наименование элемента Наименование параметра Значение параметра

Передний угол у, град. 10

Резец Задний угол а, град. 5

Радиус скругления на вершине резца Я, мм. 0,3

Длина, мм. 11,5

Высота, мм. 10

Заготовка Угол ориентации волокон, град 90

Диаметр волокна, мм 1

Расстояние между волокнами, мм 2,5

Струя жидкости Угол наклона относительно поверхности образца, град 45

Диаметр, мм 1

Скорость, м/с 600

Режимы обработки Толщина, срезаемого слоя, мм 1

Скорость резания, м/мин 0,3

Таблица А.3 - Параметры водяной струи

Наименование параметра Значение

Плотность, кг/м3 1000

Отсечка давления (pressure cutoff), Па -105

Коэффициент вязкости, Па • с 0,001

Объемная скорость звука в материале, м/с 1480

Коэффициент S1 2.56

Коэффициент S2 -1.986

Коэффициент S3 0.2286

коэффициент Грюнайзена 0.4934

Параметр A 1.397

А.2. Фрагмент файла, содержащего исходные данные для моделирования

программе LS-DYNA

1 *KEYWORD

2 *TITLE

3 $# title

4 LS- -DYNA keyword deck by LS-PrePost

5 *CONTROL_CONTACT

б $# slsfac rwpnal islchk shlthk penopt thkchg orien enmass

7 0.5 0.0 1 0 1 0 1 0

8 $# usrstr usrfrc nsbcs interm xpene ssthk ecdt tiedprj

9 0 0 0 0 4.0 0 0 0

10 $# sf ric df ric edc vfc th th_sf pen_sf

11 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

12 $# ignore frceng skiprwg outseg spotstp spotdel spothin

13 0 0 0 0 0 0 0.0

14 $# isym nserod rwgaps rwgdth rwksf icov swradf ithoff

15 0 0 1 0.0 1.0 0 0.0 0

16 $# shledg pstiff ithcnt tdcnof ftall unused shltrw

17 1 я 0 0 0 0 0 0.0

1 о 19 *BOUNDARY_PRESCRIBED_ _MOTION_SET

20 $# nsid dof vad leid sf vid death birth

21 2 1 0 1 1.0 01. , 00000E28 0.0

22 *BOUNDARY_SPC_ SET

23 $# nsid cid do fx dof у dof z dof rx dof ry dof rz

24 2 0 0 1 1 1 1 1

25 *SET_NODE_LIST _TITLE

26 NODESET(SPC) 2

27 $# sid dal da2 da3 da4 solver

28 2 0.0 0.0 0.0 0.0МЕСН

29 $# nidi nid2 nid3 nid4 nid5 nid6 nid7 nid8

30 12356 12357 12358 12359 12360 12361 12362 12363

31

32

33 *BOUNDARY_SPC_ SET

34 $# nsid cid do fx dof у dof z dof rx dof ry dof rz

35 3 0 0 1 0 1 1 1

36 *SET_NODE_LIST _TITLE

37 NODESET(SPC) 3

38 $# sid dal da2 da3 da 4 solver

39 3 0.0 0.0 0.0 0.0МЕСН

40 $# nidi nid2 nid3 nid4 nid5 nid6 nid7 nid8

41 12358 12359 12370 12371 12422 12423 12424 12425

42

43

44 * CONTACT_AUTOMATIC_NODE S_TO_SURFACE_ID

45 $# cid title

46 1

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

$#

$#

$#

ssid 1 fs 0.2 sf s 1.0

*SET_NODE_LIST $# Sid

1

$# nidi 12356

msid sstyp mstyp

12 4 3

fd dc vc

0.0 0.0 0.0

sfm sst mst

1.0 0.0 0.0

dal 0.0 nid2 12357

da2 0.0 nid3 12358

da3 0.0 nid4 12359

sboxid 0

vdc 20.0 sfst 1.0