Парфенюк А. С., Топоров А. А., Веретельник С. П., Мельниченко А. Г. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ УГЛЕРОДИСТЫХ ДИСКРЕТНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Сборник научных трудов ДонГТУ, N13, 2000 г.
При разработке моделей приняты следующие ограничения и допущения, вытекающие из свойств сырья и конструктивных особенностей агрегатов:
- напряженное состояние рассматривается как двумерное, расчет по третьей координате проводится решением ряда двумерных задач при известном законе связи определяющих параметров между ними;
- силы инерции и тяжести не учитываются, поскольку они пренебрежимо малы по сравнению с силами прессования;
- скорость изменения давления прессования очень мала по сравнению со скоростью распространения деформаций (квазистатичность процесса прессования);
- ограничение диапазона давлений рамками применимости уравнения компрессионной кривой, отражающей способность перерабатываемого материала увеличивать объёмную плотность под действием наложенного давления;
- ФМХ компонентов и структурных элементов перерабатываемого материала постоянные в узком интервале изменения давления и температуры;
- до стадии структурных превращений "пластическая масса" структура перерабатываемого материала определяется его компонентным составом, после - структурными элементами.
Создание такой модели требует решения следующих частых задач:-
экспериментального определения зависимостей ФМХ компонентов и структурных элементов перерабатываемого материала от температуры и давления;
- решения температурной задачи по определению температуры перерабатываемого материала во всех точках области прессования по двум координатам в заданные моменты времени и последующего определения ФМХ рабочей массы в этих точках;
- определения вероятностных параметров распределения компонентов в перерабатываемом материале;
- разработки обобщающих математических моделей процесса уплотнения перерабатываемого материала с учетом его структуры, температуры и давления.
С учетом введенных ограничений для первой стадии, где прессующим устройством является валковый пресс, должны выполняться два условия:-
- отсутствие проскальзывания валков, т.е. равенство касательных напряжений на поверхности контакта перерабатываемого материала и валка силам сухого трения на поверхности валка:
- получение брикетов с заданной плотностью р >= р рад.
Для второй стадии прессования, в прессующе-проталкивающем устройстве, условиями являются:-
- проталкивание обеспечивается при таких значениях действующих на рабочую массу внешних сил со стороны толкателя, когда они превышают суммарные силы сопротивления: при этом прессование прекращается и начинается процесс ее проталкивания;
- получение спрессованных блоков, обладающих достаточной прочность, т.е. не разрушающихся от действующих нагрузок на выходе из камеры прессования: .
Процесс прессования для обоих стадий разбит на ряд задач: по мере вращения валка с поворотом на малый угол для валкового пресса и перемещения толкателя по камере прессования на малое расстояние для прессующе-проталкивающего устройства с общим допущением, что в узком интервале изменения давлений зависимость между напряжениями и деформациями квазилинейная.
Предельные напряжения связаны с модулем деформации Е и коэффициентом Пуассона и зависят oт давления уплотнения: .