ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ВЫСОКОЙ ДЕТАЛИЗАЦИЕЙ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
УДК 674.914:674.338
Ключевые слова: моделирование, механическая обработка, древесный материал, фреза, вычислительный эксперимент, конечно-элементная модель, производство.
Для цитирования: Раповец, В. В.Вычислительные эксперименты с высокой детализацией для моделирования процессов фрезерования древесных материалов / В. В. Раповец, С. В. Медведев, И. К. Клепацкий // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. - Минск : БГТУ, 2020. - № 2 (234). - С. 320-324.
Аннотация
В данной статье сформированы обоснованные граничные условия суперкомпьютерных предварительных расчетов, разработана и предложена к использованию методика проведения вычислительных экспериментов с использованием механизма дискретных частиц по виртуальному резанию древесного анизотропного материала выбранным типом фрезерного инструмента. Представлены корректные геометрические и конечно-элементные модели с высокой детализацией анизотропного обрабатываемого древесного материала и перспективной фрезы с наноразмерной режущей вставкой, создающей предпосылки для реализации процессов самозатачивания инструмента в процессе работы.
Рассмотрены подходы отражения анизотропных свойств древесных материалов в вычислительных суперкомпьютерных экспериментах, которые требуют более детального рассмотрения. Предложенная методика проведения вычислительных экспериментов ставит целью работы выявить зависимости характеристик процесса резания от высокоскоростных режимов и позволяет исследовать параметры режимов обработки, учитывая изменение физико-механических свойств от сердцевинной части к заболонной при изменении ее относительной влажности, а также изменение трехмерного напряженно-деформированного состояния древесины после удаления влаги в структуре древесины (сушке). Полученные результаты исследований являются основой для моделирования высокоскоростных процессов лезвийной обработки древесных материалов, при определении значимых выходных технологических параметров для деревообрабатывающих предприятий Республики Беларусь.
Список литературы
- Методика моделирования процесса механической обработки древесных материалов фрезерованием в пакете LS-DYNA / В. В. Раповец [и др.] // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент ХХI века: Труды Х международного евразийского симпозиума. Екатеринбург, 2015. С. 170–176.
- Huang J. M., Black J. T. An Evalution of Chip Separation Criteria for FEM Simulation of Machining // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 1996. Р. 545–554.
- Ceretti E., Fallbohmer P., Wu W. T., Atlan T. R. Application of 2D FEM to Chip Formation in Orthogonal Cutting // Journal of Materials Processing Technology. 1996. Р. 169–180.
- Вычислительные эксперименты высокоскоростной лезвийной обработки древесины / В. В. Раповец [и др.] // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2017. № 2. С. 360–364.
- LS-DYNA: keyword user’s manual // Livermore Software Technology Corporation. Jan. 2007. Vol. 971. 2196 p.
- Totis G., Albertelli P., Monno M. Efficient Evaluation of Process Stability in Milling With Spindle Speed Variation by Using the Chebyshev Collocation Method // J. Sound Vib. 2014. No. 333(3). Р. 646–668.
- Пантелеев А. В., Летова Т. А. Методы оптимизации в примерах и задачах: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 2005. 544 с.
- Kiss A. K., Bachrathy D., Gabor S. Effects of Varying Dynamics of Flexible Workpieces in Milling Operations // Journal of Manufacturing Science and Engineering. Jan 2020. No. 142 (1). Р. 144–155.
- Раповец В. В. Методика расчета мощности в программной среде LS-DYNA через мгновенные значения сил и скоростей резания при фрезеровании древесины // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2018. № 2 (210). С. 290–295.
