3.1.2.3. Điều kiện mô phỏng
Trong nghiên cứu mô phỏng, giả thiết một số nội dung sau: - Vật liệu là đồng nhất và đẳng hƣớng;
- Chày cối đƣợc coi là cứng tuyệt đối;
- Ma sát giữa các phôi và dụng cụ là tiếp xúc mặt. Hệ số ma sát giữa phôi và bề mặt vành cối, giữa phôi và bề mặt chặn phôi đƣợc lấy bằng 0,1; cịn hệ số ma sát giữa phơi và chày đƣợc lấy bằng 0,14 [10], [63].
Sử dụng phƣơng pháp tiếp cận Ơle mô phỏng xác định các giới hạn của các thông số công nghệ.
3.2. Các kết quả nghiên cứu bằng mô phỏng số
3.2.1. Xác định khoảng làm việc của áp lực chặn và áp suất chất lỏng
3.2.1.1. Xác định khoảng làm việc của áp lực chặn 1. Với chiều dày tương đối của phôi s* = 0,6%
Với vật liệu Cu99,97, khi mô phỏng với áp lực chặn qc ≤ 2,5 MPa thì chi tiết bị nhăn nhiều ở thành và vành. Tăng giá trị qc > 2,5 MPa thì giảm nhăn và đạt yêu cầu. Tại giá trị qc = 6,5 MPa, trên ảnh đồ (hình 3.6) bắt đầu xuất hiện các điểm vàng, vật liệu có nguy cơ bị phá hủy. Tiếp tục tăng áp lực chặn qc đến 7 MPa thì vật liệu bị phá hủy (các điểm đỏ).
qc = 2,5 MPa qc = 4,5 MPa
qc = 6,5 MPa qc = 7 MPa
Hình 3. 6. Ảnh hƣởng của áp lực chặn đến quá trình biến dạng khi s* = 0,6% Nhƣ vậy, đối với vật liệu đồng Cu99,97 có chiều dày tƣơng đối là 0,6% thì khoảng giá trị áp lực chặn phù hợp là từ 3 MPa đến 6,5 MPa.
Với vật liệu C08s và 08Cr18Ni10 với chiều dày tƣơng đối của phôi là s* = 0,6%, bằng cách làm tƣơng tự ta cũng xác định đƣợc khoảng giá trị làm việc của áp lực chặn khi dập thủy cơ lần lƣợt là qc = (5,5 ÷ 8,5) MPa và qc = (12 ÷ 22) MPa.
2. Với chiều dày tương đối của phôi s* = 0,8%
Với vật liệu Cu99,97, khi mô phỏng với áp lực chặn 2MPa thì chi
tiết bị nhăn nhiều ở thành và vành. Tăng giá trị qc > 2MPa thì hết nhăn sản phẩm đạt yêu cầu. Tại giá trị qc = 7MPa, trên ảnh đồ bắt đầu xuất hiện các điểm vàng, vật liệu có nguy cơ bị phá hủy. Tiếp tục tăng áp lực chặn đến 7,5MPa thì vật liệu bị phá hủy ở đáy. Nhƣ vậy, đối với vật liệu đồng Cu99,97 có chiều dày tƣơng đối là 0,8% thì khoảng giá trị áp lực chặn phù hợp là từ 2,5MPa đến 7MPa.
Các kết quả khảo sát mô phỏng khi dập vật liệu C08s và 08Cr18Ni10 tại chiều dày tƣơng đối s* = 0,8% sẽ cần khoảng giá trị của áp lực chặn lần lƣợt là qc = (5 ÷ 10) MPa và qc = (10 ÷ 21) MPa.
3. Với chiều dày tương đối của phôi s* = 1,0%
Các kết quả mô phỏng khi dập thủy cơ vật liệu Cu99,97 tại chiều dày tƣơng đối của phôi là 1,0% cho thấy, với áp lực chặn 1,5MPa thì chi tiết bị nhăn nhiều ở thành và vành. Tăng giá trị qc > 1,5MPa thì hết nhăn sản phẩm
đạt yêu cầu. Tại giá trị qc = 7,5 MPa, trên ảnh đồ bắt đầu xuất hiện các điểm vàng, vật liệu có nguy cơ bị phá hủy. Tiếp tục tăng áp lực chặn đến 8 MPa thì vật liệu bị phá hủy ở đáy.
Tƣơng tự, khoảng giá trị làm việc của áp lực chặn khi khảo sát mô phỏng dập thủy cơ vật liệu C08s và 08Cr18Ni10 tại chiều dày tƣơng đối của phôi lần lƣợt là qc = (5,5 ÷ 10,5) MPa và qc = (10 ÷ 20) MPa.
* Nhận xét:
- Tại một giá trị chiều dày tƣơng đối của phơi, khi khảo sát mơ phỏng tạo hình chi tiết dạng côn cho thấy, khoảng giá trị làm việc của áp lực chặn đối với vật liệu Cu99,97 là nhỏ nhất, tiếp đến là vật liệu C08s. Thép 08Cr18Ni10 đòi hỏi áp lực chặn là lớn nhất.
- Chiều dày tƣơng đối của phơi càng lớn thì áp lực chặn cần thiết để tạo hình có xu hƣớng càng giảm.
- Từ các kết quả mô phỏng đã xác định đƣợc miền làm việc của áp lực chặn nhƣ sau:
Với Cu99.97: + Khi s* = 0,6 % thì qc = (3 ÷ 6,5) MPa + Khi s* = 0,8 % thì qc = (2,5 ÷ 7) MPa + Khi s* = 1,0 % thì qc = (2 ÷ 7,5) MPa Với thép C08s: + Khi s* = 0,6 % thì qc = (5,5 ÷ 8,5) MPa
+ Khi s* = 0,8 % thì qc = (5 ÷ 10) MPa + Khi s* = 1,0 % thì qc = (5,5 ÷ 10,5) MPa Với thép 08Cr18Ni10: + Khi s* = 0,6 % thì qc = (12 ÷ 22) MPa
+ Khi s* = 0,8 % thì qc = (10 ÷ 23) MPa + Khi s* = 1,0 % thì qc = (10 ÷ 24) MPa
3.2.1.2. Xác định khoảng làm việc của tỷ số áp suất chất lỏng Kq
Để nghiên cứu ảnh hƣởng của tỷ số áp suất chất lỏng Kq đến quá trình
biến dạng ta xem xét sự thay đổi chiều dày thành sản phẩm sau mỗi lần dập. Thông qua việc khảo sát sự phân bố chiều dày thành sản phẩm, luận án xác định vị trí biến mỏng nhiều nhất (vị trí nguy hiểm) trên chi tiết để từ đó điều khiển giá trị của tỷ số áp suất chất lỏng Kq sao cho mức độ biến mỏng tại vị trí nguy hiểm là nhỏ nhất.
Sơ đồ điều khiển áp suất chất lỏng trong quá trình tạo hình đƣợc thể hiện nhƣ hình 3.7.