Licenta Tobor Istvan V4 [306411]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DOMENIUL INGINERIE INDUSTRIALĂ

PROGRAMUL DE STUDIU T.C.M.

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT Învățământ cu frecvență

ANALIZA COMPARATIVĂ CU OPTIMIZARE, A [anonimizat]. Prof. PhD. Eng GREBENIȘAN GAVRIL

ABSOLVENT: [anonimizat]ÁN JOZSEF

ORADEA

2017

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DEPARTAMENTUL INGINERIE INDUSTRIALĂ

TEMA_________

Lucrare de finalizare a studiilor a student: [anonimizat]ÁN JOZSEF

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor: ANALIZA COMPARATIVĂ CU OPTIMIZARE, A [anonimizat]

2). Termenul pentru predarea lucrării ________________________________________________________

3). Elemente inițiale pentru elaborarea lucrării de finalizare a studiilor ____________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

4). Conținutul lucrării de finalizare a studiilor :________________________________ ________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

5). Material grafic:__________________________________________________________ _______________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

6). Locul de documentare pentru elaborarea lucrării:

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

7). Data emiterii temei______________________________________________________________________

[anonimizat]/i științific/i,

, Assoc. Prof. PhD. Eng GREBENIȘAN GAVRIL

Absolvent: [anonimizat]ÁN JOZSEF

Nr…………../……………

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE

A

LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR

(Proiect de diplomă)

Titlul lucrării __________________________________________________ _______________________________________________________________

_______________________________________________________________

Autorul lucrării __________________________________________________

Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de diplomă organizat de către Facultatea_____________________________________________ [anonimizat]____________________ a anului universitar ___________________.

[anonimizat] (nume, prenume, CNP)_________________________ ________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________, declar pe proprie răspundere că această lucrare a [anonimizat] o parte a lucrării nu conține aplicații sau studii de caz publicate de alți autori.

Declar, [anonimizat], tabele, grafice, hărți sau alte surse folosite fără respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Oradea, Semnătura

Data_______________ ______________

REZUMATUL LUCRĂRII

De ce Metoda Elementelor Finit?

1)Procedee utilizate în proiectare:

• Calcule manuale

• Metode experimentale

• Simulare numerică cu ajutorul calculatorului electronic

2) MEF/FEA este la momentul actual cea mai utilizată metodă de simulare numerică implementată pe calculator în inginerie

3) MEF este integrata cu aplicatii specifice CAD/CAM

4) Interfețe grafice atractive și utile în prelucrarea datelor de intrare sau interpretarea rezultatelor

Operațiile de presare la rece sunt de două tipuri: tăierea și matrițarea. La rândul lor aceste operații se împart în alte operații. Tăierea se împarte în debitare și ștanțare, iar matrițarea, cu modificarea formei semifabricatului fără modificarea intenționată a grosimii și cu modificarea formei semifabricatului și cu subțierea voită a semifabricatului.

Alegerea și stabilirea materialelor metalice este o etapă importantă a proiectării funcționale și se face pe baza unor criterii deosebit de riguroase. Acestea sunt multiple: scop, solicitări în exploatare, posibilități tehnologice, mediu de lucru, caracterul producției, fiabilitate, estetică, posibilități de aprovizionare, cost.

Definiție: Suprafața de răspuns = model surogat = metamodel = model de aproximare

Suprafețele de răspuns sunt funcții de diferite tipuri, în care parametri de ieșire sunt descriși ca parametri de intrare.

Suprafețele de răspuns oferă valorile aproximative ale parametrilor de ieșire, oriunde în spațiul reprezentat, fără necesitatea de a oferi o soluție exactă.

Metodele suprafeței de răspuns descrise aici sunt potrivite pentru problemele care urcă până la ~ 10-15 parametri parametri de intrare

Fig. 1 – Graficul unei suprafețe de răspuns

CAPITOLUL I

Introducere

Noțiuni privind analiza cu elemente finite, în Ansys

Metoda Elementelor Finite (MEF) sau Analiza cu Elemente Finite (FEA) are la bază conceptul analizei unor obiecte complexe cu ajutorul unor elemente simple sau a divizării unor obiecte complexe în piese mici ușor manipulabile. Aplicații ale acestui concept simplu pot fi găsite, cu ușurintă, în viața reală și în special în inginerie.

Esența analizei tensiunilor prin elemente finite o constituie înlocuirea corpului deformabil, respectiv a continuumului real printr-un sistem structural articulat ale cãrei subregiuni sunt numite elemente finite și care, de fapt, sunt pãrți componente ale acelui corp. Se poate deci vorbi de o structurã de elemente finite ce substituie structura realã.

Un element este, deci, o regiune bine definitã a corpului, dar nu numai atât, este necesar ca proprietãțile elementului sã fie în mod adecvat formulate astfel încât acesta sã aibã o funcționalitate dependentã de restricțiile impuse prin comportamentul întregului din care face parte. Formularea corectã a acestor proprietãți se face prin intermediul metodelor matriceale.

Formularea poprietãților elementelor finite, ca parte a unui întreg, constituie punctul de plecare în rezolvarea problemei și se bazeazã pe cunoașterea precisã a caracteristicilor geometrice și mecanice a fiecãrui element în parte, cât și pe evaluarea, tot prin calcul separat pentru fiecare element, a forțelor nodale (forțe și cupluri). În componența forțelor nodale intrã douã tipuri de forțe: forțe concentrate preluate de cãtre noduri și transmise elementului , și forțe transmise în noduri de cãtre elementul însuși. Acestea din urmã sunt cauzate de sarcinile distribuite de-a lungul elementului și de solicitãrile datorate temperaturii, inexactitãților de montaj, etc. Pe scurt, forțele nodale se exprimã fie direct prin componentele lor, fie indirect, prin intermediul deplasãrilor nodale, (sãgeți și rotiri ), [1].

De ce Metoda Elementelor Finit?

1)Procedee utilizate în proiectare:

• Calcule manuale

• Metode experimentale

• Simulare numerică cu ajutorul calculatorului electronic

2) MEF/FEA este la momentul actual cea mai utilizată metodă de simulare numerică implementată pe calculator în inginerie

3) MEF este integrata cu aplicatii specifice CAD/CAM

4) Interfețe grafice atractive și utile în prelucrarea datelor de intrare sau interpretarea rezultatelor

Aplicații ale MEF în inginerie

Mecanică, Inginerie aerospațială, Inginerie Civilă, Ingineria automobilelor …

Analiză structurală (static / dinamic / liniar / neliniar)

Analiză termică / curgerea fluidelor

Electromagnetism

Mecanica pământului

Biomecanică

Scurt istoric al evolutiei MEF

1943 ….. Courant (Metode Variaționale)

1956 …. Turner, Clough, Martin, Topp … (Metoda deplasărilor)

1960 …… Clough ( Elemente finite, problema plană a tensiunilor)

1970 …… Aplicații MEF pe calculatoare tip Mainframe

1980 …… Aplicații MEF pe microcalculatoare, pre și post procesoare

1990 …… Analiza sistemelor structurale mari

Pachete software de analiză

ANSYS-program general, implementare pe PC și stații de lucru

SDRC/I-DEAS-program integrat CAD/CAM/CAE

NASTRAN-program general, implementare mainfraim

PATRAN-preprocesor și postprocesor general

DYNA-3D-program de analiză teste auto

COSMOS-program general

LUSAS-program general, implementare pe PC și stații de lucru

Noțiuni generale, privind ANSYS

Produs al companiei ANSYS Inc. – INAS S.A. este partener și reseller autorizat al produselor ANSYS în România din anul 1991.

Înființată în 1970 sub denumirea de Swanson Analysis Systems Inc., ANSYS Inc. a cunoscut o dezvoltare rapidă ajungând într-un timp foarte scurt să comercializeze gama completă de soluții ANSYS, și de asemenea să ofere suport pentru aceasta.

Produsele ANSYS asigură flexibilitatea necesară implementării soluției inginerești potrivite la timpul potrivit, în cadrul procesului de proiectare a produselor. ANSYS livrează soluții optime de simulare pe platforme software performante, îmbunatățește timpul de dezvoltare al produselor și minimizează costurile asociate realizării și garantării acestora.

Tipuri de elemente finite:

Fig. 1 – Elemente finite

Tipuri de elemente finite în Ansys

Fig. 2 – Elemente finite în Ansys, [1]

Date de intrare ale elementelor finite

Nume element (Element Name)

Un anume tip de element este identificat printr-un nume (8 caractere) care conține codul de grup și un număar unic de identificare: LINK10, BEAM3, SOLID87, INFIN110, etc. Elementele se accesează, din biblioteca de elemente prin comanda ET, sau din interfață: Main Menu>Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete

Noduri(Nodes)

Nodurile asociate elementului sunt notate I, J, K, etc. Elementele sunt conectate prin noduri . Conectivitatea poate fi definită automat prin discretiyare (meshing), sau poate fi definită prin comanda E sau din interfața ANSYS:

Menu>Preprocessor >Create >Elements >Auto Numbered >Thru Nodes).

Grade de libertate (Degree of Freedom-DOF)

Fiecare tip de element are definit un set de grade de libertate, care constituie necunoscutele nodale primare, care urmează a fi determinate prin analiză. Acestea pot fi: deplasări, rotaîii, temperaturi, presiuni, tensiuni electrice, etc. Rezultatele derivate, ca de exemplu, tensiuni de deformare, fluxuri de căldură, etc., sunt calculate prin intermediul acestor grade de libertate. Gradele de libertate nu sunt definite explicit, de utilizator, ci mai degrabă sunt indicate prin tipul elementului, și atașate la acesta. Alegerea tipului elementului este, astfel, una dintre cele mai importante acțiuni în timpul analizei cu elemente finite, în ANSYS.

Constantele reale (Real Constants)

Sunt date necesare calculului elementelor matricei de rigiditate, dar care nu pot fi determinate din proprietățile geometrice sau de material. Acestea sunt indicate printr-o acțiune independentă, în ANSYS. Constantele reale includ: arii, grosimi, diametrul de interior, diametrul de exterior, etc.Constantele reale se introduc cu comanda R, sau din interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Load >Load Step Opts >Other >Real Constants >Add/Edit/Delete

Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Circuit >Builder >Mechanical >Mass

Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Circuit >Builder >Mechanical >Spring >Nonlin Rotary

Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Circuit >Builder >Mechanical >Spring >Nonlin Trans

Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Circuit >Builder >Transducer >ElecMech

Main Menu >Preprocessor >Modeling >Create >Circuit >Edit Real Cnst

Main Menu >Preprocessor >Real Constants >Add/Edit/Delete

Main Menu >Solution >Load Step Opts >Other> Real Constants >Add/Edit/Delete

Proprietăți de material (Material Properties)

Proprietățile de material, tipice includ: Modulul de elasticitate Young, densitatea, coeficientul de dilatare termică, conductivitatea termică, etc. Toate materialele pot fi definite și ca funcție de temperatură. Unele proprietăți de material pentru analize non-termice se numesc liniare, pentru că soluțiile tipice cu aceste proprietăți necesită o singură iterație. Proprietăți, precum datele de rezistență-deformare, se numesc neliniare pentru că aceste proprietăți necesită soluții iterative. Proprietățile liniare se introduc cu comanda MP, sau din interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Load Step Opts >Other >Change Mat Props >Material Models

Main Menu >Preprocessor >Material Props >Material Models

Main Menu >Solution >Load Step Opts >Other> Change Mat Props >Material Models,

în timp ce proprietățile neliniare se introduc cu comanda TB, respectiv folosind interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Load Step Opts >Other >Change Mat Props >Material Models

Main Menu >Preprocessor >Material Props >Material Models

Main Menu >Solution >Load Step Opts >Other> Change Mat Props >Material Models )

Încărcările în noduri și pe elemente

Încărcările sunt de două tipuri: nodale și elementale. Încărcările nodale sunt definite pe noduri și nu sunt relative la elemente. Aceste încărcări sunt asociate cu gradele de libertate definite în noduri, și în general sunt introduse prin comenzile D sau din interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Define Loads >Apply >Structural > Displacement >On Nodes și E (similar restricțiilor pentru deplasările nodale și forțelor nodale). Încărcările elementale sunt cunoscute ca încărcări de suprafață, încărcări ale corpului, și încărcări inerțiale. Încărcările elementale sunt întotdeauna asociate unui element anume definit (chiar dacă datele de intrare sunt pe noduri). Anumite elemente pot avea și ”flaguri”. “Flagurile” nu trebuie înțelese ca încărcări, în sine, acestea fiind utiliyate cu scopul de a indica faptul că o anumită procedură de calcul trebuie realizată. De exemplu, când “flagul” FSI (fluid-structure interaction) este activat, o “față” specificată, a unui element acusticeste tratat ca interfață între o porțiune de fluid și porțiunea structurală a modelului (vibrații ale solidelor în fluide). Similar, “flagurile” MXWF și MVDI, sunt utiliyate pentru activarea forțelor magnetice (suprafața Maxwell) respectiv a forțelor Jacobian (deplasări virtuale), în anumite elemente magnetice. “Flagsurile” pot fi definite atât ca încărcări nodale cât și ca încărcări de suprafață, respectiv ca încărcări ale corpurilor. Valorile acestora sunt nesemnificative, acestea sunt activate sau nu. Acestea sunt aplicabile unei anumite iterații, specificate.

Încărcările de suprafață (Surface Loads)- două exemple

PLANE42

Fig. 3 – Exemple încărcări de suprafață

Elementul de tip PLANE42, care poate fi folosit la modelarea structurilor solide 2D, atât ca element plan (stare plană de tensiuni, stare plană de deformări), cât și ca element axial simetric. Acesta admite câte două grade de libertate în fiecare dintre cele 4 noduri: deplasări pe direcțiile X și Y:UX, UY. Elementul admite deformări, alungiri, ecruisări, ruperi.

Caracteristicile referitoare la încărcările de suprafață arată că acest element admite presiuni pe fețele: 1(J-I), 2(K-J), 3(L-K), 4(I-L). Astfel linia dintre nodurile J și I definește fața 1 a elementului(identificată cu cheia 1), fața K-J(cu key=2), fața L-K(cu key=3) și fața I-L(cu key=4).

PLANE55

Fig. 4 – Elemente tip plane

Elementul de tip PLANE55(definit ca 2D Thermal Solid), poate fi folosit la modelarea analizelor comportării termice staționare uniforme, sau tranzitorii, atât ca element plan cât și ca element axial simetric. Acesta admite un grad de libertate în fiecare dintre cele 4 noduri: temperatura. Elementul are capabilități în ce privește conducția termică.

Caracteristicile referitoare la încărcările de suprafață arată că acest element admite conducții și fluxuri de căldură pe toate cele 4 fețe.

Încărcări ale corpului (Body Loads)-forțe de câmp, solicitări externe

Fig. 5 – Încărcări ale corpului

Încărcările corpului (temperaturi pentru elementele structurale, randamentul termic pentru elementele termice, etc.) pot fi definite în format nodal sau elemental. Pentru unele elemente structurale, temperatura nu contribuie la definirea vectorului încărcărilor, însă este folosit pentru evaluarea proprietăților de material.Pentru elementele termice, utilizarea optiunii matricei diagonalizate a căldurii specifice, în analizele tranzitorii, se obține o medie spațială a eficienței termice peste element. Eficiența termică se introduce pe unitate de volum. În general, încărcările corpului se introduc cu comenzile:

BF sau din interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Define Loads >Apply >Structural >Other >Fluence > On Nodes ,

BFE sau din interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Define Loads >Apply >Structural >Other >Fluence > On Elements ,

BFUNIF sau din interfața ANSYS:

Main Menu >Preprocessor >Loads >Define Loads >Apply >Structural >Other >Fluence > Uniform Fluen

Caracteristici speciale (Special Features)

Fiecare element permite atribuirea unor capabilități suplimentare. Majoritatea dintre acestea oferă elementului trăsături de neliniaritate, ceea ce necesită iterarea soluției problemei inginerești. În documentația aferentă ANSYS există referințe suficiente pentru setarea caracteristicilor speciale ale elementelor, necesare, în general, descrierii comportamentului neliniar al acestora.

Opțiuni suplimentare (KEYOPPTs)

Aceste opțiuni reprezintă “stări” sau “statusuri” ale unor capabilități ale elementelor. KEYOPT include alegerea formulării propice pentru rigiditate, controlere ale afișării reyultatelor grafice, alegerea sistemului de coordonate, etc. Descrierea KEYOPT, pentru fiecare element, este disponibilă în documentația aferentă ANSYS. KEYOPPT este identificată printr-un număr (de exemplu KEYOPPT(1), KEYOPPT(2)). Valoarea aferentă unei KEYOPPT este specificată prin comanda ET sau KEYOPPT (până la valoarea KEYOPPT(6) inclusiv), pentru valoarea KEYOPPT(7) și mai mari se folosește numai comanda KEYOPPT sau din interfața ANSYS:

Main Menu>Preprocessor >Flotran Set Up >Flow Environment >Flotran Coor Sys

Main Menu>Solution >Flotran Set Up >Flow Environment >Flotran Coor Sys

Date de ieșire ale elementului finit

Datele de ieșire, sau elementele soluției problemei inginerești, propusă spre rezolvare, constau în:

Soluția nodală (sau soluția primară a gradelor de libertate)

Soluția elementală (soluția derivată, sau soluția secundară)

Soluția problemei (datele de ieșire) este scrisă în fișierele de ieșire (Jobname.OUT, cunoscut și “printout”), în baza de date, și în fișierele de rezultat (Jobname.RST-pentru analiza structurală, Jobname.RTH-pentru analiza termică, Jobname.RMG-pentru analiza magnetică. Jobname.RFL-pentru analiza FLOTRAN). Fișierele care compun soluția problemei pot fi accesate și analiyate în interfața grafică (GUI), în timp ce datele conținute în fișierele de rezultate pot fi postprocesate.

Fișierele de ieșire conțin soluția nodală a gradelor de libertate, încărcările și reacțiunile nodale, și soluția elementală, în funcție de setările comenzii OUTPR (Main Menu >Preprocessor >Loads >Load >Load Step Opts >Output Ctrls>Solu Printout, sau Main Menu >Solution >Load Step Opts >Output Ctrls >Solu Printout).

Fișierele de rezultat conțin toate datele solicitate prin comanda OUTRES (Main Menu >Preprocessor >Loads >Load >Load Step Opts >Output Ctrls>db/Results File, sau Main Menu >Preprocessor >Loads >Analysis Type>Sol’n Controls >Basic), sau în funcție de pații de încărcare setați.

Soluția nodală a unei analize constă în:

Soluția gradelor de libertate, precum deplasările nodale, temperaturi nodale, presiuni nodale;

Soluția reacțiunilor calculate în nodurile restricționate-forțe și deplasări restricționate, fluxuri de căldură și temperaturi restricționate, curgerea fluidelor în condițiile restricționării presiunii ca grad de libertate, etc

Soluția gradelor de libertate este calculată pentru toate gradele de libertate active în întregul model, și este determinată prin reuniunea tuturor reacțiunilor asociate unui element. Soluția reacțiunilor este calculată în toate nodurile restricționate. Pentru gradele de libertate vectoriale, reacțiunile corespunzătoare sunt determinate și prezentate în sistemul de coordonate nodale aferente. Astfel, dacă un nod a fost definit într-un sistem de coordonate rotit, atunci și soluția va fi dată în același sistem de coordonate, tot rotit.

Soluția centroidă (Centroidal Solution)

Ieșirile, precum reyistențele de deformare(tensiuni), deformările, temperaturile, etc., conținute în listingul rezultatelor, sunt date în centrul de greutate al elementului, sau în vecinătatea acestuia. În cazul deformațiilor mari, locația centrului de greutate se actualizează în permanență. Cantitățile mărimilor de ieșire sunt calculate ca medie a valorilor în punctele de integrare. Componentele mărimilor de ieșire au aceeași direcție ca și mărimile de intrare corespunzătoare, respectându-se opțiunea setată prin comanda ETABLE.

Soluția de suprafață (Surface Solution)

Mărimile de ieșire, caracteristice suprafețelor, sunt disponibile în listingul ieșirilor pe anumite suprafețe libere ale unor elemente solide. O suprafață liberă este acea suprafață neconectată la alte elemente și care nu are nici o restricție la gradele de libertate, forțele nodale pe suprafețe. Soluția de suprafață nu este validă pe suprafețele care nu sunt libere de restricții, sau pentru elemente care au definite proprietăți, ale materialelor, neliniare. De asemenea, soluțiile de suprafață nu sunt valide pentru elemente dezactivate cu comanda EKILL sau EALIVE. Soluția de suprafață nu include efecte ale deformărilor mari.

Soluția în punctele de integrare(Integration Point Solution)

Această soluție este disponibilă în listingul soluției complete, pentru anumite elemente specificate apriori. Locația punctelor de integrare este actualizată pentru deformațiile mari. Cu comanda ERESX se solicită punctele de integrare în care soluțiile urmează a fi afișate, în fișierul de rezultate.

Soluția elementală în noduri (Element Nodal Solution)

Termenul “elementală în noduri” se referă la datele raportate pentru un element în nodurile acestuia. Acest tip de mărimi de ieșire sunt disponibile pentru elemente solide 2D, 3D, elemente “shell”(manta), și altele. Datele elementale în noduri consistă în date elementale derivate (deformări, rezistențe de deformare, fluxuri, gradienți, etc. ) evaluate în fiecare nod al elementului respectiv. În general, aceste date sunt calculate în puncte de integrare aparținând domeniului interior al elementului, și apoi sunt extrapolate în nodurile elementului. Excepție de la această regulă o constituie cazurile în care elementul admite plasticitate activă (nenulă), fluaj, sau dilatări într-un anume punct de integrare. O altă excepție este dată de cazul în care prin comanda ERESX este activată intrarea NO. În aceste cazuri, valoarea soluției nodale este valoarea dintr-un punct de integrare, cel mai apropiat de nod.

Mărimea încărcărilor elementale nodale de ieșire (Element Nodal Loads)

Acestea sunt încărcările elementale nodale (forțele) care acționează în nodurile unui element. Sunt afișate în capetele elementelor, în sistemul de coordonate al nodurilor și sunt denumite încărcări statice. Dacă problema este dinamică, sunt afișate și forțele de amortizare, respectiv forțele de inerție. Încărcările elementale nodale, ca rezultat al analizei, se pot controla cu comanda OUTPR, NLOAD (pentru ieșiri) respectiv cu comanda OUTRES, NLOAD (pentru rezultate). Mărimea soluției încărcării elementale nodale relaționează cu mărimea reacțiunilor astfel: suma încărcărilor statice, a inerțiilor și amortizărilor pentru un anume grad de libertate, sumă realizată pentru întregul element conectat la respectivul grad de libertate, la care se adaugă forțele aplicate în nodurile acestui element (cu comenzile F și FK), este egală ca mărime, și de semn negativ, cu soluția reacțiunii relativ la acel grad de libertate.

Soluția neliniară(Nonlinear Solution)

Mărimile deformărilor neliniare (EPPL, EPCR, EPSW, etc.) sunt valorile calculate în punctele de integrare. Dacă este prezentă și alunecarea, rezistențele de deformare sunt calculate după corecțiile aplicate plasticității dar înainte de corecția datorată alunecării. Deformațiile elastice sunt afișate după corecțiile datorate alunecării în procesul de deformare neliniar.

Soluții plane și soluții axial simetrice(Plane and Axiszmmetric Solutions)

O analiză 2D în mediu solid se bazează pe calculul în sistem “pe unitate de grosime” și toate mărimile de ieșire sunt relative la acest sistem: “pe unitate de grosime”. Multe solide 2D, permit setarea grosimii. O analiză axial simetrică se bazează pe calculul complet la 360o, astfel că toate calculele și datele corespunzătoare sunt realizate la 360o. Pentru analizele axial simetrice, rezistențele de deformare și deformațiile în direcțiile X, Y, Z și XY corespund rezistențelor de deformare și deformațiilor în direcțiile: radială, axială, circulară respectiv planară. Axa globală Y reprezintă axa de simetrie, iar structura trebuie să fie modelată în cadranul +X.

CAPITOLUL II

Operațiile de presare la rece sunt de două tipuri: tăierea și matrițarea. La rândul lor aceste operații se împart în alte operații. Tăierea se împarte în debitare și ștanțare, iar matrițarea, cu modificarea formei semifabricatului fără modificarea intenționată a grosimii și cu modificarea formei semifabricatului și cu subțierea voită a semifabricatului.

Considerații generale asupra prelucrării prin presare la rece.[2]

Prelucrarea prin presare la rece este una dintre cele mai vechi tehnologii existente. Cuprinde operații de prelucrare mecanică a pieselor prin presiune fără o încălzire intenționată a semifabricatului și fără îndepărtare de așchii.

Operațiile sunt cunoscute sub denumirea de ștanțare și matrițare și se execută cu ajutorul unor scule denumite ștanțe și matrițe.

Semifabricatele se găsesc în general sub formă de benzi sau foi.

Piesele obținute rezultă în strânsă concordanță cu forma și dimensiunile elementelor active a ștanțelor și matrițelor. Elementele active se numesc poanson și plăci active.

Utilajele folosite se numesc prese la modul general și în majoritatea cazurilor au un anumit grad de universabilitate, lucru care nu exclude existanța unor utiliaje specialzate pe anumite utilaje sau chiar pe anumite produse.

Procedee de prelucrare prin presare la rece.[2]

Operațiile de presare la rece sunt acelea care se execută la o temperatură inferioară temperaturii de recristalizare a metalului sau aliajului respectiv, prin deformare plastică și prin tăiere.

Prelucrări prin tăiere (ștanțare), prin care materialul semifabricatului se separă parțial sau total, după un contur închis sau deschis, prin acțiunea locală a unor muchii asociate la foarfece (fig.1) și la ștanțe (fig.2).

Fig. 1-Tăierea la foarfece Fig. 2-Tăierea la ștanță

Clasificarea ștanțelor și matrițelor[2, pag. 19]

Echipamentele tehnologice folosite pentru prelucrările prin presare la rece poartă numele de ștanțe (pentru operațiile de tăiere) și matrițe (pentru prelucrări care cuprind și alte operații decât tăierea) și au forme constructive și condiții funcționale specifice și diferite față de cele folosite la alte procedee tehnologice.

Clasificarea ștanțelor și matrițelor:

Ștanțe: – simple

– complexe : – cu acțiune succesivă

– cu acțiune simultană

– cu acțiune simultan-succesivă

Matrițe: – simple

– complexe : – cu acțiune succesivă

– cu acțiune simultană

– cu acțiune simultan-succesivă

Matrițe combinate: – cu acțiune succesivă

– cu acțiune simultană

– cu acțiune simultan-succesivă

Materialul din care se obține piesa

Materialul piesei

Alegerea materialului se face în funcție de proprietățile mecanice, de compoziția chimică, de tratamentul termic aplicat tablelor, de gradul de ecruisare al materialului și de structura internă al acestuia.

Se recomandă în general din punct de vedere tehnologic alegerea materialului cu rezistența la rupere, la tracțiune mică și alungire mare pentru operațiile de ambutisare.

Materialul din care se execută piesa este indicat de proiectant pe desenul de execuție al piesei. Alegerea materialului piesei este o problemă importantă deoarece trebuie să se ia în considerare o serie de factori tehnici de exploatare și economici:

să asigure rezistența, duritatea și rigiditatea cerută, la o masă redusă și cu un cost cât mai scăzut al piesei ștanțate;

materialul trebuie să aibă proprietățile tehnologice care să permită obținerea piesei prin presare la rece;

trebuie folosite pe cât posibil materiale care nu sunt deficitare, cât mai ieftine.

În funcție de materialul ales, se poate recurge chiar la schimbarea formei constructive și a dimensiunilor piesei ștanțate, astfel încât să se poată obține fără dificultăți tehnologice și la un preț de cost scăzut.

Se va folosi bandă din OLC 15. Compoziția chimică a materialului OLC 15, conform STAS 880 (Oțeluri carbon de calitate pentru tratament termic, destinate construcției de mașini. Mărci și condiții tehnice de calitate), este prezentată in tabelul de mai jos.

Tabelul 1- Compoziția chimică OLC 15:

Valorile de referință ale unor proprietăți fizice, conform STAS 880, sunt:

densitate – 7.85 kg/dm³ = 7850 kg/m3,

modul de elasticitate – E = 210000 Mpa = 210 kN/mm² la 20˚C,

duritate – max. 149 HB

Proprietățile mecanice la temperatura ambiantă a oțelului carbon de calitate laminat la rece, STAS 880; g=0.1…3mm, în stare recoaptă, conform [3, Tabelul 8.5, pag. 109], sunt:

limita de curgere tehnică, ≥ 350 MPa

rezistența la tracțiune, = 590…780 Mpa

alungirea relativă, ≥ 22 %

rezistență la rupere, σr = 320…500 Mpa

rezistență la forfecare, σf = 280…430 Mpa

Starea de livrare

Tablele se livrează laminate la rece, (conf. tab.8.3 [5], STAS 901 – 90; STAS 1945 – 90), tratate termic, decapate.

Aspecte asupra tehnologicității piesei

Fig. 3 – Piesa (desenul de execuție)

Piesa se poate obține prin următoarele operații:

– debitare

– perforare

– ambutisare

Realizarea acestor operații impun condiții restrictive în legătură cu forma și dimensiunile piesei:

– debitarea se poate realiza fără probleme, având un semifabricat de grosime g = 1.5[mm];

– perforarea se poate realiza fără dificultăți, deoarece dimensiunile minime ale orificiilor circulare poate fi adoptată, dmin = 1.2g, (d = 10[mm] > dmin = 1.2×1.5[mm]– desen de execuție);

– ambutisarea se realizează respectând condițiile impuse de valorile limită a dimensiunilor la perforarea pieselor din Fig. 3.

La ștanțarea obișnuită dimensiunile recomandate sunt date in tabelul [2, Tabelul 4.5, pag. 108] cu mențiunea că în cazurile posibile să se evite valorile minime.

Stabilirea formei și dimensiunilor semifabricatului

Pentru a obține piesa, la cotele din desenul de execuție, trebuie să calculăm dimensiunile piesei desfășurate, calculul s-a făcut cu ajutorul softului CAD, Catia V5R19. În Fig. 1 sunt indicate valorile cotelor piesei desfășurate, care are grosimea g = 1.5mm.

L=137.3mm

l=57.4mm

R=28.7mm

Fig. 4 – Desfășurata piesei

a) b)

Fig. 5 – Piesa in 3D a) desfășurata piesei; b) piesa finală obținută;

Croirea materialuli[4]

Croirea materialului reprezintă una din problemele tehnico-economice de prima importanța în cadrul întocmirii unei tehnologii de prelucrare prin presare la rece.

Prin croirea materialului se înțelege stabilirea judicioasa a poziției relative a pieselor pe semifabricatul prezent sub forma de fâșie, bandă sau foaie de tablă și determinarea dimensiunilor semifabricatului plan în cazul pieselor din tabla, de la care începe prelucrarea.

La croirea materialului se vor avea in vedere atât cheltuielile aferente materialului și manoperei cât și cele necesare proiectării și construcției stanțelor.

Factorii de care depinde croirea materialului sunt: forma și dimensiunile piesei, duritatea materialului și grosimea semifabricatului, forma și dimensiunile acestuia, tipul producției. Este cunoscut faptul ca din costul unei piese obținute prin presare la rece 60-80% îl reprezintă costul materialului.

În cadrul procesului de întocmire a unui plan de croire se pot distinge mai multe faze. În prima fază se va stabili poziția pieselor pe semifabricat după care în a doua fază se va calcula lățimea semifabricatului necesar.

Din punctul de vedere a preciziei pieselor stanțate se intilnesc trei tipuri de croire:

1) croire cu puntiță la tot conturul piesei;

2) croire cu puntiță parțiala la conturul piesei;

3) croire fără puntiță.

Determinarea lățimii benzii sau a fâșiei de material se face în baza cunoașterii unor elemente cum ar fi: dimensiunile piesei, aranjarea pieselor pe bandă, mărimea puntițelor și precizia lățimii fâșiilor în funcție de procesul de tăiere al lor din foile de tablă sau dimensiunile și precizia de prelucrare a benzilor laminate standardizate. De asemenea, lățimea benzii depinde și de modul de ghidare a acesteia în ștanță. Un calcul corect al lățimii benzii presupune păstrarea unei puntițe laterale minime necesare pentru diferite procedee de avansare a semifabricatului și pentru diferite toleranțe ale fâșiei în lățime.

Croirea din bandă

1. Dispunerea piesei pe semifabricat

Fig. 8 – Croire pe un rând

2. Calculul puntițelor

Alegerea puntițelor se face conform [2, Tabelul 4.8, pag. 116]

b = 3 [mm]; a = 2,5 [mm] pentru o grosime g = 1.5 [mm]

3. Calculul lățimii semifabricatului

Lățimea nominală a benzii se calculează cu relația:

[3, (5.111), pag. 136]

unde: dimensiunea maximă a piesei ștanțate;

mărimea puntiței laterale;

=143.3

Se adoptă

4. Alegerea semifabricatului

Se va alege semifabricatul în formă de bandă cu lățimea calculată de 144mm, conform standardelor.

5. Calculul coeficientului de croire

În practică, o mare parte din piesele care se decupează din bandă au formă circulară, dar în cazul nostru avem formă ovală. În majoritatea cazurilor, piesele circulare se așează pe bandă în linie pe un rând.

Coeficientul de croire a materialului, la așezarea pieselor în linie pe un rând, când lungimea acestora sunt mici și mijlocii, se determină cu ajutorul relației:

Kc = 100 [3, (5.96), pag. 129]

unde: A – aria unei piese, As – aria semifabricatului aferent confecționarii unei piese.

%

Făcând o comparație între cele trei variante de croire, se constată că varianta cea mai avantajoasă este croirea din bandă, deoarece coeficientul de croire este cel mai mare.

Coeficientul de utilizare a materialului, se determină cu relația:

Kf = 100 [3, (5.98), pag. 129]

unde: Aef – aria efectivă a piesei, As – aria semifabricatului aferent confecționarii unei piese

%

Itinerar tehnologic

La proiectarea procesului tehnologic de prelucrare prin presare la rece, primele probleme tehnologice care se cer rezolvate sunt cele legate de stabilirea caracterului, numărului, succesiunii și simultaneității operațiilor de presare la rece, pentru realizarea reperului în condițiile tehnico-economice impuse.

Caracterul operației este determinat, în general, de forma geometrică (configurația) piesei, de starea suprafeței acesteia, de existența orificiilor etc.

Numărul și succesiunea operațiilor sunt determinate de configurația, dimensiunile și îmbinarea elementelor geometrice constructive ale piesei, de precizia necesară ca și de necesitatea respectării anumitor date tehnologice de prelucrare sau precizii impuse.

Pentru alegerea variantei de prelucrare prin presare la rece, funcție de calitatea și clasa de precizie dimensională dar și de cerințele (nivelul) de precizie funcțională ale piesei, se pot folosii indicațiile din figura [4, fig. 18.15, pag. 23].

La prelucrarea prin presare la rece, se va urmări ca executarea piesei să se facă dintr-un număr cât mai mic de operații și cu productivitate maximă.

În cazul piesei noastre, la operațiile de decupare/perforare, fiind operații prealabile, calitatea și precizia pot fi reduse (mai economice), în final făcându-se operația de ambutisare.

Cunoaștem cantitatea de piese necesare într-o lună și anume 180.000 buc. și deci pe an avem:

180.000 × 12 = 2.160.000 buc./ an.

De asemenea piesa se încadrează în categoria pieselor medii. În aceste condiții avem o producție de masă, conform tabelului de mai sus, ceea ce implică utilizarea de:

prese speciale; (tipul utilajului)

ștanțe sau matrițe combinate; (tipul echipamentului tehnologic)

alimentare automată cu table, benzi și semifabricate individuale; (gradul de mecanizare)

producție în flux continuu; (caracterul producției)

1…3; (coeficientul de serie – nr.de operații diferite executate la o piesă)

peste 1000 (volumul anual orientativ al producției – la un sing. schimb, în mii bucăți)

Procesul tehnologic

II.1. – materialul va fi achiziționat sub formă de bandă la dimensiunea dorită (comandă);

II.2. – Perforare;

II.3. – Decupare – Ambutisare;

Proiectarea matriței

Stabilirea schemei de lucru a matriței

Varianta aleasă este o matriță cu acțiune succesivă: postul I perforare, postul II decupare – ambutisare.

Matrița are ca părți componente:

Pachetul de plăci superior:

– Cep

Placă de cap

Placă portpoanson

Placă de presiune

Poansoane

Aruncător

Căutătoare

Arcuri elicoidale de compresiune

Șuruburi

Știfturi

Șaibe și piulițe

Tije

Pachetul de plăci inferior:

Placă de bază

Placă activă

Placă de ghidare

Placă port aruncător

Rigle de ghidare

Placă sprijin

Aruncătoare

Șuruburi

Știfturi

Calculul dimensiunilor nominale și a toleranțelor de execuție ale elementelor active.

Elementele active pentru operația de perforare

La perforare, considerând dimensiunea alezajului d, cu abaterile superioară și respectiv, inferioară , se vor folosi relațiile:

pentru piese cu T >0,1, dimensiunile poansonului vor fi:

[(21.14) pag.164 [4]]

și cele ale plăcii active:

[(21.15) pag.164 [4]].

unde: T – toleranța piesei: T = As – Ai;

dp, Dpl – dimensiunile poansonului și a plăcii active;

Tp,Tpl – toleranțele la execuția poansonului și plăcii active.

As = +0,2; Ai = – 0,1; (Tabelul 4.22, pag. 141, [2]) rezultă T = 0,2 – (–0,1) = 0,3;

0,09 [mm] și 0,165 [mm] (tab.21.10, pag. 164 [4])

0,02 [mm] și 0,03 [mm] (tab.21.11, pag. 165 [4])

– pentru cota ø[mm],calculând rezultă [mm] și [mm]

– pentru dimensiunea de 8×40 [mm], dp = x și dpl = x

Elementele active pentru operația de decupare

La decupare, considerând dimensiunea alezajului D, cu abaterile superioară și respectiv, inferioară , se vor folosi relațiile:

pentru piese cu T >0,1, dimensiunile plăcii vor fi:

[(21.10) pag.164 [4]]

iar dimensiunile poansonului:

[(21.11) pag.164 [4]]

As = +0,4; Ai = – 0,1; (Tabelul 4.22, pag. 141, [2])

T = 0,4 –(– 0,1) = 0,5;

0,09 [mm] și 0,165 [mm] (tab.21.10, pag. 164 [4])

0,02 [mm] și 0,03 [mm] (tab.21.11, pag. 165 [4])

pentru cota R28,7±0,4[mm], calculând rezultă

[mm] și [mm]

Elementele active pentru operația de ambutisare

Ambutisarea pieselor cotate la exterior, având dimensiunea (pag.183 [4]):

((21.64), pag. 183 [4])

((21.63), pag. 183 [4])

unde: Dp – diametrul nominal al poansonului în cazul pieselor cotate la exterior;

Dpl – diametrul nominal al zonei de lucru a plăcii de ambutisare, în cazul în care piesa este cotată le exterior;

Ai – abaterea inferioară la dimensiunea piesei ambutisate;

Tp, Tpl – toleranța la dimensiunile plăcii și poansonului (tab. 21.25, pag. 184 [4])

As = +0,4; Ai = – 0,1; (Tabelul 4.22, pag. 141, [2])

Dp = (40 – 0,1 – 2∙1,77)-0,07 = 36,36-0,07

Dpl = (40 – 0,1)+0,11 = 39,9+0,11

Jocul la ambutisare ja pentru oțel se poate calcula și cu relația:

((21.55) pag. 181 [4])

Pentru: g = 1,5 [mm], ja = 1,77[mm]

Tp = 0,07 [mm] (tab.21.25. [4]) și Tpl = 0,11 [mm] (tab.21.25. [4])

Calculul forței de lucru, lucrul mecanic și a forței necesare de tăiere

Pentru operația de perforare circulară[2;4, pag.135]

[daN]

p – lungimea conturului piesei de ștanțat, p = 3,14∙10=31,4 [mm]

g – grosimea semifabricatului, g = 1,5 [mm]

– rezistența reală la forfecare a materialului, = 43,2 [daN/mm²]

=k· ; k = 1,2…1,3; = 36 [daN/mm²]

= 1,2·36 = 43,2 [daN/mm²]

F = 2.036 [daN]

Determinarea forței necesare pentru împingerea materialului (deșeului) prin placa activă de ștanțare și pentru scoaterea materialului de pe poanson.

[daN]

forța necesară împingerii materialului (deșeului) prin placa activă de ștanțare.

coeficient determinat experimental =0,03…0,07, pentru împingerea piesei (deșeului) prin orificiul plăcii tăietoare în sensul cursei active a poansonului

= 0,05∙2.036 = 101,8[daN]

[daN]

forța necesară scoaterii piesei sau deșeului de pe poanson la ștanțare.

coeficient determinat experimental =0,03…0,07, pentru scoaterea piesei (deșeului) de pe poanson

= 0,05∙2.036 = 101.8 [daN]

Forța totală este: F =2.239,6[daN] pentru o singură perforare de ø10, iar pentru două perforări identice vom avea: F = 2.239,6∙2 = 4.479,2 [daN] = 4,5[tf]

Idem se vor face calculele pentru următoarele operații:

– pentru operația de perforare dreptunghiulară[2;4, pag.135]

Forța totală este: F =6.843[daN] pentru o singură perforare dreptunghiulară, iar pentru două perforări identice vom avea: F = 6.843∙2 = 13.686 [daN] = 13,9[tf]

– pentru operația de perforare ovală[2;4, pag.135]

Forța totală este: F =3.806[daN] = 3,8[tf]

– pentru operația de decupare[2;4, pag.135]

Forța totală este: F =19.369[daN] = 19,7[tf]

– pentru operația de ambutisare [2;4, pag.226]

Forța totală este: F = 5,3 [tf]

Forța totală calculată a tuturor operațiilor este:

F = 4,5 + 13,9 + 3,8 + 19,7 + 5,6 = 47,3[tf]

Calculul lucrului mecanic și a puterii necesare.

Pentru operația de perforare circulară [2,4, pag.136]

Lucrul mecanic:

unde: L – lucrul mecanic;

Fmed – forța de tăiere medie pe durata cursei, [daN];

g – grosimea semifabricatului;

Fmed = λ∙F

0,52 – coef. de corelare dintre forța max. și cea med. de tăiere (tab.4.17)

F = 4.478[daN] – forța totală de tăiere la perforare

[daN∙m]

Puterea utilă consumată pentru efectuarea operației de ștanțare se determină cu relația[[2], pag. 135]:

[kW]

unde: Pu – puterea utilă

L – lucrul mecanic

n – nr. de curse duble/minut al berbecului, 10 [cd/min]

Pu = 0,006 [kW]

Puterea necesară:

[kW]

unde : Pnec – puterea necesară;

k – coeficient ce ține seama de regimul de lucru = 1,3; (1,1…1,4);

η – randamentul mediu al presei = 0,6; (0,5…0,7);

Pnec = 0,013[kW] .

Idem se vor face calculele pentru următoarele operații:

– pentru operația de perforare dreptunghiulară [[2], pag.134]

Lucrul mecanic: L = 10,67[daN∙m]

Puterea utilă: Pu = 0,017 [kW]

Puterea necesară: Pnec = 0,037 [kW]

– pentru operația de perforare ovală [[2], pag.134]

Lucrul mecanic: L = 2,96[daN∙m]

Puterea utilă: Pu = 0,005 [kW]

Puterea necesară: Pnec = 0,011 [kW]

– pentru operația de ambutisare [[5], pag.227]

Lucrul mecanic:L = 48,89[daN∙m]

Puterea utilă: Pu = 0,07[kW]

Puterea necesară: Pnec = 0,15[kW]

Puterea utilă totală: Putotal = 0,006 + 0,017 + 0,005 + 0,07 = 0,098[kW]

Puterea necesară totală: Pnectotal = 0,013 + 0,037 + 0,011 + 0,15 = 0,211[kW]

Alegerea presei

Alegerea presei se face ținând cont de următoarele caracteristici:

forța și puterea necesară;

mărimea cursei de lucru;

numărul curselor pe minut;

respectiv elemente de corelare dimensională (gabarit) față de sculă:

înălțimea utilă maxim și minim;

dimensiunile mesei și a orificiului din masă;

securitatea de lucru a construcției;

rigiditatea batiului și ghidajelor berbecului;

prețul de achiziție.

La alegerea presei se ține cont atât de forța nominală, cât și de puterea acesteia, pentru a se înlătura eventualitatea supraâncărcării presei.

Forța necesară presei se determină luând în considerare forța necesară executării operației, precum și forța de comprimare extractoarelor.

Fig. 9 – Presă cu excentric 60 tf tip C cu cuplaj pneumatic EEP-PK 60 [7]

Producător ELMALI

Forța presare 60 t

Preț: 26.000 Euro fără tva.

Date tehnice:

Forța presă: 60 tf
a-Adîncime gât, de la ax în spate 260 mm
b-Distanța berbecn- masă 360 mm
Dimensiuni masă 520×720 mm
Dimensiuni cap berbec 340×220 mm
Cadența 55 batai/min
Putere utilă motor: 4 kW
Turație motor 2800 rot/min
Suprafața prindere șuruburi în sol 145×670 mm
Dimensiuni mașină (hxgxf) 2200x1450x1300 mm
Greutate utilaj: 2800 kg

Tabel 1 – Dotare presă

Calcule de rezistență

Alegerea plăcii active: [4, pag. 155]

Plăcile active pot avea forme diferite, printre care: pătrate, cilindrice, dreptunghiulare.

După varianta constructivă: monobloc, în construcție asamblată, sub formă de pastile.

S-a ales varianta monobloc pe posturi de lucru.

Grosimea plăcii active pentru perforare poate să aibă valoarea:

[mm] [tab.21.2, [4]]

b – lățimea semifabricatului

0,3 x 57.4 = 17.22 [mm], în cazul nostru vom alege o placă activă cu H = 20 [mm].

Lungimea orientativă a plăcii active se poate calcula cu relația:

A = n·p+(2,5…4)H [mm] [(21.2), [4]]

p – mărimea pasului

n – nr. de pași la matriță

A = 2·60 + 4∙20 = 200 [mm]

Vom alege lungimea plăcii active A = 218[mm].

Lățimea orientativă a plăcii active se poate calcula cu relația:

B = b + (2,5÷4)H [mm] [(21.1), [4]]

b – lățimea semifabricatului

B = 57,4 + 4∙20 = 137,4 [mm]

Vom alege o lățime de B = 172 [mm].

Diametrul găurilor pentru șuruburi în placa de tăiere va fi ø12,5 [tab. 21.3, [4]]

Diametrul orificiilor pentru știfturi este:

d1 = d – (0,5…2) [mm] [(21.3), [4]]

de aici rezultă că vom alege știfturi de ø10.

Șuruburile se aleg în funcție de dimensiunile plăcii active va fi: M12

Se vor calcula următoarele:

distanța minimă între găurile de șuruburi și știfturi:[(21.4), [4]]

21,25 [mm] – condiție verificată.

d – diametrul găurii pt șuruburi

– diametrul găurii pt. știfturi

Vom alege b4 = 22[mm]

Distanța minimă dintre marginea plăcii de tăiere și axele găurilor pentru șuruburi se stabilește astfel: (B – b3)/2=1,4∙d [(21.6), [4]]

În cazul nostru 1,4∙12,5 = 17,5, deci vom alege 18[mm].

Placa de tăiere verifică condițiile dimensiunii maxime ale zonei active, în funcție de gabaritul acesteia. [tab. 21.5, [4]]

Dimensunile plăcii active vor fi: 20x172x300[mm]

Materialul ales va fi: C120, tratament termic: călit – revenit la 58…60 HRC.[tab. 17.39, [5]]

Verificare plăcii active[cap. 23, pag. 324 [4]]

Pentru placa activă dreptunghiulară rezemată pe o placă dreptunghiulară cu deschidere a x b. Tensiunile de încovoiere se pot calcula cu relația:

unde: F – forța de presare;

H – înălțimea plăcii active;

σai – rezistența admisibilă de încovoiere pentru materialul plăcii active.

13,7≤ 30…50 = σai condiție verificată.[tab. 4.38, pag. 190, [2]]

Verificarea poansoane

Verificarea la compresiune se face în general pentru poansoanele cu diametru mic, cu relația:

[(23.33), pag. 331 [4]]

tensiunea efectivă la compresiune

efortul unitar admisibil de compresiune specific materialului din care se execută poansonul

aria secțiunii transversale minime [mm]

F – forța axială care acționează asupra poansonului [N]

21,3 [daN / mm²] ≤

21,3 [daN / mm²]100…160 [daN / mm²] [tab. 4.38, [2]]

Verificarea la flambaj [[4], pag. 331]

Poansonul fiind făcut cu salt de diametru pe lungime, pericolul apariției flambajului este adesea evitat.

Verificarea la flambaj se face în funcție de mărimea coeficientului de zveltețe al poansonului, care se calculează cu relația:

unde: lf – este lungimea de flambaj a poansonului;

imin – raza de inerție minimă;

λ = 54,44/2,3 = 23,67 pentru poansonul dreptunghiular

unde: Imin – este momentul de inerție minim;

Smin – este aria secțiunii transversale minime.

imin = 2,3 pentru poansonul dreptughiular

Pentru poansoanele cu zona de lucru circulară, având diametrul dp:

Imin = 3,14∙104/64 = 490[kg/mm2]

Pentru poansoanele cu zona de lucru dreptunghiulară (a x b, cu b – latura mai mică):

Imin = 40×83/12 = 1.706,6[kg/mm2]

Pentru poansoanele introduse presat in placa portpoanson și ghidate lungimea de flambaj va fi:

lf = l/2

unde: l – este lungimea poansonului măsurată de sub placa portpoanson.

lf = 77∙0,7 = 54,44[mm]

Verificarea se face cu relația Tetmajer – Jasinski: [(23.47), pag. 333 [4]]

σf = 1000 – 5,4∙λ [MPa]

σf = 1000 – 5,4∙23,67 = 872,16[MPa]

cu ajutorul căreia se determină coeficientul de siguranță la flambaj:

c = σf /σc ≥ ca

c = 87,21/21,3 = 4,09≥2…3

unde: σc – este rezistența efectivă de compresiune, calculată cu relația[(23.33), pag. 331 [4]];

ca – coeficientul de siguranță admisibil, ca =2…3 pentru oțel călit[2];

Materialul ales pentru poansoane va fi: C120, călit – revenit la 54…58 HRC (sau OSC8,OSC10,OSC12)

Verificarea rezistenței plăcii de bază[2, 3, pag 214]

În cazul plăcilor active dreptunghiulare dimensiunile plăcii de bază se iau mai mari cu 20…40 [mm]

Înălțimea plăcii de bază se calculează cu relația:

[mm] [(21.165), [4]]

H – înălțimea plăcii active

H = 1,25·20 = 25 [mm].

Placa de bază se verifică la încovoiere în secțiunea în care momentul încovoietor este maxim, cu relația:[(4.128), pag. 194 [2]]

rezistența admisibilă la încovoiere

momentul încovoietor maxim

W – modulul de rezistență al plăcii calculat în secțiunea în care momentul încovoietor este maxim

Dacă placa are mai multe orificii cu axele paralele așezate după o direcție paralelă cu direcția plăcilor distanțiere, verificarea se face cu relația: [(4.136), pag. 197 [2]]

reprezintă suma cea mai mare a două forțe alăturate;

f – distanța dintre axele orificiilor corespunzătoare forțelor;

coeficient care caracterizează componenta elastică a reazemelor;

e – distanța dintre reazeme.

6.045[daN]; f = 40[mm]; e = 130[mm]; 1,32 [tab.4.39.,pag.198];

35[mm]

, condiția este îndeplinită.

Placa de bază va avea dimensiunile: 35x212x280[mm].

Materialul folosit la placa de bază va fi OLC45

Verificarea rezistenței plăcii de cap[2]

Forma și dimensiunile plăcii de cap se aleg în strânsă legatură cu forma și dimensiunile plăcii de bază și în funcție de tipul constructiv de ștanță.

În cazul în care nu am fi ales placă de presiune, la poansoanele de dimensiuni mici și cu forțe mari, ar exista pericolul imprimării capului poansonului în placa de cap. Din acest motiv placa de cap se verifică la strivire cu relația: [(4.137), pag. 198 [2]]

rezistența admisibilă la strivire;

F – forța specifică poansonului;

aria părții frontale a poansonului cu care acesta se sprijină pe placa de cap;

rezistența admisibilă la strivire a materialului plăcii de cap (la oțel

120…180[MPa] , la fontă 80…90[MPa]).

Vom calcula pentru poansonul de perforare cu forma ovală:

, nu verifică condiția într-un mod satisfăcător.

Din calcul rezultă că vom avea nevoie de placă de presiune.

Dimensiunile plăcii de cap vor fi de 35x172x300[mm].

Materialul folosit la placa de cap va fi OLC45.

Placa port poanson

Se determină cu relația:[(4.144), pag. 202 [2]]

15[mm]

În cazul nostru vom alege o placă port poanson de grosime 18[mm].

Dimensiunile plăcii portpoanson vor fi: 18x172x218[mm].

Materialul folosit la placa port poanson va fi OLC45.

Placa de presiune

Ca extindere placa de presiune poate să fie identică cu placa portpoanson, mai puțin grosimea care are valoarea: [(4.145), pag. 202 [2]]

Hpp = 3…8[mm]

Dimensiunile plăcii de prsiune vor fi: 5x172x218[mm].

Materialul folosit la placa de presiune va fi OLC45 – călit revenit 45…50HRC.

Elementele de ghidare

La ștanțele mijlocii se folosesc ca element pentru ghidare a poansonului în placa activă, plăcile de ghidare care sunt montate în pachetul inferior, fixate și poziționate cu ajutorul șuruburilor și știfturilor jucând și rol de dezbrăcător. Ca suprafață placa de ghidare este egală cu placa activă, iar grosimea în funcție de secțiunea poansoanelor și grosimea plăcii active, calculându-se cu relația:[(4.156), pag. 203 [2]]

18[mm]

H – grosimea plăcii active

18[mm]

Dimensiunile plăcii de ghidare vor fi: 18x172x218[mm].

Materialul folosit la placa port poanson va fi OLC45.

Elementele elastice[2]

Arcurile care nu se pot alege din tabel se calculează după formula:

[(4.149), pag. 228 [2]]

[(4.150), pag. 228 [2]]

F – forța maximă admisă de arc;

d – diametrul sârmei;

diametrul mediu al arcului;

n – numărul de spire;

săgeata maximă a arcului;

G – modulul de elasticitate transversal (7500…8000 [daN/mm²]);

efortul de forfecare admisibil (50…60 [daN/mm²])

Din calcule rezultă: F = 12.34 [daN]; fmax = 27,31[daN]

Vom alege arcul elicoidal de compresiune cu următoarele caracteristici:[tab. 21.43, pag. 236 [4]].

D = 16 – diametrul exterior;

d = 2 – diametrul sârmei;

t = 5,9 – pasul;

H0 = 75[mm] – lungimea;

F3 = 19[daN] – forța;

H3 = 35,9[mm] – lumgimea minimă;

n = 12,5(spire) – numărul de spire;

Alegerea cepului [2]

Cepurile sunt elemente constructive ale ștanțelor și matrițelor prin intermediul cărora se realizează poziționarea și prinderea în berbec.

Vom alege un cep filetat cu următoarele caracteristici:[tab. 4.48, pag. 220 [2]]

d = 40

M30x2

d2 = 30

L = 60

l = 23

l1 = 15

R = 4

n = 3,5

Fig. 10 – Dimensiuni nominale ale cepului

Calculul centrului de presiune [2, pag. 198]

Punctul de intersecție a rezultantei forțelor care acționează în ștanță cu suprafața plană a plăcii de cap este centrul de greutate.

În cazul ștanțelor cu acțiune succesivă sau în cazul ștanțelor cu poansoane cu contur nesimetric, este necesară determinarea centrului de presiune al ștanței, pentru a stabili poziția corectă, de asamblare a cepului cu placa de cap.

Determinarea centruli de presiune al ștanței se poate face analitic sau grafic.

Coordonatele centrului de presiune se pot determina și numai în funcție de perimetrul de ștanțat daca se are în vedere modul de calcul a forțelor de tăiere (F = p∙g), unde p este perimetrul de ștanțat. Astfel relațiile generalizate sunt:[(4.142), (4.143) [2]]

Fig. 11 – Schema pentru determinarea analitică a centrului de presiune

Conform schemei de mai sus relațiile pentru determinarea centrului de presiune sunt:

X1F1+X2F2+X3F3+X4F4+X5F5+X6F6+X7F7 = XG(F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7) [(4.138), [2]]

Y1F1+Y2F2+Y3F3+Y4F4+Y5F5+Y6F6+Y7F7 = YG(F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7) [(4.139), [2]]

Vom avea: X1 = X6 = 110[mm] Y1 = Y2 = Y3 = 119[mm]

X2 = X4 = X5 = 150[mm] Y4 = 100[mm]

X3 = X7 = 190[mm] Y5 = 138[mm]

Y6 = Y7 = 59[mm]

Acestea reprezentând coordonatele centrelor de greutate a poansoanelor, iar pentru valorile perimetrelor de ștanțat vom avea cele calculate, și anume:

p1 = p3 = 31,4[mm]

p2 = 53,4[mm]

p4 = p5 = 96[mm]

p6 = p7 = 135,8[mm]

Din calcule rezultă coordonatele centrului de presiune:

XG = 150[mm] YG = 90,9[mm]

CAPITOLUL III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE PRIN AȘCHIERE

Alegerea semifabricatului: metoda și procedeul de obținere[9]

Studiul desenului de execuție

Analizând desenul de execuție al piesei propuse pentru realizare se constată urmatoarele :

Două proiecții sunt suficente pentru definirea totală a piesei ;

Numărul de cote este suficient pentru execuția și verificarea piesei;

Analiza tehnologicității piesei

Prelucrarea prin frezare și așchiere depinde de compoziția chimică, fizică, proprietățile mecanice și structura materialului .

Cotarea și stabilirea bazelor de așezare se fac conform desenului de execuție, cu rol important în succesiunea operașților de prelucrare. Stabilirea dispozițiilor și a mijloacelor de prelucrare. Rugozitățile de suprafața și toleranța se aleg conform desenului de execuție anexat.

Alegerea materialului

Alegerea și stabilirea materialelor metalice este o etapă importantă a proiectării funcționale și se face pe baza unor criterii deosebit de riguroase. Acestea sunt multiple: scop, solicitări în exploatare, posibilități tehnologice, mediu de lucru, caracterul producției, fiabilitate, estetică, posibilități de aprovizionare, cost.

Industria constructoare de mașini este cel mai important consumator de materiale metalice din economie. Aici se consumă cea mai mare varietate de materiale metalice. În funcție de rolul funcțional și de solicitările specifice în exploatare, fiecare categorie de organe de mașini sau scule se execută din anumite materiale metalice, care trebuie să satisfacă la maximum posibil cerințele impuse, în condițiile unui preț de cost minim.

Principalele criterii de alegere a materialelor metalice pentru industria constructoare de mașini sunt: îndeplinirea rolului funcțional, compoziția chimică și structura materialelor metalice folosite. Rolul funcțional al organelor de mașini este asigurat în primul rând de proprietățile mecanice, fizice și chimice ale materialelor metalice, în timp ce tehnologia de fabricație va fi impusă de proprietățile tehnologice ale acestora.

Oțeluri carbon de calitate. În această categorie intră urmatoarele oțeluri: OLC 10, OLC 15, OLC 20, OLC 25, OLC 30, OLC 35, OLC 40, OLC 45, OLC 50, OLC 55 și OLC 60.

Marca fiecărui oțel reprezintă următoarea semnificație : O – oțel carbon, L – laminat, C – de calitate, 25 – conținutul în carbon în sutimi de procent adică, 0,25% C. Compoziția chimică a acestor oțeluri variază în urmatoarele limite: 0,07…0,62% C ; 0,170,37% Si ; 0,350,80% Mn; P<0,04% și S<0,04%. La aceste oțeluri se garanteaza compoziția chimică și caracteristicile mecanice corespunzătoare tratamentului aplicat. Aceste oțeluri se utilizează în construcții de mașini pentru piese supuse la solicitări deosebite. De obicei aceste piese sunt supuse tratamentelor termice sau termochimice. Funcție de tratamentul aplicat, oțelurile carbon de calitate se împart in oțeluri de cementare, care au conținutul în carbon mai mic de 0,25% și oțeluri de îmbunătățire cu conținutul în carbon mai mare de 0,25%. Oțelurilor din categoria a doua li se pot aplica tratamentele : recoaceri de diferite tipuri, normalizări și îmbunătățire (călire+înaltă revenire).

Materialul ales pentru execuția reperului "Placa portpoanson" este oțelul laminat de calitate OLC45. Acest oțel este destinat execuției pieselor tratate termic cu adâncime de călire garantată conform curbei de călibilitate a mărcii. Caracteristicile mecanice și compoziția chimică ale acestui oțel sunt reglementate prin standarde. Acest material se folosește pentru elemente de construcții mecanice supuse la solicitări mecanice ridicate, cum ar fi: bare de tracțiune, arbori drepți și cotiți, arbori pentru pompe și turbine, etc.

În tabelul 1 este prezentată compoziția chimică a materialului C45.

Tabelul 1 – Compoziția chimică în % a oțelului   C45 (1.0503):   EN 10277-2-2008

În tabelul 2 sunt prezentate proprietățile mecanice a oțelului C45.

Tabelul 2 – Proprietățile mecanice a oțelului  C45 (1.0503)

Condiții de tratament termic: +N – normalizat;

+A – recopt;

+C – laminat la rece;

+S – îmbunătățit;

+SH – laminat și forjat;

Duritate Brinell în stare recoapta = max.207 Tratamentele termice aplicabile acestei marci de oțel sunt:

a) tratamente termice primare, aplicate pe semifabricate cu grad redus de prelucrare: recoacere de normalizare, recoacere de omogenizare, recoacere de înmuiere;

b) tratamente termice secundare (finale), aplicate pieselor finite  :  călire, revenire, tratamente termochimice.

Parametrii tratamentului termic:

– călire 840 – 860 – Apa

– revenire 550 – 650 – Apa – ulei

Oțelurile cu 0,3-0,6 % conținut de C au așchiabilitate bună; conținuturi mai mari de carbon conduc la micșorarea vitezelor de așchiere. Conținuturi mai ridicate de S(<0,3%) și de P(<0,2%) în oțeluri îmbunătățesc mult așchiabilitatea.

Analizând aceste condiții vom observa că din punct de vedere al conținutului de carbon , dar și din cel al conținutului de S și P, marca OLC 45 are așchiabilitate buna.

Pentru creșterea așchiabilității ese recomandată o recoacere prealabilă de inmuiere. *Călibilitatea este proprietatea materialelor de a se căli.

Călibilitatea oțelurilor crește odată cu conținutul de carbon și de elemente de aliere.

Marca OLC45 prezintă o călibilitate bună, pretându-se la tratament termic al suprafetei și la operatii de tratament termochimic.

Dimensiunile și forma semifabricatului ,

Semifabricatul folosit este un oțel laminat la cald

Fig. 1 – Tabel cu dimesiuni standard de fabricație/livrare[8]

Stabilirea itinerarului tehnologic

Itinerarul tehnologic stabilește: natura, conținutul, numărul operațiilor, denumirea fazelor și operația, mașina unealtă folosită, SDV-urile (scule, dispozitive, verificatoare) necesare, schița de bazare pentru fiecare operație și fază.

Principiul de întocmire a procesului tehnologic:

bazele de așezare se prelucrează la început;

canelurile, canalele de pană, filetele se vor executa la sfârșit pentru a nu se deteriora în timpul transportului interoperațional;

dacă după o operație rigiditatea piesei scade, atunci operația se va executa la sfârșit;

suprafețele cu mare precizie se for prelucra la început;

operațiile identice se grupează pentru reducerea timpului de bază;

succesiunea operațiilor se stabilește astfel încât timpul de bază să fie minim;

la prelucrarea unei piese este indicat să se utilizeze un număr cât mai redus de baze tehnologice.

Numărul operațiilor tehnologice necesare executării pieselor este în strânsă legatură cu condițiile tehnico-funcționale prescrise acestora. O corectă succesiune a operațiilor se stabilește atunci când se ține seama atât de caracteristicile tehnice cât și economice ce asigură cheltuieli minime de fabricație.

Stabilirea ordinii operațiilor tehnologice

Pentru a realiza operatiile de aschiere de pe piesa data vom alege urmatoarea varianta a ordinii operatiilor tehnolgice :

1. Centruire;

2. Gaurire cu burghiu elicoidal ø9.8;

3. Gaurire cu burghiu elicoidal ø10;

4. Gaurire cu burghiu elicoidal ø12.8;

5. Alezare cu alezor ø10H7;

6. Alezare cu alezor ø13H7;

7. Filetare cu tarod M12;

8. Frezare cu freza cilindro-frontala de ø5;

9. Frezare cu freza cilindro-frontala de ø8;

10. Tesiri cu tesitor la 90°;

11. Tesire cu tesitor la 120°;

12. Prelucrarea teșirilor prin eroziune electrică cu electrod masiv

13. Tratament termic calir-revenire;

14. Rectificare plană;

15. Control Tehnic de Calitate (C.T.C.) – cu ajutorul instrumentelor de verificat.

Stabilirea echipamentului necesar efectuării fiecărei operații : mașini-unelte, scule, dispozitive, verificatoare

Frezare (contur, teșire, plană) Mașini de frezat cu cap pivotant universal

-FUS PLEXI PMU-6027 [10]

Fig. 2 – Mașină de frezat.

Această serie de mașini de frezat, cu cap cu unghi variabil, folosite pentru regimuri grele de așchiere sunt construite după cele mai înalte standarde în industria construcțiilor de mașini unelte.

Fig. 3 – Caracteristicile tehnice al mașinii de frezat

Fig. 4 – Freză deget.

Scule – Freză deget DIN 844 Ø10×104 (1 buc),

Descriere produs:

COD: 16525

material:HSSCo 8%

numar de dinti: 4-6 spira: 30°

toleranță: js14

prindere: coada cilindrică

recomandare: materiale cu rezistență mică sau medie (<1000N/mm2)

Fig. 5 – a) Freză cilindro-frontală ø10; b) Freză coromant ø40

Centruire și găurire – mașină de găurit în coordonate PROFIMACH RD40 [10]

Seria RADIAL cu ajustarea turației motorului arborelui prin convertizor de frecvența (fară cutie de viteze) și afisaj digital pentru turații este proiectată și produsă să ofere cel mai inalt grad de rigiditate, putere și ușurință în operare. Batiul, coloana, consola și capul de găurit sunt din fontă nodulară normalizată, prelucrate pe mașini de înaltă precizie.

Fig. 6 – Mașină de găurit.

Fig. 7 – Specificații tehnice ale mașinii

Scule – burghiu de centruire DIN 333 forma B, cod 10430

Descriere produs:

unghi de centrare: 60°-120°
   punct unghiular: 118°
   toleranta pt Ø: h8 ;

Fig. 8 – Burghiu de centruire

Burghiu:

– de ø9,8 pentru efectuarea găurii de montare a știfturilor, care ulterior va fi prelucrat cu alezor de ø10;

– de ø10 pentru efectuarea găurilor ce vor fi filetate cu tarod M12;

– de ø9,8 pentru efectuarea găurii de fixare a poansoanelor, care ulterior va fi prelucrata cu alezor de ø10;

Fig. 9 – Burghiu elicoidal

Frezare interioară [11]

Această prelucrare vom efectua cu ajutorului unei freze cilindrice ø10:

Freză 4-8 tăișuri varianta lungă DIN 845 HSS Co

Fig. 10 – Freză cilindrică

Descriere produs:

-material: HSSCo 8%

-număr de dinți: 4-8

-spiră: 30°

-toleranță: js14

-prindere: coadă conică

-serie: variantă lunga

-recomandare: materiale cu rezistență mică sau medie (<1000N/mm2)

Filetarea [11]

Sculă: Tarod de mână DIN 352 – STAS 1112/7, Set – HSS/Cs

Fig. 11 – Tarod de mână

Descriere produs:

tarozi pentru filetare manuala DIN 352 / DIN 2181

pentru găuri străpunse și înfundate

pentru oțel nealiat sau slab aliat

toleranță 2N

set pas normal – 3 buc

Prelucrarea prin eroziune electrică[12]

Mașina unealtă: Seria standard de mașini CNC de electroeroziune cu fir, de viteză medie (cu 3 și 5 axe)

Fig. 12 – Mașini CNC de electroeroziune cu fir

Frezarea teșiturilor[13]

Mașina unleată: Mașină de frezat cu cap pivotant universal de la punctul 2

Scula: Teșitor cu coadă cilindrică, DIN 334

Fig. 13 – Tesitor cu coada cilindrica

Descriere produs:

-unghi parte activă 60°
-muchii tăietoare: 3
-material HSS, HSS-E, acoperite TiN
-diametre de la D 4.3mm … 50mm

Tratament termic călit revenit 38-44HRC prin inducție electromagnetică

Se numește inducție electromagnetică fenomenul de generare a unei tensiuni electromotoare într-un circuit strabătut de un flux magnetic variabil în timp. Fenomenul de inducție electromagnetică a fost pus în evidență experimental de M. Faraday(1831).

Fig. 14 – Îcălzire prin inducție electromagnetică

Alezarea

Alezor de mană DIN 206 B – STAS 1263, Coadă cilindrică – HSS:

Fig. 15 – Alezor de mână

Descriere produs:
material: HSS
spiră: 7-8°
toleranță: H7
prindere: coadă cilindrică cu cap pătrat

Rectificare

Mașina unleată: Masină de rectificat plană [14]

Cu o structură compactă și un batiu turnat, cu nervuri de întărire, aceste mașini asigură cea mai bună fundație anti-vibrații, cu o stabilitate și rigiditate excelente. Sunt folosite în principal în ateliere mici și medii, reprezentând o soluție economică pentru rectificarea de mare precizie a pieselor de lucru. Ușor de folosit, aceste mașini sunt rezistente și consumă puțin.

Fig. 16 – Mașină de rectificat plană

Fig. 17 – Specificații tehnice

C.T.C. Final

a) Masă de control granit STAS 8505-88

Banc de lucru pliabil B019 (FERVI-ITALIA)

Fig. 18 – Masă de control

b) Set dispozitive de măsurat (5 buc) (PROMA-CEHIA)

c) Rugozimetru digital

Fig. 20 – Rugozimetru digital

Fig. 21 – Specificații tehnice rugozimetru digital

d) Calibru tampon filetat M12 x 1,75[15]

Fig. 22 – Calibru tampon filetat

Detalii produs:

Calibru tampon filetat M12x1,75, pentru metric-ISO, dreapta, GO-NO GO, confecționat din oțel de scule durificat, toleranța 6H, conform DIN 13, fabricație MIB Messzege-Germania.

e) Set lere pentru verificare filete – 701 A[16]

Fig. 23 – Leră

Tabelul 3 – Specificații leră

f) Ceas comparator digital 0-25 / 0,001mm Mitutoyo[17]

Fig. 24 – a) Ceas comaparator digital b) suport magnetic pentru ceas comparator

Ceas comparator digital MITUTOYO

– domeniu de măsură 0-25mm,

– rezoluție reglabilă 0,001mm / 0,01mm

– cu ieșire de date

– funcția TOL +/-

– funcția Ax

CAPITOLUL IV

SUPRAFAȚA DE RĂSPUNS[18]

Introducere în ANSYS DesignXplorer

Suprafața de răspuns

Definiție: Suprafața de răspuns = model surogat = metamodel = model de aproximare

Suprafețele de răspuns sunt funcții de diferite tipuri, în care parametri de ieșire sunt descriși ca parametri de intrare.

Suprafețele de răspuns oferă valorile aproximative ale parametrilor de ieșire, oriunde în spațiul reprezentat, fără necesitatea de a oferi o soluție exactă.

Metodele suprafeței de răspuns descrise aici sunt potrivite pentru problemele care urcă până la ~ 10-15 parametri parametri de intrare.

Terminologie

Punctul de răspuns

– un calcul "virtual" (rezultate aproximate)

– rapid de rezolvat

– dedus din suprafața de răspuns

– rezultatele sunt prezentate în albastru in DesignXplorer User Interface (DX UI).

Punctul de verificare

– un calcul "real"

– nu este folosit pentru a calcula suprafața de răspuns

– folosit pentru a evalua calitatea suprafeței de răspuns (recomandat pentru Kriging)

– rezultatele sunt prezentate în negru în DX UI.

Punctul de îmbunătățire

– un calcul "real"

– folosite pentru a calcula suprafața de răspuns

– folosit pentru a îmbunătăți calitatea suprafeței de răspuns

– rezultatele sunt prezentate în negru în DX UI.

Tipuri de suprafețe de răspuns

Există cinci tipuri de suprafețe de răspuns în DX:

1. Suprafața de răspuns standard (polinom de ordinul II)[implicit]

2. Kriging

3. Regresia nonparametrică

4. Rețeaua neutră

5. Grila Sparse

Suprafața de răspuns standard Regresia nonparametrică Rețeaua neutră

Fig. 1 – Tipuri de suprafețe de răspuns

Polinoame standard de ordinul al II-lea

– aceasta este o suprafață de răspuns implicită și un punct de pornire bun.

– bazate pe o formulare pătratică

Parametri de ieșire = f (parametri de intrare)

unde: f – este un polinom de ordinul al II-lea;

– va oferi rezultate satisfăcătoare când variația parametrilor parametri de ieșire este ușoară.

Fig. 2 –Reprezentare unui polinom de ordinul al II-lea

Kriging

O interpolare multidimensională combinând un model polinomial similar celui al suprafeței standard de răspuns, care oferă un model "global" al spațiului de reprezentare, plus deviații locale determinate. Astfel, modelul Kriging interpolează punctele Design of Experiments (DOE).

Parametri de ieșire = f (parametri de intrare) + Z (parametri de intrare)

unde: f – este un polinom de ordinul al II-lea (care dictează comportamentul "global" al modelului), iar Z – este termenul de perturbare (care dictează comportamentul "local" al modelului);

De vreme ce Kriging asociează suprafața de răspuns cu toate punctele reprezentate, măsurătorile evaluării vor fi întotdeauna bune.

Fig. 3 – Distribuția Gauss

– va oferi rezultate mai bune decât suprafața standard de răspuns când variațiile parametrilor de ieșire este mai puternică și nonlineară (de exemplu, EMAG(magnetism))

– să nu se folosească atunci când rezultatele sunt zgomotoase

– Kriging interpolează punctele de reprezentare, dar oscilațiile pot apărea pe suprafața de răspuns.

Fig. 4 – Interpolare liniară a punctelor de reprezentare

Îmbunătățirea modelului kriging

– Kriging determină exactitatea suprafeței de răspuns, precum și punctele care vor fi solicitate pentru a crește exactitatea.

Tipul de îmbunătățire:

Manual: cel care îl folosește poate specifica manual puncte suplimentare pe desen pentru a îmbunătăți calculul suprafeței de răspuns

Automat: algoritmul Kriging adaugă automat puncte pe desen bazate pe sistemul intern de prezicere a erorilor până ce se atinge exactitatea (numărul maxim de modele suplimentare este controlat de cel care folosește modelul)

Primul exemplu: convergența de autoreglaj

Numărul maxim de erori prevăzute a scăzut de la 22% la 3%

4 puncte de îmbunătățire au fost adăugate

Fig. 5 – Convergența de autoreglaj

Al II-lea exemplu:

Exemplele inițiale de DOE

Cu 2 puncte de îmbunătățire generate prin procedeul de autoreglaj

Exemplele inițiale de DOE

Cu 2 puncte de design prin procedeul de autoreglaj

Fig. 6 – Convergența de autoreglaj

Regresia nonparametrică

– aparține unei clase generale de tehnici de tip Support Vector Method (SVM) – Metoda vectorială

– ideea de bază este că toleranța epsilon creează o învelitoare îngustă în jurul adevăratei suprafețe formată din parametri de ieșire. Astfel, toate sau majoritatea punctelor model ar trebui să se înscrie înăuntrul acestei învelitoare.

Fig. 7 – Secțiunea unei suprafețe de răspuns cu o margine de toleranță

Regresia nonparamterică

– potrivit pentru răspunsuri nonlineare

– folosită când rezultatele sunt zgomotoase (discutate pe slide-ul următor)

– pentru unele tipuri de probleme (de exemplu, cele dominate de suprafețe plane sau pentru polinoame de ordin inferior), unele oscilații pot fi observate între punctele DOE.

– uneori, ușor de calculat

– de preferat, să fie folosite numai când măsurătorile evaluării de pe modelul de suprafață pătratică de răspuns este nesatisfăcător.

Fig. 8 – Puncte DOE și regresie nonparametrică

NPR(Non-parametric Regression) vs Kriging

Când rezultatele sunt zgomotoase

NPR aproximează punctele desenului cu o margine de toleranță Ɛ.

Kriging interpolează punctele desenului, dar apar oscilații pe suprafața de răspuns.

NPR

Kriging

Fig. 9 – Aproximare NPR(sus) și interpolare Kriging(jos)

Rețeaua neurală

Este o tehnică matematică bazată pe rețeaua naturală neutră din creierul uman.

Fiecare săgeată este asociată cu o greutate (aceasta determină dacă o funcție ascunsă este activă)

Funcțiile ascunse sunt funcții de intrare/de început, care închid sau deschid, bazate pe o sumă de parametri de intrareuri.

Cu fiecare repetare, greutățile sunt ajustate pentru a micșora eroarea dintre suprafața de răspuns și punctele desenului.

Fig. 10 – Rețeaua neurală

– este de succes cu răspunsuri nonliniare

– 70% dintre punctele desenului sunt folosite ca puncte de "învățare"

– 30% sunt folosite ca puncte de "verificare"

– controlul asupra algoritmului este foarte limitat

– folosit când numărul parametrilor de intrare și DP(Design Point)-urilor este mare, iar răspunsul este zgomotos.

Grila Sparse

-o suprafață de răspuns adaptabilă (se îmbunătățește automat)

– de obicei, necesită mai multe ture decât alte suprafețe de răspuns când se vrea o rezolvare rapidă

– reclamă "Inițializarea în Grila Sparse" DOE ca punct de pornire

– se îmbunătățește doar în direcțiile necesare, astfel este nevoie de puține puncte de desen pentru aceeași calitate a suprafeței de răspuns

Fig. 11 – Sparse Grid Initialization

Îmbunătățirea continuă (sunt adăugate DP-uri) până adâncimea de Eroare Maximă Relativă sau Minimă este atinsă pentru fiecare răspuns.

Fig. 12 – Adâncimea maximă – numărul maxim de niveluri ierarhice de interpolare de calculat în fiecare direcție.

Fig. 13 – Grila Sparse

Evaluarea tabelului

Măsurători:

Coeficientul de determinare (măsura R2)

măsoară cât de bine reprezintă suprafața de răspuns variabilitatea parametrului de ieșire;

ar trebui să fie aproape de 1.0, pe cât posibil.

Coeficientul de determinare ajustat:

ia în considerare mărimea modelului când se calculează coeficientul de determinare

de obicei, este mai precis decât coeficientul de determinare obișnuit, când numărul de modele este mic (< 30)

Reziduul Maxim Relativ

aceeași măsurătoare pentru suprafața de răspuns folosind reprezentarea matematică

ar trebui să fie apropiată de 0.0, pe cât posibil.

Fig. 14 – Tabel cu măsurătorile de evaluare a calității suprafeței de răspuns

Măsurători (set):

Mijlocul erorii rădăcinii pătrate:

rădăcina pătrată a mediei pătrate a reziduurilor la punctele DOE pentru metodele de regresie.

Mijlocul erorii rădăcinii pătrate relative:

rădăcina pătrată a mediei pătrate a reziduurilor determinate de valorile actuale ale parametrilor de ieșire la punctele DOE pentru metodele de regresie.

Eroarea relativă maximă absolută

o valoare reziduală maximă absolută referitoare la devierea standard a parametrilor de ieșire actuale.

Eroarea mediei relative absolute

media erorii referitoare la devierea standard a datelor actuali a parametrilor de ieșire

folositoare când numărul modelelor este redus (<30).

Evaluarea grilei

Un tabel pentru a evalua rapid calitatea suprafeței de răspuns

Fig. 15 – a) Calitate excelentă Rs b) Calitate medie/slabă a RS

Graficul cu răspuns 2D

Graficul GOF

Fig. 16 – Polinom de gradul al II-lea Kriging

Punctele de verificare

Punctele de verificare pot fi folosite pentru a evalua calitatea suprafeței de răspuns (recomandate pentru KRIGING)

Compară valorile prevăzute și observate ale parametrilor de ieșire la diferite locații ale spațiului de desen. O nouă evaluare a tabelului este creată. VP(Verification Point)-urile sunt adăugate la tabelul GOF.

Pot fi adăugate automat sau manual (pentru a introduce valori, importul sau click dreapta pentru tabele și grafice.

Fig. 17 – Verification Points(puncte de verificare)

Punctele de îmbunătățire/rafinare

– punctele de îmbunătățire pot fi folosite pentru a îmbunătăți calitatea suprafeței de răspuns

– pot fi adăugate automat (cu Kriging sau cu îmbunătățirile Grilei Sparse) sau manual (pentru a introduce valori, importul sau click dreapta pentru tabele și grafice).

Fig. 18 – Puncte de îmbunătățire

Rezultatele suprafeței de răspuns

punctele de răspuns

căutarea minim/maxim

grafice

2D, secțiuni 2D, răspuns 3D

barele de sensibilitate locală

curbele de sensibilitate locală

păianjen

Fig. 19 – Rezultatele suprafeței de răspuns

– rezultate aproximate, deduse din suprafața de răspuns

– pot fi adăugate manual prin introducerea valorilor în tabel sau prin click dreapta pe tabele sau grafice

– multe puncte de răspuns pot fi adăugate/modificate > Obține rezultate imediat

– graficele sunt asociate fiecărui punct de răspuns

– rezultatele sunt prezentate în albastru pentru a reaminti că ele sunt aproximate.

Fig. 20 – Tabel cu valori ale punctelor de răspuns

Căutarea min/max

– două optimizări sunt automat realizate pe fiecare parametru de ieșire

– găsește minimul și maximul pentru fiecare parametru de ieșire

– bazat pe suprafața de răspuns

– acesta reprezintă rezultat de optimizare robust și de încredere

– durează câteva secunde, de cele mai multe ori

– poate dura câteva minute când valorile diferite sau manufacturabile sunt definite și/sau dacă mulți parametri de ieșire sunt definiți

– pot fi dezactivate

Fig. 21 – Tabel valori minime respectiv maxime ale parametrilor de ieșire

Graficul suprafeței de răspuns:

2D, 3D: standard (x, y) și reprezentări (x, y, z)

secțiuni 2D (MANUAL)

axa X: parametrul parametri de intrare 1

secțiuni: parametrul parametri de intrare 2

axa Y: parametrul parametri de ieșire

Fig. 22 – Graficul suprafeței de răspuns

Sensibilitatea locală:

Graficul/diagrama cu bare:

– schimbarea parametrului de ieșire bazat pe schimbarea fiecărui parametru de intrare în mod independent

Graficul circular

– impactul relativ al parametrilor de intrare asupra sensibilității locale

Fig. 23 – Sensibilitate locală

Curbele sensibilității locale

arată sensibilitatea unuia sau a doi parametri de ieșire la variațiile unui paramteru de intrare în timp ce toți ceilalți parametri de intrare sunt ținuți ficși

când reprezentăm doi parametri de ieșire, cercul corespunde valorii celei mai mici a fiecărui parametru

valorile manufacturabile sunt suportate (pătrățelele verzi)

Fig. 24 – Curbele sensibilității locale

Graficul păianjen

o reprezentare vizuală a tuturor valorilor parametrilor de ieșire pentru un scenariu dat (valorile paramterilor de intrare)

fiecare mărime a axei este definită pe baza valorii min/max a acestui parametru de ieșire

Initial Design Optimization Candidate

(Maximize P3, P4, P5)

Fig. 25 – Designul inițial

Rezumat

Suprafața de răspuns standard de tip polinom de gradul al II-lea (implicită)

– eficient când variația parametrului de ieșire este ușoară prin comparație cu parametri de intrare

Kriging

– eficient în multe cazuri

– potrivit mai ales răspunsurilor nonlineare

-a nu se folosi când rezultatele sunt zgomotoase; Kriging este o interpolare care potrivește punctele cu exactitate

– a se folosi întotdeauna puncte de verificare pentru a verifica evaluarea

Regresia nonparametrică

– potrivită pentru răspunsurile nonlineare

– folosită când rezultatele sunt zgomotoase

– în general, ușor de calculat

Rețeaua neurală

– potrivită mai ales pentru răspunsurile nonlineare

– folosită când rezultatele sunt zgomotoase

– controlul asupra algoritmului este limitat

Grila Sparse

– potrivită pentru studiile conținând discontinuități

– folosită când rezolvarea se dorește rapidă

Regiuni de contact

Fig. 26 – Regiune de contact între: Placa activă și Poanson

Fig. 27 -Regiune de contact între: Placa activă și Poanson

Fig. 28 – Discretizare în rețea de elemente finite-Mesh- 31353 elemente finite și 69193 noduri

Fig. 29 – Discretizare în rețea de elemente finite

ANALIZA CU ELEMENTE FINITE ȘI OPTIMIZAREA PROIECTULUI

Fig. 30 – Identificarea proiectului

Fig. 31 – Modelul geometric

Fig. 32 – Discretizarea în elemente finite

Fig. 33 – Încărcarea(forța) și condiții la limită(suport fix)

Rezultatele analizei cu elemente finite

Fig. 34 – Informații privind soluția problemei

Fig. 35 – Convergența soluției

– soluția converge după 6 iterații, 15 ore 36 minute și 43 secunde(analiza cu elemente finite cumulat cu timpu necesar optimizării);

– s-au realizat 10.000 de iterații, 45.912 pași;

– regiunile de contact au fost rezolvate cu metoda Augumented Lagrange, care ține cont de factor de penetrare în zona de contact(0,1);

Fig. 36 – Deformația totală

– deformarea maximă este în zona cepului de fixare, datorită compresiunii.

Fig. 37 a) – Tensiunea echivalentă von Mises(Equivalent Stress)

– tensiunea maximă echivalentă se găsește în zona de reducere a secțiunii cepului;

Fig. 37 b) – Secțiune prin cepul de fixare

– este reprezentată grafic starea de tensiuni în masa cepului;

– deasemenea există valori mari ale tensinii echivalente în poansonul de perforare dreptunghiular respectiv în poansonul de perforae circular și în poansonul profilat.

Definiție: Tensiunea echivalentă von Mises reprezintă tensiunea calculată conform principiului stării echivalente de tensiuni:

unde: σ1, σ2, σ3 – tensiunile principale(acolo unde nu sunt deformații).

Fig. 38 – Comportarea la oboseală aplicată

– sunt prezentate principiile de analiză a comportării la oboseală, încărcarea este reversibilă, iar teoria aplicată este Stress Life(starea de tensiuni provoacă ruperea la oboseală);

– se consideră 106 cicluri durata de viață propusă.

Fig. 39 – Comportarea la oboseală: durata de viață efectivă

– în condițiile de proiectare fără verificare, ștanța are în componență repere care cedează după maximum 288 de cicluri: cep, poansoane de perforare circulare, poansoane de perforare dreptunghiulare, parțial poansoanele profilate;

Concluzie: ștanța necesită o optimizare din punct de vedere al duratei de viață.

Fig. 40 – Comportarea la oboseală: factorul de siguranță(Safety Factor)

– factorul de siguranță cel mai nefavorabil este 0,09, pentru cep, poansoane de perforare circulare, poansoane de perforare dreptunghiulare, poansoane profilate.

Optimizarea proiectului

Corelarea parametrilor

Această operațiune determină gradul de influență a parametrilor de intrare asupra parametrilor de ieșire. Sunt determinate matricea corelării(numeric), senzitivitea(dependența parametrilor de ieșire, parametrilor de intrare), sub forma de histogramă și reprezentarea grafică a matricii determinărilor(grafic).

Sunt calculate implicit 15 puncte de design luând în considerare variațiile celor 3 parametri de intrare.

Fig. 41 – Parametrii de intrare, parametrii de ieșire și rezultatele calculelor

Fig. 42 a) – Valorile parametrului P1 – Force Z Component

Fig. 42 – b) Valorile parametrului P2 – Coeficient de frecare între placa activă și poansonul de perforare

Fig. 42 c) – Valorile parametrului P3 – Coeficient de frecare între placa activă și poansonul profilat de perforare

Fig. 43 a) – Tabelul cumulativ al valorilor parametrilor de intrare, parametrilor de ieșire

Fig. 43 b) – Valorilorile calculate pentru 15 puncte de design

Fig. 44 – Matricea de corelare(Corelation Matrix)

– este reprezentată matricea valorică a gradului de infulență a parametrilor de intrare asupra parametrilor de ieșire;

– cu culoarea roșie (valoarea 1) sunt reprezentate influențele puternice pozitive(creșterea valorii parametrilor de intrare înseamnă creșterea valorii parametrilor de ieșire);

– cu culoarea albastră(valoarea -1) sunt reprezentate influențele puternice negative(creșterea valorii parametrilor de intrare înseamnă scăderea evidentă a valorii parametrilor de ieșire);

– cu culoarea gri sunt reprezentate influențele neutre.

Fig. 45 – Senzitivitatea parametrilor de ieșire

– sunt reprezentate sensibilitățile parametrilor de ieșire față de parametrii de intare;

– din grafic rezultă influența evident pozitivă a forței asupra factorului de segmenți și duratei de viață, respectiv influența negativă asupra deformării totale și tensiunii echivalente;

– coeficienții de frecare au o influență neutră;

Fig. 46 – a) – Dispersia valorilor parametrilor de intare și parametrilor de ieșire în reprezentarea liniară respectiv parabolică(Quadratic) Forță Vs Safety Factor

Fig. 46 – b) – Dispersia valorilor parametrilor de intare și parametrilor de ieșire în reprezentarea liniară respectiv parabolică(Quadratic) Forță Vs Life

Fig. 46 – c) – Dispersia valorilor parametrilor de intare și parametrilor de ieșire în reprezentarea liniară respectiv parabolică(Quadratic) Coeficient de frecare Vs Safety Factor

Construcția suprafețelor de răspuns

Suprafețele de răspuns sunt reprezentări grafice 2D(în acest caz suprafețele devin luinii curbe), respectiv 3D(în acest caz suprafețele sunt reprezentări în 3 axe normale, în care abscisa este parametrul de intare în cazul 2D, iar în cazul 3D axele X și Y sunt parametrii de intare, în timp ce axa Z este unul dintre parametrii de ieșire).

În concluzie, în cazul în care avem un singur parametru de intare, suprafața de răspuns este obligatoriu o linie curbă, doar în cazul a doi sau mai mulți parametrii de intrare se poate construi o suprafață de răspuns.

Un punct de pe suprafața de răspuns are 3 coordonate: primele două coordonate sunt parametrii de intrare, iar ultima coordonată este valoarea calculată sau aproximată prin interpolare a parametrului de ieșire.

Procedura constă în previzionarea unor puncte de design experimentale și apoi determinarea suprafețelor de răspuns, iar optimizarea cu suprafețe de răspuns reprezintă faza de finalizare a optimizării.

Punctele experimentale de proiectare(Design of Experiments)

Se realizează o previzualizare a 15 puncte de design stabilite aleatoriu de program în limitele impuse de utilizator. Tipul experimentelor este Cenral Composite Design, iar tipul de proiect Auto Defined(implicit).

Fig. 47 – Design of Experiments

– sunt reprezentate valorile celor 15 puncte de design(sunt alese 15 valori pentru forță și cei doi coeficienți de frecare)

Fig. 48 – Reprezentare paralelă a parametrilor pentru cele 15 puncte de design

– în figură este evidențiată variația puncului de design numărul 7

Determinarea suprafețelor de răspuns

Fig. 49 – Tabloul valorilor minime și maxime pentru parametrii optimizării

Fig. 50 – Precizia aproximării: tabelul valorilor, dispersia punctelor previzionate în funție de cele observate și setările aproximării

Fig. 51 – Punctul de răspuns

– această opțiune permite utilizatorului să verifice corectitudinea unei valori de răspuns prin introducerea unei valori ăn caseta “Verification Points – New Verification Point”. Astfel ANSYS, după actualizarea calculelor(Update), va reface întreaga analiză cu element finit, iar rezultatele analizei sunt afișate pentru punctul de verificare ales. Aceasta este modul în care se verifică valabilitatea optimizării.

Valoarea punctului de verificare se culege din graficul 2D sau 3D ”Risponse”. În următoarea figură este reprezentată suprafața de răspuns pentru Total Deformation în funcție de forță și coeficientul de frecare.

De ce am ales parametrii de intrare cei doi coeficienți de frecare?

Răspuns: Pentru că suprafețele de răspuns se pot determina cu cel puțin două parametri de intrare, și orcum coeficientul de frecare nu influențează procedeul tehnologic, deci nici analiza cu elment finit întrucât între poansoanele de perforare și placa activă s-a prevăzut joc funcțional. În concluzie alegerea coeficientului de frecare este un artificiu necesar realizării optimizării.

Fig. 52– Suprfața de răspuns: axa X – Forță; axa Y – Coeficient de frecare;

axa Z – Deformarea Totală

Fig. 53 – Suprfața de răspuns: axa X – Forță; axa Y – Coeficient de frecare;

axa Z – Safety Factor

Fig. 54– Suprfața de răspuns: axa X – Forță; axa Y – Coeficient de frecare;

axa Z – Life

Fig. 55 – Reprezentare 2D a “suprfeței” de răspuns(este o linie curbă):

axa X – Forță, axa Y – Life

Fig. 56 – Reprezentare 2D a “suprfeței” de răspuns(este o linie curbă):

axa X – Forță, axa Y – Total Deformation

Fig. 57 – Senzitivitate locală

Optimizarea folosind suprafețe de răspuns

Fig. 58 – Istoricul parametrului P1 – Forța

Fig. 59 – Istoricul parametrului P2 – Coeficientul de frecare

Fig. 60 – Valorile punctelor candidat

Punctele candidat sunt valori calculate pentru diferite variante ale parametrilor de intrare alese din punctele de design, pentru care s-au calculat parametrii și s-au determinat experimentele.

Cel mai bun punct candidat este cel însemnat cu 3 stele, valorile parametrilor pot fi folosite cu punct de verificare, de la “Determinarea suprafețelor de răspuns”.

Analiza Six Sigma și optimizare

Numele Six Sigma vine de la faptul că distanța între bazele “clopotului” lui Gauss, unde ramurile se apropie asimptotic de axa X la valorile ±3σ, unde σ este deviația standard.

Se consideră că un produs este bun din punct de vedere al specificațiilor tehnice dacă într-o distribuție normală Gauss, doar 3,4 piese dintr-un milion se defectează.

Fig. 61 – Distribuția forței(10.000 puncte de calcul)

Fig. 62 – Distribuția coeficientului de frecare

Fig. 63 – Optimizarea folsind ca bază componenta forței(valoarea medie -4,7 ∙ 105)

Fig. 64– Optimizarea folsind ca bază componenta coeficentul de frecare între poansoanele de perforat circulară și placa activă(valoarea medie 0,1)

Fig. 65 – Optimizarea folsind ca bază componenta coeficentul de frecare între poansoanele de perforat circulară și placa activă(valoarea medie 0,1)

Fig. 66 – Optimizarea folsind ca bază componenta Total Deformation

(valoarea medie 5,3∙10-4m)

Fig. 67 – Optimizarea folsind ca bază componenta Echivalent Stress

(valoarea medie 5,3∙10-4m)

Fig. 68 – Optimizarea folsind ca bază componenta Safety Factor

(valoarea medie 0,09)

Fig. 69 – Optimizarea folsind ca bază componenta Life

(valoarea medie 292)

CAPITOLUL V CONCLUZII

Prelucrarea prin presare la rece este una dintre cele mai vechi tehnologii existente. Cuprinde operații de prelucrare mecanică a pieselor prin presiune fără o încălzire intenționată a semifabricatului și fără îndepărtare de așchii.

Operațiile sunt cunoscute sub denumirea de ștanțare și matrițare și se execută cu ajutorul unor scule denumite ștanțe și matrițe.

Prelucrarea prin frezare și așchiere depinde de compoziția chimică, fizică, proprietățile mecanice și structura materialului .

Cotarea și stabilirea bazelor de așezare se fac conform desenului de execuție, cu rol important în succesiunea operașților de prelucrare. Stabilirea dispozițiilor și a mijloacelor de prelucrare. Rugozitățile de suprafața și toleranța se aleg conform desenului de execuție anexat.

Definiție: Tensiunea echivalentă von Mises reprezintă tensiunea calculată conform principiului stării echivalente de tensiuni:

unde: σ1, σ2, σ3 – tensiunile principale(acolo unde nu sunt deformații).

Valoarea punctului de verificare se culege din graficul 2D sau 3D ”Risponse”. În următoarea figură este reprezentată suprafața de răspuns pentru Total Deformation în funcție de forță și coeficientul de frecare.

De ce am ales parametrii de intrare cei doi coeficienți de frecare?

Răspuns: Pentru că suprafețele de răspuns se pot determina cu cel puțin două parametri de intrare, și orcum coeficientul de frecare nu influențează procedeul tehnologic, deci nici analiza cu elment finit întrucât între poansoanele de perforare și placa activă s-a prevăzut joc funcțional. În concluzie alegerea coeficientului de frecare este un artificiu necesar realizării optimizării.

Numele Six Sigma vine de la faptul că distanța între bazele “clopotului” lui Gauss, unde ramurile se apropie asimptotic de axa X la valorile ±3σ, unde σ este deviația standard.

Se consideră că un produs este bun din punct de vedere al specificațiilor tehnice dacă într-o distribuție normală Gauss, doar 3,4 piese dintr-un milion se defectează.

Bibliografie

G. Grebenisan, Calcule ingineresti, notite de curs, Universitatea din Oradea, 2013.

I. Radu, Tehnologia presării la rece, Editura Universitatii din Oradea, 2010;

C-tin Iliescu, Tehnologia presării la rece, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1984;

V. Braha, O. Bologa, D. Nicoara, Gh. Zgura, C. Ciocardia, M. Teodorescu, E. Taru, Prelucrări prin deformare plastică la rece, vol. II, Ed. Tehnică, București, 1988;

Al. Teodorescu, G. Zgură – Tehnologia presării la rece, Ed. Didactică și

Pedagogică, București, 1980

STAS 11111/1986 – Abateri limităpentru dimensiuni fără indicții de toleranță ale pieselor obținute prin tăiere, îndoire sau ambutisare

http://www.proma.ro/presa-cu-excentric-60-tf-tip-c-cu-cuplaj-pneumatic-eep-pk-60.html?, accesat noiembrie 2016

http://www.h-metal.ro/ro/tabla-neagra/117

Stănășel I., – Tehnologia construcțiilor de mașini, vol. 1, Editura Universității din Oradea 2011

http://www.alfamm.ro

http://www.sculediverse.ro

http://www.uranus.ro/index.php?page=Masini-de-electroeroziune-cu-fir

http://www.akkord.ro/tesitoare-burghie-in-trepte

www.alfametalmachinery.com

https://www.bizoo.ro/firma/mdmstandard/vanzare/264502/calibru-tampon-filetat-m8-x-1-25

http://sculegero.ro/calibre-lere-set-lere-pentru-verificare-filete-701-a-c-223_455_1083_1117/set-de-lere-pentru-verificare-filete-unior-701-a-p-6342

https://www.bizoo.ro/firma/akkord/vanzare/2340967/ceas-comparator-digital-0-25-0-001mm-mitutoyo

Manual de utilizare ANSYS®, 2016