Дьяконов Олег Михайлович – доктор технических наук, профессор, кафедра порошковой металлургии, сварки и технологии материалов
пр. Независимости, 65, 220013, Минск
Oleg M. Dyakonov – D. Sc. (Engineering), Professor, Department of the Powder Metallurgy, Welding and Technology of Materials
65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk
Выполнено решение осесимметричной задачи теории прессования пористых тел с практическим применением в виде силового расчета металлургических процессов брикетирования мелкофракционных сыпучих материалов: порошковых, стружковых, гранулированных и других отходов металлообработки. У таких материалов форма частиц (структурных элементов) не является геометрически правильной или вообще определимой. Это послужило основанием для того, что в основу решения была положена континуальная модель пористого тела. В результате приведения этой модели к двумерной пространственной модели получено замкнутое аналитическое решение методом совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и энергетического условия пластичности Губера– Мизеса. В качестве рабочих гипотез приняты следующие допущения: нормальное радиальное напряжение равно тангенциальному, коэффициент бокового давления равен относительной плотности прессовки. В силу того что задача решена в общем виде и в общей постановке, само решение следует рассматривать как методологическое применительно к любой схеме осесимметричного нагружения. Получены трансцендентные уравнения деформационного уплотнения пористого тела как для идеального процесса прессования, так и с учетом сил контактного трения. В результате разработки метода решения этих уравнений выведены формулы для расчета локальных характеристик напряженного состояния прессовки, а также интегральных параметров процесса прессования: давления, усилия и работы деформации.
The work is devoted to solving the axisymmetric problem of the theory of pressing porous bodies with practical application in the form of force calculation of metallurgical processes of briquetting small fractional bulk materials: powder, chip, granulated and other metalworking wastes. For such materials, the shape of the particles (structural elements) is not geometrically correct or generally definable. This was the basis for the decision to be based on the continual model of a porous body. As a result of bringing this model to a two-dimensional spatial model, a closed analytical solution was obtained by the method of jointly solving differential equilibrium equations and the Guber–Mises energy condition of plasticity. The following assumptions were adopted as working hypotheses: the normal radial stress is equal to the tangential one, the lateral pressure coefficient is equal to the relative density of the compact. Due to the fact that the problem is solved in a general form and in a general formulation, the solution itself should be considered as methodological for any axisymmetric loading scheme. The transcendental equations of the deformation compaction of a porous body are obtained both for an ideal pressing process and taking into account contact friction forces. As a result of the development of a method for solving these equations, the formulas for calculating the local characteristics of the stressed state of the pressing, as well as the integral parameters of the pressing process are derived: pressure, stress, and deformation work.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.