Naslov NUMERIČKA SIMULACIJA POSTUPKA OBRADE ODVAJANJEM ČESTICA POMOĆU SOTVERA DEFORM 2D
Naslov (engleski) NUMERICAL SIMULATION OF MACHINING PROCESS BY USING OF SOFTWARE DEFORM 2D
Autor Ivana Miloš
Mentor Dražan Kozak (mentor)
Član povjerenstva Željko Ivandić (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Dražan Kozak (član povjerenstva)
Član povjerenstva Pejo Konjatić (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu Slavonski Brod
Datum i država obrane 2016-09-22, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana TEHNIČKE ZNANOSTI Strojarstvo
Sažetak Obrada odvajanjem čestica jedna je od obrada koje su široko rasprostranjene zbog niza svojih prednosti. Cilj svake tvrtke, čija je djelatnost povezana s obradom odvajanjem čestica, je usvojiti optimalne uvjete rada. Pri tome se podrazumijeva proizvodnja što većeg broja proizvoda u što kraćem vremenu s minimalnim troškovima proizvodnje, uz zahtijevanu kvalitetu proizvoda. Mnoga istraživanja su provedena kako bi se shvatila fizika procesa obrade odvajanjem čestica. Istraživanja su provedena eksperimentalno što je uvjetovalo veliku potrošnju novca i vremena. Kako bi se to izbjeglo, koriste se računalni programi, temeljeni na numeričkim metodama, koji štede vrijeme i novac. Primjer jednog od takvih programa je DEFORM 2D, tvrtke Scientific Forming Technologies Corporation.
Kako bi izrađena numerička simulacija u računalnom programu DEFORM 2D, koja je sadržana u ovom diplomskom radu, što vjerodostojnije opisala stvarni proces obrade odvajanjem čestica, usvojeni su osnovni pojmovi te parametri vezani uz područje obrade odvajanjem čestica koji su navedeni u prva dva poglavlja ovoga rada.
Osim osnovnih pojmova, bitno je navesti i fizikalne procese koji se odvijaju u kontaktnoj zoni prilikom obrade odvajanjem čestica kao što su: izmjena topline u sustavu alata – radni predmet, trošenje alata, pojava sila rezanja, trenje itd. Kako bi se procesi u kontaktnoj zoni mogli kontrolirati, potrebno je uočiti važnost utjecaja promjene pojedinog parametara obrade na izlazne podatke što je detaljno opisano u trećem poglavlju diplomskog rada.
Potom slijedi izrada numeričke simulacije ortogonalnog tokarenja u programu DEFORM 2D. DEFORM 2D je računalni program temeljen na metodi konačnih elementa čije su značajke opisane u četvrtom poglavlju. Cilj izrade numeričke simulacije obrade odvajanjem čestica je izračunati optimalne uvjete obrade uz minimalnu temperaturu reznog dijela alata. Posebna pozornost obraćena je na definiranje rubnih uvjeta alata i radnog predmeta. Za definirane ulazne parametre, izračunati su sljedeći izlazni podaci: akumulacija oštećenja, temperature, naprezanja te tlak koji se javlja u kontaktnoj zoni prilikom obrade, a opširnije su opisani u četvrtom poglavlju ovoga rada.
Na temelju ulaznih i izlaznih podataka, definiran je Taguchijev plan pokusa. Provedeno je 27 numeričkih simulacija s različitim kombinacijama ulaznih parametara te je definirano koja numerička simulacija daje optimalne uvjete obrade s obzirom na promatrani izlazni podatak. S obzirom na Taguchijev plan pokusa, provedena je statistička analiza izlaznog podatka “temperatura reznog dijela alata” pomoću analize varijanci. Na temelju jednadžbe regresije zaključeno je koji parameter ima najveći utjecaj na promatrani izlazni podatak.
Sažetak (engleski) Machining is one of the jobs that are widespread due to a number of advantages. The goal of each company, whose activity is associated with t machining, is separation of particles adopt in optimum working conditions. In doing so it implies the largest number of production of the product in the quickest time with minimal production costs, along with the required quality of products. Many studies have been carried out in order to understand the physics of the process of processing the separation of the particles. Research has been carried out experimentally which caused a large consumption of time and money. To avoid this, computer programs based on numerical methods are used, saving time and money. An example of one of such programs is DEFORM 2D, from the company Scientific Forming Technologies Corporation.
In order to make a numerical simulation in the computer program DEFORM 2D, which is contained in this graduate work, to resemble more to the actual process of the separation of particles, basic concepts have been adopted and parameters related to the area of machining, which are listed in the first two chapters of this work.
In addition to the basic concepts, it is important to specify the physical processes that take place in the contact area during machining, such as: heat in the tools system – the work item, tool wear, the emergence of the cutting, friction, etc. To control the processes in the contact zone, it is necessary to notice the importance of a single change on an individual processing parameter on the output data, which is described in detail in the third chapter of the thesis.
Then follows the development of the numerical simulation of orthogonal turning in DEFORM 2D. DEFORM 2D is a computer program based on the finite element method, whose features are described in the fourth chapter. The goal of making the numerical simulation of machining is to calculate the optimal conditions of processing with a minimum temperature of the cutting part of the tool. Special attention was paid to the definition of the boundary conditions of the tool and the work items. For the defined input parameters, the calculated output data are the following: the accumulation of damage, temperatures, stress and pressure that occurs in a contact zone when processing, they are described in detail in the fourth chapter of this thesis.
On the basis of input and output data, the Taguchi plan experiment is defined. A total of 27 numerical simulations were carried out with different combinations of the input parameters, where it was defined what numerical simulation provides the optimal conditions of processing with regard to the observed output value. With regard to the Taguchi plan experiment, statistical analysis was carried out of the output data "the temperature of the cutting parts of the tool" by using analysis of variance. Based on the regression equation it was concluded what parameter has the biggest impact on the observed output value.
Ključne riječi
numerička simulacija
obrada odvajanjem čestica
DEFORM 2D
Finite Element Analysis
Ključne riječi (engleski)
numerical simulation
metal cutting
DEFORM 2D
Finite Element Analysis
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:153:561903
Studijski program Naziv: Strojarstvo; smjerovi: Konstruiranje i razvoj proizvoda, Logistika proizvodnje, Inženjerstvo materijala, Strojarske tehnologije, Energetska postrojenja Smjer: Konstruiranje i razvoj proizvoda Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: diplomski Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag.ing.mech.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Pristup korisnicima matične ustanove
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2016-09-26 12:45:39