Результати застосування чисельних методів вирішення рівняння теплопровідності при проектуванні операцій лазерної поверхневої обробки деталей друкарських верстатів

Автор(и)

  • Віктор Леонідович Дубнюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Ukraine
  • Олена Павлівна Худякова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Ukraine
  • Валерій Павлович Котляров Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/2077-7264.4(46).2014.39162

Ключові слова:

лазер, зміцнення, режими лазерної обробки, рівняння теплопровідності, коефіцієнт поглинання

Анотація

У статті досліджена можливість застосування чисельних методів вирішення рівняння теплопровідності для проектування операцій поверхневої зміцнюючої обробки деталей друкарських машин. Неочевидність цієї можливості пов’язана з необхідністю подолання трансцендентності рівняння теплопровідності і обліку нелiнiйностей I і ІІ роду. Для визначення температурної залежності коефіцієнта поглинання поверхні заготівки розроблена розрахунково-експериментальна методика і стенд для її реалізації. В результаті використання чисельного методу вирішення рівняння отримані розміри і форма ізотерми відповідної температури гарту при імпульсному і безперервному опроміненні. Підтверджена їх достовірність за результатами експериментальних досліджень на підставі достатньо високого рівня збіжності результатів (відносна погрішність глибини зони не перевищує 3,7 %, ширини — 4,2 %). Встановлено, що для управління поперечною формою зони зміцнення необхідно розширити перелік керованих чинників дією на розподіл інтенсивності упоперек променя

Біографії авторів

Віктор Леонідович Дубнюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

ст. викладач

Олена Павлівна Худякова, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

магістрантка

Валерій Павлович Котляров, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

д.т.н., професор, член редколегії збірника наукових раць "Технологія і техніка друкарства"

Посилання

Kotliarov V. P. Tekhnolohiia lazernoi obrobky. Pidruchnyk / V. P. Kotliarov. — Nizhyn : NDU im. M. Hoholia, 2010. — 308 s.

Bass M. Ja. Ispol’zovanie matematicheskogo planirovanija jeksperimenta PRI razrabotke tehnologicheskogo processa poverhnostnogo uprochnenija detalej lazerom / M. Ja. Bass, V. I. Tjutjunnikov. — RUK. dep. v Sojuztehnopribor, DP1085, 1979. — 9 s.

Kovalenko V. S. Uprochnenie i legirovanie detalej mashin luchom lazera / V. S. Kovalenko, L. F. Golovko, V. S. Chernenko. — Kiev : Tehnika, 1990. — 192 s.

Andrijahin V. M. Raschet poverhnostnoj zakalki zhelezouglerodistyh splavov s pomoshh’ju SO2-lazera nepreryvnogo dejstvija / V. M. Andrijahin, V. S. Majorov, V. P. Jakunin // Poverhn. : Fiz., him., mehanika. — 1983 — № 6. — S. 140–147.

Grigor’janc A. G. Tehnologicheskie processy lazernoj obrabotki / A. G. Grigor’janc, I. N. Shiganov, N. I. Misjura. — M. : MGTU im. Baumana, 2008. — 664 s.

Vedenov A. A. Fizicheskie processy pri lazernoj obrabotke materialov / A. A. Vedenov, G. T. Gladush. — L. : Mashinostroenie, 1986. — 216 s.

Rykalin N. N. Raschet nelinejnyh zadach lazernogo nagreva metalla / N. N. Rykalin, A. A. Uglov, I. Ju. Samurov // Sb. : Vozdejstvie koncentrirovannyh potokov jenergii na materialy. — M. : Nauka, 1985. — S. 20–36.

Rykalin A. A. Lazernaja i jelektronno-luchevaja obrabotka materialov. Spravochnik // N. I. Rykalin, A. A. Uglov, I. V. Zuev i dr. — M. : Mashinostroenie, 1985. — 496 s.

Kikonin I. K. Tablicy fizicheskih velichin. Spravochnik / Pod red. I. K. Kikonina. — M. : Atomizdat, 1976. —1006 s.

Vargaftik N. B. Teplofizicheskie svojstva veshhestv. Spravochnik / Pod red. N. B. Vargaftika. — M. : Gosjenergoizdat, 1956. — 376 s.

Nejmark B. E. Fizicheskie svojstva stalej i splavov, primenjaemyh v jenergetike. Spravochnik / Pod red. B. E.Nejmarka. — M. : Jenergija, 1967. — 240 s.

Agafonov V. A. Izmerenie temperaturnoj zavisimosti kojefficienta otrazhenija metalla, nagrevaemogo izlucheniem SO2-lazera / V. A. Agafonov, Ja. M. Gerd, V. A. Dlugunovich i dr. // ZhPS. — 1986. — t. 45. — № 1. — S. 1–25.

Kotliarov V. P. Tekhnolohichne osnashchennia lazernykh kompleksiv. Pidruchnyk / V. P. Kotliarov. — Kyiv : NTUU «KPI» VPK «Politekhnika», 2013. — 592 s.

Makinouchi S. Analysis of moving Gaussian heat sourse / S. Makinouchi, Y. Namba, E. Omura // Preprint of JSME. — 1980. — № 805–2.

Omura E. Laser Hardening Using Step Functional Heat Input / E. Omura, Y. Namba, S. Makinouchi // Bull. of JSME. — 1983. — v. 5. — № 7. — P. 1229–1233.

Samarskij A. A. Metody reshenija setochnyh uravnenij / A. A. Samarskij, E. S. Nikolaev. — M. : Nauka, 1978. — 306 s.

##submission.downloads##

Опубліковано

2014-12-25

Як цитувати

Дубнюк, В. Л., Худякова, О. П., & Котляров, В. П. (2014). Результати застосування чисельних методів вирішення рівняння теплопровідності при проектуванні операцій лазерної поверхневої обробки деталей друкарських верстатів. Технологія і техніка друкарства, (4(46), 52–70. https://doi.org/10.20535/2077-7264.4(46).2014.39162

Номер

Розділ

Машини і автоматизовані комплекси