Моделирование процесса измельчения травяного стебля при нормальном, наклонном и скользящем резании

Аннотация

Исследовательская работа направлена на изучение процесса резания травяных стеблей в режимах нормального, наклонного и скользящего резания. Моделирование исследуемых процессов проводилось в динамических условиях посредством конечно-элементного анализа в программе Ansys. Решаемые в рамках исследования задачи актуальны при конструировании и выборе оптимальных параметров инструмента. Объектом исследования и математического моделирования является технологическая операция измельчения травяного стебля. Предмет исследования – зависимость технологического усилия и работы резания в зависимости от угла наклона лезвия ножа. Цель работы заключалась в оценке эффективности резания ножами с различным углом наклона лезвия. Ход работы включал в себя несколько этапов: выбор механических свойств измельчаемого сырья и создание модели травяного стебля, трехмерного моделирования инструмента и оснастки, проведение конечно-элементного анализа и обработка результатов. Конечно-элементный анализ позволил визуально оценить поведение материала при резании и определить искомые значения усилия и работы резания. Анализ результатов расчета позволил установить, что режимы наклонного и скользящего резания позволяют снизить удельную нагрузку на лезвие. Установлено также, что переход к наклонному и скользящему режиму не уменьшает удельный расход энергии, по сравнению с нормальным режимом резания. По результатам моделирования зафиксировано, что переход от наклонного режима резания к скользящему происходит уже при наклоне лезвия 30º. В ходе проводимой работы выполнены все исследовательские задачи, в результате достигнута цель проводимого исследования.