Тема: Новые методы ИПД

Содержание

Введение 3

1. Технологические особенности базовых процессов и новых методов ИПД. 5

2. Классификация схем процессов и анализ методов ИПД. 8

3. Особенности количественного описания новых методов ИПД 12

Заключение 14

Список литературы 15

Введение

Методы ИПД активно развиваются в связи с высокой эффективностью способов получения наноструктурных материалов путем измельчения их структуры и придания им физико-механических свойств, близких к наноматериалам. Однако реализация методов ИПД связана с рядом технологических трудностей, которые сдерживают их внедрение в промышленное производство. Накоплено большое количество технологических решений и экспериментальных данных в области ИПД, которые требуют обобщения на основе методов инженерии знаний.

Развитие наноструктурного материаловедения непрерывно требует новых конструктивных и технологических междисциплинарных решений, создание которых является инновационным творческим процессом. В то же время творчество специалистов в области ОМД и материаловедения -это также динамический процесс, который развивается и исследуется с различных точек зрения. Эффективность новых технических решений в сфере ИПД обусловливает интерес к методикам и алгоритмам решения творческих задач, а также к современным системным методам инженерии знаний для анализа накопленных экспериментально-технологических данных.

Актуальной задачей является и разработка систем поддержки принятия технологических решений, основанная на формализации знаний, в том числе и в области ИПД. Для этого могут быть использованы различные методы обработки информации, такие как морфологический анализ, экспертные системы, основанные на правилах, деревья решений и др. Одним из возможных вариантов решения проблемы создания баз знаний по нанотехнологиям является использование онтологического подхода. С помощью онтологий можно накапливать и структурировать экспериментально-технологическую информацию, создавая основу для формализации и автоматизированной обработки этих знаний.

В работах показана эффективность применения современных методов обработки и поиска информации в различных областях машиностроения в частности, в обработке металлов давлением. Повышение интеллектуальности различных систем проектирования позволяет решить проблемы, связанные с быстрым поиском и сопоставлением информации.

Значительный объем и высокая интенсивность накопления экспериментально-технологических знаний в области ИПД обусловливает принципиальную необходимость обобщения и формализации накапливаемой информации с использованием технологий инженерии знаний. Применение методов инженерии знаний обеспечит эффективное дальнейшее совершенствование существующих и разработку новых схем ИПД с улучшенными конструктивно-технологическими показателями.

Целью работы – рассмотрение новых методов ИПД.

В качестве метода систематизации принят онтологический подход для представления ключевых конструктивно-технологических параметров процесса деформирования и штамповой оснастки, который дает возможность рационального выбора или создания новых схем ИПД, определяет пути управления основными параметрами качества получаемых изделий.

1.Технологические особенности базовых процессов и новых методов ипд.

интенсивная пластическая деформация сокр., ИПД (англ. severe plastic deformation) — способ получения беспористых металлов и сплавов с размером зерна около 100 нм, заключающийся в формировании за счет больших деформаций сильно фрагментированной и разориентированной структуры, сохраняющей в себе остаточные признаки рекристаллизованного аморфного состояния.

ИПД применима в основном к пластически деформируемым материалам. Для достижения больших деформаций используются кручение под квазигидростатическим давлением, равноканальное угловое прессование, прокатка, всесторонняя ковка. Сущность этих методов заключается в многократной интенсивной пластической деформации сдвига обрабатываемых материалов. Использование интенсивной пластической деформации позволяет, наряду с уменьшением среднего размера зерен, получать массивные образцы с практически беспористой структурой материала, чего не удается достичь компактированием нанопорошков.

Чтобы обеспечить возможность описания основных особенностей базовых процессов ИПД в виде соотношения (1), охарактеризуем каждый из рассматриваемых процессов.

O = {C, R, F}, (1)

где C - конечное множество понятий предметной области (концептов); R - конечное множество отношений между понятиями (в данном случае рассматривается иерархия типа «вид/подвид»); F - конечное множество функций интерпретации (определяются как правила выбора значений признаков классификации в форме «если - то», в зависимости от технологической задачи).

Основные виды процессов ИПД: кручение под высоким давлением, РКУП, всесторонняя изотермическая ковка, винтовая экструзия и др. [1-6]. Приведенные методы ИПД находят применение в области машиностроения, но они имеют технологические недостатки и ограничения, а в ряде случаев их применение невозможно по различным причинам. Кручение под высоким давлением позволяет получать только детали небольших размеров круглой формы (типа дисков) из многих материалов, при этом исследователи выделяют низкую стойкость инструмента вследствие чрезвычайно высоких нагрузок [1, 59].

Использование равноканального углового прессования (РКУП) обеспечивает возможность получать детали из различных материалов вытянутой формы с прямоугольным или квадратным сечением при использовании относительно простой конструкции штамповой оснастки, однако возникают сложности с установкой и извлечением заготовки. Кроме этого происходит изменение формы торцевой зоны заготовки, обусловленное особенностью деформационного процесса, что затрудняет повторное деформирование для накопления необходимой степени деформации без промежуточной механической обработки [2, 3].

Всесторонняя изотермическая ковка применяется для получения большой степени деформации в заготовках цилиндрической или прямоугольной формы из различных материалов в условиях деформирования нагретой заготовки в замкнутом пространстве штампа со сменой оси нагружения на каждом переходе. Одновременно производится поэтапное снижение температуры, что обеспечивает накопление деформации и измельчение размера зерна, однако при этом возникают зональные неоднородности структуры заготовки, а также требуется многократная обработка [4].

Винтовая экструзия выполнятся в каналах прямоугольной формы, при этом средняя часть сечения канала образована вращением поперечного сечения канала относительно его продольной оси, обеспечивая поворот каждого сечения заготовки при последовательном прохождении через канал, что схоже с кручением под большим давлением, но дает возможность обрабатывать заготовки больших размеров. Ограничением в данном случае является длина обрабатываемой заготовки [7].

Существующие недостатки базовых технологических процессов ИПД обусловливают необходимость дальнейшего анализа и систематизации методов ИПД.