М. Г. Лаврентьев, М. В. Меженный, В. Б. Освенский, А. И. Простомолотов

ОАО «Гиредмет»

М. Г. Лаврентьев

В. Б. Освенский

 

ФГБНУ «Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов»

М. В. Меженный

 

Учреждение Российской академии наук Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН
А. И. Простомолотов

Для процесса экструзии композиционного материала предложена математическая модель и на ее основе рассмотрены основные особенности напряженно−деформированного состояния получаемого стержня. Заданы геометрические параметры фильеры и скорость перемещения Пуансона. Расчетная модель основана на совместном использовании приближений упругопластического тела. Численная методика использует конечно−элементную аппроксимацию на лагранжевой сетке, которая меняется во времени с изменением формы образца. Для этого применена адаптивная генерация сеточных узлов в зонах больших напряжений и деформаций образца. Расчеты проведены с использованием комплекса программ Crystmo/Marc. На примере термоэлектрического композита на основе Bi₂Te₃ изучены основные особенности напряженно−деформированного состояния материала, полученного на разных стадиях процесса экструзии.

Работа выполнена при поддержке ОАО «Росатом» (Госконтракт № Н.4б.44.90.12.1080) и РФФИ (грант № 12−02−90027−Бел).

Математическое моделирование, экструзия, композиционный материал, теллурид висмута, деформация, напряжения, фильера

1. Сабо, Е. П. Технология халькогенидных термоэлементов. Физические основы / Е. П. Сабо // Термоэлектричество. − 2004. − № 1. − С. 58—72.

2. Булат, Л. П. Термоэлектрическое охлаждение./ Л. П. Булат − СПб. : СПбГУНиПТ, 2002. − 147 с.
3. Сабо, Е. П. Технология халькогенидных термоэлементов. Физические основы / Е. П. Сабо // Термоэлектричество. − 2006. − № 1. − С. 45—66.
4. Sabo, Ye. P. Technology of chalcogen thermoelements. physical foundations / Ye. P. Sabo // J. Thermoelectricity. − 2005. − N 3. − P. 52—68.
5. Yang, J. Microstructure control and thermoelectric properties improvement to n−type bismuth telluride based materials by hot extrusion / J. Yang, R. Chen, X. Fan, W. Zhu, S. Bao, X. Duan // J. Allows and Compounds. − 2007. − V. 429. − P. 156—162.
6. Егер, Дж. К. Упругость, прочность и текучесть / Дж. К. Егер − М. : Машгиз, 1961. − 170 с.
7. Horrobin, D. J. Die entry pressure drops in paste extrusion / D. J. Horrobin, R. M. Nedderman // Chemical Eng. sci. − 1998. − V. 53, N 18. − P. 3215—3225.
8. Tiernan, P. Modelling of cold extrusion with experimental verification / P. Tiernan, M. T. Hillery, B. Graganescu, M. Gheorghe // J. Materials Processing Technology. − 2005. − V. 168. − P. 360—366.
9. Простомолотов, А. И. Программа «CRYSTMO/MARC» для сопряженного теплового моделирования / А. И. Простомолотов, Н. А. Верезуб, Х. Х Ильясов // Программы для ЭВМ. RU ОБПБТ. − 2009 − № 4. − С. 110.

русский