ДОСЛІДЖЕННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ПУАНСОНА ПРИ ПРОБИВАННІ ОТВОРІВ У ТОНКОЛИСТОВОМУ МЕТАЛІ З ВИКОРИСТАННЯМ ЧИСЕЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Анотація

Стаття досліджує напружено-деформований стан пуансона – ключового елемента в процесах штампування та пробивання отворів у тонколистовому металі (1 мм). Надійність пуансона критична для ефективності виробництва. Для аналізу застосовано чисельне моделювання методом скінченних різниць (МСР), реалізоване на Python. Це дозволило моделювати складні геометрії та нелінійну поведінку матеріалів. Проведено порівняльний аналіз для різних діаметрів пуансона та варіацій матеріалу за показниками міцності (межа текучості, міцності, модуль пружності). Визначено, як геометричні параметри та вибір матеріалу впливають на розподіл напружень, деформацій та загальну стійкість інструменту. Правильний вибір матеріалу значно продовжує термін служби пуансона. Побудовано детальні графіки розподілу напружень (за Мізесом) по всьому об'єму пуансона. Ідентифіковано критичні зони з високою концентрацією напружень, де ймовірно зародження тріщин та інтенсивний знос. Аналіз динаміки напружень виявив пікові навантаження. Отримані результати цінні для оптимізації конструкції пуансонів, дозволяючи проектувати міцніші та довговічніші інструменти. Це дає змогу прогнозувати довговічність та запобігати передчасному виходу з ладу, знижуючи витрати та простої виробництва. Методологія відкриває нові можливості для інновацій у проектуванні інструментів для штампування.