Моделюваня теплового процесу у багатошаровій системі із заданими граничними умовами

Abstract

Об'єкт дослідження – процес розповсюдження тепла в плоскій пластині ріжучого інструменту з нанесеним на неї захисним покриттям. Мета роботи – моделювання нестаціонарного температурного поля в ріжучої пластині з нанесеним на неї багатошаровим покриттям при заданих граничних умовах у визначені моменти часу. Методи дослідження – методи математичного аналізу для опису теплового процесу, метод кінцевих різниць дискретизація математичної моделі на основі локально одновимірної схеми А. А. Самарського, послідовне застосування метода прогонки для програмної реалізації математичної моделі. Наукова новизна одержаних результатів міститься в тому, що вперше сформована математична модель, яка дозволяє досліджувати теплові процесі у об’єкті із двошаровим покриттям. З метою апробації розробленої математичної моделі досліджується температурне поле для пластини із сталі 42CrMo4(38XM) без покриття, із одношаровим покриттям ТіN/42CrMo4 та двошаровим покриттям ТіN/α-Al2O3/42CrMo4 під дією зовнішнього теплового навантаження. Практичне значення одержаних результатів міститься в тому, що розроблена та реалізована математична модель дозволяє проводити розрахунки та прогнозування теплових процесів, за результатами яких можна значно знижувати температурне навантаження на матеріал ріжучого інструмента, тим самим підвищуючи його зносостійкість та термостабільність.