автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование процессов и машин для изготовления холоднопрофилированных труб на основе моделирования очага деформации

На правах рукописи

ПАРШИН СЕРГЕИ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И МАШИН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОПРОФИЛИРОВАННЫХ ТРУБ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

003480Э18

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Екатеринбург 2009

003480918

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» им. первого Президента России Б.Н. Ельцина.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Выдрин Александр Владимирович

доктор технических наук, профессор

Колмогоров Герман Леонидович

доктор технических наук, профессор

Чечулин Юрий Борисович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Южно - Уральский

государственный университет»

Защита состоится 20 ноября 2009 г. на заседании диссертационного совета Д.212.285.10 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ауд. М-323, в^0 час.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного технического университета - УПИ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Современным требованиям энерго- и ресурсосбережения отвечают изделия, которые обеспечивают лучшее соотношение экономического эффекта от их применения к стоимости производства и эксплуатации. К их числу относятся профильные трубы, имеющие некруглое поперечное сечение и обладающие пониженной металлоемкостью, рациональной формой, изготовленные из материалов, наиболее точно отвечающих требованиям эксплуатации. Применение этих изделий в различных отраслях машиностроения, строительстве, металлургии, нефтяной и газовой, аэрокосмической отрасли, атомном машиностроении, производстве теплообменных аппаратов, высокочастотной аппаратуры и др. обеспечивает получение значительного технического и экономического эффекта. Потребности промышленности приводят к необходимости расширения типоразмерного ряда освоенных видов труб, более широкого применения для их производства материалов, обладающих повышенными механическими свойствами, растет потребность в изготовлении ранее неосвоенных видов профильных труб. Для известных в производстве типов профильных труб требуется углубленное исследование процесса с целью расширения сортамента, определения рациональной формы рабочего инструмента, а также установления влияния на процесс изготовления материалов, ранее не применявшихся для производства таких труб. Сказанное выше относится и к изготовлению новых видов профильных труб. Основными проблемами при получении профильных труб являются недостаточная точность трубного профиля и необходимость учета упругой деформации, а также возникновение разрушения труб из малопластичных материалов непосредственно в процессе профилирования или при их нормальной эксплуатации.

Объектом изучения в работе выбраны профильные трубы, процесс деформации которых протекает путем изгиба стенки трубы. Это позволяет для исследования использовать единые методические подходы. Вместе с тем, даже для таких типов труб характер деформации стенки отличается, что определяет особенности того или иного очага деформации, причем рабочие нагрузки, вызывающие деформации, также могут быть различными. В настоящее время не существует единого методического подхода к построению всей гаммы моделей для исследуемых типов профильных труб.

Указанные особенности приводят к необходимости создания методики создания геометрических и математических моделей процессов

профилирования труб и разработке компьютерной базы данных, позволяющей производить оперативное построение или выбор необходимой модели профилирования. Требуется также параметрический анализ процесса, отвечающий целям, которые ставит производство профильных труб. Необходимо совершенствовать существующие процессы профилирования, рабочий инструмент и устройства и разрабатывать новые технологические решения с целью повышения эффективности этих процессов и качества труб, отвечающего требованиям потребителей. Потребность в решении указанных выше задач определяет актуальность темы работы.

Работа выполнена в соответствии с комплексным планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО УГТУ - УПИ по темам «Теоретические основы разработки новых процессов и машин, обеспечивающих повышение уровня конкурентоспособности производимых изделий», «Разработка теоретических основ технологий и оборудования, обеспечивающих производство новых видов металлопродукции», а также 9 хозяйственными договорами с Татарским научно-исследовательским и проектно конструкторским нефтяным институтом (ТатНИПИнефть ОАО «Татнефть») по созданию технологии и оборудования для получения профильных перекрывателей. Перекрыватели подобного типа применены при бурении более 1200 скважин на нефтяных месторождениях Урало-Поволжья, Восточной и Западной Сибири и др.

Цель диссертации

Целью работы является совершенствование процессов и машин для изготовления холоднопрофилированных труб на основе создания общей методики моделирования этих процессов, разработка базы данных широкого класса моделей, исследование ряда конкретных процессов профилирования, представляющих большой интерес для важных отраслей промышленности, проведение экспериментов по оценке точности моделей, и создание новых технических решений по реализации процессов профилирования труб.

Задачи исследования

1. Разработка общего метода построения в компьютерной среде корректных геометрических моделей очаго» деформации, применимых для выбранных классов профильных труб.

2. Создание компьютерной базы данных геометрических моделей выбранных видов профильных труб, в том числе с продольным и винтовым профилированием, труб специального назначения и многопереходных процессов продольного профилирования.

3. Разработка математического описания очагов деформации выбранных классов труб при холодном профилировании с учетом их геометрии и механических свойств металла, а также с учетом упругой деформации трубного профиля. Для многопереходных процессов требуется учет пластической неоднородности металла.

4. Выполнение анализа влияния параметров процесса профилирования, в том числе относительной толстостенности заготовки и трения на контактной поверхности на формоизменение, напряженное и деформированное состояние и поврежденность металла, энергосиловые параметры процессов, точность размеров труб, а именно:

-для продольно профилированных на примере прямоугольных и квадратных труб изучить влияние особых режимов приложения рабочих нагрузок;

-для винтовых труб изучить влияние операции кручения, выбрать рациональную поперечную форму профиля, позволяющую получить равномерное распределение по его сечению поврежденности, исследовать изменение формы поперечного сечения и размеров трубы с целью корректировки размеров заготовки;

-для профильных экспандируемых труб найти рациональную форму профиля, позволяющую после выправления трубы в скважине иметь наиболее равномерное и минимальное по сечению значение поврежденности и рациональные параметры рабочего инструмента, а также определить параметры процесса при раздаче цилиндрических концов труб роликовым инструментом; исследовать процессы получения чехловых и винтовых граненых труб;

-для многопереходных процессов на примере многолучевых, овальных и прямоугольных труб с большим отношением сторон профиля, определить влияние количества переходов на распределение механических свойств материала, неоднородность деформаций по сечению трубы, а также поврежденность металла.

5. Выполнить комплексные экспериментальные исследования процессов профилирования труб, включающие изучение формоизменения труб, определение влияния параметров процесса на геометрию получаемых изделий и энергосиловые параметры, определение размеров и формы очага деформации и готовых труб лазерным и светоотраженным сканированием, изучить деформированное состояние металла.

6. Определить рациональную форму рабочего инструмента для волочения профильных труб, позволяющую при ее использовании повысить стойкость и упростить его изготовление.

7. Разработать и защитить патентами новые технические решения, позволяющие повысить эффективность процесса профилирования и качество труб, предложить новый инструмент и устройства для профилирования, а также создать техническое задание на проектирование нового стана с расширенными технологическими возможностями.

Научная новизна

1. Разработана общая методика построения геометрических моделей процессов изготовления широкого класса профильных труб, создана на этой основе база данных очагов деформации и разработана математическая модель процессов холодного профилирования, которые, в совокупности, позволяют находить формоизменение труб, компоненты напряженно - деформированного состояния металла в очаге деформации, прогнозировать его поврежденность, определять энергосиловые параметры, устанавливать рациональные схемы приложения рабочих нагрузок, разработать рекомендации по совершенствованию существующих и эффективному применению новых процессов и устройств для изготовления профильных труб, обладающих необходимым для потребителей уровнем качества.

2. Разработана методика определения рационального- профиля поперечного сечения труб при последовательной двукратной деформации для случая волочения и кручения, а также профилирования роликами и раздачи конусом, применение которой позволяет получить равномерно распределенную по сечению и наименьшую поврежденность металла, выполнить поиск конфигурации катающей поверхности роликов, обеспечивающей наиболее равномерное распределение давления на контакте роликов и металла.

3. Предложена математическая модель процесса раскатки концов труб цилиндрическими роликами, позволяющая определить деформационные и силовые условия процесса, поврежденность металла, установить влияние дробности деформации на пластичность металла.

4. Создана математическая модель процессов многопереходной деформации, изучено волочение многолучевых, овальных и прямоугольных груб с большим отношением сторон профиля за несколько переходов без промежуточных отжигов.

5. Разработана модель для определения рациональных геометрических параметров продольного и поперечного сечения профильных волок и проектирования инструмента для их изготовления.

Практическая значимость работы

1. Разработана база данных, примененная при моделировании реальных процессов, а также обобщенный алгоритм конечно-элементного описания, позволяющий систематизировать процесс моделирования на основе параметризованных записей базы данных по процессам профилирования.

2. Разработаны модели процессов профилирования труб многогранного сечения волочением и кручением, что позволило предложить параметры инструмента и профиля трубы, и установить рациональные схемы приложения рабочих нагрузок, которые, в свою очередь, предоставили возможность снижения протяженности рабочего цикла профилирования путем исключения промежуточных этапов термообработки, а также профилирования труб из малопластичных материалов и, в необходимых : случаях, повышения их точности.

3. Рассмотрены процессы профилирования труб - профильных перекрывателей нефтяных и газовых скважин, исследована раздача цилиндрических концов труб, их применение позволяет получить значительный технический и экономический эффект.

4. Рассмотрено получение труб-заготовок для производства забойных гидродвигателей с гипо- и эпитрохоидным профилем, процесс получения чехловых труб. Установлены рациональные параметры технологического процесса их получения, даны рекомендации по изготовлению труб повышенной точности.

5. Рассмотрено многопереходное профилирование многолучевых и овальных труб волочением, а также волочение прямоугольной трубы с большим отношением сторон. Выдвинуты предложения по рациональному ведению процесса, в частности, с целью повышения точности готового профиля.

6. Предложена процедура поиска конфигурации технологического инструмента для обработки рабочего канала волоки для многопереходных процессов, разработано техническое задание на проектирование стана для производства винтовых труб кручением, приведен ряд высокоэффективных технических решений. Новизна предложенного инструмента и устройств подтверждается 12 патентами РФ и наградами Евро-азиатской промышленной высгавки, Екатеринбург, 2005 (серебряная медаль), и выставки Евразия-Машпром, Екатеринбург, 2006 (золотая медали).

Реализация работы

Созданная модель процесса профилирования многолучевых труб, разработка рациональной формы поперечного сечения при двустадийном профилировании использованы институтом «ТатНИПИнефть» ОАО «Татнефть» в расчетах и при отработке процессов получения профильных перекрывателей, которые применены для изоляции зон осложнений при бурении нефтяных скважин.

База данных процессов профилирования труб, методика расчетов параметров очага деформации и рабочего инструмента использована ЗАО «Стальная группа «Каркас» в расчетах процесса профилирования труб прямоугольного сечения из коррозионностойкой стали, что, при освоении производства промышленных партий таких труб, позволяет повысить их качество.

Методика моделирования процесса формоизменения груб при профилировании использована ОАО «Северский трубный завод» и ОАО «Синарский трубный завод» для повышения эффективности применения методов профилирования, а также внедрения новых производственных технологий. По данным трубных заводов, экономический эффект от использования этих разработок составляет 135..190 тыс. руб. на один типоразмер труб. Разработано техническое задание на проектирование стана для кручения труб с экономическим эффектом, составляющим 3,7 млн. руб.

Научно - методические результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс кафедры «Металлургические и роторные машины» ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет им. Б.Н. Ельцина, и используются при проведении занятий по дисциплинам «Проектирование металлургических машин и оборудования», «Пакеты прикладных программ», «Автоматизированное проектирование», «Программное обеспечение САПР», в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация

Результаты работы доложены и обсуждены на: Всероссийской научно-технической конференции «Энерго- и ресурсосбережение», Екатеринбург, 2000; Всероссийской научно - технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения акад. А.И.Целикова, Москва, 2004; 1-ой Российской конференции по трубному производству «Трубы России - 2004», Екатеринбург, 2004; V Всероссийской научно - практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». Новокузнецк, 2005; IV Международной научно - технической конференции «Информационные

технологии в производственных, социальных и экономических процессах», Череповец, 2005; Международной научно - технической конференции «Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов», СПб, 2005; At the 7-th International Scientific and Technical Conference "The Plastic Deformation of Metals", Ukraine, Dnipropetrovsk, 2005; Всероссийской научно - практической конференции «Графические коммуникации в технике и дизайне», Тюмень, 2006; Международной научно -технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», Липецк, 2006; Четвертой международной научно-методической конференции ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2007; VI Всероссийской научно - практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве», Новокузнецк, 2007; Пятой международной научно-методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2008)», Екатеринбург, 2008; 1ой Международной научной конференции «Проблемы геометрического моделирования в автоматизированном проектировании и производстве», Москва, 2008; XII Всероссийской научно - практической конференции "Металлургия: технологии, управление, инновации, качество", Новокузнецк, 2008.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 55 печатных работ, в том числе 19 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 1 монография, получено 12 патентов на изобретения РФ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 6 разделов, заключения и списка литературы из 216 наименований. Работа содержит 332 страницы, включая 115 рисунков, 9 таблиц и 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы, указаны ее научная и практическая значимость, и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе работы рассмотрено современное состояние процессов производства профильных труб, приведена их классификация по основным признакам. В качестве объекта исследования определены те из них, которые могут быть получены путем деформации стенки без изменения ее толщины. Среди них выбраны трубы, являющиеся наиболее характерными

представителями указанных классов. К таким относятся трубы с продольным и винтовым профилированием, а также некоторые виды труб специального назначения. ......

Изучено современное состояние технологии производства и машин, а также методов исследования напряженно - деформированного состояния таких видов труб. Большой вклад в исследования внесли Г.С. Абдрахманов, A.A. Богатев, Г.И. Гуляев, ГЯ.Тун, В.Н. Данченко, А.И. Дорохов, М.З. Ерманок, В.Р. Каргин, ВЛ. Колмогоров, А.П. Коликов, Ю.М. Матвеев, В.Я. Осадчий, ИЛ. Перлин, П.И. Полухин, И.Н. Потапов, Б.А. Романцев, Г.А. Смирнов-Аляев, В.И. Соколовский, Ю.С. Старостин, И.С. Тришевский, B.B. Швейкин, А.К. Шурупов, и др. На этой основе выполнена постановка задач исследования и совершенствования процессов и машин и разработки новых технических решений.

Во втором разделе разработана методика моделирования процессов профилирования, охватывающая выбранные классы труб. Использован системный принцип построения решений, включающий описание входа и выхода системы очага деформации, обратной связи, и на этой основе предложена процедура корректировки элементов системы.

Функциональное Бф и морфологическое ^описания системы представлены в виде множеств:

Бф ={T,x,C,Q,y,p,ij}; SM = {X,V,a,k), (1)

где Т-множество моментов времени; х - множество мгновенных входных воздействий; С - множество допустимых входных воздействий; Q -множество состояний; у - множество входных величин; <р - переходная функция состояния; Г| - выходное отображение; 2={Z(} - множество элементов подсистем и их свойств: вещественных, энергетических и информационных; V = {V;} - множество связей; а - структура; к - композиция.

Функциональное описание использовано при построении алгоритмов решения задач. Морфологическое описание выполнено на основе трехуровневой параметризации. Первый уровень включает объектную параметризацию, второй уровень - размерную параметризацию, а третий -параметризацию по граничным условиям. Аналоговое описание объемного очага деформации выполнено с использованием внутреннего языка программирования APDL. На основе определяющих признаков сформирована открытая база данных выбранных моделей, содержащая записи 20 моделей

процессов, и позволяющая параметризовать процедуру получения моделей конкретных процессов.

Пример записи базы данных, содержащей геометрическую модель для многопереходного процесса профилирования, приведен на рис.1. Поскольку рассматриваемые разновидности очага деформации при профилировании имеют сложную пространственную форму, то их аналоговое описание может быть выполнено, например, на основе аналитических функций. Однако численная реализация такой схемы представляется в настоящее время малоэффективной, поэтому необходимо использовать приближенные методы решения. С этой целью разработан обобщенный алгоритм конечно-элементного описания (рис. 2), основанный на использовании процедуры с обратной связью, включающий адаптацию описания по результатам расчетов.

На этой же основе может быть выбран рациональный профиль рабочего инструмента или получаемого изделия с использованием наперед заданных критериев.

1. ПОЛУЧЕНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ТРУБ С БОЛЬШИМ СООТН. СТОРОН

1. Оправка - наличие 0 2. Ролики - наличие □

Профиль оправки 0 Количество роликов

Подвижность оправки □ Профиль роликов □

Вращение оправки □ Угол поворота роликов

Поступательн. движение о правки □ Наличие привода роликов □

Наличие привода оправки □

3. Приложение усилия к трубе 0 5. Схема процесса

К переднему сечению трубы -протягивание 0 "Г N. ^ *

К заднему сечению трубы -проталкивание □

Протягивание с подпором □

Протягивание с противонатяжением □

Проталкивание с противодавлением □

4. Волока - наличие 0 " -____ Ь г

Многопроходное волочение 0

Рис. 1. Пример записи схемы очага деформации (база данных): а, б - переходы волочения без оправки, в - волочение на плоской оправке, г - формоизменение трубы по переходам, 1- исходная труба, 2, 3, 4- профили трубы на выходе из 1-ого, 2-ого и 3-его переходов волочения.

Рис. 2. Схема обобщенного алгоритма расчета профилирования труб.

процессов

Поскольку существующие системы конечно - элементных расчетов являются, как правило, открытыми и настраиваемыми для решения класса конкретных задач, то для выбора опций решения следует задать уравнения, адекватно описывающие исследуемый процесс. Использована математическая модель (система определяющих уравнений), обладающая рядом необходимых признаков, среди которых отметим: учет упрочнения материала, поддержку функционирования принятой модели трения, нахождение перемещений, деформаций и напряжений, как в пластической, так и в упругой зоне, определение давления металла на инструмент.

Кроме того, требуется нахождение инвариантов напряженного и деформированного состояния, вычисление главных напряжений, а также поддержка работы постпроцессора определения поврежденности металла. Эти параметры необходимо отслеживать по траекториям движения частиц металла на всем пути деформирования.

Следовательно, математическая модель, соответствующая выбранной трехмерной геометрической модели должна позволять находить 15 неизвестных: перемещения и» 11у, 11-, напряжения ах,.., и деформации е,,.., у-„ а также необходимые инварианты напряженного и деформированного состояния, в частности, интенсивность напряжений ст-, интенсивность

касательных напряжений Т = а^4з , гидростатическое давление, определяемое по формуле а = (Ст]+а2+пз)/3, и показатель напряженного состояния К = а/Т.

Закон деформации за пределами упругости в деформационной теории пластичности обычно принимают в виде:

<7,=£(1-Я7)е„ (2)

где СО =/(£,■) - функция интенсивности деформации, отличная от нуля только в области пластических деформаций.

Поскольку при построении компьютерной модели процесса деформации связь напряжений и деформаций рассмотрена в виде единой зависимости для упругой и пластической областей, то выполнено определение СЗ =/(£;,) для этого случая.

Для зоны упругости материала зависимость о\ =/(£,) выражается линейной зависимостью а,■ =ЗСс,. для пластической области можно записать

сг,.=ЗО£,.(1-0). (3)

Выражение для функции й7 можно получить в виде:

_ . 1 ии,

ЙТ = 1---'-

^ ЗС (1£1

При аппроксимации кривой упрочнения мультилинейной зависимостью выражение для й7 на разных участках аппроксимации будет различным, однако его определение аналогично приведенному выше.

Условие пластичности примем в форме Губера - Мизеса. Это уравнение в осях главных напряжений аь ст2> представляет собой цилиндр, ось симметрии которого равнонаклонена к этим осям, причем его поверхность называют поверхностью нагружения, отделяющей в пространстве напряжений область упругого деформирования от области пластического деформирования. Для продолжения процесса пластической деформации необходимо, чтобы приращение напряжений было направлено наружу к поверхности нагружения. Примем, что при пластической деформации развивается изотропное упрочнение, не зависящее от гидростатического давления, тогда поверхность нагружения равномерно расширяется, оставаясь подобной самой себе.

Система разрешающих уравнений должна содержать:

- дифференциальные уравнения равновесия и граничные условия;

- геометрические уравнения;

- физические уравнения связи между деформациями и напряжениями.

При решении задач методом конечных элементов естественным и

наиболее простым является использование уравнений равновесия, записанных в перемещениях:

(5)

V2

1-2//

— + —+ —

дх2 ду2 Эг2

+ 2 - оператор Лапласа;

дш_(дих _

дх I дх

//- коэффициент Пуассона.

Условия на поверхности очага деформации имеют вид: Р1 = Рх+СКы'>Ру=Ру+(Жуи'>Рг=Р1+СКгь - (6)

гдерх\р}-,рг- условия на контуре, соответствующие упругой задаче и

записанные в перемещениях.

Величина находится в виде:

/?,„=(1-й7)

„Э£/г1 ди, дих Э I/ Э и,

дх

(7)

дх ду дг дх где 1,т,п- направляющие косинусы. Величины Иуин ДгУ находятся по аналогичным формулам.

Уравнения, устанавливающие связь между деформациями и перемещениями, имеют вид Коши. Поскольку численное решение задачи выполнено методом конечных элементов, то задание перемещений инструмента или изделия следует выполнять малыми шагами, при этом указанные уравнения справедливы. Если шаг по перемещениям достаточно велик, то можно пользоваться выражениями для конечных деформаций.

Физические уравнения, устанавливающие связь между деформациями и напряжениями в упруго-пластической области, записаны в виде:

ах = а+0ех;

ау = а + реу-, (8)

аг=а + 0ег-, та=РУа,

где а=\ Л+—0&

относительное

изменение объема при упругом деформировании.

При решении задачи необходимо также, чтобы в упругой ^области выполнялись условия неразрывности Сен-Венана, а в пластической области условия постоянства объема.

Для реализации упруго-пластических задач выделим из полных составляющих деформации упругие схе и пластические ехр составляющие:

£г £ у. -Ь £„

(9)

Упругие деформации найдем из обобщенного закона Гука. Выражения для пластических деформаций можно записать в виде:

£

хр ъв

> £ГР —

Зв

_<р(<*>)

Ъв

1/

аг~г\а* + ау

В приведенных формулах принято, что коэффициент Пуассона равен 0,5, то есть тело при деформации в пластической области несжимаемо. Для пластических сдвигов получено:

(11)

Iхур » / угр Т\"Ч у-, > /гхр

В этих формулах

Кривая упрочнения при развитой холодной пластической деформации аппроксимирована степенной зависимостью:

(У5 = ,

(12)

где (Год - условный предел текучести,

gнb - эмпирические коэффициенты, получаемые из опытов. Поскольку решается упругопластическая задача, то для рассматриваемых материалов необходимо задать модули упругости и параметры кривых упрочнения. Конечно — элементное решение выполнили на основе полученного в работе вариационного уравнения, обобщающего выписанные ранее зависимости:

т

\т№г

¿V+- \\jpr-dv + Я|-¿V - [=о

(13)

V 5

Из особенностей рассмотренной модели следует, что на части тела, находящейся в упругом состоянии работа внешних сил равна нулю.

Обобщение опытных данных по процессам контактного трения для процессов ОМД показало, что силы трения при этом определяются сопротивлением сдвигам в приконтактном слое деформируемого металла и их рекомендовано находить в виде модели А.Н. Леванова. Степень поврежденное™ металла для условий отсутствия макроразрушения найдена по модели А.А. Богатова:

со

п

- за '=1 0 1>

(14)

где - исходная поврежденность металла до рассматриваемого акта

пластической деформации; Доз - поврежденность, устранимая термообработкой; п - число циклов деформации; \ - степень деформации до разрушения при заданном напряженном состоянии; а - коэффициент пластического разрыхления.

Степень деформации сдвига до разрушения /.р может быть определена экспериментально для данной марки материала в зависимости от показателя напряженного состояния сг/Ги показателя Лоде.

Показано, что в описанной выше постановке аналитические решения не могут быть получены. В этой связи предложено также использовать конечно -элементный аналог, который учитывает особенности геометрических моделей.

В двух последующих разделах на основе процедур описания геометрических и математической моделей рассмотрены конкретные примеры исследования различных процессов изготовления профильных труб, имеющих важное значение для соответствующих потребителей.

В третьем разделе исследованы процессы производства труб с продольным и винтовым профилированием. Принятая методика позволяет изучать изготовление многогранных и других труб. В частности, проведен параметрический анализ процесса производства труб квадратного (рис. 3) и прямоугольного сечения, в том числе с использованием специальной схемы приложения рабочих нагрузок. Трехмерная эпюра распределения давления (рис. 4) поясняет процесс формирования профиля трубы. Попадая в канал волоки, цилиндрическая поверхность трубы входит в контакт с плоской гранью, образуя узкую зону небольшого давления, соответствующую моменту появления плоских участков на трубе. По мере дальнейшего продвижения трубы по грани волоки эта зона расширяется, что также отражено эпюрой.

Вместе с дальнейшим продвижением трубы начинают формироваться зоны ребер профиля, которые, в силу своего малого радиуса, имеют значительно более высокую жесткость, нежели грани, что приводит к возникновению пиковых значений давления в этих зонах. Когда профиль практически сформировался, происходит некоторая потеря стенкой трубы устойчивости, что приводит к ее прогибу внутрь и снижению давления на середине грани профиля, а в определенных случаях, исчезновению этого давления и даже появлению зазора между волокой и трубой. Наконец, по выходу профиля из профилирующей части волоки давление достаточно резко падает до нулевого значения.

Рис.3. Модель очага деформации Рис. 4. Распределение давлений по при волочении квадратных поверхности контакта, МПа.

толстостенных труб.

Указанные особенности достаточно ярко выражены как у тонкостенной, так и у толстостенной труб, что говорит о схожем характере формоизменения. В то же время, высокая жесткость профиля толстостенной трубы приводит к снижению эффекта потери устойчивости в середине грани профиля, что отражено центральной частью эпюры. Для тонкостенной трубы малые радиусы закругления в зоне ребер готового профиля приводят к появлению в этой зоне пиков давления, связанных с большей разницей в жесткости между ребром и гранью профиля.

Определение полного усилия на инструмент является основой его прочностного расчета. Это усилие находили в виде произведения площади контактной поверхности на среднее удельное давление. Найденное распределение удельного давления можно описать трехмерной функцией Матье нулевого порядка, ее интегрирование также дает специальные функции эллиптического цилиндра, которые необходимо аппроксимировать, в свою очередь, рядами Фурье. Поэтому с целью упрощения задачи для определения среднего удельного давления использовали массив данных значений давления в узлах конечно - элементной сетки (для расчета взято около 1000 точек), который суммировали и усредняли. Аппроксимируя контактную поверхность кривыми второго порядка, нашли величину площади контакта.

013 №1_0.1? /0.1171

/С

10.05В.!

Рис. 5. Распределение интенсивности пластических деформаций по сечению профиля для стали 20 (титан ВТ 1-0).

Схожий характер формоизменения и близкая форма труб из различных материалов, получаемых в результате процесса, объясняют схожесть распределений интенсивности деформации по поперечному сечению профиля трубы (рис. 5). Максимальная интенсивность деформаций для всех рассмотренных материалов достигается на ребре профиля внутри трубы, что связано с малым радиусом получаемого профиля и значительными деформациями в этой зоне.

Рис. 6. Распределение показателя Рис. 7. Распределение

напряженного состояния. поврежденности металла.

При исследовании установлено, что интенсивность деформаций и напряжений, давление металла на инструмент, показатель напряженного состояния и поврежденность металла распределены по сечению трубы и толщине ее стенки неравномерно (рис. 6, 7) и зависят от степени толстостенности трубной заготовки, сил трения на контакте, материала труб и др., а показатель напряженного состояния вдоль очага деформации меняется весьма плавно.

/¿и'отгЛ/Ч-г

Рис. 8. Распределение поврежденности металла при особых схемах приложения нагрузок.

Определено, что использование при профилировании особой схемы приложения нагрузок (проталкивание, волочение с подпором и др.) может создать условия для снижения поврежденности металла (рис. 8), что позволяет, в частности снизить протяженность рабочего цикла профилирования за счет исключения промежуточных этапов термообработки, а также осуществлять профилирование труб из малопластичных материалов и, в необходимых случаях, повысить их точность. На основании определенных выше параметров рекомендованы рациональные условия ведения процесса.

Для аналитического решения задачи кручения некруглой тонкостенной трубы ввели функцию напряжений Прандтля (р. В случае упрочняющейся среды эту функцию следует находить из уравнения Ампера-Монжа, которое является эллиптическим уравнением с переменными коэффициентами и его решение в квадратурах возможно лишь для простой формы поперечного сечения:

дх

дх

ду

«у.

+ 20 = 0,

(15)

где 7"=Ьг + . ах

д(р\ (Ъ(р

— , 0 - угол закручивания на единицу длины.

ЗУ,

В этой связи применен приближенный способ решения с использованием функционала, полученного на основе уравнения Кастильяно:

-я

Эх)

-ЮЭр^еЫу, (16)

где 5 - площадь боковой поверхности; С - модуль упрочнения.

Рассмотрено кручение трубы, имеющей профиль гипоциклоиды, определяемой уравнением х2 + у2-0,5(х4-6х2у2 + >>4)— 0,5 = 0. Использован метод Л.М. Качанова, при котором функция напряжений задается в виде с варьируемыми параметрами (¡Р"] = + с?<р2 > а секущий модуль упрочнения изменяется от одного приближения к другому, при этом функционал остается квадратичным.

В результате найдены показатели напряженно-деформированного состояния металла и его поврежденность. Во входящих углах профиля трубы, как показывают аналитические решения, напряжения упругой задачи становятся бесконечными, поэтому для пластического кручения труб сложных форм следует применять МКЭ. Изучено кручение ребристых труб, при этом определены необходимые параметры процесса в различных точках профиля, при различных материалах трубы и углах закручивания. Найдено, что с ростом высоты профиля поврежденность металла возрастает мало, что позволяет использовать этот процесс для изготовления труб из материалов с пониженной пластичностью. На основе обобщенного алгоритма рассмотрено волочение и последующее кручение глубокопродавленного шестилучевого профиля (рис. 9).

а б в г

Рис. 9. Виды поперечного сечения исследованных профилей.

В процессе исследования волочения трубы, имеющей сечение с малым радиусом изгиба по впадинам (рис. 9, а) было установлено, что опасной по поврежденности металла является точка на внутренней стороне профиля вблизи его впадины. Указанное связано с высоким уровнем растягивающих напряжений в этой зоне.

Таблица 1.

Влияние вида профиля и местоположения точки на а.

Вид профиля Точка профиля трубы Величина о)

а Снаружи трубы на выступе профиля 0,18

Внутри трубы на впадине профиля 0,89

б Снаружи трубы на выступе профиля 0,37

Внутри трубы на впадине профиля 0,73

в Снаружи трубы на выступе профиля 0,34

Внутри трубы на впадине профиля 0,27

г Снаружи трубы на выступе профиля 0,73

Внутри трубы на впадине профиля 0,36

Найдено также, что увеличение радиуса изгиба в этой зоне позволяет значительно снизить степень поврежденности металла, при этом не вызвав значительного повышения этой величины вследствие увеличения радиуса изгиба на выступах трубы. Для трубы, имеющей равные радиусы изгиба выступов и впадин по средней линии профиля, снижение значения со достигает 21%. В результате этого было выдвинуто предположение, что дальнейшее увеличение радиуса изгиба по впадинам только усилит данное явление. Действительно, для профиля с соотношением радиусов изгиба по выступам и впадинам около 1/1,5 удалось достичь снижения поврежденности до 70%. Наилучшим соотношением величин поврежденности в опасных точках, по результатам вычислительного эксперимента, обладает профиль трубы, имеющий соотношение радиусов выступов к впадинам до 1/2,2 что соответствует максимально равномерному распределению со по профилю сечения. Величина со в опасных точках профиля на выступе и впадине сечения в зонах растяжения равна 0,34 и 0,27 (таблица 1). Однако при дальнейшем увеличении радиуса изгиба по впадинам было получено некоторое повышение со в зоне выступов профиля, связанное с уменьшением радиуса изгиба и ростом растягивающих напряжений в этой области. Таким образом, методом целенаправленного перебора вариантов удается найти рациональный профиль готовой трубы. Подобные результаты по распределению поврежденности по сечению трубы получены при деформации труб роликами. Скручивание полученного прямолинейного профиля с целью получения винтовой поверхности повышает величину со в опасных точках. Значения прироста поврежденности при скручивании различных профилей различаются незначительно и составляют 0,18-0,22 для точки на выступе трубы и 0,1-0,15

для точки на впадине трубы на внутренней поверхности профиля. Конечное значение ш для готовой трубы представляет собой сумму значений за две операции, и для видов профилей труб на рис. 9, а и г превышает единицу, что требует для их получения применение промежуточной термообработки.

В результате, при использовании для изготовления винтовых труб рационального профиля поперечного сечения открываются новые технологические возможности. Например, волочение и скручивание трубы в этом случае может быть осуществлено за один переход, поскольку суммарное значение г» в опасной точке за две операции не превышает 0,5-0,6. Таким образом, можно значительно повысить производительность процесса, а также избежать трудоемких операций химикотермической обработки между проходами профилирования.

В итоге применение рационального профиля трубы способствует использованию в теплообменных аппаратах труб из малопластичных материалов (например, титана), применение которых ранее ограничивалось высокой степенью поврежденности. При этом их получение не требует применения процессов термообработки и связанных с ними вспомогательных операций.

В четвертом разделе рассмотрены процессы профилирования труб специального назначения, к которым отнесены профильные перекрыватели нефтяных и газовых скважин, трубы - заготовки для производства гидродвигателей, имеющие гипо- и эпитрохоидный профиль, и чехловые трубы для нужд атомной промышленности.

Применение профильных перекрывателей нефтяных скважин позволяет получить большой технический и экономический эффект. Известны свыше 20-ти различных типов перекрывателей, применение которых обусловлено особенностями условий бурения и зон осложнения, типом скважины и ее диаметром, глубиной и продольным профилем. В настоящей работе приведены результаты поставленной нами впервые и решенной задачи определения рационального профиля поперечного сечения тонкостенной трубы большого диаметра 0326x6 (1/0=0,0184), имеющей при профилировании среди всех типов таких труб наибольшую усадку по диаметру (65 мм). Заготовка имеет продольный сварной шов.

По методике, рассмотренной в предыдущем разделе, варьировали шириной торообразного ролика (рис. 10).

а б в

Рис. 10. Профилирование труб роликами: а-узким, б - широким торообразным, в - широким с криволинейной поверхностью.

а б

Рис. 11. Распределение давления на контакте для узкого (а) и широкого (б) роликов.

Установлено, что наименьшая величина поврежденное™ в опасной точке обеспечивается при обработке «широким» роликом (соотношение радиусов выступов и впадин по средней линии 1/2,2). Определены эпюры давления на инструмент для этих двух случаев (рис. 11). Методом направленного перебора вариантов найдено, что обеспечить наиболее равномерное распределение давления металла возможно при использовании ролика с криволинейной катающей поверхностью, аппроксимация которой выполнена с наилучшим приближением логистической функцией вида:

Ь-а

у = а + -

Осуществлен поиск угловой ориентации сварного шва при профилировании трубы с целью обеспечения наиболее благоприятных условий его деформации. Предположили, что она может быть определена точкой перегиба профиля трубы в поперечном направлении, которую нашли из трансцендентного уравнения: ф-а)ог,

(1 + а1)'а;<^2

2«, 1 + а,

-1-1

= 0,

(18)

Эпюры распределения показателей напряженного и деформированного состояния показали справедливость этого предположения (рис. 12). 3

а б

Рис. 12. Интенсивность деформации (а) и показатель напряженного состояния (б) при профилировании широким роликом.

Угловая ориентация трубы в волочильно-профилирующем стане может быть выполнена по шаблону, имеющему 12 точек, являющихся предпочтительными для размещения сварного шва. В итоге определены рациональный профиль трубы и рабочего инструмента.

Распределение первого главного напряжения о, и показателя напряженного состояния а/Т по толщине стенки трубы различно для выступа и впадины профиля (рис. 13). Для зоны выступа с перемещением от внутренней к наружной поверхности трубы обе эти величины растут, при этом точка смены знака для а/Т лежит в области середины стенки трубы, а О] принимает нулевое

значение в области 4,5 мм от внутренней поверхности. Для зоны впадины профиля картина обратная - от внутренней к наружной поверхности трубы обе эти величины монотонно убывают, причем а/Т меняет знак на расстоянии около 2,5 мм от внутренней поверхности трубы, а О) - около 2 мм. Такое распределение этих показателей указывает на смещение нейтральной оси: для зоны выступа - к наружной поверхности трубы, а для зоны впадины профиля -к внутренней поверхности. Этот анализ подтвердил сделанный ранее вывод.

Для определения полного давления металла на ролик контактную поверхность очага деформации описали удлиненным эллипсоидом вращения, проекция которого на касательную плоскость имеет вид эллипса с большой полуосью М и малой т.

о-!

ст/7- 450

400

350

Толцржа стан 300 250

| 1 2 / 3 У* Г 5 ' 200

150

100

50

а(Т 0

сх -50

-100

а 6

Рис. 13. Распределение первого главного напряжения о) (МПа) и показателя напряженного состояния о/Т по толщине стенки для выступа (а) и впадины профиля (б) (широкий ролик).

В том случае, когда давление на ролик примерно равномерное, то усилие определено в виде:

М [2 2

(19)

где М=[2ЯДЯ-(ЛЛ)2]0'5;

т =

Ь-а М-а

-1

й + с\

I - продольная координата. Усилие, необходимое для протягивания трубы через неприводную

шестироликовую волоку:

е = | ртоп[2/Ш - (ля)2 ] 0,5 (й + 0,54«)/(Л3 - 0,5А/?), (20)

где а - плечо равнодействующей усилия профилирования; с1 и ц -диаметр цапфы роликовой опоры и коэффициент трения в подшипниках; -наружный радиус трубной заготовки.

Предельное значение обжатия по радиусу АЛ находим из уравнения:

0,75рш[2ЛАЛ-(ДЛ)2] °'5 (я + 0,54и)/(Я3 -0,5ДЛ)-сг5(Л3 - 0,5г> = 0, (21) где су$ - предел текучести материала с учетом упрочнения;

Г - толщина стенки трубы. После профилирования труб в скважине их раздают различными способами, причем промежуточная термообработка не проводится вследствие особенностей технологии. На первом этапе проанализированы изменения поврежденности металла при раздаче профильной трубы коническим пуансоном (рис. 14) и сравнены два случая предварительной деформации различными типами роликов (табл. 2).

Рис. 14. Схема очага деформации при раздаче коническим пуансоном.

Профилирование широким роликом при раздаче конусом обеспечивает в опасных точках почти трехкратное снижение поврежденное™. Далее исследовали при исходном профилировании широким роликом различные случаи возможных граничных условий при раздаче.

Таблица 2.

Поврежденность металла в зависимости от вида обработки

Вид деформации Суммарное значение

Профилирование Раздача конусом со за две операции

Вид процесса без промежуточного

отжига

Номера точек* Номера точек* Номера точек*

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Профилирование

узким торообразным роликом 0,576 0,029 0,628 0,044 0,086 о о 0,909 0,251 0,662 0,040 1,537 0,295

Профилирование

широким торообразным роликом 0,331 0,135 0,272 0,077 0,168 0,011 0,299 0,251 0,499 0,146 0,571 0,328

(*)- см. рис. 12

Значительных преимуществ различного рода можно добиться при использовании специальных способов приложения дополнительных нагрузок к профилю при раздаче. Так, для снижения усилия проталкивания конуса через профиль может быть использован способ, включающий дополнительную подачу внутрь профиля трубы жидкости высокого давления. При этом усилие проталкивания конуса значительно снижается, улучшаются условия трения на рабочей поверхности конуса. Последнее связано с тем, что профиль раздается до некого промежуточного положения при помощи одного только давления жидкости, а окончательная раздача и калибровка профиля производится конусом. В то же время значительного повышения со при раздаче конусом не происходит. Так, в рассматриваемом случае со (суммарная за две операции) возросла с 0,571 до 0,617. Следует отметить, что при раздаче с трубы с подачей жидкости высокого давления следует рассматривать характерные случаи, при которых раздаваемая труба ограничена снаружи цилиндрической стенкой наружной трубы, либо не имеет такого ограничения. Операция раздача трубы в первом случае сталкивается с ростом деформации в характерных опасных точках профиля, что может объясняться недостаточной величиной зазора между конусом и стенкой наружной ограничивающей трубы и развитием пластических деформаций по толщине стенки трубы. Указанное явление

приводит к росту поврежденности металла. Так, для рассматриваемых случаев раздача с ограничением и без него приводят к возникновению максимальных величин со по профилю соответственно 0,515 и 0,404.

Кроме воздействия на внутреннюю и внешнюю стеики трубного профиля, возможно также приложение нагрузок к торцевым сечениям профиля. Так, путем закрепления одного из торцов трубы и приложения давления 140 МПа к другому удалось добиться снижения максимального значения ш по профилю за две операции на 2%, причем было получено более равномерное распределение (о по профилю. С ростом давления наблюдается дальнейшее снижение величины максимального по профилю со, и, соответственно суммарного значения ю за две операции. Для величины давления 170 МПа снижение суммарного максимального по профилю значения со достигает уже 50%. Следует отметить, однако, что дальнейшее повышение давления подпора связано с искажением формы профиля.

Растяжение профилируемого участка позволяет добиться получения формы профиля, имеющей большую точность после раздачи, однако расчеты показывают, что максимальная по профилю величина поврежденности при раздаче достигает 0,76, что в сумме по двум операциям приводит к появлению микротрещин, и невозможности дальнейшей эксплуатации трубных изделий.

Для раздачи цилиндрических концов труб следует использовать раскатку труб роликами при вдавливании устройства. Очаг деформации содержит обрабатываемую трубу и деформирующие цилиндрические или конические ролики, установленные на опорном конусе и имеющие калибрующий участок. При вращении опорного конуса и подаче его в осевом направлении ролики обкатываются вокруг оси устройства, производя раздачу трубы. Напряженное состояние при раскатке вдавливанием характеризуется двумя сживающими напряжениями, действующими вдоль оси трубы сп, и по нормали к поверхности ролика - су и одним окружным растягивающим напряжением сге. Среднее значение показателя напряженного состояния и параметр Лоде найдены в виде:

А, =1-2?-,

где у~

\ + fictga D l-fj-tga

В этих формулах среднее за один акт сопротивление пластической деформации, //- коэффициент трения; а - угол наклона роликов к оси трубы; DCK и Dcn - конечный и начальный диаметры трубы по средней линии.

Для определения деформированного состояния использован принцип возможных его изменений. При осевой подаче раскатного устройства происходит увеличение диаметра трубы и уменьшение ее длины. Определив величины радиального и осевого перемещения, нашли работу внешних сил и внутренних сопротивлений, и рассчитали единичную степень деформации.

Можно принять, что за один оборот раскатника (<т/Т^ = const,

fi„= const, тогда Apiи акбудут постоянными величинами, и для расчета поврежденности использовать формулу;

где ДД..4-степень деформации сдвига за один к-ый оборот раскатника; Лр,,Лр2..Ярк - степень деформации сдвига до разрушения; ак- показатель пластического разрыхления на к-ом обороте раскатки.

Крутящий момент, необходимый для вращения устройства при раскатке, нашли в виде;

где 7. - число роликов; й - средний радиус опорной конической поверхности; / - средняя толщина стенки трубы; А и е- степень деформации сдвига и степень деформации за один оборот; а, а{ и аг - величины, характеризующие геометрию очага деформации.

На этой основе составлен алгоритм и программа расчета процесса раскатки и произведены численные расчеты, которые показывают, что значение со, найденное по формуле (23) существенно меньше, чем при раздаче трубы по тому же маршруту конусом за один переход. Следует отметить, что с уменьшением подачи на оборот значение со снижается. Уменьшение этой величины наблюдается также с ростом числа оборотов раскатника при

(23)

(24)

заданном изменении диаметра. Аналогичные формулы и результаты получены для процесса раскатки труб при раздаче растяжением.

Получение труб-заготовок для производства забойных гидродвигателей с гипо- и эпитрохоидным профилем может быть выполнено на основе оправочного волочения с последующим закручиванием. Определены условия получения труб повышенной точности. Чехловые трубы для атомной промышленности возможно получать на основе оправочного волочения, при этом определено давление на инструмент (рис. 15), что позволяет рекомендовать марку его материала, вид смазки и определить усилие волочения с целью выбора параметров стана.

а б

Рис. 15. Давление металла на волоку (а) и оправку (б), МПа.

Изучены процессы многопереходного профилирования труб без промежуточных отжигов. Для интенсивно упрочняющегося материала, а также при наличии значительных градиентов деформаций многопереходная деформация без промежуточных отжигов приводит к возникновению неоднородности механических свойств материала, которые изменяются как в поперечном сечении изделия, так и в целом от одного перехода к другому. Тогда у материала с упрочнением при наличии неоднородности деформации возникает неоднородность механических свойств, которая значительно влияет на напряженно - деформированное состояние, а также поврежденность металла и определяет, в конечном счете, служебные свойства изделия, полученного многопереходным деформированием без отжигов. Рассмотрен случай упруго однородного, но пластически неоднородного тела. Известно, что единственным отличием системы уравнений теории пластичности от случая однородности механических свойств является зависимость предела текучести от координат.

Это определяет известные трудности решения системы уравнений теории пластичности.

Получим вариационное уравнение деформирования нелинейно упрочняющегося тела. Пусть оно имеет предварительную неоднородную деформацию Гп- Записав выражение для потенциальной энергии пластической деформации, принимая, что закон упрочнения одинаков для всех точек тела, используя модель среды в виде известного степенного закона, и учитывая условие текучести Мизеса получаем:

Ь +1

(25)

где V] и У2 - части всего объема тела V (\,=\/1+\/2), находящиеся в пластическом и упругом состоянии.

Поврежденность металла со для трехэтапного профилирования без промежуточных термообработок следует определять в виде:

\ а/Г'

о ЛР л) ар к лр

где А,, А,,А, - накопленные величины степени деформации сдвига в переходах 1,2 и 3;

Лр - степень деформации сдвига до разрушения. Разработанный алгоритм расчета (рис. 16) параметров многопереходного волочения, включает итерации по изменению профиля заготовки, инструмента и приложения нагрузок. В качестве примеров рассмотрено профилирование многолучевых и овальных труб волочением, а также волочение прямоугольной трубы с большим отношением сторон, причем последний переход выполнен с применением оправки.

Так, при исследовании волочения многолучевой трубы (рис. 17) определено, что поле значений предела текучести и интенсивности напряжений весьма неоднородно (рис. 18). Учтены особенности расчета поврежденности для многопереходных процессов, найдено, что трубы из стали 20 и 12Х18Н10Т могут быть протянуты в три перехода, а для титана ВТ 1-0 требуется промежуточный отжиг.

волоченая.

Рис. 17. Формоизменение многолучевых труб при многопереходном волочении (а, б, в- переходы профилирования, г - калибровка волок, 1,2,3 - выходные

сечения канала).

1

2

3

2

3

Рис. 18. Распределение полей неоднородности пластических свойств г„ и интенсивности напряжений о; по сечению профиля, МПа ( 1,2,3 - номера переходов).

Установлено также влияние степени толстостенности трубы, причем в этом случае даже для пластичного материала выполнить три перехода невозможно. На основе проведенных расчетов даны рекомендации по рациональному ведению многопереходных процессов.

В пятом разделе работы сформулированы цели и задачи экспериментальных исследований, описана аппаратура и методики экспериментов и приведены результаты экспериментальных исследований процессов профилирования. Эксперименты проведены при широком варьировании материалами труб (10 видов: 3 марки сталей, по 2 - сплавов алюминия, меди и титана, сплав циркалой-2) и способами их обработки. Исследовали волочение с использованием монолитных и роликовой волок, а также процесс кручения для получения винтовых труб. Сопоставление теоретических результатов с экспериментами проводилось по форме и размерам объемного очага деформации и готовых труб, по форме поперечного сечения четырех- и шестилучевых труб при продольном профилировании в роликовой волоке, по энергосиловым параметрам процесса профилирования и показателям деформированного состояния.

Использование лазерного и светоотраженного сканирования позволило создать методику интеллектуализации контроля размеров и формы профильных труб, элементы которой содержат определение массива точек поверхности трубы, его триангуляцию и измерение размеров средствами CAD- пакета. На этой же основе определили формоизменение при кручении.

Для исследования деформированного состояния применили микроструктурный метод, а оценку напряженного состояния в характерных

точках выполнили на основе измерения твердости. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов показало их удовлетворительную сходимость, что говорит об адекватности выбранных моделей процессов.

В шестом разделе приведены сведения о разработке новых технических решений по реализации процессов профилирования труб, которые выполнены с использованием проведенных теоретических и экспериментальных исследований. В частности, определена рациональная форма профиля волочильного канала рабочего инструмента в продольном направлении на примере восьмигранной трубы и в поперечном направлении на примере плоскоовальной трубы. С учетом определяющих показателей, разработан алгоритм итерационного процесса при поиске рациональной формы поперечного сечения.

На этой основе предложена также процедура поиска конфигурации технологического инструмента, предназначенного для станочной обработки рабочего канала волоки при многопереходных процессах. Описана разработка технического задания на стан для производства винтовых труб кручением, приведены технические решения, позволяющие повысить эффективность процессов профилирования и качество труб. Эти решения касаются разработки нового рабочего инструмента и устройств, защищенных 12 патентами Российской Федерации.

В частности, разработана конструкция роликовой волоки с повышенной жесткостью, позволяющая осуществлять волочение различных типоразмеров труб путем ее настройки, а также получать ряд различных профилей в определенном диапазоне типоразмеров; устройства для профилирования труб, позволяющие получать трубы с винтовым профилем различных типоразмеров, в том числе и с непрофилированными концевыми участками, переменным по длине профилем; устройство для раскатки труб роликами, позволяющее производить раздачу профильных труб специального назначения в зоне их установки в скважине; устройство для закручивания труб, позволяющее получать трубы с винтовым профилем в широком диапазоне размеров; стан с траковыми тяговыми устройствами, позволяющий создавать при профилировании особые режимы приложения рабочих нагрузок к заготовке; стан для получения овальных труб; устройство для накатки профиля при помощи приводных роликов или гибких профильных элементов, позволяющее получать профили различных типов, в том числе и с большой глубиной вдавливания.

Заключение

Выполненная работа является комплексным исследованием, содержащим новые теоретические и экспериментальные результаты, и направленным на совершенствование существующих и разработку новых процессов, рабочего инструмента и машин для изготовления холоднонрофилированных труб на основе анализа, позволяющего определить формоизменение труб, напряженно - деформированное состояние металла, изучить его деформируемость, определить энергосиловые параметры, установить условия получения труб повышенной точности, найти рациональную конфигурацию профилей готовых изделий и рабочего инструмента.

По работе представлены следующие выводы и результаты:

1. Проведение исследований существующих и разработка новых процессов профилирования определены необходимостью расширения сортамента профильных труб, применения новых материалов для их изготовления, а также потребностью в создании методов проектирования маршрутов профилирования и рабочего инструмента, повышения точности труб. Для рассмотренных типов профильных труб разработана общая методика построения расчетных моделей, а также открытая база данных, позволяющая путем параметризации обобщенной схемы строить геометрические модели конкретных способов профилирования.

2. Создание моделей процессов профилирования труб выполнено на основе объемного геометрического моделирования, а для параметрического анализа процесса использована математическая модель, содержащая полную систему уравнений механики сплошной среды.

3. При исследовании продольного профилирования установлено, что интенсивность деформаций и напряжений, давление металла на инструмент, показатель напряженного состояния и поврежденность распределены по сечению трубы неравномерно и зависят от степени толстостенности трубной заготовки, сил трения на контакте, материала труб. Использование особой схемы приложения нагрузок позволяет создать условия для снижения поврежденности металла,, а также осуществлять профилирование труб из малопластичных материалов и повысить их точность.

4. Разработанная методика определения напряженно -деформированного состояния при профилировании волочением в монолитной волоке и кручением позволяег выбрать рациональную форму многолучевой трубы с целью минимизации поврежденности после этих операций, в

результате чего возможно применить для изготовления ранее не использовавшиеся материалы.

5. Для труб-заготовок перекрывателей нефтяных и газовых скважин выбор формы поперечного сечения готового профиля выполнен на основе изучения поврежденности металла после двух операций, при этом наименьшую величину этого показателя, а также равномерное распределение удельного давления металла на инструмент можно получить, производя деформацию роликом, имеющим найденную рациональную форму. Определены условия раздачи труб коническим пуансоном при воздействии особых схем приложения нагрузок.

6. Получение винтовых граненых труб с эпи- и гипотроходным профилем повышенной точности возможно при помощи волочения труб на неподвижной оправке и последующего закручивания профиля.

7. Определены условия, при выполнении которых могут быть получены шестигранные чехловые трубы, имеющие заданную точность формы, для которых определено давление металла на волоку и оправку и найдены энергосиловые параметры процесса волочения.

8. При изучении многопереходных процессов профилирования принята модель пластически неоднородной среды и получено вариационное уравнение, обобщающее определяющие уравнения механики очага деформации. Напряженно-деформированное состояние и поврежденность металла для многопереходного профилирования многолучевых, овальных и прямоугольных труб с большим отношением сторон профиля определено с учетом истории деформирования.

9. Комплексное экспериментальное исследование, осуществленное при широком варьировании материалами, геометрическими параметрами заготовок, V формой поперечного сечения готовых труб и способами их обработки, позволило выполнить сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями по форме, напряженно-деформированному состоянию и энергосиловым параметрам. Разработана методика интеллектуализации контроля размеров и формы готовых труб. Показана корректность принятых допущений и адекватность теоретических моделей.

10. Осуществлен выбор рационального поперечного и продольного профиля волочильного инструмента, при изготовлении труб с большим отношением сторон профиля учли упругую деформацию труб с целью

определении их готовых размеров и корректировки размеров рабочего инструмента.

11. Разработан ряд новых эффективных конструкций устройств и инструмента для получения профильных труб, защищенных 12 патентами РФ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Паршин C.B., Огородникова О.М. Моделирование технологических процессов в CAE -пакете ANSYS 7 / САПР и графика, 2003. № 2. С. 58-59.

2. Семенова Н.В., Паршин C.B. Анализ способов производства профильных труб /Межвузовский международный сборник научных трудов «Обработка сплошных и слоистых материалов»; Магнитогорск, 2004. Вып. 30. С. 87-97.

3. Паршин C.B. Исследование очага деформации и разработка машины для получения низкопрофильных витых труб. Материалы 1-й Российской конференции по трубному производству «Трубы России - 2004», Сб. науч. трудов, 2004. С.107-115.

4. Паршин C.B. Определение напряженно - деформированного состояния при планетарной обкатке труб роликами. Мат. Всерос. науч. - техн. конф., поев. 100-летию со дня рождения акад. А.И. Целикова. М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. С. 388-393.

5. Паршин C.B., Семенова Н.В. Конечно-элементное моделирование процесса пластической деформации при профилировании труб. Вестник УГГУ-УПИ, №11 (63). Компьютерный инженерный анализ. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. С. 84-85.

6. Паршин C.B., Семенова Н.В. Моделирование процесса безоправочного волочения профильных труб. В сб.: «Пластична деформащя метал1в», Науков! bíctí. Сучасш проблеми метапургп, Днтропетровськ, 2005. С. 428-430.

7. Паршин C.B., Семенова Н.В. Моделирование процесса изготовления профильных труб волочением в монолитной волоке. Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов: Труды междунар. науч. -техн. конф. СПб.: изд-во Политехи. Ун-та, 2005. С. 103-106.

8. Паршин СВ. Профилирование инструмента для повышения точности тянутых плоскоовальных труб. Вестник УГТУ-УПИ. №18 (70), ч.1, Екатеринбург, 2005. С. 193-196.

9. Паршин C.B., Семенова Н.В. Моделирование процесса и разработка стана для профилирования труб / В сб.: «Наука и технология». Избранные труды российской школы. Серия ТиМОД,- М.: РАН, 2005. С. 119-121.

10. Паршин C.B., Семенова Н.В. Повышение эффективности процесса профилирования многогранных труб. Сборник научных трудов международной научно - технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», Липецкий государственный технический университет, 2006. С. 193-196.

11. Паршин C.B. Процессы и машины для изготовления профильных труб. Изд-во ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2006. 356 с.

12. Паршин C.B. Влияние условий приложения технологических нагрузок на деформируемость металла при профилировании труб. Известия вузов. Черная металлургия, №12,2007, С. 55.

13. Паршин C.B. Экспериментальные исследования процессов профилирования витых труб. Сборник трудов МГВМИ. Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением, Москва, 2007. С. 190-194.

14. Паршин C.B., Семенова Н.В. Определение рациональной формы волочильного канала для изготовления многогранных труб. Производство проката, №9, 2007. С. 2427.

15. Паршин С.В, Волочение прямоугольных труб с наложением подпора или противонатяжения. Производство проката. №12, 2008. С. 13-16.

16. Паршин C.B. Деформируемость металла при формовке профильных труб из листа с наложением сжатия в калибре. Известия вузов. Цветная металлургия, №1, 2008, С. 40-42.

17. S.V. Parshin Metal Deformability during Formation of Profiled Pipes from a Sheet under Compression in a Gauge. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2008, Vol.49, № 1, Allerton Press, Inc. C. 35-37

18. Паршин C.B. Исследование напряженно - деформированного состояния и деформируемости металла при производстве низкопрофильных витых труб. Производство проката, №¡11, 2008. С. 31-36.

19. Паршин C.B. Определение размеров и формы сортового проката на основе лазерного и светоотраженного сканирования. Сталь, № 2, 2008. С. 65-67.

20. Паршин C.B. Определение деформированного состояния НПВТ микроструктурным методом. Известия вузов: Черная металлургия, № 2, 2008. С. 67.

21. Паршин C.B. Контроль уровня пластических деформаций при изготовлении профильных труб. Контроль. Диагностика, № 3,2008. С. 17-19.

22. Паршин C.B. Интеллектуализация контроля размеров профильных труб. Контроль. Диагностика, № 5, 2008. С. 52-56.

23. Паршин C.B. Состояние и перспективы развития производства профильных труб. Производство проката, № 2,2008. С. 32-35.

24. Паршин C.B. Построение обобщенного очага деформации при профилировании труб. Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2008); сборник докладов пятой международной научно-методической конференции, ч.2, Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2008. С. 348-351.

25. Паршин C.B. Компьютерное моделирование процесса профилирования труб со сварным швом. Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2008): сборник докладов пятой международной научно-методической конференции, ч.2, Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2008. С. 351-354.

26. Паршин C.B. Создание модели и разработка устройства для получения винтовых профильных труб. Сборник трудов XII Всероссийской научно-практической конференции "Металлургия: технологии, управление, инновации, качество", СибГИУ, Новокузнецк, 2008. С. 201-205.

27. Паршин C.B. База данных моделей процесса и обобщенный очаг деформации при профилировании труб. Сборник трудов XII Всероссийской научно - практической конференции "Металлургия: технологии, управление, инновации, качество", СибГИУ, Новокузнецк, 2008. С. 205 -209.

28. Паршин C.B. Раскатка цилиндрических концов труб роликами. Производство проката. №3, 2009. С. 21-23.

29. Паршин C.B. Многопереходное волочение ребристых труб. Известия вузов. Цветная металлургия. №2, 2009. С. 50-5430. S.V. Parshin. Multipass Drawing of Finned Tubes. Russian Journal of Non-ferrous Metals, 2009, Vol. 50, No. 2, pp. 128-132.

31. Паршин C.B. Экспериментальное исследование процесса деформации НПВТ. Тяжелое машиностроение. 2009, № 2, С. 35-38.

32. Паршин C.B. Выбор рационального процесса получения и профиля закрученной звездообразной трубы. Производство проката, 2009, № 7, С. 45-48.

33. Паг. 2337773 Российская Федерация, МПК В21С 3/08. Роликовая волока / Паршин C.B. (РФ). № 2007106796/02; Заявл. 22.02.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. № 31.

34. Пат. 2338619 Российская Федерация, МПК B21J 5/00, 13/00. Устройство для ковки труб на оправке / Паршин C.B. (РФ), № 2007108112/02; Заявл. 05.03.2007; Опубл. 20.11.2008. Бюл. №32.

35. Пат. 2339479 Российская Федерация, МПК B21D 15/04, В21Н 3/08. Устройство для профилирования труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007111618/02; Заяви. 29.03.2007; Опубл. 27.11.2008. Бюл. № 33.

36. Пат. 2337781 Российская Федерация, МПК B21D 39/08. Устройство для раздачи труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007114820/02; Заявл. 19.04.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. №31.

37. Пат. 2341344 Российская Федерация, МПК В21С 3/16. Оправка для волочения труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007114579/02; Заявл. 17.04.2007; Опубл. 20.12.2008. Бюл. № 35.

38. Пат. 2342209 Российская Федерация, МПК B21D 11/14 Устройство для производства профильных труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007113265/02; Заявл. 09.04.2007; Опубл. 27.12.2008. Бюл. № 36.

29. Пат. 2337772 Российская Федерация, МГ1К В21С 1/30 Привод волочильного стана /Паршин C.B. (РФ), № 2007108115/02; Заявл. 05.03.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. № 31.

40. Пат. 2337778 Российская Федерация, МПК B21D 7/028, В21С 1/06. Стан для профилирования труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007105645/02; Заявл. 14.02.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. № 31.

41. Пат. 2336964 Российская Федерация, МПК В21С 1/24. Стан для волочения труб на подвижной оправке / Паршин C.B. (РФ), №2007111613/02; Заявл. 29.03.2007; Опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30.

42. Пат. 2338614 Российская Федерация, МПК B21D 15/04 Устройство для профилирования труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007112056/02; Заявл. 02.04.2007; Опубл. 20.11.2008. Бюл. №32.

43. Пат. 2337780 Российская Федерация, МПК B21D 15/04 Стан для накатки винтовых профильных труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007112534/02; Заявл. 04.04.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. №31.

44. Пат. 2347637 Российская Федерация, МПК B21D 15/00. Оправка для профилирования труб / Паршин C.B. (РФ), № 2007112208/02; Заявл. 02.04.2007; Опубл. 27.02.2009. Бюл. № 6.

Для заметок

Для заметок

Паршин Сергей Владимирович

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И МАШИН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОПРОФИЛИРОВАННЫХ ТРУБ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ

Подписано в печать Бумага 80 г/м" Тираж 100

17.09.2009

Цифровая печать

Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 2. Заказ оперативный

Отпечатано в отделении полиграфии кафедры «Детали машин» 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, ауд. И-120, тел. (343)375-41-43.

Введение

1. Состояние производства профильных труб. Постановка задач по разработке теории профилирования и созданию новых технических решений

1.1 Типы профильных труб и выбор объектов исследования

1.2 Современное состояние технологии производства и машин для выбранных классов профильных труб

1.3 Состояние методов исследования напряженно -деформированного состояния металла и формоизменения при изготовлении профильных труб

1.4 Постановка задач исследования и совершенствования процессов и машин для профилирования труб 37 Выводы

2 Теория построения моделей очага деформации при профилировании труб

2.1 Методы построения геометрических моделей очага деформации при профилировании труб

2.2 Уравнения механики сплошной среды, описывающие напряженно — деформированное состояние металла

2.3 Вариационное уравнение для упругопластической модели среды

2.4 Использование метода конечных элементов 82 Выводы

3 Разработка моделей очага деформации и анализ процесса производства труб с продольным и винтовым профилированием

3.1 Исследование процесса волочения труб квадратного сечения

3.2 Исследование особых случаев приложения рабочих нагрузок

- на примере волочения прямоугольных труб

3.3 Особенности формоизменения и распределения давления на инструмент при волочении труб шестигранного сечения

3.4 Аналитическое решение задачи кручения тонкостенных труб

3.5 Анализ процесса профилирования труб кручением методом конечных элементов 132 Выводы

4 Разработка моделей очага деформации и анализ процесса профилирования труб специального назначения и многопереходных процессов

4.1 Постановка задач исследования элементов процесса деформации одного вида экспандируемых труб

4.2 Выбор рационального профиля одного вида экспандируемых труб и рабочего инструмента

4.3 Исследование раскатки труб цилиндрическими роликами

4.4 Исследование двухстадийного процесса деформации винтовых граненых труб

4.5 Исследование профилирования чехловых шестигранных труб

4.6 Теория многопереходных процессов профилирования труб 185 4.6.1 Вариационное уравнение теории пластичности неоднородных тел

4.7 Задачи многопереходного профилирования труб

4.7.1 Многолучевые трубы

4.7.2 Плоскоовальные и прямоугольные трубы 200 Выводы

5 Экспериментальные исследования процессов профилирования труб

5.1 Цели и задачи экспериментальных исследований

5.2 Методики экспериментов

5.2.1 Методика определения размеров и формы готовых труб

5.2.2 Методика определения деформированного состояния

5.3 Аппаратура и приспособления для экспериментов, условия проведения опытов

5.4 Результаты экспериментов и сравнение с теоретическим исследованием

5.4.1 Особенности формоизменения труб при профилировании и энергосиловые параметры

5.4.1.1 Формоизменение труб

5.4.1.2 Энергосиловые параметры

5.4.2 Исследование деформированного состояния металла при профилировании 245 Выводы

6 Разработка новых и совершенствование существующих технических решений по реализации процессов и машин профилирования труб

6.1 Совершенствование существующего и разработка нового рабочего инструмента для профилирования труб

6.1.1 Рациональная форма волочильного инструмента

6.1.2 Новый рабочий инструмент

6.2 Разработка новых устройств для профилирования труб 282 Выводы 306 Заключение 308 Библиографический список 313 Приложение

В настоящее время ряд экономических и технических проблем вынуждает потребителей промышленных изделий придерживаться требований энерго- и ресурсосбережения. Этим требованиям отвечают изделия, которые обеспечивают лучшее соотношение полученного от их применения экономического эффекта к стоимости их производства и эксплуатации, нежели имеющиеся изделия того же назначения. Заявленным особенностям отвечают изделия с малой металлоемкостью, имеющие оптимизированную форму, изготовленные из материалов, наиболее точно отвечающих требованиям эксплуатации. К числу таких изделий относятся профильные трубы, имеющие отличное от круглого поперечное сечение.

Класс профильных труб чрезвычайно широк (по существу, к профильным не относятся лишь цилиндрические прямолинейные трубы с правильным кольцевым сечением). Поле применения таких труб также весьма значительно, и, что немаловажно, имеет тенденцию к увеличению. Профильные трубы могут применяться по конструктивным соображениям (например, для восприятия особой конфигурации нагрузок), по технологическим причинам (для удобства сборки, монтажа), по соображениям производственного цикла (например, в нефтяной отрасли, теплообменных аппаратах), а также в иных (например, декоративных) целях.

Потребности промышленности приводят к необходимости непрерывного расширения типоразмерного ряда освоенных трубной промышленностью видов труб, более широкое применение для их производства материалов, обладающих повышенными механическими, свойствами, и, кроме того, растет потребность изготавливать новые, ранее неизвестные, виды профильных труб. Многие виды профильных труб, хотя и известны из литературы, но фактически не освоены производством и не имеют технологических предпосылок для их выпуска. Требования к профильным трубам в отношении качества весьма многообразны и определяются условиями их применения потребителями.

Профильные трубы, относятся к одному из наиболее сложных видов трубной продукции. В условиях жесткой конкуренции на мировых рынках трубной продукции ужесточаются требования к качеству и остро встают вопросы снижения стоимости профильных труб.

Сказанное означает, что настоящая работа, посвященная вопросам совершенствования производства профильных труб, актуальна, причем как для потребителей профильных труб, так и для их изготовителей. Действительно, поскольку . объемы производства профильных труб по каждому конкретному типу небольшие, то изготовление рабочего инструмента производится, как правило, в индивидуальном порядке, что определяет его высокую стоимость. К этому следует добавить, что рабочий инструмент не является универсальным, как правило, сложен по конфигурации, что также повышает его стоимость. Усугубляет сложность задачи производства и тот факт, что стоимость проектирования процесса, инструмента и изготовления оборудования перекладывается на небольшие объемы выпущенной продукции, что приводит к недопустимому возрастанию цен на последнюю. Кроме того, отсутствует или является редким оборудование для изготовления инструмента, в результате чего это изготовление осуществляется, чаще всего, вручную.

Методические материалы по проектированию процесса и инструмента существуют лишь для некоторых видов труб, общие методики проектирования инструмента и переходов волочения отсутствуют. Освоение нового вида продукции производится, как правило, методом последовательных приближений за несколько итераций. До недавнего времени эти разработки базировались на опыте работников цехов и лабораторий, однако в связи со сменой поколений эти сведения, в значительной мере утрачены. Следует вообще констатировать, что методы проектирования процессов производства профильных труб значительно отстали от общего прогресса трубного производства, и не отвечают требованиям времени.

Необходимо отметить, что даже для освоенных производством многогранных типов профильных труб требуется углубленное исследование процесса, например, с целью расширения сортамента, как в сторону тонкостенных, так и толстостенных труб, исследование зависимости геометрии и других параметров полученных изделий (прогибы граней, радиусы закругления ребер, распределение деформации и значения поврежденности металла по сечению, и др.) от условий процесса, определение рациональной формы рабочего инструмента и др., а также установления влияния на процесс используемого материала, ранее не применявшегося для производства таких труб. Сказанное выше в большой мере относится к производству новых видов профильных труб.

Производство профильных труб должно отвечать всем требованиям получения конкурентоспособности такого вида продукции, и, в частности, необходимо гибкое реагирование на потребности рынка, перестройка процесса производства, исходя из данных маркетинговых исследований, выпуск широкого сортамента для расширения круга потребителей, относительно низкая стоимость производства продукции и постоянная работа по ее снижению, наличие задела по созданию новых видов профильных труб и малый цикл по запуску их в производство, возможность выпуска продукции высокого качества и постоянная работа по его повышению.

Одним из условий преодоления современной экономической ситуации в трубной отрасли России является создание возможности производства продукции, конкурентоспособной на мировом рынке. В этой связи организация производства профильных труб также может иметь определенное значение.

Распространенным способом производства профильных труб является получение их из гладких трубных заготовок. При этом, как правило, не происходит значительного утонения или утолщения стенки, что позволяет получить трубы с постоянной по сечению толщиной стенки. Действительно, трубы с непостоянной по сечению толщиной стенки могут быть получены, однако процессы производства этого вида продукции сопровождаются высоким уровнем деформаций, а, следовательно, и повышенными энергозатратами, что сказывается на стоимости получаемых труб. Таким образом, необходимость получения таких труб должна быть соответствующим образом обусловлена.

Следует указать, что сдерживающим фактором в производстве профильных труб зачастую является не только и не столько повышенная стоимость получения самой продукции, сколько недостаточная стабильность процесса, которая является следствием его слабой изученности. Такое положение дел возникает, прежде всего, вследствие сложности очага деформации при профилировании трубы, что делает чрезвычайно затруднительным его описание традиционными аналитическими методами. Кроме того, в качестве основных проблем при получении профильных труб могут быть названы неточность трубного профиля, а также разрушение труб из малопластичных материалов непосредственно в процессе профилирования или при их нормальной эксплуатации.

Описанные проблемы могут быть решены путем создания моделей процессов, имеющих малое количество допущений, достаточно точно описывающих геометрию очага деформации, а также свойства материала трубной заготовки, ее упрочнение при профилировании. В силу большого объема расчетов, связанного со сложностью поставленной задачи, этим требованиям отвечает лишь компьютерное моделирование процесса. Однако такой способ моделирования имеет и недостаток, связанный с тем, что для моделирования процесса с конкретными параметрами (например, размером трубы, диаметром роликов) требуется создание отдельной модели. В то же время назначением большой группы моделей является оптимизация процесса, что требует проведения большого количества расчетных опытов (например, для подбора геометрических размеров и пр.). В этом случае потребуется построить большое количество отдельных моделей. Выходом может стать использование встроенной в некоторые расчетные пакеты возможности оптимизационного расчета, но и у этого способа есть свои недостатки, связанные со значительным временем решения.

Одним из решений указанных проблем является создание методики моделирования и базы данных процессов профилирования труб, имеющей возможность оперативной параметризации процесса (в том числе, и по нескольким варьируемым параметрам).

В этой связи цель настоящей работы состоит в создании методики моделирования процессов профилирования труб, разработке базы данных широкого класса моделей, исследовании ряда конкретных процессов профилирования, представляющих большой интерес для важных отраслей промышленности, проведении экспериментов по оценке точности моделей, разработке новых технических решений по реализации процессов профилирования труб.

В первом разделе работы рассмотрено современное состояние процессов производства профильных труб, приведена их классификация по нескольким признакам. В качестве объекта исследования определены профильные трубы, которые могут быть получены путем деформации стенки без изменения ее толщины. Среди них выбраны трубы, являющиеся наиболее характерными представителями указанных классов. К таким относятся трубы с продольным и винтовым профилированием, а также некоторые виды труб специального назначения. Изучено современное состояние технологии производства и машин, а также методов исследования напряженно - деформированного состояния таких видов труб, и на этой основе выполнена постановка задач исследования и совершенствования процессов и машин и разработки новых технических решений.

Во втором разделе разработана методика моделирования процессов профилирования труб, охватывающая выбранные классы труб, и на основе определяющих признаков сформирована база данных выбранных моделей процессов, позволяющая параметризовать процедуру получения моделей конкретных процессов. Математическое описание полученных моделей процессов выполнено на основе уравнений механики сплошной среды, учитывающих ее пластические и упругие свойства, что является основой для определения напряженно — деформированного состояния, вычисления поврежденности металла, и нахождения энергосиловых параметров. Получено вариационное уравнение для описания напряженно -деформированного состояния упругопластической среды. Показано, что в описанной выше постановке аналитические решения не могут быть найдены. В этой связи предложено использовать конечно - элементный подход, который учитывает особенности геометрических моделей.

В двух последующих разделах на основе разработанной методики рассмотрены конкретные примеры исследования процессов изготовления профильных труб, имеющих важное значение для соответствующих потребителей.

Так, в разделе три исследованы процессы производства труб с продольным и винтовым профилированием. Принятая методика позволяет изучать процессы профилирования многогранных и других труб. В частности, проведен параметрический анализ процесса производства труб квадратного и прямоугольного сечения, в том числе с особыми случаями приложения рабочих нагрузок. Найдено давление металла на инструмент, интенсивность деформаций и показатель напряженного состояния, а также распределение значения поврежденности металла в поперечном сечении после волочения, на основании чего могут быть рекомендованы рациональные условия ведения процесса. Выполнено аналитическое решение для случая кручения тонкостенной трубы, а также анализ кручения многолучевых и ребристых труб методом конечных элементов. Найден рациональный профиль трубы, при котором поврежденность металла имеет наименьшее значение.

В разделе четыре рассмотрены процессы профилирования труб специального назначения, к которым отнесены профильные перекрыватели нефтяных и газовых скважин, чехловые трубы для нужд атомной промышленности и трубы — заготовки для производства гидродвигателей, имеющие гипо- и эпитрохоидный профиль. В качестве объекта исследования для труб первого вида выбраны тонкостенные трубы большого диаметра, имеющие продольный сварной шов. На первом этапе изучен процесс получения профильной части перекрывателя роликами, имеющими различную ширину, вследствие чего получены две разновидности профильной части - «синусоидальной» и звездообразной формы. Далее моделировался процесс раздачи этих профилей в скважине внутренним давлением и коническим инструментом. Рассмотрен также процесс раздачи цилиндрических концов труб с использованием инструмента с цилиндрическими роликами.

Изучены процессы многопереходного профилирования труб без промежуточных отжигов. Такой технологический процесс позволяет получить значительную экономию ресурсов. Теоретическую основу многопереходных процессов профилирования составляет теория пластически неоднородных тел. При этом рассмотрен случай, когда пластическая неоднородность вызвана неоднородной предварительной деформацией. В качестве примеров рассмотрено профилирование многолучевых и овальных труб волочением, а также волочение прямоугольной трубы с большим отношением сторон, причем последний переход выполнен с применением оправки. Учтены особенности расчета поврежденности металла для многопереходных процессов, и получены рекомендации по их рациональному ведению.

В пятом разделе работы сформулированы цели и задачи экспериментальных исследований, описана аппаратура и методики экспериментов, и приведены результаты экспериментальных исследований процессов профилирования. Использование лазерного и светоотраженного сканирования позволили создать методику интеллектуализации контроля размеров профильных труб. Для исследования деформированного состояния применили микроструктурный метод, а оценку напряженного состояния в характерных точках выполнили на основе измерения твердости.

Эксперименты проведены при широком варьировании материалами труб и видами их обработки. Исследовали волочение труб с использованием монолитных и роликовой волок, а также процесс кручения для получения винтовых труб. Сопоставление теоретических результатов с экспериментами проводилось по следующим параметрам: по форме и размерам объемного очага деформации и готовых труб, по форме поперечного сечения четырех- и шестилучевых труб при продольном профилировании в роликовой волоке, по энергосиловым параметрам процесса профилирования и показателям деформированного состояния. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов показало их удовлетворительную сходимость, что приводит к выводу об адекватности выбранных моделей процессов.

В шестом разделе приведены сведения о разработке новых технических решений по реализации процессов профилирования труб, выполненных с использованием проведенных теоретических и экспериментальных исследований, и защищенных патентами РФ. В частности, определена рациональная форма профиля волочильного канала рабочего инструмента, описана разработка технического задания для производства винтовых труб кручением, приведены технические решения, позволяющие повысить эффективность процессов профилирования и качество труб, касающиеся разработки нового рабочего инструмента и новых станов. Произведенные расчеты экономических эффектов от внедрения полученных разработок показали их высокую эффективность.

Научная новизна работы.

1. Разработана методика построения компьютерных геометрических моделей процессов изготовления широкого класса профильных труб, базирующаяся на трехуровневой процедуре параметризации, создана компьютерная база данных очагов деформации, разработана математическая модель процессов холодного профилирования. Эти разработки, в совокупности, позволяют, при их численной реализации, находить формоизменение труб, компоненты напряженно -деформированного состояния металла в очаге деформации, прогнозировать вероятность его разрушения, определять энергосиловые параметры, установить на этой основе рациональные схемы приложения рабочих нагрузок, дать рекомендации по совершенствованию существующих процессов профилирования и эффективному применению новых, защищенных патентами, инструмента и устройств для изготовления профильных труб, обладающих ■ необходимым для потребителей уровнем качества.

2. Разработана методика определения рационального профиля поперечного сечения труб при последовательной двукратной деформации для случая волочения и кручения, а также профилирования роликами и раздачи конусом, применение которой позволяет получить равномерное распределение по сечению и наименьшую поврежденность металла, выполнить поиск конфигурации катающей поверхности роликов, обеспечивающей равномерное распределение давления на контакте роликов и металла.

3. Предложена математическая модель раскатки концов труб цилиндрическими роликами, позволяющая определить деформационные и силовые условия процесса, поврежденность металла, установить влияние высокой дробности деформации на пластичность металла.

4. Создана математическая модель процессов многопереходной деформации, изучено волочение многолучевых овальных и прямоугольных труб с большим отношением сторон профиля за несколько переходов без промежуточных отжигов.

5. Разработана методика определения рациональных геометрических параметров продольного и поперечного сечения профильных волок и проектирования инструмента для их изготовления.

На защиту вынесены следующие основные положения:

1. Анализ сортамента и выбор, на этой основе, класса профильных труб, обладающих общими признаками, постановка задач разработки теории профилирования и новых технических решений.

2. Разработка методики трехмерного твердотельного компьютерного геометрического моделирования и ее применение к широкому классу технологических процессов профилирования труб, отражающей особенности геометрии рабочего инструмента, формы заготовки и особенности приложения рабочих нагрузок.

3. Разработка геометрических моделей очага деформации при профилировании труб и на ее основе создание базы данных широкого класса расчетных моделей.

4. Разработка математической модели процессов холодного профилирования выбранного класса труб, позволяющей находить пластические и упругие деформации, учитывающей упрочнение металла и трение на контактных поверхностях, и позволяющей в совокупности с твердотельными моделями определять параметры очага деформации, необходимые для расчетов формоизменения, напряженно -деформированного состояния, поврежденности металла, а также и других параметров, определяющих служебные свойства труб.

5. Результаты теоретических исследований зависимостей формоизменения, механических переменных очага деформации и распределения давления на инструмент при продольном профилировании многогранных труб от параметров процесса, и, в частности, от степени толстостенности труб, величины сил трения, анализа особых случаев приложения рабочих усилий (проталкивание, волочение с подпором и др.), а также при винтовом профилировании труб гипоциклоидного сечения, ребристых труб, и выбора рационального профиля многолучевых труб при волочении с кручением.

6. Результаты теоретического исследования процесса профилирования труб специального назначения, касающиеся выбора рационального профиля поперечного сечения экспандируемых шестилучевых тонкостенных труб после их профилирования и раздачи, параметров профилирующего инструмента, процесса раскатки труб цилиндрическими роликами, а также процесса волочения чехловых труб и двухстадийного процесса получения винтовых граненых труб с целью получения заданной геометрии профиля;

7. Разработка математической модели и результаты теоретических исследований механических переменных очага деформации, и распределения сопротивления деформации по поперечному сечению, поврежденности металла и формоизменения для многопереходных, без промежуточных отжигов, процессов профилирования многолучевых, плоскоовальных и прямоугольных труб с большим соотношением сторон профиля;

8. Результаты комплексных экспериментальных исследований различных процессов профилирования труб при широком варьировании материалами и толстостенностью заготовок, позволяющие подтвердить адекватность принятых теоретических моделей и допущений, и адаптацию к исследованию процессов профилирования методик интеллектуализации контроля размеров и формы труб на основе лазерного и светоотраженного сканирования и компьютерной обработки данных и микроструктурного анализа деформированного состояния металла.

9. Результаты теоретических исследований по выбору рациональных параметров волочильного инструмента, обеспечивающих минимизацию деформационных и энергосиловых параметров процесса и повышающих точность профильных труб;

10. Разработка новых, защищенных патентами РФ, технических решений по совершенствованию рабочего инструмента и установок для профилирования, позволяющих при их использовании повысить эффективность процессов и качество труб.

Работа выполнена в соответствии с комплексным планом УГТУ — УПИ, темы № 770 «Теоретические основы разработки новых процессов и машин, обеспечивающих повышение уровня конкурентоспособности производимых изделий», №797 «Разработка теоретических основ технологий и оборудования, обеспечивающих производство новых видов металлопродукции», а также договорами о совместной работе Татарского научно-исследовательского и проектно — конструкторского нефтяного института (ТатНИПИнефть). Результаты работы используются в учебном процессе кафедры «Металлургические и роторные машины» УГТУ-УПИ при чтении курсов «Математическое моделирование», «Пакеты прикладных программ», «Программное обеспечение САПР».

выводы

1. Исследование процессов профилирования труб показало, что их совершенствование следует осуществлять на основе разработанной методики моделирования, определяя параметры очага деформации, при этом могут быть всесторонне проанализированы условия процесса, найдены рациональные схемы приложения рабочих нагрузок и форма профилирующего инструмента, а также для необходимых случаев рациональная форма поперечного сечения труб.

2. Выбор рационального профиля рабочего инструмента для волочения профильных труб следует выполнять, определяя рациональную форму профиля канала в продольном направлении, учитывая энергосиловые параметры, давление на инструмент и интенсивность деформации, а также и определяя форму поперечного сечения выходной части волоки, с учетом упругой деформации трубы и влияния внеконтактных зон.

3. Упругую деформацию труб при определении их готовых размеров или корректировке размеров инструмента следует учитывать при профилировании с местным воздействием нагрузок (профилирование роликами), а также при волочении труб с большим отношением сторон профиля.

4. Использование разработок по новому инструменту для профилирования труб, защищенных патентами РФ, позволяет достичь следующих положительных эффектов: обеспечить производство ряда типоразмеров профильных труб, повысить точность размеров и формы труб, снизить износ инструмента, упростить его замену, а также осуществить процессы, характеризующиеся высоким уровнем контроля над конфигурацией получаемых труб.

5. Использование новых станов и устройств для профилирования труб, защищенных патентами РФ позволяет добиться высокой универсальности процессов по сортаменту получаемых труб, высокой точности продукции, а за счет использования рациональных методик профилирования -повышения производительности процесса. Кроме того, применение рассмотренных устройств позволяет значительно расширить типоразмерный ряд трубной продукции за счет получения новых видов профилей, а также получения профилей из материалов, ранее не использовавшихся для этих целей, за счет использования методик, обеспечивающих благоприятное напряженное состояние в очаге деформации.

308

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа является комплексным исследованием, содержащим новые научные, теоретические и экспериментальные результаты, и направленным на совершенствование существующих и разработку новых процессов, рабочего инструмента и машин для изготовления широкого класса холоднопрофилированных труб на основе предложенной методики разработки адекватных компьютерных моделей, создания базы данных моделей различных процессов профилирования и их всестороннего анализа, позволяющих определить формоизменение труб, напряженно - деформированное состояние металла, изучить его деформируемость, определить энергосиловые параметры, установить условия получения труб повышенной точности, найти рациональные конфигурации профилей готовых изделий и инструмента, предложить ряд новых эффективных видов рабочего инструмента и устройств для профилирования труб.

По работе могут быть представлены следующие выводы и результаты:

1. Проведение исследований существующих и разработка новых процессов профилирования определена необходимостью освоения новых видов и расширения сортамента профильных труб, применения новых материалов для их изготовления, а также потребностью в создании методов проектирования маршрутов профилирования и рабочего инструмента, повышения точности и надежности труб. Для рассмотренных типов профильных труб разработана общая методика построения расчетных моделей, позволяющих находить формоизменение при профилировании, параметры напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации и поврежденность металла, а также открытая база данных (содержащая 20 записей моделей процессов), позволяющая путем параметризации обобщенной схемы строить геометрические модели конкретных способов профилирования, в том числе и для многопереходных процессов.

2. Процесс создания моделей процессов профилирования труб выполнен на основе объемного геометрического моделирования, а для параметрического анализа процесса использована универсальная математическая модель с реализацией указанных выше моделей в конечно - элементной форме. Так как процессы профилирования весьма разнообразны, то разработан общий подход к созданию моделей, который имеет возможность рассмотреть воздействие на трубу инструмента сложной формы по наружной и внутренней поверхности, что привело к необходимости решения задачи в объемной постановке. При описании поверхности инструмента и деформируемой заготовки на основе метода конечных элементов следует использовать адаптивный принцип разбивки, за счет чего можно оперативно воздействовать на время решения и точность получаемых результатов. Определено, что математическая модель процесса должна содержать полную систему уравнений механики сплошной среды, причем уравнения равновесия определяются в перемещениях, а физические уравнения должны учитывать пластические и упругие деформации. Для конкретных случаев профилирования необходимо обоснованное определение граничных условий.

3. В процессе исследования продольного профилирования установлено, что интенсивность деформаций и напряжений, давление металла на инструмент, показатель напряженного состояния и поврежденность металла распределены по сечению трубы и толщине ее стенки неравномерно и зависят от степени толстостенности трубной заготовки, сил трения на контакте, материала труб и др., а показатель напряженного состояния меняется весьма плавно. Определено, что использование при профилировании особой схемы приложения нагрузок (проталкивание, волочение с подпором и др.) позволяет создать условия для снижения поврежденности металла, что позволяет, в частности снизить протяженность рабочего цикла профилирования за счет исключения промежуточных этапов термообработки, а также осуществлять профилирование труб из малопластичных материалов и, в необходимых случаях, повысить их точность.

4. Аналитическое решение задачи кручения тонкостенных труб при наличии описания контура поперечного сечения для упрочняющейся среды выполнено модернизированным методом Ритца. Разработанная методика определения напряженно — деформированного состояния при профилировании позволяет выбрать рациональную форму многолучевой трубы с целью минимизации поврежденности металла после операций волочения в монолитной волоке и кручения, что позволяет применить ранее не использовавшиеся материалы для изготовления таких труб.

5. Для труб-заготовок перекрывателей нефтяных и газовых скважин выбор формы поперечного сечения готового профиля выполнен на основе расчетов интегрального значения поврежденности металла после двух операций (профилирование трубы и раздача ее в скважине), при этом наименьшую величину этого показателя можно получить, производя деформацию роликом, имеющим форму, определенную специально для выбранного профиля трубы. Возможно получение равномерного распределения удельного давления металла на инструмент в очаге деформации при профилировании на основе выбора рациональной формы очертаний боковой поверхности ролика, что позволяет повысить стойкость инструмента. Раздача трубы до цилиндрической формы коническим пуансоном при наличии подпора с торца трубы обеспечивает наилучшие условия процесса.

6. Определены условия, при выполнении которых могут быть получены шестигранные чехловые трубы, имеющие заданную точность формы. Для этого вида труб определено давление металла на волоку и оправку, и найдены энергосиловые параметры процесса волочения.

7. На основе проведенного исследования процесса получения винтовых граненых труб с эпи- и гипотроходным профилем, установлено, что эти трубы могут быть получены с повышенной точностью если на первом этапе осуществляется волочение труб на неподвижной оправке, а на втором - закручивание профиля.

8. При изучении многопереходных процессов профилирования принята модель пластически неоднородной среды, а вариационное уравнение, обобщающее определяющие уравнения механики очага деформации, записано с учетом предварительной деформации металла. Исследование процессов многопереходного профилирования многолучевых, овальных и прямоугольных (с большим отношением сторон профиля) труб позволило определить величины интенсивности напряжений и деформаций, а также поврежденности металла с учетом истории деформирования по профилю поперечного сечения, что позволяет точнее определить необходимость промежуточной термической обработки труб в технологическом процессе и снизить цикличность изготовления.

9. С использованием разработанной методики моделирования выполнено комплексное исследование процессов профилирования труб, при котором могут быть достаточно полно проанализированы условия процесса, найдены рациональные схемы приложения рабочих нагрузок и форма профилирующего инструмента, а также рациональная форма поперечного сечения труб, установлено влияние материала трубы и степени толстостенности трубной заготовки и других условий процесса, при различных способах профилирования на такие параметры готовых труб, как радиусы закругления граней, величина изгиба граней и ребер при кручении и др., а также энергосиловые параметры процесса. Эти расчеты явились основой для совершенствования существующих и разработки новых процессов профилирования труб.

10. Комплексное экспериментальное исследование, осуществленное при широком варьировании материалом, геометрическими параметрами заготовок, формой поперечного сечения готовых труб и способами их обработки, позволило выполнить сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями по форме и размерам очага деформации и геометрическим параметрам готовых труб, показателям деформированного состояния и энергосиловыми условиями процесса. Разработана методика интеллектуализации контроля размеров и формы готовых труб и выполнена адаптация методики микроструктурного анализа металла после деформации для использования на образцах профильных труб. Показана корректность принятых допущений и адекватность теоретических моделей.

11. С учетом рациональной формы профиля волочильного канала в продольном и поперечном направлении, а также определенных ранее энергосиловых параметров, давления на инструмент и интенсивности деформации, упругой деформации трубы и влияния внеконтактных зон может быть осуществлен выбор рационального профиля рабочего инструмента. При профилировании с местным воздействием, например роликами, а также при волочении труб с большим отношением сторон профиля следует учитывать упругую деформацию труб при определении их готовых размеров или корректировке размеров рабочего инструмента.

12. Использование разработок нового инструмента, а также станов и устройств для профилирования труб, в том числе защищенных патентами РФ, позволяет достичь следующих положительных эффектов: расширить типоразмерный ряд трубной продукции, в частности, за счет получения новых видов профилей, а также изготовления профилей из материалов, ранее не использовавшихся для этих целей, а также за счет использования методов профилирования, обеспечивающих благоприятное напряженное состояние в очаге деформации, повысить точность их размеров и формы, снизить износ инструмента, упростить его замену, а также осуществить процессы, характеризующиеся высоким уровнем контроля конфигурации получаемых труб, добиться высокой универсальности процессов по сортаменту получаемых труб, а путем использования рациональных методик профилирования — повышения производительности процесса.

1. В.Н. Данченко, В.В. Сергеев, Э.В. Никулин. Производство профильных труб. М.: Интермет Инжиниринг, 2003. 224 с.

2. Шурупов А.К., Фрейберг М.А. Производство труб экономичных профилей. Свердловск: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. Свердловское отделение, 1963.296 с.

3. Соколовский В.И. Машины и технология производства холоднодеформированных труб / Материалы конференции «Трубы России 2004»: в сб. «Достижения в теории и практике трубного производства». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. С. 330-343.

4. Zdunkiewicz М. Фасонные трубы как конструкционные элементы // Przegl.mech. 1968. т.27. - №22. - с.687-689.

5. Коваленко Л.М., Глушков А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи, М.: Энергоатомиздат, 1986. 259 с.

6. Бондарев А.И., Зоз В.Н. Технология и оборудование для оребрения поверхностей нагрева. М. : Энергоатомиздат, 1986. 197 с.

7. Трубы для нефтяной промышленности / Ткаченко В.А., Шевченко А.А., Стрижак В.И. и др. // М.: Металлургия, 1986. 256 с.

8. Абдрахманов Г.С. Крепление скважин экспандируемыми трубами. Самара: Изд. дом «РОСИНГ», 2003. 228 с.

9. Паршин С.В. Состояние и перспективы развития производства профильных труб. Производство проката№ 2, 2008, С. 32-35

10. Семенова Н.В., Паршин С.В. Анализ способов производства профильных труб /Межвузовский международный сборник научных трудов «Обработка сплошных и слоистых материалов»; Магнитогорск, 2004. Вып. 30. С.87-97.

11. Производство гнутых профилей (оборудование и технология). /Тришевский И.С., Юрченко А.Б., Марьин B.C. и др.// М.: Металлургия, 1982.384 с.

12. Паршин С.В. Процессы и машины для изготовления профильных труб.Изд-во ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2006. 356 с. 13.

13. Технология трубного производства / Данченко В.Н., Коликов А.П., Романцев Б.А. и др. М.:Интермет Инжиниринг, 2002. - 640 с.

14. Технология производства труб/ Потапов И.Н., Коликов А.П., Данченко В.Н. и др. М.Металлургия, 1994. - 528 с.

15. Современное состояние мирового производства труб / Крупман Ю.Г., Ляховецкий Л.С., Семенов О.А. и др. М.гМеталлургия, 1992. 353 с.

16. Каргин В.Р. Процессы получения винтовых профилей и труб. М.: Металлургия, 1994. 96 с.

17. Прессование стальных труб и профилей / Гуляев Г.И., Притоманов Е.А., Дробич О.П. и др. М.: Металлургия, 1973. 193 с.

18. Деформация металлов жидкостью высокого давления / Уральский В.И., Плахотин B.C., Шефтель Н.И. и др. М.: Металлургия, 1976. 424 с.

19. Каменецкий Б.И., Резер А.И., Богатов А.А. Гидравлическая формовка сложных полых изделий / В сб. «Достижения в теории и практике трубного производства». Материалы конференции «Трубы России 2004», Екатеринбург, 2004. С. 427-435.

20. Биск М.Б., Грехов И.А., Славин В.Б. Холодная деформация стальных труб. В 2 ч. Прокатка, гидропрессование, термическая обработка, отделка, маршруты изготовления. Свердловск: Средне-Уральское кн. изд-во, 1977. Ч. 2. 232 с.

21. Биск М.Б., Грехов И.А., Славин В.Б. Холодная деформация стальных труб. В 2 ч. Подготовка к деформации и волочение. Свердловск: Средне-Уральское кн. изд-во, 1977. Ч. 1. 232 с.

22. Мишулин А.А., Савчинский И.Г. Разработка технологии производства спирально-профильных труб применительно к созданию эффективнойтеплообменной техники / Мат. 1-й Российской конф. «Кузнецы Урала -2005». Екатеринбург, 2005. с.745-748.

23. Матвеев Б.М., Никитина JI.A. Современное состояние и перспективы развития производства труб в России и за рубежом. 4.1. Производство проката, №12, 1999. с. 28-32.

24. Матвеев Б.М., Никитина Л.А. Современное состояние и перспективы развития производства труб. 4.2. Производство проката, №1, 2000. с. 2329.

25. Технология и оборудование трубного производства / Осадчий В.Я., Вавилин А.С., Зимовец В.Г. и др. М.:Интермет Инжиниринг, 2001. - 608 с.

26. Особенности профилирования труб в ООО «Профиль-ГП»/ Морозов А.А., Антипанов В.Г., Афанасьев В.Ф. // Производство проката, 2002. № 1. С. 32-33.

27. Gajdorus О. Применение роликовых волок при волочении квадратных и прямоугольных профилей // Hutn. listy,1977. т.32, №1. - с.28-32.

28. Яковлев В.В., Шуринов В.А., Балявин В.А. Волочение прямоугольных труб на подвижной оправке. М.: 1965. 6 с. Деп. в «Черметинформация». 13.05.85, №2847.

29. Патент 2168384 Российская Федерация, МПК7 B21D15/04. Устройство для изготовления труб с винтовыми гофрами./ Лыткин И.Н., Кошелева Е.Ю., Шляхин А. Н., и др., 1999.

30. Патент 2152838 МПК7 B21D15/04. Способ изготовления труб с винтовыми гофрами./ Лыткин И.Н., Шляхин А. Н., Мишулин А. А., и др., 1999.

31. Перлин И.Л, Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971. -448 с.

32. Юхвец И.А. Волочильное производство. М.: Металлургиздат, 1965. -375 с.

33. Орро П.И., Дорохов А.И. Изготовление труб сложных фасонных профилей // Бюллетень научно технической информации УкрНИПИ. — 1959, №6-7.

34. Дорохов А.И. Осевые напряжения при волочении фасонных труб без оправки. Труды УкрНИТИ, Металлургиздат, 1959, №1.

35. Швейкин В.В., Славин В.Б. Усилия при проталкивании профильных труб // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 1965. № 6. — С.89-96.

36. Данилов А.Ф., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка и прессование труб. М.: Металлургия, 1972, 576 с.

37. К расчету калибровки инструмента и тяговых усилий при волочении профилей, отличных от круглых/ П.И.Полухин, Г.Я.Гун, В.П.Полухин и др.// Сб. тр. МИСиС, 1967. №42. -С.16-21.

38. Смирнов Аляев Г.А., Гун Г.Я. Основы теории непрерывной формовки в профилегибочных станах // Изв. Вузов. Черная металлургия, 1962.-№11.-С. 99-105.

39. Смирнов Аляев Г.А., Гун Г.Я. К теории конечных пластических деформаций листового материала // Изв. Вузов. Черная металлургия, 1962. -№9. С.150-153.

40. Рымов В.А., Полухин П.И., Потапов И.Н. Совершенствование производства сварных труб. М.: Металлургия, 1983. — 312 с.

41. Матвеев Ю.М., Халамез Е.М., Зеленый И.Н. Энергосиловые параметры непрерывных трубоформовочных станов. Челябинск: кн. изд-во,1969. 108 с.

42. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. М.: Машгиз, 1959. - 328 с.

43. Пластическое формоизменение металлов/ Г.Я.Гун, П.И.Полухин, В.П. Полухин и др. М.: Металлургия, 1968. - 416 с.

44. Гун Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением. (Теория пластичности). М.: Металлургия, 1980. — 456 с.

45. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М. Металлургия, 1983. - 352 с.

46. Теория обработки металлов давлением: Вариационные методы расчета усилий и деформации/ И.Я. Тарновский, А.А.Поздеев, О.А.Ганаго и др.: Под ред. ИЛ.Тарновского. М.:Металлургиздат, 1963. - 672 с.

47. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. - 686 с.

48. Колмогоров B.JL Тяговое усилие при изготовлении профильных труб волочением// Технология производства черных металлов: Тр. Уральского науч. исслед. ин-та черных металлов. - Свердловск: Металлургиздат, 1963, т.2. - С. 161 -172.

49. Швейкин В.В., Славин В.Б. Усилия при проталкивании профильных труб // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1965. - № 6. - С.89-96.

50. Губашов Б.Н. Исследование деформаций, энергосиловых и кинематических параметров при прокатке квадратных и прямоугольных труб: Дис. .канд.техн.наук Свердловск, 1971. - 151 с.

51. Осипов А.А. Аппроксимация сплайнами пластических деформаций труб при профилировании роликами// Изв. ВУЗов. Черная металлургия. -1985.-№12.-С.133-134.

52. Осипов А.А. Разработка процесса профилирования обсадных труб — перекрывателей и обоснование выбора параметров стана: Дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1987. -173 с.

53. Беляев С.Ю. Разработка процесса и новой установки для получения спирально — профилированных труб на основе исследования механики очага деформации. Дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1988. - 209 с.

54. Некрасов И.И. Разработка новой технологии и оборудования для производства, труб с внутренним кольцевым оребрением на основе исследования механики очага деформации. Дисс. канд. техн. наук, Екатеринбург, 1994. 256 с.

55. Юнышев JI.В. Разработка нового процесса роликовой раздачи труб и определение его энергосиловых параметров. Дисс. канд. техн. наук -Свердловск, 1987. -253 с.

56. Ильюшин А.А., Огибалов Л.Н., Упруго пластические деформации полых цилиндров. -М.: Изд. МГУ, 1969. - 226 с.

57. Вольмир А.С. Устойчивость упругих систем. М.: Наука, 1967. 984 с.

58. Григоренко Я.М., Василенко А.Т., Панкратова Н.Д. Статика анизотропных толстостенных оболочек. Киев: Вища школа, 1985. - 190 с.

59. Григоренко Я.М., Василенко А.Т. Методы расчета оболочек, т.4. Теория оболочек переменной жесткости. Киев: Наук.думка, 1981. — 544 с.

60. Новожилов В.В. Вопросы механики сплошной среды. Л.: Судостроение, 1980. -400 с.

61. Емельянов И.Г., Кузнецов В.Ю. Напряженное состояние некруговой цилиндрической оболочки в двухмерной и трехмерной постановке // Проблемы машиностроения и надежности машин, 2001, №6 С. 34-38

62. Колтунов М.А., Кравчук А.С., Майборода В.П. Прикладная механика деформированного твердого тела. М.: Высшая школа, 1983. -349 с.

63. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. - 420с.

64. Старостин Ю.С., Головинов М.Ф., Каргин В.Р. Ребристые трубы из алюминиевых сплавов. — М.: Металлургия, 1983. —134 с.

65. Дорохов А.И., Павлов Д.Д. Производство труб. М.: Металлургия, 1968 (ВИНИТИ), сб. №20. С. 214-217.

66. Дорохов А.И., Усенко А.Л. Производство бесшовных труб. — М.: Металлургия, 1975. С. 79-82.

67. Шевченко А.А., Черкасов Н.К., Ризоль А.И. и др. /Кузнечно-штамповочное производство, 1977. № 6. С. 5 7.

68. Закс Л. М., Розенберг В. Я. Управление качеством как проблема технической кибернетики.—Измерит, техника, 1971, №6, С. 11—14.

69. Фейгенбаум А. Системотехника и управление качеством.—> В кн.: Системы упр. качеством продукции: Материалы XV конф. ЕОКК. Сес. III. М.: Стандарты, 1972, С. 3—23.

70. Шенерт Д., Томе Г. И. Система привада как составная часть технологических агрегатов.— Черн. металлы, 1978, № 21, С. 20—27

71. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем/Пер. с англ. М.: Мир, 1971. 400 с.

72. Паршин B.C. Основы системного совершенствования про-цессов и станов холодного волочения. Красноярск: Изд-во Крас-нояр. ун-та, 1986.— 192 с.

73. Александров JI.B. и др. Системный анализ при создании и освоении объектов техники. М.: НПО "Поиск", 1992. 88 с.

74. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд. СПбГТУ, 1997. 510 с.

75. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985.

76. Общая теория систем /Иванов A.M., Петров В.П., Сидоров И.С., Козлов К.А. СПб.: Научная мысль, 2005. 480 с.

77. Паршин С.В. Построение обобщенного очага деформации при профилировании труб. Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2008): сборник докладов пятой международной научно-методической конференции, ч.2, Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2008. С. 348-351

78. Алгоритмизация выбора и расчета штамповых компенсаторов при штамповке выдавливанием/ Поксеваткин М.И., Штильников А.А., Овчаров Г. А., Поксеваткин Д.М./ КШП ОМД, №9,2006, С. 33-35

79. Автоматизация выборки компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки/ Поксеваткин М.И, Овчаров Г.А., Штильников А.А., Поксеваткин Д.М./КШП ОМД, №7,2007, С. 30-32

80. Принципы параметрической классификации поковок в многомерном пространстве признаков/ Поксеваткин М.И, Овчаров Г.А., Поксеваткин Д.М./ КШП ОМД, №8, 2008, С. 46-48

81. Паршин С.В. Моделирование технологических процессов в CAE -пакете ANSYS 7 / СВ. Паршин, О.М.Огородникова // САПР и графика, 2003.2. С.58-59.

82. Паршин С.В., Семенова Н.В. Конечно-элементное моделирование процесса пластической деформации при профилировании труб. Вестник УГТУ-УПИ №11 (63). Компьютерный инженерный анализ. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. С.84-85.

83. Zienkiewicz О.С. A Simple Error Estimator and Adaptive Procec ure for Practical Engineering Analysis / O.C. Zienkiewicz, J.Z. Zhu // Inter mtional Journal for Numerical Methods in Engineering, 1987, V.24. P. 337-357.

84. Ильюшин А.А. Пластичность. M.: Изд. АН СССР, 1963.

85. Ильюшин А.А. Механика сплошной среды. M.: Изд. МГУ, 1978.

86. Работнов Ю.Н Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1988. 712 с.

87. Безухов Н.И. Основы прикладной теории упругости, пластичности и ползучести. -М.: высшая школа, 1968. 512 с.

88. Молчанов И.Н., Никол енко Л.Д., Основы метода конечных элементов. Киев.: Наукова думка, 1989.

89. Теребушко О.И. Основы теории упругости и пластичности. -М.:Наука, 1984. 320 с.

90. Филоненко Бородич М.М. Теория упругости. - М.: Гос. изд. физ. -мат. литер., 1959, 264 с.

91. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1967. 488 с.

92. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. // М.: Металлургия, 1976. 416 с.

93. Колмогоров В. Л. Напряжения. Деформации. Разрушение. М.: Металлургия, 1970. 229 с.

94. Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1984. 144 с.

95. Богатов А.А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 328 с.

96. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Т.1. Деформация и разрушение. М.: Машиностроение, 1974. 472 с.

97. Пластичность и разрушение / Колмогоров В.Л., Богатов А.А., Мигачев Б.А. // М.: Металлургия, 1977. 336 с.

98. Богатов А.А., Смирнов С.В., Колмогоров В.Л. Изучение особенностей деформируемости металла при многооперационной холодной деформации с промежуточными отжигами / Изв. вузов Черная металлургия, 1979. № 12. С. 43-46.

99. Смирнов С.В. Богатов А.А., Колмогоров В.Л. ФММ, 1980. Т.49. № 2. С. 389-393.

100. Ohmori М., Inno М., Natsuoka N. Trans JSJL, 1978, V.18, № 8, Р.468-474.

101. Новожилов В.В. Вопросы механики сплошной среды. Л.: Судостроение, 1980. 400 с.

102. Михлин С.Г. Численная реализация вариационных методов. М.: Наука, 1966.-432 с.

103. Молчанов И.Н., Николенко Л.Д. Основы метода конечных элементов. Киев: Наукова думка, 1989. 379 с.

104. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 428 с.

105. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. Пер. с англ. М.: Мир, 1981. 304 с.

106. Сахаров А.С. Метод конечных элементов механике твердых тел /Под ред. А.С. Сахарова, И. Альтенбаха. Киев : Вища школа, 1982. 480 с.

107. Карамышев А.П., Некрасов И.И., Паршин С.В. Математическое моделирование процессов упругого нагружения методом конечных элементов: Учебное пособие. Екатеринбург. УГТУ-УПИ, 2002. 98 с.

108. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. Пер. с англ. М.: Мир, 1976. 463 с.

109. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. 512 с.-110. Lashkari М. COSMOS User Guide. Stress, Vibration, Buckling, Dynamics, Fluid, Electromagnetic and Heat Transfer Analysis. (Release Version 1.6), 1990. 184 p.

110. White J.L., Todd E.S. Normal Modes Vibration Analysis of the JT98/747 Propulsion System / Journal of Aircraft, 1978. V.15, № 1.

111. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений / Городецкий С.А. Завороцкий В.И., Лантух-Лященко А.И. и др. М.: Транспорт, 1981. 143 с.

112. Altan Т. Oh S. CAD/CAM of Tooling and Process for plastic working / Advanced Technology of Plasticity. Tokyo: Japan, 1984. V.l. P.531-544.

113. Басов K.A. ANSYS в примерах и задачах/ под общ.ред. Д.Г.Красковского. М.: Компьютер Пресс, 2002. - 224 с.

114. Готлиб Б.М., Добычин И.А., Готлиб М.Б. Автоматизированные кузнечно прессовые комплексы, (опыт создания и эксплуатации). Екатеринбург: Изд. УрГАПС, 1998. - 647 с.

115. Расчетные работы и инженерный консалтинг. Проспект фирмы «CADFEM». Сб. Расчеты. 2002. №4.

116. Незлина А.Ю. Сходимость метода конечных элементов при решении нелинейных краевых задач // Докл. АН УССР, Сер. А. 1983, №7, С.16-19.

117. Turner M.J., Clongh R.W., Martin H.C., Topp L J. Stiffness and Deflection Analysis of Complex Structures. // Journ. Aeronaut. Sci., 1956, 23, p. 805 824.

118. Комратов Ю.С., Лехов O.C. Совершенствование производства проката в условиях НТМК. Екатеринбург: Изд-во «Банк культурной информации», 2002. 384 с.

119. Харитонов В.В., Смирнов С.В., Вычужанин Д.И., МКЭ расчет изменения толщины стенки трубы при безоправочном волочении. В сб. «Достижения в теории и практике трубного производства», Екатеринбург, 2004. - С.135-139.

120. Восканьянц А.А., Иванов А.В., Панов Е.И. Исследования процесса холодной поперечно — винтовой прокатки на трехмерной конечно -элементной модели. В сб. «Непрерывные процессы обработки давлением». М.:МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004.

121. Восканьянц А. А., Иванов А.В. Конечно-элементное моделирование процесса поперечно-винтовой прокатки на основе эйлерова описания движения сплошной среды. Электронное научно техническое издание «Наука и образование», №01, 2009.

122. Муйземнек А.Ю. Расчет поврежденности металла при радиальном обжатии толстостенной трубы. По данным интернет-ресурса http://www.cae-services.ru/ (Инженерный консалтинг и расчеты для промышленных предприятий), 2009.

123. Дмитриев A.M., Воронцов A.M. Об использовании метода конечных элементов. В сб. «Непрерывные процессы обработки давлением». М.:МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004.

124. Паршин С.В. Определение напряженно деформированного состояния при планетарной обкатке труб роликами. Материалы всероссийской научно - технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения акад. А.И.Целикова, 2004. С. 388-393

125. Паршин С.В. Исследование очага деформации и разработка машины для получения низкопрофильных витых труб. Материалы 1-й Российскойконференции по трубному производству «Трубы России 2004», Сб. науч. трудов, 2004. С. 107-115

126. Паршин С.В., Семенова Н.В. Моделирование процесса безоправочного волочения профильных труб В сб.: «Пластична деформащя метал1в», Науков1 BicTi. Сучасш проблеми металурги, Дншропетровськ, 2005. С.428-430.

127. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1968. 344 с.

128. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1988. - 720 с.

129. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1968.-232 с.

130. Паршин С.В. Влияние условий приложения технологических нагрузок на деформируемость металла при профилировании труб. ИВЧМ, №12, 2007, С. 55

131. Паршин С.В. Волочение прямоугольных труб с наложением подпора или противонатяжения. Производство проката. №12, 2008. С. 13-16.

132. Паршин С.В. Деформируемость металла при формовке профильных труб из листа с наложением сжатия в калибре. ИВЦМ, №1, 2008, С. 40-42.

133. S.V. Parshin Metal Deformability during Formation of Profiled Pipes from a Sheet under Compression in a Gauge. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2008, Vol.49, №1, Allerton Press, Inc. C. 35-37

134. Старостин Ю.С., Голованов М.Ф., Каргин В.Р. Ребристые трубы из алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1983. 134 с.

135. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М., Машиностроение, 1968, 400 с.

136. Теория упругости. Пер. с англ., Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1975. 576 с.

137. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 1. Под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. 832 с.

138. Бэкофен В. Процессы деформации. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1977.-288 с.

139. Оптимизация прокатного производства / Скороходов А.Н., Полухин П.И., Илякович Б.М., Хайкин Б.Е. и др. М.: Металлургия, 1983. 432 с.

140. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. Пер. с англ. -М.: Мир, 1985.301 с.

141. Паршин С.В. Исследование напряженно деформированного состояния и деформируемости металла при производстве низкопрофильных витых труб. Производство проката, №11, 2008 С. 31-36.

142. Паршин С.В. Выбор рационального процесса получения и профиля закрученной звездообразной трубы Производство проката. №7, 2009. С. 31-34

143. Восстановление герметичности обсадных колонн и отключение пластов с помощью двухканальных профильных перекрывателей./Абдрахманов Г.С., Мелинг К.В., Юсупов И.Г, Лерман Б.А.// РНТС. Сер. Бурение, Вып.5 /ВНИИОЭНГ, 1982 С.26-28.

144. Электросварные холоднодеформированные трубы / Богатов А.А., Тропотов А.В., Власов В.М. и др. М.: Металлургия, 1991. 208 с.

145. Яковлев В.В., Дмитриев A.M., Кузякин В.А. и др. Пути повышения качества холоднодеформированных сварных труб // Сталь. 1988. № I. С.60-62.

146. Власов В.М. Разработка технологии производства электросварных труб для электротехнической промышленности. Сталь, № 5, 1980, С. 404406.

147. Власов В.М. Производство тонкостенных электросварных труб с уменьшенным внутренним гратом, Сталь, № 7, 1983, С.50-51.

148. Ремнев А.И. Ресурсосберегающие технологии изготовления и сборки элементов теплообменных систем. Автореферат дисс. . д-ра техн. наук. Тула, изд-во ТГУ, 2007. 38 с.

149. Паршин С.В. Раскатка цилиндрических концов труб роликами. Производство проката. №3, 2009. С.21-23

150. Патент РФ КГ 2 055 629 С1, опубл. 10.03.1996. Способ изготовления особотонкостенных многогранных труб. Филичев А.С., Мальцев В.А., Капитонов С.Г. и др.

151. Коганов Н.Э., Гринберг В.З., Кунин Я.Б. и др. Использование оксалатно-сульфидного покрытия при холодной деформации труб из легированных и углеродистых сталей // Черная металлургия: Бюл.НТИ; 1975. №24. С.34-35.

152. Паршин B.C. Холодное волочение труб / B.C. Паршин, А.А. Фотов, В.А. Алешин. М.: Металлургия, 1979. 240 с.

153. Паршин B.C. Влияние поверхностного слоя на пластичность металла. Изв.вуз. Машиностроение, 1977, №9, С. 115-119.

154. Тарновский И.Я, Паршин В.Г. Исследование холодной деформации тел с неоднородными механическими свойствами. — Изв. вуз. Черная металлургия, 1968, №5, С. 81-86.

155. Ольшак В., Рыхлевский Я., Урбановский В. Теория пластичности неоднородных тел. Пер. с англ. -М.: Мир, 1964. 156 с.

156. Паршин B.C., Соколовский В.И., Степанов Ю.Н. Усилия и деформации при волочении прутков с прочностной неоднородностью. Технология легких сплавов. 1977, №1, С. 19-24.

157. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. М.: Металлургия, 1987. 368 с.

158. Матвеев Ю.М., Самарянов Ю.В., Губин А.И. Рациональная технология производства профильных труб на многоклетевом стане //Сталь, 1972. №5. - С. 438-440.

159. Кириченко А. Н. Расчет калибровок валков для горячей прокатки труб треугольного и шестиугольного сечения // Металлургия и коксохимия, 1968. № 12. С. 114-118.

160. Рациональная калибровка валков многоклетьевых станов для производства труб прямоугольного сечения / А. И. Дорохов, П. В. Савкин,

161. Н. М. Колповский и др. // Технический прогресс в трубном производстве. -М.: Металлургия, 1965. С. 186-195.

162. Токарев К. А. Калибровка валков для производства прямоугольных и овальных электросварных труб // Производство труб / Сб. ВНИТИ. Вып. 15. М.: Металлургия, 1965. С. 47-50.

163. Производство профильных стальных труб // Metallhandwerk Techn. 1977. В. 79. № 8. S. 483-484.

164. Патент 1267303 , Франция, кл. B21d Способ и устройстов для профилирования труб. KurtBerger, опубл. в 1961 г.

165. Патентная заявка 51-30481 Япония, кл. 12С231.2 (В21Ь23/00). Способ изготовления бесшовных труб прямоугольного сечения. Нисида Синьити, Хигасияма Хироеси. Опубл. 1977.

166. Патент 48-121502 Япония, кл. В21Ь 17/02. Производство бесшовных труб / квадратного сечения / Янагимото Сомон, Кавахарата Дзицу и др.-Опубл. 1980.

167. Розов Н.В. Производство труб. Справочник. М.: Металлургия, 1974. -598 с.

168. К расчету калибровки инструмента и тяговых усилий при волочении профилей, отличных от круглых// П.И.Полухин, Г.Я.Гун, В.П.Полухин и др.// Сб. тр. МИСиС. 1967. №42. С.16-21.

169. Паршин С.В. Многопереходное волочение ребристых труб. ИВЦМ. №2, 2009. С. 50-54.

170. S.V. Parshin. Multipass Drawing of Finned Tubes. Russian Journal of Non-feiTous Metals, 2009, Vol. 50, No. 2, pp. 128-132

171. Шпигельман P.M., Марков И.В., Медников Ю.А. Профилирование прямоугольных труб на стане 400. Бюллетень черной металлургии, 1973, №6, С. 14-18

172. Соколовский В.И., Паршин B.C., Парышев С.В. Изготовление теплообменных труб с продольными гофрами из нержавеющей стали / Металлург, 1981. № 10. С. 31-32.

173. Соколовский В.И. и др.Волочение многореберных теплообменных труб / Металлург, 1983. № 2. С. 27-28.

174. Осадчий В.Я., Степанцов С.А. Особенности деформации при изготовлении профильных труб прямоугольного и переменного сечения // Сталь, 1970, №8, С. 112.

175. Дорохов А.И. Изменение периметра при волочении фасонных труб //Бюл.науч.-техн. информ. УкрНИТИ, 1959, №6, С.83-94.

176. Макачев А., Чайкин А. Модельщик 2000: системы 3-D сканирования. //CAD-Master, №1, 2000. С. 42-46

177. Черных Д.А. Оптико — электронная система контроля геометрических параметров крупногабаритных днищ. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Волгоград, ВГТУ, 2008. 18 с.

178. Губанов А.В. Исследование технологических особенностей объемного лазерного сканирования и разработка методики его применения для компьютерного моделирования в механообработке. Автореф. канд. дисс. Екатеринбург, 2002. 22 с.

179. Паршин С.В. Определение размеров и формы сортового проката на основе лазерного и светоотраженного сканирования. Сталь, № 2, 2008, с. 65-67

180. Смирнов-Аляев Г.А, Чикидовский В.Л. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1972. 360 с.

181. Паршин С.В. Определение деформированного состояния НПВТ микроструктурным методом. Известия вузов: Черная металлургия , № 2, 2008, С. 67

182. Паршин С.В. Контроль уровня пластических деформаций при изготовлении профильных труб. Контроль. Диагностика, № 3, 2008, с. 17-19

183. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1971. 200 с.

184. Паршин С.В. Интеллектуализация контроля размеров профильных труб. Контроль. Диагностика, № 5, 2008, С. 52-56

185. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазка при обработке металлов давлением. М.:Металлургия, 1982. 312 с.

186. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1972. 215 с.

187. Математическая статистика/В.Н.Иванова, В.Н.Калинина, JI.A. Нешумова и др., М.: Высшая школа, 1981. 371 с.

188. Смирнов Н.В. Дунин Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. М.:Наука, 1965 - 512 с.

189. Поляков Б.Н. Статистические методы в алгоритмах и примерах (из практики прокатного производства): Уч. пос. СПб.: ИП А.Д. Генкин, 2007. 182 с.

190. Паршин С.В. Экспериментальное исследование процесса деформации HI ШТ. Тяжелое машиностроение. 2009, № 2, С. 35-38.

191. Паршин С.В. Экспериментальные исследования процессов профилирования витых труб. Сборник трудов МГВМИ. Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением, Москва, 2007. С. 190-194

192. Ильюшин А.А., Ленский B.C. Сопротивление материалов. М.: Фарматгиз, 1959.

193. Совершенствование процессов и оборудования для производств холоднодеформированных труб / Шевченко А.А., Резников Е.А., Ляховецкий Л.С. и др. М.: Металлургия, 1979. 240 с.

194. Паршин С.В., Семенова Н.В. Определение рациональной формы волочильного канала для изготовления многогранных труб. Производство проката, №9, 2007, С. 24-27

195. Паршин С.В. Профилирование инструмента для повышения точности тянутых плоскоовальных труб. Вестник УГТУ-УПИ. №18 (70), ч.1, Екатеринбург, 2005. С. 193-196.

196. Пат. 2337773 Российская Федерация, МПК В21С 3/08. Роликовая волока / Паршин С.В. (РФ). № 2007106796/02; Заявл. 22.02.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. №31.

197. Пат. 2338619 Российская Федерация, МПК B21J 5/00, 13/00. Устройство для ковки труб на оправке / Паршин С.В. (РФ), № 2007108112/02; Заявл. 05.03.2007; Опубл. 20.11.2008. Бюл. № 32.

198. Пат. 2339479 Российская Федерация, МПК B21D 15/04, В21Н 3/08. Устройство для профилирования труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007111618/02; Заявл. 29.03.2007; Опубл. 27.11.2008. Бюл. № 33.

199. Пат. 2347637 Российская Федерация, МПК B21D 15/00. Оправка для профилирования труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007112208/02; Заявл. 02.04.2007; Опубл. 27.02.2009. Бюл. № 6.

200. Пат. 2337781 Российская Федерация, МПК B21D 39/08. Устройство для раздачи труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007114820/02; Заявл. 19.04.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. № 31.

201. Пат. 2341344 Российская Федерация, МПК В21С 3/16. Оправка для волочения труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007114579/02; Заявл. 17.04.2007; Опубл. 20.12.2008. Бюл. № 35.

202. Пат. 2342209 Российская Федерация, МПК B21D 11/14 Устройство для производства профильных труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007113265/02; Заявл. 09.04.2007; Опубл. 27.12.2008. Бюл. № 36.

203. Соколовский В.И, Паршин B.C., Баранов ГЛ., Непрерывные калибровочные станы. М.: Металлургия, 1984. -95 с.

204. Целиков А.И., Азаренко Б.С., Альшевский Л.Е., Конюшенко А.Т. и др. Опыт внедрения непрервыного волочения труб. Сталь, 1966, №7, С. 634636

205. Паршин С.В., Семенова Н.В. Моделирование процесса и разработка стана для профилирования труб / В сб.: «Наука и технология». Избранные труды российской школы. Серия ТиМОД.- М. : РАН, 2005. С. 119-121.jjp

206. Пат. 2337772 Российская Федерация, МПК В21С 1/30 Привод волочильного стана / Паршин С.В. (РФ), № 2007108115/02; Заявл. 05.03.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. № 31.

207. Пат. 2337778 Российская Федерация, МПК B21D 7/028, В21С 1/06. Стан для профилирования труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007105645/02; Заявл. 14.02.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. №31.

208. Пат. 2336964 Российская Федерация, МПК В21С 1/24. Стан для волочения труб на подвижной оправке / Паршин С.В. (РФ), №2007111613/02; Заявл. 29.03.2007; Опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30.

209. Пат. 2338614 Российская Федерация, МПК B21D 15/04 Устройство для профилирования труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007112056/02; Заявл. 02.04.2007; Опубл. 20.11.2008. Бюл. №32.

210. Пат. 2337780 Российская Федерация, МПК B21D 15/04 Стан для накатки винтовых профильных труб / Паршин С.В. (РФ), № 2007112534/02; Заявл. 04.04.2007; Опубл. 10.11.2008. Бюл. №31.