автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Исследование и разработка технологического процесса производства оболочек из волокнистых композиционных материалов на примере композиции АД1-БОР

Преображенский Евгений Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ОБОЛОЧЕК ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ КОМПОЗИЦИИ

АД1-БОР

Специальность 05.16.05 «Обработка металлов давлением»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 О ОЕЗ 2011

Москва 2011

4854014

Работа выполнена в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Галкин Виктор Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Шелест Анатолий Ефимович

кандидат технических наук

Соломоник Яков Львович

Ведущая организация: ОАО «НИИ Стали»

Защита диссертации состоится 24 февраля 2011 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д.212.110.05 в «МАТИ» — Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского по адресу 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д.З, ауд. 523А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МАТИ» - Российского государственного технологического университета имени К.Э. Циолковского.

Автореферат диссертации разослан «21 » января 2011 г.

диссертационного совета

Ученый секретарь

Палтиевич А. Р.

Общая характеристика работы Актуальность темы. Развитие машиностроения, энергетической, авиационной, космической и других отраслей промышленности опирается на разработку и использование деталей из новых материалов, способных повысить надёжность и срок службы изделий, снизить их материалоёмкость, улучшить несущую способность конструкций. К классу деталей, удовлетворяющих этим требованиям, в том числе принадлежат армированные оболочки.

Возросшие требования к эксплуатационным характеристикам глубоководных аппаратов, работы над самолётом следующего поколения, штаны по созданию к 2015 году Российской космической станции, программа освоения дальних планет - привели к обширным исследованиям и практическим испытаниям изделий из волокнистых композиционных материалов (ВКМ). В частности, это касается оболочек из алюминиевой матрицы, упрочненной борными волокнами.

Преимущества бороалюминия определяются высоким уровнем удельных прочности и жёсткости, способностью длительно работать в условиях знакопеременных нагрузок и при повышенных температурах. Благодаря этим достоинствам армированные оболочки нашли применение в узлах конструкций, подвергающихся интенсивному нагреву, для кожухов, юбок ракетного двигателя, переходных отсеков, трубных опор и стабилизаторов. Эффективна работа бороалюминиевых оболочек в качестве силовых элементов, так как замкнутый цилиндрический контур способен выдерживать нагрузку без потери устойчивости более длительно, чем профили незамкнутого контура.

Важно отметить, что на свойства получаемого композита существенно влияет способ его производства. Применительно к изготовлению оболочек можно выделить: компактирование с использованием термоупругого пресса, методы волочения, раздачи, прессования и др. Однако перечисленные процессы имеют несколько недостатков: недостаточно большую производительность, снижение прочности из-за термоциклирования, низкий выход годного, высокую стоимость оснастки, сложность наладки оборудования. К тому же, для производства < оболочек относительно большого диаметра применяется многостадийный процесс, включающий сборку армированных секций с помощью клёпки. При этом ухудшаются механические характеристики и герметичность изделия.

Поэтому актуальной задачей является разработка новых технологических процессов производства бесшовных продольноармированных оболочек, к числу которых следует отнести метод обкатки.

В связи с этим цель настоящей работы заключается в исследовании и разработке научно-обоснованной технологии производства продольно-армированных цилиндрических оболочек из ВКМ на примере композиции АД 1-бор обкаткой за один проход.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Анализ процесса обкатки армированных оболочек за один проход.

2. Изучение процесса компактирования сборной заготовки по схемам осадки и обкатки с помощью математического моделирования.

3. Создание программного обеспечения для автоматизированного расчёта основных технологических параметров.

4. Проектирование и изготовление оснастки для производства армированных оболочек обкаткой.

5. Экспериментальная проверка результатов исследования, изучение структуры и свойств полученных изделий.

6. Разработка технологического процесса получения оболочек из АД1 -бор.

Научная новизна:

1. Разработана методика анализа процесса компактирования оболочек из ВКМ на базе метода конечных элементов. Выявлены закономерности заполнения ячеек композита с учётом изменения шага укладки армирующих волокон и саморегулирования структуры.

2. Показано, что положение нейтрального сечения при обкатке может быть рассчитано по формуле Экелунда-Павлова.

3. Предложена функциональная зависимость расчёта напряжения компактирования и полного усилия обкатки с учётом реологических свойств материала и основных технологических параметров процесса, в том числе для случая асимметричной обкатки.

Практическая значимость работы:

1. Спроектирована и изготовлена установка для обкатки, обеспечивающая постоянство прикладываемого усилия при компактировании.

2. Разработан технологический процесс обкатки армированных оболочек, позволяющий получать бесшовные изделия за один проход. На способ производства армированных оболочек получен патент РФ на изобретение № 2209131, приоритет от 21.11.2001.

3. Создано программное обеспечение для расчёта основных технологических параметров процесса обкатки и для построения конечно-элементных моделей компактирования ВКМ.

Достоверность работы подтверждается хорошей сходимостью данных, полученных в ходе математического моделирования, с результатами проведенных экспериментов, а также применением апробированных методов исследований и программных комплексов численного решения.

Апробация работы. Тематика работы обсуждалась на 8 всероссийских научно-технических конференциях, в том числе на Международной конференции «Слоистые композиционные материалы», Волгоград, 2001 г.; Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», Москва, 2004 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва, 2002 г.; конференции «Международная неделя металлов», Москва, 2003; Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технологий в производстве», Москва, 2007 г. Результаты диссертации представлены на международном авиакосмическом салоне МАКС-2005 (г. Жуковский).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 19 работах - в том числе 2 статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ. По результатам работы получен патент РФ на изобретение № 2209131.

Объём диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и списка использованной литературы, включающего 83 наименования. Изложение занимает 155 страниц машинописного текста, содержит 75 рисунков, 16 таблиц и приложение.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность проведённого исследования и указаны задачи, решённые во время разработки нового технологического процесса производства оболочек из ВКМ.

В первой главе дано подробное описание композиционных материалов, их свойств и эксплуатационных характеристик. На основании обзора российских и зарубежных литературных источников определены способы производства армированных оболочек и перспективы их использования. Показано, что при разработке новых технологических процессов изготовления изделий из ВКМ наиболее рационально применять систему критериальных выражений и методы математического моделирования.

Производство армированных оболочек обкаткой предлагается осуществлять в следующем порядке. Заготовка из ВКМ собирается на валке или ка пустотелой оправке, разогревается до требуемой температуры, сжимается валками с заданным усилием и затем компактируется за один проход (рис. 1).

Рис. i. Предлагаемая схема сборки заготовки и обкатки ВКМ: 1 — плазменная лента; 2 — фольга; Ч - валок

Во второй главе приведены сведения о применяемых материалах, методах исследования а об используемом программном обеспечении.

Для анализа процесса обкатки применялся метод конечных элементов. Математическое моделирование проводилось в программе ANSYS.

В лабораторных опытах заготовка собиралась из чередующихся слоев алюминиевой фольги АД1 (толщиной А,* = КМООмкм) и плазменных лент с борными волокнами (толщина Ипл~ 210мкм, диаметр волокна df= 140мкм, шаг укладки So = 180мкм). Обкатка осуществлялась за один проход в валках радиусом R = 27мм, при скорости деформирования V^ ~ !мм/с. Температура компактирования составляла 480-520°С. Из полученных армированных оболочек резкой на электроискровой установке изготавливали образцы для лабораторных исследований. Механические испытания образцов проводили на разрывной

машине «1л51гоп». Микроструктуру ВКМ изучали на оптическом микроскопе «ПеорИой) (увеличение до х2000). Травление для фракционного анализа осуществляли в 30% водном растворе №ОН.

В третьей главе представлена методика и результаты анализа технологического процесса обкатки ВКМ.

Для исследования процесса обкатки применялась система критериальных выражений. Очаг деформации при обкатке можно условно разделить на две зоны (рис. 2): в первой происходит полное уплотнение заготовки ВКМ, а во второй -адгезионное взаимодействие её компонентов.

Рис. 2. Схема очага деформации при обкатке оболочек из ВКМ с условным разделением на две зоны: I — зона полного уплотнения сборной заготовки; II - зона дополнительного обжатия, необходимая для обеспечения процессов адгезии компонентов DKM; (1 - сборная заготовка; 2 и 3 - соответственно верхний и нижний валки).

Требуемая для обкатки степень деформации зависит от минимально необходимой Ефк, обеспечивающей физический контакт компонентов, и дополнительной деформации tJiäm, требуемой для формирования прочной связи:

2

3

Минимально необходимая деформация определяется по первому критерию с учётом коэффициента неплотности заготовки Км7 и изменения шага укладки волокон Д5:

Дополнительная деформация ДЛЙ0Л лимитируется вторым критерием, т.е. величиной приложенного давления, которое не приводит к разрушению волокон. Для её расчёта предлагается использовать преобразованную формулу Целикова:

где <Тд — прочность волокна при поперечном сжатии;

а'„ — сопротивление деформации матричного материала;

Я, =Я0 - конечная толщина стенки оболочки из ВКМ;

<5 = —-—_ показатель, зависящий от коэффициента Ы<РгП)

трения ц на границе заготозка - инструмент. Необходимое время для установления прочной связи компонентов ВКМ 1Л определяет скорость обкатки У0Б согласно третьему критерию:

Как показали расчёты, для прохождения адгезионного взаимодействия компонентов ВКМ АД1-бор (при радиусе валков К = 25-И000мм) скорость обкатки не должна превышать 10 мм/с.

Четвёртый критерий задаёт температурный интервал компактирования. Для ВКМ АД 1-бор он выбран в пределах 480^520°С, что характеризуется высокой пластичностью матричного материала и отсутствием заметного термического разупрочнения волокон.

Таким образом, критериальная система позволила оценить величину некоторых из основных технологических параметров. Для точного определения усилия обкатки и более детального изучения процесса компактирования применялось математическое моделирование, которое базировалось на методе конечных элементов.

Основными моделями для анализа стали: осадка ВКМ в штампе и непосредственно обкатка композиционного материала в валках (рис. 3). Достоверность конечно-элементных моделей ВКМ подтверждена хорошим совпадением результатов моделирования с имеющимися опытными данными и с теоретическими расчётами по осадке ВКМ в штампе.

1 а) б)

Рис. 3. Конечно-элементные модели обкатки (а) и прессования (б) ВКМ:

1 - нижний валок; 2 - матричная фольга; 3 - волокно; 4 - плазменная лента;

5 - верхний валок; 6 - рабочая плита; 7 - контейнер.

Главной целью моделирования являлось определение усилия обкатки, выбранного в качестве основного управляющего параметра процесса. Для его расчёта необходимо знать площадь контактной поверхности и распределение давления по дуге захвата:

P = Pcp-Ba-ld, где рср - среднее контактное давление по дуге захвата //, В0 - ширина заготовки ВКМ (без учёта уширения).

Т.к. на каждый элементарный ¡-ый объём сборной заготовки из ВКМ на границе с инструментом действуют силы трения т* и давление компактирования аж., то уравнение равновесия можно записать в виде:

Р, = -COS(3, ±r4 sin (я,,

где тк=,u-cr]Ct - напряжение контактного трения на поверхности заготовки и инструмента (плюс - для зоны отставания, минус - опережения); <j]c — напряжение компактирования.

Следовательно, для расчёта полного усилия обкатки требуется знать напряжение компактирования, протяжённость зон отставания и опережения,

величину уширения при обкатке и некоторые другие факторы, влияющие на процесс компактирования ВКМ.

Для определения протяжённости зоны отставания использовалась конечно-элементная модель обкатки. Моделирование соответствовало предлагаемому способу производства оболочек и включало две стадии: на первой валки сжимали заготовку с выбранным усилием, на второй - задавалось их вращение, тем самым совершалось компактирование ВКМ.

Рассматривая скорости перемещения узлов конечно-элементной модели, удалось определить протяжённость зон отставания и опережения (рис. 4).

—•—спой 1 —«—слой 2 —Л— сгой 3 —*—слой 4 —»—слой 5

Рис. 4. Соотношение скоростей слоев ВКМ по дуге захвата

Как показало моделирование, нейтральное сечение появляется в заготовке до момента её полного уплотнения. А нейтральный угол достаточно точно определяется по известной формуле Экелунда-Павлова, используемой при прокатке традиционных металлов и сплавов:

где <р„, <р0 - нейтральный угол и угол захвата соответственно.

Для анализа возможного уширения заготовки ВКМ при компактировании использовалась трёхмерная конечно-элементная модель с начальной шириной

заготовки Во — 100 мм. Установлено, что при обкатке уширение составляет менее 0,1%, поэтому принято решение в расчёте усилия его не учитывать.

Усилие обкатки напрямую зависит от напряжения компактирования. Для его исследования использовалась модель осадки ВКМ, поскольку в этом случае наиболее легко определить зависимость напряжения от степени деформации заготовки. Кроме того, изучалось влияние начального смещения волокон соседних рядов, числа плазменных лент я, а также объёмной доли волокон V/ (рис. 5).

Моделирование показало, что в наибольшей степени напряжение компактирования ах зависит от объёмной доли волокон, и эта связь близка к линейной. Число плазменных лент п практически не оказывает влияния на требуемое усилие. Начальное смещение соседних рядов волокон в сборной заготовке является случайной величиной, поэтому для дальнейших расчётов выбран вариант, соответствующий максимальной величине напряжения ст5С и, следовательно, обеспечивающий то давление, которое будет достаточным для уплотнения композита независимо от начального расположения волокон.

а.., МП а

МП а

о-;,, МП а

— оэ

— 0,1 Э 0,2%

....... 0,3 в

— 0.4 Э

— 0,5 8

-

-11=1 - п = 2 -П = 3 50 -п = 4 -п = 5 ®

30

а)

б)

в)

Рис. 5. Зависимость напряжения компактирования от начального положения соседних рядов волокон (а), числа плазменных лент (б) и объёмной доли волокон (в)

Для определения напряжения компактирования предлагается использовать следующее аппроксимирующее выражение:

-фк ) v £ФК ) v ^ФК ,

где А, В, С - коэффициенты аппроксимации; для АД 1-бор (V/ = 25%): А = 136МПа, В = -167МПа, С = 75МПа.

Полученные при моделировании данные легли в основу формулы для расчёта полного усилия обкатки. Учитывая протяжённость зон отставания и опережения, отсутствие ушкрения, а также реологические свойства материала, выраженные через коэффициенты А, В, С, усилие можно рассчитать по формуле:

P = -Во •'„ =В0 Я-jP, -dip-Bq я

-cosip-т, -s'mip)df>-h -cosp + rt -smf>)dp

После интегрирования полученное выражение имеет вид:

2 R

К0 ' £ФК ,

■Ki+B

2-й

1-^-1 -К,

„ 3 13 . 1 . з 3 2 П 4 , 2

где Kl=-<p(¡--siní>0cos^0—sinocos cos -cos p,j+3cos +

8 8 4 2 \2

1 1 1 4 3 3 2 . 2 3 1

+—cosp0-eos f>„+-cos <p,-cosacos —eos í>0s!n ?>„-cos ?>0cosí>„ ; 4 4 2 ■ )

1-3 (2 3 I - 2 I 3

K2 =sm^0 --sin cpa -<pa cosp„ + —eos +cosp0 ---2cos'p0 - -eos ^ -- eos sin2 -COS* tpa COS </>„ j

1 1 ( 1 ^

AT, =—% - - sin 2(30 - fí •! sin2 % + 2 eos2 <p0 - cos <p0 - -sin2 <p„ - cos cos <p„ J.

Согласно расчётам, предложенная формула хорошо согласуется с 1-й стадией процесса производства оболочек - осадкой ВКМ в валках (рис. 6а).

—расч£г по гппроксимнрующей формуле

- моделирование обкатки в Ansys

-усреднённое значение в ячейке (Ans\s)

а)

расч£т по аппроксимирующей формуле моделирование обкатки в Ansys усредненное значение в ячейке (Ansys) б)

Рис. 6. Распределение удельного усилия (по дуге захвата) при начальном сжатии заготовки ВКМ валками (а) и непосредственно при обкатке (б)

Для стадии обкатки имеется значительное расхождение в результатах расчёта и данных моделирования (см. рис. 66), поэтому предлагается добавить в формулу корректирующий множитель, который учитывает величину скорости деформации по дуге захвата:

Р, = (о"',- • cos <р ± тк - sin <р\ (о,5 + е,"'3),

• „ 2-Vos-Hrtg<p где si а --— - скорость деформации в данном сечении.

(2R-(I-cos +

В этом случае разница в расчётах не превысит 10%.

Анализ с помощью метода конечных элементов позволил выявить и другие особенности компактирования ВКМ.

Установлено, что послойные деформации близки друг к другу (коэффициент неравномерности приблизительно равен единице). Это хорошо совпадает с опытными данными по прокатке сборных заготовок ВКМ.

Выявлены зоны затруднённого течения материала матрицы ВКМ. Области композита, расположенные у поверхности волокна в месте соединения плазменной ленты и прокладочной фольги, заполняются в последнюю очередь. Поэтому при проведении металлографических исследований данные области могут использоваться для оценки качества готовой армированной оболочки.

Моделирование также показало, что обкатка продольноармированных оболочек сопровождается процессом саморегулирования структуры ВКМ и ростом шага укладки волокон. Анализ подтвердил тенденцию к перемещению волокон на равноудалённое расстояние (т.е. выстраивание их в «шахматном порядке»). Рост шага укладки, согласно полученным результатам, зависит от протяжённости очага деформации и объёмной доли волокон. Предложено аппроксимирующее выражение, которое даёт возможность оценить изменение шага укладки при однопроходной обкатке:

1 R 1

где Л2 = 50 коэффициент аппроксимации (для R = 25+1000мм, Vf= 20+50%).

Трёхмерная модель обкатки позволила выяснить, что изгиб волокна в направлении выхода материала из валков незначителен (при недеформируемом инструменте), а напряжения, возникающие вдоль оси волокон, на порядок ниже предела их прочности на растяжение и не должны приводить к их разрушению.

Кроме того, с помощью метода конечных элементов подтвердилось, что максимальные напряжения действуют перпендикулярно оси волокон и достаточно точно рассчитываются по критериальной системе. Стоит отметить, что волокна практически на протяжении всего процесса обкатки находятся в условиях всестороннего сжатия, что благоприятно сказывается на сохранении их целостности.

Очередной задачей исследования являлась оценка возможности получения армированных оболочек большого диаметра. Для решения этой проблемы обкатку предлагается проводить на пустотелой оправке, с размешенным внутри её валком (рис. 7). I

Моделирование показало, что в этом случае с достаточной для инженерных расчётов точностью для определения основных технологических параметров по ранее представленным зависимостям вместо радиуса валков Я можно использовать приведённый радиус инструмента Ящ>:

где Л/, К? - радиусы валка и оправки соответственно.

Наиболее корректно данная зависимость работает, если отношение радиуса оправки к радиусу валка не превышает 3:1. Также необходимо отметить, что при ассиметричной обкатке (т.е. при использовании оправки) из-за разности скоростей и переменного радиуса гиба возможно искажение формы готовой

Рис. 7.Схема процесса (а) и очаг деформации (б) при обкатке с использованием оправки: 1 - верхний валок; 2 - оправка; 3 - заготовка ВКМ; 4 - нижний валок

оболочки из ВКМ. Следовательно, после компактирования может потребоваться дополнительная операция - правка полученного изделия.

Компьютерное моделирование процесса обкатки дало детальное представление о ходе деформирования ВКМ и позволило получить функциональные зависимости для расчёта основных технологических параметров.

В четвёртой главе объяснена технология производства армированных оболочек, представлена конструкция установки для обкатки и приведены результаты экспериментальной проверки разработанного процесса.

Для повышения эффективности проведения расчётов и построения моделей в работе использовалось специально разработанное программное обеспечение (рис. 8). Оно позволяет определить полное усилие процесса обкатки, а также строить конечно-элементные модели для АпзуБ, и осуществлять анализ процесса компактирования различных композиций, в том числе отличных от АД \ -бор.

С&о»(»я» {¿Ья^«*«*»» 8а".

г . *

М-Р*.-»*«:!» ».^«ч»^»« ?,. |

] ; г

(¿для» ■ Мдемвим» £ ;

,-'■>-- 1 «р то*

ъ&веъ'ьфряь* : «л*; Г |

асл* V? *

удое» т -а*** С»»

,*«*? * * ШШЗ»

<**»«<***«« «ошаашгх/ш-

Ш • ' л?

зго«- оперт ««!

Рис. 8. Интерфейс приложения для расчёта основных технологических параметров процесса обкатки ВКМ и построения моделей для АшуБ

Экспериментальные исследования проведены на специально

спроектированной и изготовленной лабораторной установке, конструкция которой позволяет благодаря нажимным болтам компактировать заготовку с постоянным усилием (рис.

9). Процесс проводился с заданной

- _ Рис. 9. Оснастка для производства

скоростью обкатки за один проход. Для о6штек из вкм о5катаой

реализации процесса обкатки заготовка ВКМ собиралась [¡а валке, который затем размещался в установке. После чего вся сборка помещалась в печь для нагрева. В этой связи габариты установки были ограничены размерами рабочего пространства печи, при этом радиус валков составил 27мм.

Для разработанной конструкции установки для обкатки с валками радиусом 27мм, полное усилие при компактировании заготовки ВКМ толщиной Н0 = 1,4мм и шириной Вп = 110мм, согласно расчёту, составило 8кН.

Для проверки найденного усилия проведён ряд опытов как по расчётному значению, так и с отклонением от него. Также в ходе экспериментов рассматривалось влияние скорости обкатки на качество получаемого композита.

В результате экспериментов с отклонением от расчётных параметров выяснилось: при недостаточном усилии (отклонение 25%) не удаётся достичь компактного строения композита, на фрактограммах (рис. 10а) отчётливо видны пустоты в зонах затруднённого течения металла. При завышенном в 1,5 раза усилии (согласно данным фрактографического анализа) большинство волокон не выдерживают нагрузку и разрушаются. Скорость обкатки влияет на схватывание компонентов ВКМ: при слишком высокой скорости не хватает времени для адгезии, поэтому на изломе образца видна поверхность волокон с неустановившейся связью (рис. 106). При скорости ниже расчётной удаётся получить качественные оболочки из ВКМ, но при этом уменьшается производительность процесса.

Рис. 10. Вид поверхности разрушения образцов ВКМ, полученных при недостаточном усилии (а) и при завышенной скорости обкатки (б)

После обкатки по расчётным параметрам волокна равномерно распределены по объёму композита (рис. 11а), подавляющее их большинство (90%) сохранили свою целостность, по микроструктуре образца (рис. 116) можно

судить о степени компактности и хорошей связи компонентов ВКМ. Прочность композита близка к расчётным значениям: например, при объёмной доли волокон \'] = 25% предел прочности ВКМ составил сгк = 830МПа.

Рис 11. Микроструктура образца из АД 1 -бор, полученного по расчётным параметрам

процесса обкатки

При проведении лабораторных экспериментов последовательность операций соответствовала разработанной технологии и включала в себя: контроль исходных материалов (плазменных лент и алюминиевой фольги); их резку, очистку и обезжиривание; смазку инструмента; сборку заготовки ВКМ на залке методом намотки; сборку установки и её нагрев; передачу усилия и непосредственно обкатку с требуемой скоростью; разборку боковой стенки: снятие готовой армированной оболочки; обрезку кромок; контроль. По разработанной технологии получена партия изделий.

Таким образом, разработан новый технологический процесс производства бесшовных оболочек из ВКМ обкаткой за один проход. Обкатка позволяет получать армированные изделия компактного строения, с качественной связью компонентов ВКМ, сохранением сплошности и исходной прочности золокон, их равномерным распределением по объёму композита. На разработанный способ производства оболочек обкаткой получен патент Российской Федерации на изобретение № 2209131.

Общие выводы

1. С помощью критериальной системы исследована возможность производства бесшовных цилиндрических оболочек из ВКМ обкаткой за один проход. Очаг деформации условно разделён на 2 зоны: в первой достигается полное уплотнение заготовки композита, во второй происходит адгезионное взаимодействие компонентов ВКМ. В соответствии с этим, используя критериальные выражения, рассчитаны минимально необходимая степень деформации и скорость обкатки с учётом температуры процесса. Для композиции АД1-бор рекомендован температурный интервал компактирования 48(Н520оС. Согласно расчётам, при соблюдении изотермических условий требуется, чтобы скорость обкатки не превышала 10 мм/с, а деформация - максимально допустимой, определяемой поперечной прочностью волокна. Отмечено, что при контроле величины обжатия заготовки в валках существует вероятность разрушения волокон, поэтому в качестве основного управляющего параметра технологического процесса обкатки выбрано усилие компактирования.

2. Методом конечных элементов смоделирован процесс осадки заготовки ВКМ из АД1-бор в закрытом контейнере. Получено аппроксимирующее выражение для расчёта напряжения компактирования в зависимости от степени деформации сборной заготовки. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние, возникающее в ходе уплотнения ВКМ. Установлено наличие зон затруднённого течения матричного материала - данные области могут использоваться для оценки степени уплотнения готового композита. Изучены напряжения, возникающие в волокне при компактировании. Подтверждена эффективность применения плазменных лент, заключающаяся в относительном равенстве послойных деформаций и равномерном распределении волокон по объёму ВКМ.

3. Проведён конечно-элементный анализ процесса обкатки ВКМ. Установлено, что при компактировании в валках появляются зоны отставания и опережения, причём нейтральное сечение расположено в месте, предшествующем полному уплотнению композиционного материала. Выяснено, что обкатка продольноармированных оболочек сопровождается ростом шага укладки волокон и их незначительным изгибом. Во время компактирования

наблюдается процесс саморегулирования структуры ВКМ, а уширение заготовки практически отсутствует. По результатам анализа предложена формула для расчёта изменения шага укладки волокон в зависимости от протяжённости очага деформации.

4. Рассмотрен способ производства армированных оболочек относительно большого диаметра с использованием пустотелой оправки. Установлено, что для расчёта основных технологических параметров следует применять приведённый радиус инструмента (валка и оправки).

5. Получена формула для нахождения полного усилия обкатки ВКМ с учётом геометрии заготовки и инструмента, сил трения и реологических свойств материалов композиции при заданных температурно-скоростных условиях компактирования. Разработана методика для расчёта основных технологических параметров процесса обкатки. Для автоматизации вычислений создано специальное программное обеспечение, в которое дополнительно заложена функция для построения конечно-элементных моделей и проведения анализа различных композиций ВКМ.

6. Спроектирована и изготовлена установка для обкатки ВКМ. Особенностью конструкции является возможность поддержания постоянного усилия, вращение валков с требуемой невысокой скоростью (от 0,1 мм/с до 30 мм/с), и разборная боковая стенка для облегчения снятия готовой армированной оболочки. Изотермические условия должны обеспечиваться дополнительными нагревательными устройствами.

7. Разработан технологический процесс производства оболочек из ВКМ обкаткой за один проход и изготовлена опытная партия изделий. Армированные оболочки, полученные по расчётным параметрам, имеют компактное строение, волокна равномерно распределены в матрице, большая их часть (>90%) сохранила целостность и исходную прочность. Между компонентами ВКМ установлена качественная связь, механические свойства композита близки к расчётным. На способ производства оболочек из ВКМ получен патент Российской Федерации на изобретение № 2209131 (приоритет от 21.11.2001).

Публикации по теме диссертации

1. Галкин В.И., Нуждин В.Н., Палтиевич А.Р., Преображенский Е.В. Способ получения армированных полых цилиндрических изделий из волокнистых композиционных материалов. Патент Российской Федерации на изобретение №2209131 (приоритет от 21.11.2001).

2. Галкин В.И., Нуждин В.Н., Палтиевич А.Р., Преображенский Е.В. Новые процессы производства армированных оболочек и гнутых профилей из волокнистых композиционных материалов на металлической основе. Тезисы докладов Международной конференции «Слоистые композиционные материалы», Волгоград, 2001, с. 41.

3. Преображенский Е.В. Разработка и моделирование технологического процесса производства цилиндрических оболочек из волокнистых композиционных материалов. Тезисы докладов XXVIII Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», Москва, 2002, с. 14.

4. Галкин В.И., Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Разработка новых технологических процессов производства гнутых профилей и цилиндрических оболочек из волокнистых композиционных материалов. Научные труды «МАТИ» -РГТУ им. К.Э. Циолковского. Вып. 5(77), 2002, с. 16.

5. Галкип В.И., Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Разработка новых технологических процессов производства гнутых профилей и цилиндрических оболочек из волокнистых композиционных материалов. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва, 2002, с.62-63.

6. Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Разработка новых технологических процессов производства гнутых профилей и цилиндрических оболочек из волокнистых композиционных материалов. Тезисы докладов конференции «Международная неделя металлов», Москва, 2003, с.27.

7. Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Конструирование технологической оснастки с применением современных систем автоматизированного проектирования. Тезисы докладов XXIX Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», Москва, 2003, с. 16.

8. Мануйлов В.Ф., Соколов А.В., Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Разработка принципов однопроходной прокатки изделий из волокнистых композиционных материалов. «Технология легких сплавов» №2-3, Москва,

2003, с. 62-69.

9. Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Разработка и математическое моделирование технологических процессов изготовления оболочек и профилей из волокнистых композиционных материалов. «Цветные металлы» №5, 2003, с.60-65.

10. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Математическое моделирование процесса компактирования волокнистых композиционных материалов. Тезисы докладов первой Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технолошй в производстве», Москва, 2003, с. 31.

11. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Повышение эффективности разработки технологического процесса производства оболочек из волокнистых композиционных материалов. Сборник материалов третьей Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством», Москва, 2004, с. 142.

12. Преображенский Е.В. Преимущества обкатки перед другими способами получения оболочек из волокнистых композиционных материалов. Тезисы докладов XXX Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», Москва, 2004, с. 24.

13. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Информационные технологии при изучении процессов получения изделий из волокнистых композиционных материалов (ВКМ). Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технолошй в производстве», Москва, 2004, с. 22-23.

14. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Исследование хода компактирования сборной заготовки в процессе производства оболочек из волокнистого композиционного материала. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва,

2004, с. 6-7.

15. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Распределение напряжений и деформаций при компактировании волокнистых композиционных материалов. Научные труды «МАТИ» -РГТУ им. К.Э. Циолковского. Вып. 8(80), 2005, с. 6267.

16. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Концепция проектирования электронных макетов волокнистых композиционных материалов (ВКМ) для конечно-элементного пакета Ansys. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технологий в производстве», Москва, 2005, с.87.

17. Галкин В.И., Нуждин В.Н., Преображенский Е.В. Использование волокнистых композиционных материалов как элементов жёсткости. Сборник трудов 4-ой Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакалённые материалы и покрытия», Москва, 2005, с.29-33.

18. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Оптимизация процесса моделирования волокнистых композиционных материалов. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технологий в производстве», Москва, 2007, с.93-94.

19. Галкин В.И., Преображенский Е.В. Перспективы получения бесшовных оболочек из волокнистых композиционных материалов обкаткой "Технология машиностроения", №8,2008, с. 9-14.

Подписано в печать 17.01.2011 г.

Печать трафаретная Усл.п.л. -1,0 Заказ № 4842

._Тираж: 75 экз.___

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское щ„ 36

(499) 788-78-56 www.autoreferat.ni

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Преимущества применения волокнистых композиционных материалов.

1.2. Технологические схемы производства оболочек.

1.3. Методические основы проектирования процессов производства изделий из ВКМ.

1.4. Возможности математического моделирования для анализа напряженно-деформированного состояния.

1.5. Предлагаемый способ получения армированных оболочек.

Выводы.

Цель работы и задачи исследования.^.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Исходные материалы.

2.2. Параметры заготовок и их сборка.

2.3. Методы испытаний полученных оболочек.

2.4. Методика конечно-элементного анализа и используемое программное обеспечение.

Глава 3. Исследование условий и режимов производства армированных оболочек методом обкатки.

3.1. Анализ процесса изготовления оболочек с позиций критериальной системы.

3.2. Математическое моделирование процесса обкатки.

3.2.1. Параметры исследуемых моделей.

3.2.2. Проверка достоверности математических моделей.

3.2.3. Послойные деформации при обкатке ВКМ.

3.2.4. Расчёт напряжения компактирования.

3.2.5. Оценка допустимой нагрузки на волокна.

3.2.6. Определение изменения шага укладки.

3.2.7. Саморегулирование структуры.

3.2.8. Изгиб волокна и уширение при обкатке.

3.2.9. Распределение температур в сборной заготовке.

3.3. Изучение возможностей производства оболочек относительно большого диаметра.

3.4. Обеспечение требуемой формы оболочки на выходе из валков.

3.5. Определение усилия обкатки.

Выводы.

Глава 4. Разработка технологии производства армированных оболочек и проверка режимов обкатки.

4.1. Проектирование технологической оснастки.

4.2. Автоматизация расчёта технологических параметров.

4.3. Результаты экспериментальных исследований.

Выводы.

Развитие машиностроения, энергетической, авиационной, космической и др. отраслей промышленности опирается на разработку и использование деталей из новых материалов, способных повысить надёжность и срок службы изделий, снизить их материалоёмкость, улучшить несущую способность конструкций. К классу деталей, удовлетворяющих этим требованиям, в том числе принадлежат армированные оболочки.

Возросшие требования к эксплуатационным характеристикам глубоководных аппаратов, работы над самолётом следующего поколения, планы по созданию к 2015 году Российской космической станции, программа освоения дальних планет — привели к обширным исследованиям и практическим испытаниям изделий из волокнистых композиционных материалов (ВКМ). В частности, это касается оболочек из алюминиевой матрицы, упрочненной борными волокнами.

Преимущества бороалюминия определяются высоким уровнем удельных прочности и жёсткости, способностью длительно работать в условиях знакопеременных нагрузок и при повышенных температурах. Благодаря этим достоинствам армированные оболочки нашли применение в узлах конструкций, подвергающихся интенсивному нагреву, для кожухов, юбок ракетного двигателя, переходных отсеков, трубных опор и стабилизаторов. Эффективна работа бороалюминиевых оболочек в качестве силовых элементов, так как замкнутый цилиндрический контур способен выдерживать нагрузку без потери устойчивости более длительно, чем профили незамкнутого контура.

Важно отметить, что на свойства получаемого композита существенно влияет способ его производства. Применительно к изготовлению оболочек можно выделить: компактирование с использованием термоупругого пресса, методы волочения, раздачи, прессования и др. Однако перечисленные процессы имеют несколько недостатков: недостаточно большую производительность, снижение прочности из-за термоциклирования, низкий выход годного, высокую стоимость оснастки, сложность наладки оборудования. К тому же, для производства оболочек относительно большого диаметра применяется многостадийный процесс, включающий сборку армированных секций с помощью клёпки. При этом ухудшаются механические характеристики и герметичность изделия.

Поэтому актуальной задачей является разработка новых технологических процессов производства бесшовных продольноармированных оболочек, к числу которых следует отнести метод обкатки.

В связи с этим цель настоящей работы заключается в исследовании и разработке научно-обоснованной технологии производства продольно-армированных цилиндрических оболочек из ВКМ на примере композиции АД 1-бор обкаткой за один проход.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Анализ процесса обкатки армированных оболочек за один проход.

2. Изучение процесса компактирования сборной заготовки по схемам осадки и обкатки с помощью математического моделирования.

3. Создание программного обеспечения для автоматизированного расчёта основных технологических параметров.

4. Проектирование и изготовление оснастки для производства армированных оболочек обкаткой.

5. Экспериментальная проверка результатов исследования, изучение структуры и свойств полученных изделий.

6. Разработка технологического процесса получения оболочек из АД1-бор. Научная новизна:

1. Разработана методика анализа процесса компактирования оболочек из ВКМ на базе метода конечных элементов. Выявлены закономерности заполнения ячеек композита с учётом изменения шага укладки армирующих волокон и саморегулирования структуры.

2. Показано, что положение нейтрального сечения при обкатке может быть рассчитано по формуле Экелунда-Павлова.

3. Предложена функциональная зависимость расчёта напряжения компактирования и полного усилия обкатки с учётом реологических свойств материала и основных технологических параметров процесса, в том числе для случая ассиметричной обкатки.

Практическая значимость работы:

1. Спроектирована и изготовлена установка для обкатки, обеспечивающая постоянство прикладываемого усилия при компактировании.

2. Разработан технологический процесс обкатки армированных оболочек, позволяющий получать бесшовные изделия за один проход. На способ производства армированных оболочек получен патент РФ на изобретение № 2209131, приоритет от 21.11.2001.

3. Создано программное обеспечение для расчёта основных технологических параметров процесса обкатки и для построения конечно-элементных моделей компактирования ВКМ. Достоверность работы подтверждается хорошей сходимостью данных, полученных в ходе математического моделирования, с результатами проведенных экспериментов, а также применением апробированных методов исследований и программных комплексов численного решения.

Тематика работы обсуждалась на 8 всероссийских научно-технических конференциях, в том числе на Международной конференции «Слоистые композиционные материалы», Волгоград, 2001 г.; Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», Москва, 2004 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва, 2002г.; конференции «Международная неделя металлов», Москва, 2003; Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИПИ-технологий в производстве», Москва, 2007 г. Результаты диссертации представлены на международном авиакосмическом салоне МАКС-2005 (г. Жуковский).

Основные положения диссертации опубликованы в 19 работах - в том числе 2 статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ. По результатам работы получен патент РФ на изобретение № 2209131.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и списка использованной литературы, включающего 83 наименования. Изложение занимает 155 страниц машинописного текста, содержит 75 рисунков, 16 таблиц и приложение.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. С помощью критериальной системы исследована возможность производства бесшовных цилиндрических оболочек из ВКМ обкаткой за один проход. Очаг деформации условно разделён на 2 зоны: в первой достигается полное уплотнение заготовки композита, во второй происходит адгезионное взаимодействие компонентов ВКМ. В соответствии с этим, используя критериальные выражения, рассчитаны минимально необходимая степень деформации и скорость обкатки с учётом температуры процесса. Для композиции АД 1-бор рекомендован температурный интервал компактирования 48(К520°С. Согласно расчётам, при соблюдении изотермических условий требуется, чтобы скорость обкатки не превышала 10 мм/с, а деформация -максимально допустимой, определяемой поперечной прочностью волокна. Отмечено, что при контроле величины обжатия заготовки в валках существует вероятность разрушения волокон, поэтому в качестве основного управляющего параметра технологического процесса обкатки выбрано усилие компактирования.

2. Методом конечных элементов смоделирован процесс осадки заготовки ВКМ из АД 1-бор в закрытом контейнере. Получено аппроксимирующее выражение для расчёта напряжения компактирования в зависимости от степени деформации сборной заготовки. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние, возникающее в ходе уплотнения ВКМ. Установлено наличие зон затруднённого течения матричного материала -данные области могут использоваться для оценки степени уплотнения готового композита. Изучены напряжения, возникающие в волокне при компактировании. Подтверждена эффективность применения плазменных лент, заключающаяся в относительном равенстве послойных деформаций и равномерном распределении волокон по объёму ВКМ.

3. Проведён конечно-элементный анализ процесса обкатки ВКМ. Установлено, что при компактировании в валках появляются зоны отставания и опережения, причём нейтральное сечение расположено в месте, предшествующем полному уплотнению композиционного материала. Выяснено, что обкатка продольноармированных оболочек сопровождается ростом шага укладки волокон и их незначительным изгибом. Во время компактирования наблюдается процесс саморегулирования структуры ВКМ, а уширение заготовки практически отсутствует. По результатам анализа предложена формула для расчёта изменения шага укладки волокон в зависимости от протяжённости очага деформации.

4. Рассмотрен способ производства армированных оболочек относительно большого диаметра с использованием пустотелой оправки. Установлено, что для расчёта основных технологических параметров следует применять приведённый радиус инструмента (валка и оправки).

5. Получена формула для нахождения полного усилия обкатки ВКМ с учётом геометрии заготовки и инструмента, сил трения и реологических свойств материалов композиции при заданных температурно-скоростных условиях компактирования. Разработана методика для расчёта основных технологических параметров процесса обкатки. Для автоматизации вычислений создано специальное программное обеспечение, в которое дополнительно заложена функция для построения конечно-элементных моделей и проведения анализа различных композиций ВКМ.

6. Спроектирована и изготовлена установка для обкатки ВКМ. Особенностью конструкции является возможность поддержания постоянного усилия, вращение валков с требуемой невысокой скоростью (от 0,1 мм/с до 30 мм/с), и разборная боковая стенка для облегчения снятия готовой армированной оболочки. Изотермические условия должны обеспечиваться дополнительными нагревательными устройствами.

7. Разработан технологический процесс производства оболочек из ВКМ обкаткой за один проход и изготовлена опытная партия изделий. Армированные оболочки, полученные по расчётным параметрам, имеют компактное строение, волокна равномерно распределены в матрице, большая их часть (>90%) сохранила целостность и исходную прочность. Между компонентами ВКМ установлена качественная связь, механические свойства композита близки к расчётным. На способ производства оболочек из ВКМ получен патент Российской Федерации на изобретение № 2209131 (приоритет от 21.11.2001).

1. «Новые материалы и технологии». Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции, М.: МАТИ, 2005 г.

2. Lenoe, Е.М. and Hoppel, C.P.R. "Metal Matrix Composites for Army Applications", Proceedings of the ARL/TJSMA Technical Symposium, pp. 157-178. West Point, NY, 2000.

3. Третья Всероссийская научно-практическая конференция «Применение ИПИ-технологий в производстве». Тезисы докладов, М.: МАТИ, 2005 г.

4. Comprehensive composite materials /под ред. A. Kelly, С. Zweben. Vol.3 Metal Matrix Composites /ред. тома T.W. Clyne. UK: Cambridge University Press (ISBN 0-08-042993-9), 2000.

5. В.Г. Дмитриев, В.М. Чижов. Основы прочности и проектирование силовой конструкции летательных аппаратов. М.: Бумажная галерея, 2005, 413с.

6. Сверхзвуковые самолеты мира: Полная иллюстрированная энциклопедия/ В.А. Баргатинов. -М.: Эксмо, 2005, 687с.

7. Шоршоров М.Х., Колпашников А.И., Костиков В.И. и др. Волокнистые композиционные материалы с металлической матрицей. М.: Машиностроение, 1981, 272с.: ил.

8. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение: Учебник для высших технических заведений. 3-е изд., М.: Машиностроение, 1990.

9. Справочник «Авиационные материалы». Том 4. Алюминиевые и бериллиевые сплавы. Часть 1. Деформируемые алюминиевые сплавы и сплавы на основе бериллия. В двух книгах. /Под общ. ред. P.E. Шалина -М.: ОНТИВИАМ, 1983.

10. Композиционные материалы: Справочник/ В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.В. Болотин и др.; Под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. - 512 е.; ил.

11. Композиционные материалы: в 8-ми т. Пер. с англ. / Под ред. JI. Браутмана и Р. Крока. Т.4. Композиционные материалы с металлической матрицей / Под ред. К. Крейдера. М.: Машиностроение, 1978. 503 е., ил.

12. Композиционные материалы на никелевой основе. Портной К.И., Бабич Б.Н., Светлов И.Л. М.: «Металлургия», 1979, 264с.

13. Иванова B.C., Устинов Л.М. ФХОМ, 1967, №2, с. 138-145

14. Composite materials: science and engineering / Krishan K. Chawla. New York: Springer-Ver Jag, 1987.

15. Милейко C.T., Сорокин И.М., Цирлин A.M. Прочность боралюминия -композита с прочными волокнами «Механика полимеров», 1973, №5, с. 840-846.

16. Engineered materials handbook, v. 1. Composites / Handbook Committee Metals Park, Ohio : ASM International, 1987.

17. Структура и свойства композиционных материалов / Портной К.И., Салибеков С.Е., Светлов И.Л. и др. М.: Машиностроение, 1979, 255с., ил.

18. Composite materials / Mel Schwartz. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall PTR, 1997.

19. Жигач А.Ф., Цирлин A.M. Получение борных нитей (волокон) и их свойства. — В кн.: Волокнистые и дисперсноупрочненные композиционные материалы. М.: Наука, 1976, с. 20-24

20. Келли А. Высокопрочные материалы. Пер. с англ. /Под ред. С.Т. Милейко. М.: Мир, 1976, 262с.

21. Жигач А.Ф., Цирлин A.M. Физико-химические свойства и прочностные характеристики борных нитей, перспективы их применения для армирования композиционных материалов. Журнал Всесоюзного хим. общества им. Д.И. Менделеева, том XXIII, 1978, №3, с. 264-272.

22. Шоршоров М.Х., Алехин В.П. Влияние среды и состояния поверхности на процесс пластической деформации кристаллов (обзор). — Физика и химия обработки материалов. 1976, №1, с. 62-76.

23. Тананаев И.В. «Вестник АН СССР», 1972, №2, с. 21-29.

24. Bates Н.Е., Wald F., Weinstein M. 10th National Symposium, SAMPE, San Diego, 1966, p. 148-154

25. Справочник металлиста. В 5-ти томах. Том 2. Под ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Брострема. М.: «Машиностроение», 1976, 720с.

26. Composite Materials. Vol. 4. /под ред. R. В. Pipes. New York: Elsevier, 1991.

27. Композиционные металлические материалы. Труды научно-технической конференции. ВИАМОНТИ, 1972г.

28. Иванова B.C. и др. Алюминиевые и магниевые сплавы, армированные волокнами. М.: Наука, 1974г.

29. Колпашников А.И., Арефьев Б.А., Мануйлов В.Ф. Деформирование композиционных материалов. М.: Металлургия, 1982, 248с.

30. Toth I.J., Brentnall W.D., Menke G.D. Making product from composites. Journal of Metals, 1972, v.24, №10, p. 37-42.

31. Metal Matrix Composites: Status and Prospects. Reports of the Ad Hoc Committee on Metal-Matrix Composites. NMAB-313, National Academy of Sciences, Washington, D.C., 1974, 37p.

32. M.D. Weisinger. Composites Struts Pare Space Shuttle Weight. Metal Progress, 1978, v.l 13, №5, p. 60-65.

33. Christian J. Aluminum-boron composites for aerospace structures. Metal Progress, 1970, v.97, №5, p. 113-122.

34. Hoppel, C.P.R., Beatty, J.H., Montgomery, J.S., Bender, J.M. and Bogetti, T.A. "Metal Matrix Composite Materials for Ordnance Applications." Proceedings of the 22nd Army Science Conference, Baltimore, MD, 2000.

35. Колпашников А.И., Мануйлов В.Ф., Ширяев Е.В. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами. М.: Металлургия, 1975, 58с.

36. Т. Robert. Metal Progress, 1972, v. 102, №2, 88-92c.

37. Хаттон Орд. Акустическая эмиссия в кн.: Методы неразрушающих испытаний/Под ред. Р. Шарпа. Пер. с англ., М.: Мир, 1972

38. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. М.: Наука, 1977, 184с.

39. Матусевич A.C. Композиционные материалы на металлической основе. Минск: Наука и техника, 1978, 305с.

40. Галкин В.И. Закономерности компактирования и технологического производства полых деталей из волокнистых композиционных материалов на металлической основе. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МАТИ, 1996.

41. Арефьев Б.А., Мануйлов В.Ф., Тихонов A.C., Колпашников А.И. и др. К вопросу о получении ВКМ с металличской матрицей методами обработки металлов давлением. Технология лёгких сплавов, 1977, №11, с. 68-71.

42. Шоршоров М.Х. Сварка давлением: Справочник, т. 1. Сварка в машиностроении. М.: Машиностроение, 1978, 357с.

43. Палтиевич А.Р. Исследование и разработка процесса горячего однопроходного волочения продольно-армированных труб из бороалюминия на подвижной оправке. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МАТИ, 2000, 22с.

44. Кулапов А.К., Шишин В.М., Радьков А.И. Устройство для изготовления трубных композиционных изделий. Авторское свидетельство на изобретение № 1018290, 1983

45. Мануйлов В.Ф., Смирнов В.И., Галкин В.И. и др. Устройство для изготовления трубчатых изделий из волокнистых композиционных материалов. Авторское свидетельство на изобретение № 1496136, 1987.

46. Hanes H.D. Hot Isostatic Processing Reaches Maturity. SAMPE Quarterly, 1974, v.5, No 2, pp. 1-9.

47. Процессы изостатического прессования. /Под ред. Джеймса П.Д. М.: Металлургия, 1990, 193с.

48. Волокнистые композиционные материалы. /Под ред. Дж. Уитона, Э.Скала. Пер. с англ. под ред. А.Ф. Белова. — М.: Металлургия, 1978.

49. Арефьев Б.А., Гурьев А.Н., Горина Н.Ф. и др. В кн. Композиционные материалы. М.: Наука, 1981, с. 106-109

50. Weisinger M.D. Forming and Machining Aluminum-Boron Composites. -Metals Engineering Quarterly, 1971, v. 11, No 3, pp. 11-25

51. Мануйлов В.Ф., Смирнов В.И., Галкин В.И. Расчёты процессов деформации комопзиционных материалов. М.: Металлургия, 1992, 208с.

52. Parks I.M. The Welding Journal, N5, 1953

53. Диффузионная сварка материалов: Справочник / Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: Машиностроение, 1981, 271с., ил.

54. Семёнов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958, 280с.

55. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. -М.: Металлургия, 1982, 584с.

56. Каракозов Э.С. Соединение металлов в твёрдой фазе. -М.:Мет. 1976, 264с.

57. Серебрянский В.Т., Эпельбаум В.А., Жданов Г.С. К диаграмме состояния системы алюминий бор. ДАН СССР, 1961, т. 141, №4, с.884-886.

58. Кемпбел Дж. Современная общая химия, т.1, 2. М.: Мир, 1975.

59. Полинг J1., Полинг П. Химия. / Под ред. М.А. Карапетьянц. Пер. с анг. -М.: Мир, 1978, 688с.

60. Светлов И.Л., Чубаров В.М., Лютцау В.Г. и др. О прочности композиции борное волокно алюминий. - Известия АН СССР. М.: Металлы, 1975, №1, с. 147-152.

61. Салибеков В.Е., Сахаров В.В., Романович И.В. Исследование ранних стадий процесса взаимодействия борных волокон с алюминием. -Металловедение и термическая обработка металлов, 1978, №10, с. 42-44.

62. Соколов А.В. Разработка и исследование процесса однопроходной прокатки листов из волокнистых композиционных материалов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М.: МАТИ, 1999, 22с.

63. Галкин В.И. Новые эффективные методы производства изделий из волокнистых композиционных материалов. М.: МАТИ, 1997, 68с.

64. Wilkening W.W., Backofen W.A. Deformation Processing of Anisotropic Materials. Final Report for Massachusetts Institute of Technology (Contract N 00019-70-C-0071), Cambridge, 1970

65. Bampton C.C., Graves J.A., Newell K.J., Lorenz R.H. Process Modeling for Titanium Aluminide Matrix Composite. Intermetallic Matrix Composites //D.B. Miracle, D.L. Anton and J.A. Graves; Materials Research Society, Vol. 273, 1992, pp. 365-376.

66. Шоршоров M.X., Колесниченко В.А., Юсупов P.C. Расчёт давления для горячего прессования волокнистых композиционных материалов. — Порошковая металлургия, №7, 1981, с. 61-65.

67. R.L. Goetz, W.R. Kerr, S.L. Semiatin. Modeling of the Consolidation of Continuous-Fiber Metal Matrix Composites via Foil-Fiber-Foil Techniques. -Journal of Materials Engineering and Performance. Vol. 2(3), June 1993, pp. 333-340.

68. Справочник металлиста. В 5-ти томах. Том 1. Изд. 3-е, перераб. Под ред. С.А. Чернавского и В.Ф. Рещикова. М.: «Машиностроение», 1976, 768с.

69. Чигарев A.B., Кравчук A.C., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: Справ, пособие. М.: Машиностроение-1, 2004. 512 с.

70. ANSYS, Inc. Theory Manual. Release 5.7. Изд. 12-е. Под ред. Peter Kohnke, Ph.D. SAS IP, Inc., 2001. 1266 с.

71. Теория пластических деформаций металлов. Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. -М.: Машиностроение, 1983, 598с., ил.

72. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. Пер. с англ. -М.:Мир, 1979. 392 с.

73. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 3. 2-е изд., испр. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982, 304 с.

74. Stuart В. Brown, Kwon H. Kim, and Lallit Anand. An Internal Variable Constitutive Model for Hot Working of Metals. International Journal of Plasticity, 1989, Vol. 5, pp. 95-130

75. Теория прокатки: Учебник для вузов. / Грудев А.П. М.: Металлургия, 1988, 240с.

76. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправленное - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат лит., 1986, 544с.

77. Машиностроение. Энциклопедия. /Ред. совет: К.В. Фролов и др. Том II1-6: Технология производства изделий из композиционных материалов, пластмасс, стекла и керамики /Под общ. ред. B.C. Боголюбова. -М.: Машиностроение, 2006, 576с. ил.

78. Деменков Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП. Учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 328с.