автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Изотермическое формообразование элементов конструкций цилиндрического, прямоугольного и трапециевидного сечения из анизотропного материала

На правах рукописи

ЧУПРАКОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РГ6 од

ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО, ПРЯМОУГОЛЬНОГО и ТРАПЕЦИЕВИДНОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА

Специальность 05.03.05 - «Процессы и машины обработки

давлением»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2000

Работа выполнена на кафедре МПФ Тульского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

С.С. Яковлев

Официачьные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.Д. Кухарь

кандидат технических наук, старшин научный сотрудник Е.А. Закуренов

Ведущая организация - ФГУП «НПО Техномаш»

Защита состоится уЛ^ » декабря 2000 г. в 14 час. на заседании диссертаци онного совета К 063.47.03 Тульского государственного университета (300600, г Тула, ГСП, проспект им. Ленина, 92, 9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государствен ного университета.

Автореферат разослан У» ноября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного /

совета, к.ф.-м.н., доцент /И

/Ж^

В.И. Желтков

алп ЗО/О 7 /7

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время перед машиностроением стоит не обходимость повышения эффективности производства и качества получаемых.изделий.

Создание новой техники, отдельные узлы которой работают в условиях агрессивных сред, высоких давлений и температур, связано с использованием труднодеформируемых, малопластичных материалов. Значительное количество деталей машиностроения изготавливается из листовых материалов, которые обрабатываются в режимах холодной и горячей штамповки.

В последнее время при изготовлении деталей аэрокосмической техники и; листовых малопластичных, труднодеформируемых сплавов нашло применение медленное горячее деформирование с предварительной или одновременной диффузионной сваркой. Медленное горячее формоизменение дает возможность значительно снизить удельные усилия штамповки и достичь больших степеней деформации.

При медленном изотермическом деформировании высокопрочных материалов в зависимости от уровня напряжений, возникающих в заготовке, и температуры обработки величины пластической деформации и деформации ползучести становятся соизмеримыми, и это обстоятельство необходимо учитывать при расчетах технологических параметров процессов.

Технологические принципы медленного горячего формоизменения листовых заготовок и диффузионной сварки могут быть применены в производстве элементов многослойных листовых конструкций летательных аппаратов цилиндрического, прямоугольного и трапециевидного сечений из анизотропного материала.

Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной технологическими режимами его получения. Анизотропия механических свойств материала заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением при пластическом деформировании, реализуемом на традиционном прессовом оборудовании, а также при медленном деформировании, осуществляемом в режиме кратковременной ползучести.

Широкое внедрение в промышленность процессов медленного горячего формоизменения многослойных листовых конструкций летательных аппаратов с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами сдерживается недостаточно развитой теорией медленного деформирования при повышенных температурах с учетом реальных свойств материала, позволяющей оценить напряженное и деформированное состояние заготовки, кинематику течения материала, предельные возможности формоизменения, силовые режимы и энергозатраты процесса.

Работа выполнена в соответствии с проектом РФФИ № 00-01-00565 «Вопросы теории формоизменения мембран из анизотропного материала в условиях ползуче-пластического течения», грантами «Теория пластического формоизменения при повышенных температурах современных конструкционных материалов . для получения многослойных листовых конструкций ЛА»- и «Научные основы новых технологий изготовления элементов конструкций летательных аппаратов с высокими эксплуатационными характеристиками» в области технологических проблем производства авиакосмической техники, а также хозяйственными договорами с рядом предприятий России.

Цель работы. Научное обоснование расчета технологических параметров процессов изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести с целью снижения металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик на основе прогрессивных технологических решений и условий их реализации.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи исследований:

1. Получить основные уравнения и соотношения для аналнза напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения процессов изотермической пневмоформовки многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести.

2. Выполнить теоретический анализ процессов изотермической пневмоформовки многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести.

3. Установить влияние анизотропии механических свойств, накопления повреждаемости, геометрических размеров заготовки и закона нагружения на напряженное и деформированное состояние и предельные возможности исследуемых технологических процессов.

3. Выполнить экспериментальные исследования рассматриваемых процессов изотермической пневмоформовки.

4. Использовать результаты исследований в промышленности и в учебном процессе.

Автор защищает результаты теоретических исследований напряженного и деформированного "состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения, связанных с накоплением микроповреждений и локальной потерей устойчивости заготовки из анизотропного листового материала, при медленном изотермическом формоизменении многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести; установленные зависимости влияния геометрических размеров заготовок и изделия, анизотропии механических свойств лис- ' тового материала и законов (условий) нагружения во времени на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возмож-

ности деформирования исследуемых процессов изотермического формоизменения; результаты экспериментальных исследований процессов изотермической пневмоформовки многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести; разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов медленного изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами.

Научная новизна:

• разработаны математические модели медленного изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести;

• установлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей деформирования в исследованных процессах изотермического формоизменения в зависимости от геометрических размеров заготовок и изделия, анизотропии механических свойств материала и законов (условий) нагружения во времени при медленном горячем деформировании.

Методы исследования:

Теоретические исследования процессов изотермического деформирования выполнены на основе теории кратковременной ползучести анизотропного материала. Предельные возможности формоизменения установлены на базе использования феноменологических критериев разрушения (энергетического и деформационного), связанных с накоплением микроповреждений, анизотропного материала и условия локальной потери устойчивости Друкера для реономных сред при медленном горячем деформировании. Анализ процессов реализован численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ IBM PC. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура. Обработка опытных данных проводилась методами математической статистики.

Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, а также использованием результатов работы в промышленности.

Практическая ценность н реализация работы. ■ На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных-программ для ЭВМ -IBM PC по расчету технологических параметров процессов изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести.

■ Результаты исследований использованы при разработке новых технологически х процессов изготовления панелей с круглыми и прямоугольными каналами, гофровых панелей из анизотропного листового материала в режиме кратковременной ползучести на ФГУП «НПО Техномаш».

■ Разработанные технологические-процессы внедрены в опытное производство со значительным экономическим эффектом за счет сокращения сроков технологической подготовки производства, обеспечения качества, снижения трудоемкости изготовления и металлоемкости узлов изделий.

" Отдельные материалы научных исследований лспользованы в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях "XXIV - XXVI Гагаринскис чтения" (г. Москва, 1998-2000 г.г.), на международной научно-технической конференции "Итоги развития механики в Туле " (г. Тула, 1998 г.), на II международной научно-технической конференции "Проблемы пластичности в технологии" (г. Орел, 1998 г.), на первой международной научно-технической конференции "Металлофизика и деформирование перспективных материалов" (г. Самара, 1999), на международной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения С.И. Мосина (г. Тула, 1999 г.), на международной научно-технической конференции "Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа" (г. Москва, 1999 г.), на международной научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства" (г. Тула, 1999 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (1997 -2000 г.г.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 13 печатных работах.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., ведущему научному сотруднику Я.А. Соболеву и д.т.н., профессору С.П. Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 133 наименований, 4 приложений и включает 111 страниц машинописного текста, содержит 50 рисунков и 11 таблиц. Общий объем - 200 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе задачи, ее научная новизна, практическая ценность работы и кратко раскрыто содержание разделов диссертационной работы.

В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии изотермического формоизменения труднодеформируемых материалов, проведен анализ существующих технологических процессов изготовления радиаторных и трехслойных гофровых. листовых конструкций, намечены пути повышения эф-

|)ективности их изготовления. Приводятся уравнения состояния при вязком и вяз-сопластическом течениях анизотропного материала, критерии деформируемости энергетический и деформационный) и локальной потери устойчивости анизотропного листового материала при кратковременной ползучести, которые в по-.ттедующем используются при теоретических исследованиях. Обоснована поста-ювка задачи исследования.

Обзор научно-технической литературы показал, что технологические метода производства многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами связаны в настоящее время с процес; :ами механической обработки резанием, прокатки, сварки плавлением или пайки, :оединением элементов клепкой, раздуванием канала внутренним давлением и г.д. Это достаточно трудоемкие процессы обработки, требующие высокой исход-юй точности заготовок и полуфабрикатов, длительного цикла обработки, приво-1ящие к высокому расходу металла, а также применения большого числа сбороч-шх единиц и крепежных деталей, что повышает себестоимость изготовления деталей в условиях мелкого и среднесерийного производства.

Реализация эффективности технологии может быть обеспечена внедрением технологических методов обработки, построенных на совмещенных процессах формообразования газом из листа с термофиксацией, формообразования с диффу-шонной сваркой давлением на одной позиции обработки.

В основу процессов положена способность материалов в определенных гемпературно-скоростных условиях к вязкому или вязкопластическому течению материала, что обеспечивает большие конечные деформации при сравнительно малых внешних усилиях и высокую точность получаемых геометрических форм.

Значительный вклад в развитие теории пластичности, ползучести, методов шачиза процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов внесли Ю.А. Аверниев, А.Ю. Аверкиев, Ю.А. Алюшин, Ю.М. Ары-ненский, A.A. Богатов, P.A. Васин, С.И. Вдовин, Э. By, В.Д. Головлев, Ф.В. ^речников, С.И. Губкин, Г.Я. Гун, В.Л. Данилов, Г.Д. Дель, A.M. Дмитриев, Д. Црукер, Г. Закс, A.A. Ильюшин, Е.И. Исаченков, Ю.Г. Каппин, JIM. Качанов, З.Л. Колмогоров, М.А. Колтунов, В.Д. Кухарь, Д. Лубан, H.H. Малинин, А.Д. vlaTBeeB, С.Г. Милейко, А.Г. Овчинников, В.А. Огородников, С.С. Одинг, Е.А. Попов, Ю.Н. Работнов, И.П. Ренне, К.И. Романов, Ф.И. Рузанов, Г. Свифт, Е.И. Геменов, И.А. Смарагдов, О.М. Смирнов, Я.А. Соболев, О.В. Соснин, Л.Г. Сте-танский, А.Д. Томленов, Е.П. Унксов, Р. Хилл, В.Н. Чудин, В.В. Шевелев, С.А. Иестериков, С.П. Яковлев и другие.

На основе приведенного обзора работ следует, что теории кратковременной юлзучести обычно применяются для расчета на прочность конструкций, работающих длительное время при высоких температурах.

Недостаточно много внимания уделяется в научно-технической литературе технологическим задачам обработки металлов давлением анизотропных материа-юв в условиях кратковременной ползучести.

При разработке технологических процессов изотермического медленного формоизменения многослойных листовых конструкций в основном используют

эмпирические зависимости из различных справочных материалов, которые не учитывают многие практически важные параметры. Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства изделия.

Во втором разделе приведены результаты теоретических исследований процесса изотермического свободного деформирования узкой прямоугольно? мембраны из анизотропного листового материала в условиях кратковременно?: ползучести. Приведены результаты решения поставленной задачи при известны* законах изменения давления от времени, а также рассмотрены случаи формоизменения.при постоянной скорости деформации и постоянном давлении. Установлено влияние анизотропии механических свойств материала, геометрических размеров заготовки и накопления повреждаемости на напряженное и деформированное состояние заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования [4, б, 7, 11,13].

Анализируется процесс изотермического свободного формоизменения длинной прямоугольной оболочки (мембраны), закрепленной вдоль большей стороны (рис. 1).

Листовой материал принимается ортотропным с коэффициентами анизотропии Ях и Ну. Главные оси напряжений совпадают с главными

осями анизотропии х,у,г . рис ; Расчетная схема формообриювшшя

Допускается, что поведение материала подчиняется энергетической теории ползучести и повреждаемости, свойства которого при величине эквивалентного напряжения ае меньше некоторой величины разделяющей вязкое и вязко-пластическое течение материала (ае <аео, вязкое течение материала), описывается уравнениями [1,2]

М)" '

Ас tip

(1)

где В, п, т константы материала, зависящие от температуры испытаиий; -удельная работа разрушения при вязком течении материала; со^ - повреждаемость материала при вязкой деформации по энергетической модели разрушения; Аспр - D'(b'o +b{ cosa + 62 cosp + 63 cosy); " экспериментальные

константы материала; а, Р, у - углы ориентации первой главной оси напряжений 0[ относительно главных осей анизотропии х,у и z соответственно.

Величину стео, разделяющую вязкое и вязкопластическое течение, назначают в зависимости от механических свойств материала при заданной температуре деформирования, чувствительности материала к деформационному упрочнению при соответствующей скорости деформации .

Примем, что направление длинных сторон заготовки совпадает с направлением прокатки (главной осью анизотропии х). Мембрана шириной 2а, толщиной h q нагружается давлением р, изменяющимся во времени по некоторому закону

(рис. 1): р = Pq +ар"р , ро, а р , пр - константы закона нагружения. Поскольку

длина мембраны значительно превосходит ее ширину, то допускается, что процесс реализуется в условиях плоской деформации, т.е. Е,х = 0.

Вырезая из мембраны элемент и принимая напряжения равномерно распределенными по толщине, из равенства нулю суммы проекций сил, приложенных к элементу на нормаль z и касательную, получим

= 0, (2)

где cj(,. - окружное напряжение; р - радиус кривизны срединной поверхности; h -

толщина мембраны.

Из второго уравнения системы (2) имеем

Gyh = const. (3)

Из соотношений (2) и (3) следует, что в случае равномерного давления (р = const) радиус кривизны срединной поверхности во всех ее точках один и тот же, т.е. срединная поверхность мембраны при ее деформировании является частью поверхности кругового цилиндра с некоторым углом раствора 2а.

Радиальное напряжение, совпадающее по направлению с нормалью к срединной поверхности, для тонкой мембраны может быть приближенно принято равным нулю az = стр » 0, т.е. предполагаем, что реализуется плоское напряженное состояние. Осевое напряжение в направлении длины мембраны определяем из условия £,х - 0, при этом ау = ст<р

(4)

Эквивалентное напряжение будет равно

1 h \ + Rx V

Ry±{\+Rxf +RyRx {Rx+RxRy + Ry)~

Скорость деформации определяем по формуле

4ф=

sum

—1— ctg a ^cp sina

(6)

Здесь <p - текущий угол между вертикальной осью симметрии заготовки и радиусом-вектором, определяющим положение точки на срединной поверхности оболочки в данный момент.

При деформации оболочки принимается, что на каждом этапе деформирования имеет место радиальное перемещение точки срединной поверхности относительно нового центра срединной поверхности в момент t + dt, т. е. в направлении ф + гЛр. .

Используя условие несжимаемости ¡;ф + + =0 и выражение (6), можно

получить формулу для определения толщины оболочки

a sintpiJa

h = h0 Sina е"°о ф3'ша , (7)

sin а о

где Hq и ао - начальная толщина и угол на каждом этапе деформирования; , simp da

ф = ф0 + с/ф , í/ф =-'--; ф0 - начальный угол, характеризующий положение

sina

точки, на каждом этапе деформирования.

Толщину оболочки в центральной точке срединной поверхности оболочки при ф = 0 в дальнейшем определяем по выражению

ti 2 а

Л = «Q COS — ,

а толщину оболочки в месте ее закрепления при ф = a - по формуле

, , sina

h = bo-.

a

Эквивалентная скорость деформации вычисляется по выражению

<х, ' (8)

чфэта

I(Rx + RxRy + RyXüy + (1 + Rxf + RxRy

^ -V -V .» У У ' " 1 ! /пч

где С[ =-•--т-—т--т--. (9)

■^fЗRx[Rx + Ry+\)

Подставим в первое из уравнений состояния материала (1) входящие величины ае , получим

-„ >51па-(Ю)

где И определяется по формуле (7).

Повреждаемость может быть вычислена путем решения уравнения

¿С (11)

втай^р^Ф^па

совместно с уравнением (10).

В нашем случае давление р равномерно распределено по поверхности оболочки, поэтому для определения его величины во времени достаточно рассмотреть случай, когда ф = 0. Кроме того, именно в этом направлении идет более интенсивное утонение толщины оболочки и накопление повреждаемости. При Ф —> 0, уравнения (10) и (11) преобразуются как

С,о2о(1 -ш^Гли(8та)и(--~- - с^аЪа

р»Л =-!-'1-—^--¿-. (12)

ВЕ^а"

(13)

зюа/]ЛЦр ^та )

Система уравнений (12) и (13) решается совместно методом итераций.

Решение этой системы при известном законе изменения давления р от времени позволяет найти угол и предельную высоту купола при деформировании оболочки, для чего нужно принять накопленную.повреждаемость = 1,

В случае, когда ае > оео, процесс формоизменения реализуется в условиях вязкопластического (ползуче-пластическое) течения материала, для которого справедливо уравнение состояния вида г \</

г?

ЕСР

( ¿СР

■ St"

(14)

I bl'n

V ко J

Здесь к, d, г - константы материала, зависящие от температуры испытаний; А^р - удельная работа разрушения при вязкопластическом течении материала; a)cf ■ повреждаемость материала при вязкопластической деформации по энергетической модели разрушения.

Пусть формоизменение оболочки определяется давлением pit). Подставив

t

в уравнение состояния материала (14) входящие величины ае , %сер и zf ~ \tffdt

0

при Ф = 0, получим

pVkdt = -

У к GeO

С, In

cos2 a

d:'k , ,2: к

I • a I i.l к

(sina) ^cos-J h0

В этом случае повреждаемость может быть найдена из уравнения

dt 2Ac„Ph0 cos4- dt

(16)

Решение системы уравнений (15) и (16) определяет величины р и со^7;

а моменту времени /*, когда = 1, соответствует разрушение оболочки.

В работе выявлено влияние анизотропии механических свойств исходного материала, закона нагружения, геометрических размеров заготовки и изделия на напряженное и деформированное состояния, геометрические размеры, кинематику течения материала и предельные возможности исследуемых процессов изотермического формоизменения в режиме кратковременной ползучести, связанные с накоплением микроповреждений и локальной потерей устойчивости заготовки [11,13].

Рассмотрены возможные варианты формоизменения при известных законах изменения давления от времени, а также рассмотрены случаи формоизменения при постоянной скорости деформации и постоянном давлении.

Графические зависимости изменения половины угла раствора дуги сх+ в момент разрушения, относительных величин толщины заготовки в куполе А* = А*//'о и высоты куполообразной детали //* = //*/Ад для алюминиевого сплава АМгб от эквивалентной скорости деформации в куполе при фиксированных величинах геометрических размеров заготовки (а = 10 мм; Aq =1мм) приведены на рис. 2.

Анализ графических зависимостей и результатов расчетов показывает, что время разрушения Л, (критическое время), половина угла раствора дуги в момент разрушения а* и высота изделия Я* уменьшаются, а угол конуса полости трапециевидного элемента а» и толщина h* возрастает с ростом параметров ар и пр, а также величины постоянной эквивалентной скорости деформации при формоизменении материалов, поведение которых описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости.

я.

о .'•» - -0.33 -0.33 .0.34

5.8

н*

104 . градус

102 .

а*

к*

а*

н*У

0.0005

о.ооов —»►

О.ООО? Не 0,0008

Рис. 2. Зависимость изменения предельного угла а*, относительных величии Н* и И* в момент разрушения от постоянной скорости деформации £,е

Предельные возможности формоизменения при изотермическом деформировании анизотропных материалов, поведение которых описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости, не зависят от параметров закона на-гружения (а„ и п

р) или величины постоянной эквивалентной скорости деформа-

ции

Установлено, что с ростом коэффициента нормальной анизотропии К предельные возможности исследованных процессов формоизменения возрастают, а неточность определения критического времени разрушения в предположении изотропии механических свойств исходной заготовки может достигать более 20% по сравнению с их реальными величинами.

Выполнено сопоставление результатов расчетов при анализе изотермического свободного деформирования узкой прямоугольной мембраны в предположении переменной и постоянной толщины стенки вдоль дуги окружности.

Установлено, что с ростом времени деформирования' разница в полученных результатах существенно увеличивается и может составлять по к до 40%, а по ае до 20%. Показано, что с ростом времени деформирования существенно увеличивается разница относительной толщины Л заготовки в куполе и в точке ее закрепления, которая может составлять более 30%.

В третьем разделе изложены результаты теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при изотермическом формообразовании угловых элементов многослойных конструкций в условиях вязкого течения анизотропного материала.

Для оценки возможности изготовления прямоугольного профиля в сечение канала выполнены теоретические исследования процесса горячего формообразования угловых элементов многослойных конструкций из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести.

" Предполагается, что процесс деформирования реализуется за две стадии свободная формовка оболочки и формообразование угловых элементов конструк-

втором этапах второй стадии деформирования

Поскольку условия деформирования в вершине и на краю оболочки одинаковы (эти точки не перемещаются), то в дальнейшем рассматривается равномерное деформированное состояние, т.е. толщина оболочки меняется равномерно £ каждой точке оболочки от начальных размеров, а форма деформируемой угловой части оболочки сохраняет форму части окружности.

На первом этапе второй стадии деформирования формируется плоский участок оболочки в окрестности вершины при скольжении без трения относительнс обшивки до момента, когда 5 = 5* = а - Н\. В дальнейшем происходит симметричное деформирование оболочки относительно новой оси симметрии 0\0' сс скольжением материал без трения. Течение материала принимается радиальньи на каждом этапе деформирования.

В результате теоретических исследований установлено, что с ростом отно сительной высоты прямоугольного канала IV осуществляется плавно

уменьшение времени разрушения /*, увеличение предельного радиуса мембран! р* = р» / Лд и толщины мембраны И* = /п / Ад в момент разрушения. Показано что с увеличением пр рост величин р* и к* становится более плавным.

Увеличение величин пр и ар приводит к уменьшению времени разруше-шя ? * и увеличение относительного предельного радиуса закругления мембраны р* и толщины мембраны к*.

Установлено, что с увеличением коэффициента анизотропии Яу при фикси-эованных значениях Кх предельные величины времени разрушения й, радиуса закругления р* и толщины И* увеличиваются, причем, тем интенсивнее, чем меньше величина Яу.

Оценена погрешность результатов расчетов предельного времени разрушения и и половины предельного угла раствора дуги а*, вычисленные в предположении протекания процесса формоизменения в условиях вязкого и вязкопласти-ческого течения материала. Установлено, что учет накопленных микроповреждений значительно оказывает влияние на величину относительного предельного радиуса закругления мембраны р*. Установлено, что с уменьшением относительной высоты прямоугольного канала V/ влияние учета накопленной повреждаемости (о С| на предельные геометрические характеристики мембраны (р*) значительно увеличивается.

Четвертый раздел посвящен теоретическим исследованиям процессов изотермической штамповки и калибровки трапециевидных элементов трехслойных листовых конструкций из анизотропного листового материала в условиях кратковременной.

Подобный подход К I у

решению задачи реализован *

при рассмотрении процес-

формоизменения при постоянной скорости дефор- Рис. 4. Схема к анализу штамповки трапецНевид-мации и постоянном давле- ных элементов многослойных листовых конструк-

Принимаем, что деформирование осуществляется в условиях кратковременной ползучести; упругими деформациями пренебрегаем. Допускается справедливость ассоциированного закона течения в режиме кратковременной ползучести.

сов горячей пневмофор-мовки и калибровки давлением газа трапециевидных элементов трехслойных листовых конструкций из анизотропного листового материала (рис. 4) при известных законах изменения давления от времени, а также рассмотрены случаи

нии [5, 8, 10].

ции

Материал заготовки принимается ортотропным с главными осями анизо тропии х,у,г. Предполагается, что материал изотропно упрочняется при вязко пластическом течении материала от степени деформации и скорости деформации а при вязком деформировании - от скорости деформации.

"' Поскольку длина элемента конструкции в виде трапеции значительно пре восходит его геометрические размеры в плоскости чертежа, считаем, что реализу ется случай плоской деформации, и, следовательно, скорость осевой деформацш в направлении главной оси анизотропии х равна нулю = 0.

Принимаем, что напряженное и деформированное состояния однородны, 1 напряжения равномерно распределены по толщине элемента конструкции.

Напряжение о,, нормальное к толщине заготовки, для тонкой пластинь принимается равным нулю а, = 0, т.е. предполагается, что реализуется такж( плоское напряженное состояние.

Аналогичным образом получены основные уравнения и соотношения дл: анализа рассматриваемых процессов изотермического формоизменения в предпо ложении, что поведение материала описывается уравнениями энергетической ил1 кинетической теорией ползучести и повреждаемости, а также энергетической ИЛ1 кинетической теорией нелинейного вязкопластического течения и разрушения.

На рис. 5 представлены графические зависимости изменения относительны: величин давления газа р = р/аео , толщины заполнителя к = /г//г0 , высоты изде

лия Я = Я/йо и угла конуса полости трапециевидного элемента а от времен! деформирования t для титанового сплава ВТ6, поведение которых описываете: кинетической теорией ползучести и повреждаемости, при температуре обработкч

930° С при постоянной эквивалентной скорости деформации ^ = 0,8 * 10"""'1/с Здесь точками обозначены экспериментальные данные.

0.04 т 0,035 0,03 -0.025

Р0.0? 4- — 0.»

0.015 0.01 ■ 0.00£ .0

Я в..

900 С 1000

Рис. 5. Зависимость изменения угла а, относительных величин р,к и Н от времени деформирования I для титанового сплава ВТб

Анализ результатов расчетов и графических зависимостей (рис. 5) показывает, что в начальный момент деформирования при постоянной величине эквивалентной скорости деформации , наблюдается резкий рост относительного давления р и высоты Я, а также уменьшения угла конуса полости трапециевидного

элемента а и относительной толщины заготовки И. Интенсивность роста или падения исследуемых параметров зависит от величины эквивалентной скорости деформации ^ . Уменьшение эквивалентной скорости деформации приводит к

более плавному их увеличению или уменьшению, а также .к смещению величины максимального давления р в сторону большего времени /. Установлено, что увел _л

личение эквивалентной скорости деформации Е,е от 0,5-10 . Ус до 0,8 • 10 3 Ус

приводит к росту максимального давления на 30% при изотермической штамповке трапециевидного элемента трехслойной листовой конструкции.

Сопоставление теоретических и экспериментальных данных на этапах деформирования по относительной толщине И и высоте Н заготовки указывает на удовлетворительное их согласование (до 10%).

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты выполненных экспериментальных исследований новых технологических процессов изготовления панелей с круглыми и прямоугольными каналами, гофровых панелей из анизотропного листового материала в режиме кратковременной ползучести, а также результаты практической реализации теоретических и экспериментальных исследований.

Выполнены экспериментальные исследования применительно к изготовлению панелей с круглыми и прямоугольными длинными каналами, трапециевидных элементов (гофровых панелей) трехслойных листовых конструкций, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальных листовых титановых и атюминиевых сплавов., применяемые в авиационно-космической технике.

Технологические процессы основаны на выполнении последовательности действий над исходными заготовками на одной рабочей позиции: нагрев, вакуу-мирование - диффузионное соединение заготовок - формообразование -гермофиксация - охлаждение.

Процессы формообразования гофровой конструкции трехслойной панели экспериментально отрабатывались в соответствии с технологической схемой по стадиям:

•нагрев с вакуумированим или подачей аргона;

•герметизация пакета заготовок - диффузионная сварка давлением;

•формообразование растяжением;

•калибровка с охлаждением под давлением.

Размеры панелей в плане были до 500 мм, строительная высота - 20...30 мм.

Установлено, что для их изготовления из титановых сплавов целесообразно рименять предварительное соединение листовых заготовок диффузионной свар-

кой давлением газа, так как титановые сплавы образуют соединение равнопрочное основному металлу, а для их изготовления из алюминиевых сплавов-вариант сварки листов плавлением (роликовая сварка и электронно-лучевая). Соединение алюминиевых сплавов при диффузионной сварке давлением газа недостаточно стабильно по прочности. •..-■••

Экспериментально показано, что уменьшение угла конусности трапециевидной полости менее 30° сопровождается, как правило, разрывом внутреннего листа. Эти факторы находят качественное и количественное подтверждение при теоретических расчетах.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с привлечением теории кратковременной ползучести анизотропного материала, разработаны технологические рекомендации по выбору режимов операций изотермического формоизменения элементов листовых конструкций ответственного назначения с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами из малопластичных высокопрочных заготовок с учетом температурно-скоростных, деформационных, силовых условий и требуемого уровня качества. Эти рекомендации использованы при создании новых технологических процессов изготовления многослойных листовых конструкции летательных аппаратов, соответствующих техническим требованиям по эксплуатации.

Новые технологические процессы обеспечивают: увеличение удельной прочности (раз) - 1,5 ... 2; уменьшение массы (раз) - 1,2; снижение трудоемкости (раз) - 2...3; увеличение КИМ, (с/до) - 0,3 / 0,95.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в разработке научно-обоснованных режимом технологических процессов изотермического формоизменения элементов листовых конструкций ответственного назначения с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести, которые обеспечивают снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращение сроков подготовки производства и повышение их эксплуатационных характеристик.

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Получены основные уравнения и соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения процессов изотермической пневмоформовки многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести.

2. На основе разработанных математических моделей формоизменения выполнены теоретические исследования процессов изотермического свободного деформирования узкой прямоугольной мембраны, формообразования угловых элементов многослойных конструкций, штамповки и калибровки трапециевидных

шементов трехслойных листовых конструкций из анизотропного материала в ре-киме кратковременной ползучести. Рассмотрены возможные варианты изотерми-кского формоизменения при известных законах изменения давления от времени, 1 также случаи деформирования при постоянной скорости деформации и посто-шном давлении.

Теоретические исследования процессов изотермического деформирования выполнены для групп материалов, поведение которых описывается уравнениями энергетической или кинетической теорий кратковременной ползучести и повреждаемости.

3. Установлено влияние анизотропии механических свойств исходного материала, закона нагружения, геометрических размеров заготовки и изделия на наряженное и деформированное состояния, кинематику течения материала, сило-зые режимы и предельные возможности исследуемых процессов изотермического формоизменения в режиме кратковременной ползучести, связанные с накоплени-;м микроповреждений и локальной потерей устойчивости заг отовки.

4. Показано, что при изотермическом свободном формоизменении узкой фямоугольной мембраны при постоянной величине эквивалентной скорости деформации Ц в начальный момент деформирования наблюдается резкий рост от-

юсителыюго давления р, высоты Н и половины угла раствора дуги а, а также

уменьшения относительной толщины заготовки к. Интенсивность роста или па-тения исследуемых параметров зависит от величины эквивалентной скорости деформации ¡ц . Уменьшение эквивалентной скорости деформации приводит к

Золее плавному их увеличению или уменьшению, а также к смещению величины максимального давления р в сторону большего времени г.

5. Установлен характер изменения геометрических размеров заготовки в троцессе изотермического деформирования в зависимости от параметров нагру-кения ар, пр и величины постоянной эквивалентной скорости деформации ^.

Показано, что изменение относительной толщины в куполе заготовки Ис троисходит более интенсивно по сравнению с изменением относительной толщи-1Ы в местах закрепления заготовки при свободном деформировании узкой прямоугольной мембраны. С ростом времени деформирования { эта разница увеличивался и может достигать 50%.

6. Оценено влияние параметров закона нагружения ар, пр и величины постоянной эквивалентной скорости деформации на предельные возможности

формоизменения, связанные с разрушением заготовки при достижении уровня шкопленных микроповреждений сое =1 (или =1) и с локальной потерей ус-ойчивости заготовки.

Установлено, что при медленном горячем деформировании многослойных шстовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными :аналами сначала имеет место локализация деформации с последующим разру-иением от накопления микроповреждений.

Показано, например, что время разрушения (критическое время), половина угла раствора дуги в момент разрушения а» и высота изделия Я, уменьшаются, а угол конуса полости трапециевидного элемента а* и толщина /г» возрастает.с ростом параметров ар и пр, а также величины постоянной эквивалентной скорости деформации при формоизменении материалов, поведение которых описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости.

Предельные возможности формоизменения при изотермическом деформировании анизотропных материалов, 'Поведение которых описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости, не зависят от параметров закона на-гружепия [ар и пр) или величины постоянной эквивалентной скорости деформа-

Ц1Ш Ц-

7. Установлено влияние анизотропии механических свойств на предельные возможности формоизменения. Показано, что время разрушения t* и толщина заготовки К при свободном деформировании узкой прямоугольной мембраны возрастают, а величина половины угла раствора дуги в момент разрушения а* уменьшается с ростом коэффициента нормальной анизотропии R. Выявлено, что неточность определения критического времени разрушения в предположении изотропии механических свойств исходной заготовки может достигать более 20% по сравнению с их реальными величинами.

8. Оценена погрешность результатов расчетов предельного времени разрушения /» и геометрических размеров заготовки в момент разрушения, вычисленные в предположении протекания процесса формоизменения в условиях вязкого и вязкопластического течения материала. Установлено, что в отдельных случаях не учет реатьных особенностей формоизменения (вязкое или вязкопластическое течение материала) может привести к погрешности определения времени разрушения и геометрических размеров заготовки в момент разрушения до 50%).

9. Выполнены экспериментальные исследования процессов изотермической пневмоформовки элементов панелей с круглыми и прямоугольными длинными каналами, трапециевидных элементов (гофровых панелей) трехслойных листовых конструкций. Сопоставление теоретических и экспериментальных данных пс геометрическим размерам заготовки (толщины h и высоты Н заготовки на этапах деформирования) указывает на удовлетворительное их согласование (дс 10%).

10. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы на ФГУП «Техномаш» при разработке новых технологических процесса изготовления элементов листовых конструкций ответственного назначения с ци линдрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами с различным! геометрическими параметрами из малопластичных высокопрочных листовых ма териалов. Новые технологические процессы внедрены в опытном производстве а значительным экономическим эффектом за счет сокращения сроков тсхнологиче ской подготовки производства, обеспечения качества, снижения трудоемкости из

отовления и металлоемкости узлов изделий. Отдельные результаты диссертаци-(нной работы использованы в учебном процессе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1.Соболев Я.А., Лункин A.B., Чупраков Д.А. Подход к анализу процессов [зотермического деформирования заготовок из анизотропного материала в режи-ie кратковременной ползучести // Итоги развития механики в Туле: Тезисы док-адов: международной конференции. - Тула: ТулГУ, 1998. - С. 96-97. .

2.Учет анизотропии механических свойств заготовки при формоизменении условиях кратковременной ползучести / Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, Д.А. Чуп-аков, A.B. Лункин // Исследования в области теории, технологии и оборудования .1тамповочного производства. - Тула: ТулГУ, 1998. - С. 32-35.

3.Соболев Я.А., Яковлев С. С., Чупраков Д.А. Критерии локальной потери стойчивости анизотропного листового материала при двухосном напряженном остоянии в режиме кратковременной ползучести. // Сборник докладов Первой международной научно-техническая конференция «Металлофизика и деформиро-ание перспективных материалов». Секция 1. «Теория, методы и средства пласти-еского формоизменения материалов с заданным уровнем свойств». - Самара: ГАУ, 1999.-С. 170- 174.

4.Соболев Я.А., Яковлев С.С., Чупраков Д.А. Вопросы формоизменение ри изготовлении радиаторов // Сборник тезисов докладов международной кок-еренции, посвященной 150-летию со дня рождения С.И. Мосина. - Тула: Репро-икс ЛТД, 1999,- С. 41.

5.Яковлев С.П., Соболев Я.А., Чупраков Д.А. Газоформовка трапециевид-ых каналов многослойных листовых конструкций // Автотракторостроение, ромышленность и высшая школа. Секция «Машины и технологии обработки еталлов давлением»: Тезисы докладов международной научно-технической шференции. - М.: МАМИ, 1999. - С. 13 -15.

6.Яковлев СЛ., Соболев Я.А., Чупраков Д.А. Формоизменение анизотропно материала при газоформовке каналов цилиндрического профиля в режиме >атковременной ползучести // Автотракторостроение. Промышленность и выс-ая школа. Секция «Машины и технологии обработки металлов давлением»: Те-[сы докладов международной научно-технической конференции. - М.: МАМИ, >99.-С. 15-16.

7.Теория и технология изотермической штамповки элементов панелей ра-¡аторов из анизотропного материала / Я.А. Соболев, Д.А. Чупраков, С.С. Яков-в, Е.В. Панченко // Теория, технология, оборудование и автоматизация обработ-[ давлением и резанием. - Тула: ТулГУ, 1999. - Вып.2. - С.147-158.

8.Напряженное, деформированное состояние и предельные возможности >рмоизменения при газоформовке трапециевидных элементов многослойных стовых конструкций / Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, Д.А. Чупраков, A.A. Пере-лкин // Теория, технология, оборудование и автоматизация обработки давленк ■

ем и резанием. - Тула: ТулГУ, 1999. - Вып.2. - С.180-189.

9.Соболев Я.А., Чупраков Д.А., Яковлев С.С. Горячая пневмоформовка анизотропной длинной узкой прямоугольной мембраны // Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Тула: Тульский полиграфист, 1999. - С. 128 - 130.

Ю.Чупраков Д.А., Соболев Я.А., Панченко Е.В. Изотермическая пневмоформовка трехслойных листовых конструкций // Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Тула: Тульский полиграфист, 1999.-С. 133 - 135.

11 .Изотермическая штамповка листовых анизотропных материалов / С.П. Яковлев, Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, Д.А. Чупраков // Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - № 12. - С.9-14.

12.Сидякин Е.В., Ремнев К.С., Чупраков Д.А. Новые технологические процессы изготовления многослойных листовых конструкций летательных аппаратов // XXVI Гагаринские чтения: Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. - Москва: Изд-во "ЛАТМЭС", 2000, том 2. - С. 321.

□ .Предельные возможности горячего деформирования цилиндрических элементов панелей радиаторов / Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, В.Н. Чудин, Д.А. Чупраков // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, «Гриф», 2000. - С.55-68.

Подписано в печать ¿О. \СС. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская ЛЬ 2 Офсетная печать. Усл. печ. л. . Усл. кр.-отт. <£- .Уч. изд. л. ^

Тираж экз. Заказ .

Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92. Редакционно- издательский центр Тульского государственного университета. 300600, г. Тула, ул. Болдниа, 151

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕ-МЫХ СПЛАВОВ.

1.1. Уравнения механического состояния при медленном изотермическом деформировании. Критерии разрушения и локальной устойчивости материала.

1.2. Влияние анизотропии механических свойств листовых материалов на процессы обработки металлов давлением.

1.3. Анализ существующих технологических процессов изготовления радиаторных и трехслойных гофровых панелей.

В настоящее время перед машиностроением стоит необходимость повышения эффективности производства и качества получаемых изделий.

Создание новой техники, отдельные узлы которой работают в условиях агрессивных сред, высоких давлений и температур, связано с использованием труднодеформируемых, малопластичных материалов. Значительное количество деталей машиностроения изготавливается из листовых материалов, которые обрабатываются в режимах холодной и горячей штамповки.

В последнее время при изготовлении деталей аэрокосмической техники из листовых малопластичных, труднодеформируемых сплавов нашло применение медленное горячее деформирование с предварительной или одновременной диффузионной сваркой. Медленное горячее формоизменение дает возможность значительно снизить удельные усилия штамповки и достичь больших степеней деформации.

При медленном изотермическом деформировании высокопрочных материалов в зависимости от уровня напряжений, возникающих в заготовке, и температуры обработки величины пластической деформации и деформации ползучести становятся соизмеримыми, и это обстоятельство необходимо учитывать при расчетах технологических параметров процессов.

Технологические принципы медленного горячего формоизменения листовых заготовок и диффузионной сварки могут быть применены в производстве элементов многослойных листовых конструкций летательных аппаратов цилиндрического, прямоугольного и трапециевидного сечений из анизотропного материала.

Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной технологическими режимами его получения. Анизотропия механических свойств материала заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением при пластическом деформировании, реализуемом на традиционном прессовом оборудовании, а также при медленном деформировании, осуществляемом в режиме кратковременной ползучести.

Широкое внедрение в промышленность процессов медленного горячего формоизменения многослойных листовых конструкций летательных аппаратов с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами сдерживается недостаточно развитой теорией медленного деформирования при повышенных температурах с учетом реальных свойств материала, позволяющей оценить напряженное и деформированное состояние заготовки, кинематику течения материала, предельные возможности формоизменения, силовые режимы и энергозатраты процесса. -"^'.Л.

Работа выполнена в соответствии с проектом РФФИ № 00-01-00565 «Вопросы теории формоизменения мембран из анизотропного материала в условиях ползуче-пластического течения», грантами «Теория пластического формоизменения при повышенных температурах современных конструкционных материалов для получения многослойных листовых конструкций ЛА» и «Научные основы новых технологий изготовления элементов конструкций летательных аппаратов с высокими эксплуатационными характеристиками» в области технологических проблем производства авиакосмической техники, а также хозяйственными договорами с рядом предприятий России.

Цель работы. Научное обоснование расчета технологических параметров процессов изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести с целью снижения металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик на основе прогрессивных технологических решений и условий их реализации.

Автор защищает результаты теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения, связанных с накоплением микроповреждений и локальной потерей устойчивости заготовки из анизотропного листового материала, при медленном изотермическом формоизменении многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести; установленные зависимости влияния геометрических размеров заготовок и изделия, анизотропии механических свойств листового материала и законов (условий) нагружения во времени на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования исследуемых процессов изотермического формоизменения; результаты экспериментальных исследований процессов изотермической пневмоформовки многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести; разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов медленного изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами. Научная новизна:

• разработаны математические модели медленного изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести;

• установлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей деформирования в исследованных процессах изотермического формоизменения в зависимости от геометрических размеров заготовок и издЬлия , анизотропии механических свойств материала и законов (условий) нагружения во времени при медленном горячем деформировании.

Методы исследования;

Теоретические исследования процессов изотермического деформирования выполнены на основе теории кратковременной ползучести анизотропного материала. Предельные возможности формоизменения установлены на базе использования феноменологических критериев разрушения (энергетического и деформационного), связанных с накоплением микроповреждений, анизотропного материала и условия локальной потери устойчивости Друкера для реономных сред при медленном горячем деформировании. Анализ процессов реализован численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ IBM PC. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура. Обработка опытных данных проводилась методами математической статистики.

Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, допущений, и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, а также использованием результатов работы в промышленности.

Практическая ценность и реализация работы. ■ На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ IBM PC по расчету технологических параметров процессов изотермического формоизменения многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами из аниi зотропного материала в режиме кратковременной ползучести.

Результаты исследований использованы при разработке новых технологических процессов изготовления панелей с круглыми и прямоугольными каналами, гофровых панелей из анизотропного листового материала в режиме кратковременной ползучести на ФГУП «НПО Техномаш».

Разработанные технологические процессы внедрены в опытное производство со значительным экономическим эффектом за счет сокращения сроков технологической подготовки производства, обеспечения качества, снижения трудоемкости изготовления и металлоемкости узлов изделий.

Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях "XXIV - XXVI Гагаринские чтения" (г. Москва, 1998-2000 г.г.), на международной научно-технической конференции "Итоги развития механики в Туле " (г. Тула, 1998 г.), на II международной научно-технической конференции "Проблемы пластичности в технологии" (г. Орел, 1998 г.), на первой международной научно-технической конференции "Металлофизика и деформирование перспективных материалов" (г. Самара, 1999), на международной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения С.И. Мосина (г. Тула, 1999 г.), на международной научно-технической конференции "Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа" (г. Москва, 1999 г.), на международной научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства" (г. Тула, 1999 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (1997 -2000 г.г.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 13 печатных работах.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., ведущему научному сотруднику Я.А. Соболеву и д.т.н., профессору С.П. Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 133 наименований, 4 приложений и включает Щ страницу машинописного текста, содержит 50 рисунков и Ц таблиц. Общий объем -200 страниц.

5.5. Основные результаты и выводы

1. Выполнены экспериментальные исследования применительно к изготовлению панелей с круглыми и прямоугольными длинными каналами, трапециевидных элементов (гофровых панелей) трехслойных листовых конструкций, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальные листовые титановые материалы типа ВТ6, ВТ6С, ВТ14, ВТ20 и ВТ23, алюминиевые сплавы типа АМгб, АД1 1971, 1911 и 1201, применяемые в авиационно-космической технике.

2. Исследования выполнены с целью отработки технологических схем i изготовления (на одной рабочей позиции - формообразования и сварки давлением), возможностей их реализации, установления температурноскоростным режимов деформирования, определения давления газа, предельных степеней деформации и оценки качества изделий, а также проверки соответствия результатов теоретических расчетов экспериментальным данным.

3. Установлены режимы деформирования для алюминиевых сплавов АМгб, 1911 на каждой операции технологического процесса: диффузионная сварка жестким инструментом (температура- 475 °С, давление - 10 МПа, время деформирования - 20 мин); формовка купола до его контакта с обшивкой (давление до 0,5 МПа, время - 5.7 мин), калибровка угловых зон ячеек (давление - до 1 .1,5 МПа, время - 10 мин), диффузионная сварка стенок ячеек с каркасом и обшивкой (температура - 530 °С, давлении газа - 5 МПа, время -20.30 мин). При температуре до 550 °С давление газа может быть ограничено до 3 МПа, Прочность соединений сплавов типа 1911 близка к прочности основного металла, что подтверждается результатами механических испытаний. ' ' .

4. Расхождение экспериментальных и теоретических данных по геометрическим размерам изготавливаемых многослойных листовых конструкций не превышает 10%.

5. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с привлечением теории кратковременной ползучести анизотропного материала, разработаны технологические рекомендации по выбору режимов операций изотермического формоизменения малопластичных высокопрочных заготовок с учетом температурно-скоростных, деформационных, силовых условий и требуемого уровня качества.

6. Технологические процессы основаны на выполнении последовательности действий над исходными заготовками на одной рабочей позиции: нагрев, вакуумирование - диффузионное соединение заготовок - формообразование -термофиксация - охлаждение.

Технологические процессы обеспечивают качество изготовления многослойных листовых панелей по требуемой геометрической форме, мини

154 мальным припускам под механическую обработку, прочностным механическим характеристикам, локальной сплошности и герметичности.

7. Предложенные технологические процессы могут быть использованы на предприятиях космической, авиационной и оборонной техники, судостроения, приборостроения, транспорта, строительства, энергетики, а также предприятиях, изготавливающие товары народного потребления.

8. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в разработке научно-обоснованных режимом технологических процессов изотермического формоизменения элементов листовых конструкций ответственного назначения с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести, которые обеспечивают снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращение сроков подготовки производства и повышение их эксплуатационных характеристик.

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Получены основные" уравнения и соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения процессов изотермической пневмо-формовки многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами в режиме кратковременной ползучести.

2. На основе разработанных математических моделей формоизменения выполнены теоретические исследования процессов изотермического свободного деформирования узкой прямоугольной мембраны,. формообразования угловых элементов многослойных конструкций, штамповки и калибровки трапециевидных элементов трехслойных листовых конструкций из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести.

Рассмотрены возможные варианты изотермического формоизменения при известных законах изменения давления от времени, а также случаи деформирования при постоянной скорости деформации и постоянном давлении. . 1

Теоретические исследования процессов изотермического деформирования выполнены для групп материалов, поведение которых описывается уравнениями энергетической или кинетической теорий кратковременной ползучести и повреждаемости.

3. Установлено влияние анизотропии механических свойств исходного материала, закона нагружения, геометрических размеров заготовки и изделия на напряженное и деформированное состояния, кинематику течения материала, силовые режимы и предельные возможности исследуемых процессов изотермического формоизменения в режиме кратковременной ползучести, связанные с накоплением микроповреждений и локальной потерей устойчивости заготовки.

4. Показано, что при изотермическом свободном формоизменении узкой прямоугольной мембраны при постоянной величине эквивалентной скорости деформации в начальный момент деформирования наблюдается резкий рост относительного давления р, высоты II и половины угла раствора дуги а, а также уменьшения относительной толщины заготовки к . Интенсивность роста или падения исследуемых параметров зависит от величины эквивалентной скорости деформации . Уменьшение эквивалентной скорости деформации приводит к более плавному их увеличению или уменьшению, а также к. смещению. величины максимального давления р в сторону большего времени /.

5. Установлен характер изменения геометрических размеров заготовки в процессе изотермического деформирования в зависимости от параметров нагружения ар, пр и величины постоянной эквивалентной скорости деформации

Показано, что изменение относительной толщины в куполе заготовки кс происходит более интенсивно по сравнению с изменением относительной толщины в местах защемления при свободном деформировании узкой прямоугольной мембраны. С ростом времени деформирования I эта разница увеличивается и может достигать 50%.

6. Оценено влияние параметров закона нагружения а р, пр и величины постоянной эквивалентной скорости деформации на предельные возможности формоизменения, связанные с разрушением заготовки при достижении уровня накопленных микроповреждений сое =1 (или соА =1) и с локальной потерей устойчивости заготовки.

Установлено, что при медленном горячем деформировании многослойных листовых конструкций с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами сначала имеет место локализация деформации с последующим разрушением от накопления микроповреждений.

Показано, например, что время разрушения (критическое время), половина угла раствора дуги в момент разрушения ос* и высота изделия //* уменьшаются, а угол конуса полости трапециевидного элемента ос* и толщина А* возрастает с ростом параметров ар и пр, а также величины постоянной эквивалентной скорости деформации при формоизменении материалов, поведение которых описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости.

Предельные возможности формоизменения при изотермическом деформировании анизотропных материалов, поведение которых описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости, не зависят от параметров закона нагружения (ар и пр) или величины постоянной эквивалентной скорости деформации . ■

7. Установлено влияние анизотропии механических свойств на предельные возможности формоизменения. Показано, что время разрушения и и толщина заготовки /?* при свободном деформировании узкой прямоугольной мембраны возрастают, а величина половины угла раствора дуги в момент разрушения а* уменьшается с ростом коэффициента нормальной анизотропии R. Выявлено, что неточность определения критического времени разрушения в предположении изотропии механических свойств исходной заготовки может достигать более 20% по сравнению с их реальными величинами.

8. Оценена погрешность результатов расчетов предельного времени разрушения U и геометрических размеров заготовки в момент разрушения, вычисленные в предположении протекания процесса формоизменения в условиях вязкого и вязкопластического течения материала. Установлено, что в отдельных случаях не учет реальных особенностей формоизменения (вязкое или вязкопластическое течение материала) может привести к погрешности определения времени разрушения и геометрических размеров заготовки в момент разрушения до 50%.

9. Выполнены экспериментальные исследования применительно к изготовлению панелей с круглыми и прямоугольными длинными каналами, трапециевидных элементов (гофровых панелей) трехслойных листовых конструкций, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальных листовых титановых и алюминиевых сплавов, применяемые в авиационно-космической технике.

Сопоставление теоретических и экспериментальных данных по геометрическим размерам заготовки (толщины h и высоты H заготовки на этапах деформирования) указывает на удовлетворительное их согласование (до 10%).

10. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с привлечением теории кратковременной ползучести анизотропного материала, разработаны технологические рекомендации по выбору режимов операций изотермического формоизменения элементов i листовых конструкций ответственного назначения с цилиндрическими, прямоугольными и трапециевидными каналами из малопластичных высоко

159 прочных заготовок с учетом температурно-скоростных, деформационных, силовых условий и требуемого уровня качества.

Технологические процессы основаны на выполнении последовательности действий над исходными заготовками на одной рабочей позиции: нагрев, вакуумирование - диффузионное соединение заготовок - формообразование -термофиксация - охлаждение.

11. Разработанные технологические процессы внедрены в опытном производстве со значительным экономическим эффектом за счет сокращения сроков технологической подготовки производства, обеспечения качества, снижения трудоемкости изготовления и металлоемкости узлов изделий.

Новые технологические процессы обеспечивают: увеличение удельной прочности (раз) - 1,5 . 2; уменьшение массы (раз) - 1,2; снижение трудоемкости (раз) - 2.3; увеличение КИМ, (с/до) - 0,3 / 0,95. ^

12. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе.

1. Аверкиев А.Ю. Методы оценки штампуемости листового металла. М.: Машиностроение, 1985. - 176 с.

2. Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов. М.: Металлургия, 1990. -304 с.

3. Атрошенко А.П., Федоров В.И. Горячая штамповка труднодефор-мируемых материалов. М.: Машиностроение, 1979. - 287 с.

4. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. -Л.: Машиностроение, 1969. 112 с.

5. Базык A.C., Тихонов A.C. Применение эффекта сверхпластичности в современной металлообработке. М.: НИИМАШ, 1977. - 64 с.

6. Бастуй В.Н. К условию пластичности анизотропных тел // Прикладная механика / АН УССР. Ин-т механика. Киев: Наукова думка. - 1977. -№Î.- С. 104-109. ••

7. Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формообразующих операциях листовой штамповки. Рига: Зинатие, 1978. - 125с.

8. Богатов А.А„ Мижирицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. - 144 с.

9. Важенцев Ю.Г. Методика испытания на растяжение плоских образцов из транстропных листовых материалов // Заводская лаборатория. -1989. №5.-С. 63-68.

10. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.I

11. Ву Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропии сред // Механика композиционных материалов. Пер. с англ. М.: Мир, 1978. -С.401-491.

12. Гаврюшина Н.Т. Большие деформации цилиндрической оболочки в условиях сверхпластичности // Известия вузов. Машиностроение. 1984. -№10.-С. 10-14.

13. Гаврюшина Н.Т. Ползучесть круглой мембраны // Известия вузов. Машиностроение. 1982. - №3. - С. 29-33.

14. Головлев В.Д. Расчет процессов листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1974. - 136 с.

15. Горбунов М.Н. Технология заготовительных штамповочных работ в производстве летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. - 351 с.

16. Гречников Ф. В. Деформирование анизотропных материалов М.: Машиностроение, 1998. - 446 с.

17. Грешнов В.М., Лавриненко Ю.А., Напалков A.B. Инженерная физическая модель пластически деформируемых металлов (скалярное соотношение) // Кузнечно-штамповочное производство. 1998. - №5. - С. 3-6.

18. Григорьев A.C. О времени вязкого разрушения и критическом времени в условиях растяжения // Инженерный журнал. Механика твердого тела. 1967. - №1. - С. 170-172. . . V

19. Григорьев A.C. О теории и задачах равновесия оболочек при больших деформациях // Известия АН СССР. Механика твердого тела. -1970. -№1,- С. 163-168. '

20. Громов Н.ГГ. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978. - 360 с.

21. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, i960,- Т.1.- 376 е.; Т.2.- 416 е.; Т.З. - 306 с.

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

23. Дель Г.Д. Технологическая механика. М.: Машиностроение, 1978.- 174 с.

24. Джонсон А. Ползучесть металлов при сложном напряженном состоянии // Механика. Сборник переводов. 1962. - № 4. - С. 91-145.

25. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. М.: Машиностроение, 1979. - 567 с.

26. Дзугутов М.Я. Напряжение и разрывы при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1974. - 280 с.

27. Дзугутов М.Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1977. - 480 с.

28. Егоров М.И. Определение коэффициента поперечных деформаций листового проката с начальной анизотропией на цилиндрических образцах // Заводская лаборатория. 1988. - № 11. - С. 79-82.

29. Ершов В.И., Глазков В.И., Кашйрин М.Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1990.- 311 с. :

30. Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник / Под общ. ред. С.А. Шестерикова. М.: Машиностроение, 1983. - 101 с.

31. Изотермическая штамповка листовых анизотропных материалов /

32. С.П. Яковлев, Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, Д.А. Чупраков // Кузнечноiштамповочное производство. 1999. - № 12. - С. 9 - 13.

33. Изотермическое деформирование металлов / С.З. Фиглин, В.В. Бойцов, Ю.Г. Калпин, Ю.И. Каплин. М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.

34. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 207с.

35. Качанов JIM. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969.420 с.

36. Качанов Л.М. Теория ползучести. М.: Физматгиз, 1960. - 456 с.

37. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. Т.2. Горячая штамповка // Под ред. Е.И. Семенова, - М.: Машиностроение, 1986. - 592 с.

38. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

39. Колмогоров В.Л. Напряжение, деформация, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

40. Колмогоров В.Л., Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрО РАН, 1994. - 104 с.

41. Кратковременная ползучесть сплава Д16 при больших деформациях/В.Н. Бойков, Э.С, Лазаренко и др. // Известия,вузов. Машиностроение., 1971. -№ 4.- С. 34-37. :

42. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации: Справочник. М.: Машиностроение', 1980. - 157 с.

43. Кудрявцев И.П. Текстуры в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1965. - 292 с.

44. Лазаренко Э.С., Малинин H.H., Романов К.И. Диаграммы растяжения в условиях горячего формоизменения металлов // Расчет на прочность. 1983. - Вып. 24. - С. 95-101.

45. Лазаренко Э.С., Малинин H.H., Романов К.И. Кратковременная ползучесть и разрушение алюминиевых и магниевого сплавов. Сообщение I // Известия вузов. Машиностроение. 1982. - №3. - С. 25-28.

46. Лазаренко Э.С., Малинин H.H., Романов К.И. Кратковременная ползучесть и разрушение алюминиевых и магниевого сплавов. Сообщение II // Известия вузов. Машиностроение. 1982. - №7. - С. 19-23.

47. Малинин H.H. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986. - 216 с.

48. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. -М.: Машиностроение. 1975. - 400 с.

49. Малинин H.H. Технологические задачи пластичности и ползучести.-М.: Высшая школа, 1979 119 с. • ;

50. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки / Под ред. В.А. Андрейченко, Л.Г. Юдина, С.П. Яковлева. Кишинев: Universitas,, 1993.- 238 с. ,

51. Микляев П.Г., Волознева Л .Я. О методике оценки пластической анизотропии листовых материалов // Заводская лаборатория. 1973. - №9. -С. 1119-1122.

52. Микляев П.Г., Фридман Я.Б. Анизотропия механических свойств металлов. М.: Металлургия, 1986. - 224 с.

53. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Пер. с англ. -М.: Мир, 1969. 863 с.

54. Никольский JI.A., Фиглин С.З., Бойцов В.В. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1975. - 285.

55. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. - 200 с.

56. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. - 175 с.

57. Панченко Е.В., Ренне И.П. Определение технологических параметров пневмоформовки деталей в условиях сверхпластичности // Кузнечно-штамповочное производство. 1978. - №12. - С. 16-17.

58. Пластичность и разрушение / В.Л. Колмогоров, A.A. Богатов, Б.А. Мигачев и др.: Под ред. В.Л. Колмогорова. М.: Металлургия, 1977. - 336 с.

59. Полухин П.И., Гун Г .Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: М.: Металлургия, 1976. - 267 с.

60. Поляков Ю.Л. Листовая штамповка легированных сплавов. М.: Машиностроение, 198Q, - 96 с.

61. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1968. - 283 с.

62. Предельные возможности формоизменения анизотропного листового материала в режиме кратковременной ползучести / С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.А. Сумароков, С.С. Яковлев // Кузнечно-штамповочное производство. -1995. №11. - С. 2-5.

63. Применение теории ползучести при обработке металлов давлением. / A.A. Поздеев, В.И. Тарновский, В.И. Еремеев. М.: Металлургия, 1973. - 192 с.

64. Пэжина П. Основные вопросы вязко-пластичности. М.: Мир, 1968. - 176 с.

65. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979.-744 с.

66. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. - 752 с.

67. Работнов Ю.Н., Милейко С.Т. Кратковременная ползучесть. М.: Наука, 1970.-224 с.

68. Ренне И.П., Панченко Е.В. Определение параметров уравнения сверхпластического состояния листовых материалов из опыта на двухосное растяжение // Проблемы прочности. 1978. - № 8. - С. 31-35. г

69. Романов К.И. Механика горячего формоизменения металлов. М.: Машиностроение, 1993. - 240 с. ' ч

70. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. -Минск: Наука, и техника, . 977. 256 с.

71. Семенов Е.И. Технология и оборудование'ковки и горячей штамповка. М.: Машиностроение, 1999. - 384 с.

72. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1973. - 496 с.

73. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М.: Машиностроение, 1979. - 118 с.1 79. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. - 368 с.

74. Соболев Я. А., Чудин A.B., Яковлев С.С. Корпусные конструкции летательных аппаратов и их формообразование // Кузнечно-штамповочное производство. 1999. - №12. - С. 14 -17.

75. Соболев Я.А. Определяющие уравнения нелинейно-вязкого анизотропного повреждающегося материала // Теория, технология, оборудование и автоматизация обработки давлением и резанием. Тула: ТулГУ, 1999, вып.1. - С.57-66.

76. Соболев Я.А., Чудин В.Н. Газоформовка листовых оболочек // Технология металлов. 1998. - № 4. - С. 2 - 5.

77. Соболев Я.А., Яковлев С.С., Чупраков Д.А. Вопросы формоизменения при изготовлении радиаторов // Сборник тезисов докладов международной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения С.И. Моси-на. Гула: Репроникс ЛТД, 1999.- С. 41. и

78. Соколов Л.Д., Скуднов В.А. Закономерности пластичности металлов. М.: ООНШВИЛС - 1980.-130 с. >< ; ^

79. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969.- 608 с.

80. Соснин О.В. Об анизотропной ползучести материалов // Журнал прикладной механики и технической физики. 1965. - №6. - С. 99-104.

81. Соснин О.В. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Сообщение 1. Ползучесть и разрушение неупрочняю-щихся материалов // Проблемы прочности. 1973. - № 5. - С. 45-49.

82. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. - 215 с.

83. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М: Машиностроение, 1977. - 423 с.

84. Теория и технология изотермической штамповки труднодеформи-руемых и малопластичных сплавов /С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.С. Яковлев,

85. B.А. Андрейченко. Тула: ТулГУ, 2000.- 220 с.

86. Теория и технология изотермической штамповки элементов панелей радиаторов из анизотропного материала / Я.А. Соболев, Д.А. Чупраков,

87. C.С. Яковлев, Е.В. Панченко // Теория, технология, оборудование и автоматизация обработки давлением и резанием. Тула: ТулГУ, 1999. - Вып.2. -С.147-158.

88. Теория обработки металлов давлением. / И.Я. Тарновский, A.A. Поздеев, O.A. Ганаго и др. М.: Металлургия, 1963. - 672 с.

89. Теория пластических деформаций iviCTcUT лов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.J1. Колмогоров и др. / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. - 598 с.

90. Технологические решения и процессы" сверхпластичного формообразования и диффузионной сварки. Обзор / Д.А. Семенов, В.Н. Чудин, О.В. Егоров, Я.А. Соболев и др. - М.: Изд-во ЦНТИ "Поиск", 1986. - 65 с.

91. Томленов А.Д. Механика процессов обработки металлов давлением. М.: Машгиз, 1963. - 112 с.

92. Томленов А.Д. Теория пластического деф'ормирования металлов. -М.: Металлургия, 1972. 408 с.

93. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение, 1968. - 504 с.

94. Третьяков A.B., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. - 224 с.

95. Трунин И.И. Критерий прочности в условиях ползучести при сложном напряженном состоянии // Прикладная механика. Киев: АН УССР. -Т.1.-Вып.7. - 1965.-С. 77-83.

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

97. Ханин А.И. Кратковременная ползучесть сверхпластичных сплавов. Латунь Л63 // Известия вузов. Машиностроение. 1987. - №8. - С. 12-16.

98. Хван Д.В. Технологические испытания металлов. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1992. - 152 с.

99. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956. - 408 с.

100. Чудин В.Н. Листовая вытяжка нелинейно-вязкого материала /7 Известия вузов. Машиностроение. 1986. - №2. - С. 133-137.

101. Чудин .В.Н. Прогнозирование разрушения заготовок при горячем деформировании // Известия вузов. Машиностроение. 1990. - №2. - С. 99102.

102. Чудин В.Н., Соболев Я.А., Яковлев С.С. Формообразование корпусных конструкций летательных аппаратов // Материаловедение. 1998. -№7.-С. 47-51.

103. Шевелев В.В., Яковлев С.П. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на вытяжку. М.: Машиностроение, 1972. - 136 с.

104. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант. - 1997. - 332 с.

105. Яковлев С.П., Кухарь В.Д. Штамповка анизотропных заготовок. -ML: Машиностроение, 1986. 136 с.

106. Яковлев С.С. Деформирование анизотропного листового материала в условиях кратковременной ползучести // Вести АН Белоруссии,-.Минск, 1994. -№3. С. 32-39.

107. Яковлев С.С. Определяющие соотношения и феноменологическая модель разрушения анизотропного материала при кратковременной ползучести Н Исследование в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: ТулГТУ, 1993. - С. 43-48.

108. Яковлев С.С., Яковлев С.П. Теория и технология изотермической штамповки анизотропных листовых материалов в режиме кратковременной ползучести. Тула: ТулГУ, 1996. - 126 с.

109. Baltov A., Savchuk A. A Rule of Anisotropik Harolening // Acta Me-chanica. 1965. - Voll. - № 2. - P. 81-92.

110. Bartie P.M. Diffusion Bonding: a look at the future // Weld. 11. -1975. - P. 799-804.172

111. Bhattacharyya D., Moltchaniwskyi G. Measvrement of Anisotropy by the Ring Compression Test 11 J.Mech. Work. Technol. 1986. - 13. - №3. - P. 325330.

112. Cornfield G.C., Johnson R.H. The Forming of Superplastic Sheet Metal //Int. J. Mech. Sci. 1970,- vol.12. - P. 479-490.

113. Dunford D.V., Partridge P.G. Superplasticity in Aerospace // Aluminum. Cranfield. 1985. - P.257.

114. Holt D.L. An analysis of the building of a superplastic shirt by lateral pressure // International Journal of Mechanical Sciences, 1970, Vol. 12. P. 491497.

115. Jo vane F. An approximate analysis of the superplastic forming of a thin circular diaphragm: theory and experiments. //International Journal of Mechanical Sciences, 1968, Vol. 10, № 5. P. 403-427.

116. Lake J.S. ,Willis D.J., Fleming H.G. The Variation of Plastic Anisotropy during Straining // Met. Trans. A. 1988. - 19. - №7. - P. 2805-2817.

117. Mellor P.B., Parmar A. Plasticity Analysis of Sheet Metal Forming // Mech.-Sheet Metal Forming Mater. Behav. and Deformation. Anal. Proc. Symp., Warren, Mich. -New York-London : 1977. - P. 53-74.

118. Wu M.C., Yeh W.C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropic Hardening // Acta. Mech. 1987. - 69. - №1. - P.59-76.173