Научное обоснование технологических режимов изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропных высокопрочных материалов в режиме ползучести

Ларин, Сергей Николаевич

Технологии и машины обработки давлением

автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Научное обоснование технологических режимов изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропных высокопрочных материалов в режиме ползучести

кандидата технических наук: Ларин, Сергей Николаевич
город: Тула
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.03.05

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Научное обоснование технологических режимов изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропных высокопрочных материалов в режиме ползучести»

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование технологических режимов изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропных высокопрочных материалов в режиме ползучести"

На правах рукопис и

ЛАРИН СЕРГЕИ НИКОЛАЕВИЧ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПНЕВМОФОРМОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ ЯЧЕИСТЫХ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РЕЖИМЕ ПОЛЗУЧЕСТИ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки

давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2005

Работа выполнена на кафедре «Механика пластического формоизменения» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель. доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кухарь Владимир Денисович кандидат технических наук, старший научный сотрудник Закуренов Евгений Александрович

Ведущая организация - ОАО «Тульский научно-исследовательский

технологический институт»

Защита состоится « Г » июня 2005 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (400600, г. Тула, ГСП, просп. им Ленина, д 92, 4 корп., ауд 203).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Автореферат разослан « 3 » мая 2005 г

Ученый секретарь диссертационного совета

А Б Орлов

-гооь -ч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей современной промышленности является создание новых ресурсосберегающих технологий, повышение производительности труда и качества продукции.

К числу наиболее перспективных и принципиально новых технологических процессов, направленных на совершенствование современного производства, относится медленное горячее формоизменение листовых заготовок избыточным давлением газа (пневмоформовка) с предварительной или одновременной диффузионной сваркой. Технологические принципы формоизменения листовых заготовок избыточным давлением газа и диффузионной сваркой могут быть применены в производстве ячеистых листовых конструкций, которые нашли широкое распространение в различных отраслях промышленности, например, в несущих узлах летательных аппаратов.

Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала, технологическими режимами его получения, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением при различных температурно-скоростных режимах деформирования.

Широкое внедрение в промышленность процессов медленного горячего формоизменения ячеистых элементов многослойных листовых конструкций летательных аппаратов 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

Решение этой народнохозяйственной задачи может быть достигнуто за счет максимального использования внутренних резервов деформирования материала путем создания научно обоснованных технологий штамповки, учитывающих анизотропию механических свойств, упрочнение, вязкие свойства материала заготовки, термомеханические режимы формоизменения и другие особенности процессов обработки металлов давлением.

Работа выполнена в соответствии с грантами РФФИ № 00-01-00565 "Вопросы теории формоизменения мембран из анизотропного материала в условиях ползуче-пластического течения" (1999-2002 гг.) и № 04-01-00378 «Теория формоизменения мембран и тонколистовых заготовок из анизотропного труд-нодеформируемого материала в условиях кратковременной ползучести» (20042005 г.), грантом № Т02-06.4-90 «Изотермическое формообразование элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропного материала в режиме ползучести» по фундаментальным исследованиям в области технических наук Министерства образования и науки РФ, а также грантами № АОЗ-З 18-411 «Пневмоформовка ячеистых панелей круглого и прямоугольного профилей из трудно-деформируемых анизотропных листовых материалов в режиме кратковременной ползучести» (2003 г.) и № А04-3 18-201 «Разработка научных основ новых технологий изотермической штамповки элементов ячеистых панелей прямоугольной и квадратной формы из анизотропных высокопрочных материалов в

уч-

режиме кратковременной ползучести» исследовательской работы аспирантов госу;

аРств1Им»Т1ЩРетерьных уч-

/I ✓> /

Шй

режлений высшего профессионального образования, находящихся в ведении Федерального агентства по образованию

Цель работы. Повышение эффективности изготовления элементов ячеи-С1ых многослойных листовых конструкций ответственного назначения из ани-ютропных высокопрочных листовых материалов путем создания новых техно-юг ических процессов пневмоформовки на базе использования научно обоснованных рекомендаций, полученных в результате развития теории изотермическою деформирования анизотропных материалов в режиме ползучести. Разработанные технологические процессы должны обеспечивать снижение металлоемкости трудоемкости, сокращение сроков производства и повышение эксплуатационных характеристик получаемых изделий

/(ля достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи исследований:

1. Создать математические модели изотермического свободного и стесненного деформирования (заполнение угловых элементов матрицы) прямо-% гольных и квадратных элементов ячеистых листовых конструкций при вязком течении анизотропного материала.

2 Разработать основные уравнения и соотношения для анализа процесса изотермического формоизменения элементов ячеистых листовых конструкций прямоугольного и квадратного поперечного сечений из анизотропного материала. подчиняющегося энергетической и кинетической теориям ползучести и повреждаемости.

3 Выполнить теоретические и экспериментальные исследования изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций.

4 Установить влияние различных путей нагружения, анизотропии механических свойств, накопления повреждаемости, геометрических размеров матрицы на напряженное и деформированное состояния, силовые режимы и характер формоизменения при изотермическом свободном и стесненном деформировании листовых материалов, подчиняющихся энергетической и кинетической теориям ползучести и повреждаемости

5 Использовать результаты исследований в промышленности

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) анизотропного материала, связанного с накоплением микроповреждений, при медленном горячем деформировании Анализ процессов реализован численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ При проведении экспериментальных ис-спедований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура Обработка опытных данных проводилась методами математической статистики.

ж *

ячеистых элементов прямоугольною и квадратного поперечного сечений многослойных листовых конструкций, установленные зависимости влияния геометрических размеров заготовок и рабочего инструмента, анизотропии механических свойств листового материала и различных путей нагружения во времени на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования исследуемых процессов изотермического формоизменения; результаты экспериментальных исследований процесса изотермической пневмоформовки ячеистых листовых конструкций из анизотропного материала при ползучести; разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов медленного изотермического формоизменения ячеистых элементов прямоугольного и квадратного поперечного сечений многослойных листовых конструкций.

Научная новизна:

• разработаны новые математические модели изотермического свободного и стесненного деформирования (заполнение угловых элементов матрицы) прямоугольных и квадратных элементов ячеистых листовых конструкций при вязком течении анизотропного материала:

• установлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей деформирования в исследованных процессах изотермического формоизменения в зависимости от различных путей нагружения, анизотропии механических свойств, накопления повреждаемости, геометрических размеров матрицы.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров процессов изотермического формоизменения ячеистых элементов жесткости прямоугольного и квадратного поперечного сечений многослойных листовых конструкций из анизотропного материала.

Реализация работы. Разработаны новые технологические процессы изготовления ячеистых элементов одно- и мноюслойных пустотелых листовых конструкций, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальных листовых титановых и алюминиевых сплавов, которые внедрены в опытном производстве на ФГУП «НПО «Техномаш» со значшельным экономическим эффектом.

Новые технологические процессы обеспечивают' увеличение удельной прочности (раз) - 1,5 1,7: уменьшение массы (раз) - 1,5; снижение трудоемкости (раз) - 2. .3; увеличение коэффициента использования материала, (с/до) -0,3/0,9.

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Новые техпроцессы и оборудование» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г > 1енш' ПГУ-ПДЗ, 2001 г.), на Всероссийской отчетной конференции-выставки -<Прои родственные технологии-2001» (г. Москва: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 I ), на Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмиче-.жие технологии и образование на рубеже веков» (г. Рыбинск' РГАТА, 2002 г ); на международной научно-технической конференции «Прогрессивные техноло-■ ии и оборудование кузнечно-штамповочного производства» (М • МГТУ "МАМИ», 2003 г.); на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - Новой России» (г. Тула: ТулГУ, 2004 ), на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (1 Тула- ТулГУ, 2004 г.); на международных молодежных научных конференциях XXVII - XXXI «Гагаринские чтения» (2001-2005 гг.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (20002005 гг.)

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 20 печатных работах объемом 5,3 печ. л.; из них авторских - 2,8 печ. л.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д т.н, профессору С.П. Яковлеву, а также д.т.н., профессору Я А. Соболеву и д.т н., профессору С.С. 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 148 наименований, 3 приложений и включает 140 страниц машинописного текста, содержит 72 рисунка и 7 таблиц. Общий объем - 229 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 сушсси вующих технологических процессов изготовления элементов ячеистых одно- и многослойных конструкций летательных аппаратов из листового материала, намечены пути повышения эффективности их изготовления. Обоснована постановка задачи исследования.

Обзор научно-технической литературы показал, что технологические ме-юды производства ячеистых элементов жесткости многослойных конструкций связаны в настоящее время с процессами механической обработки резанием, прокатки, сварки плавлением или пайки, соединения элементов клепкой, раздуванием канала внутренним давлением и т.д. Это достаточно трудоемкие процессы обработки, требующие высокой исходной точности заготовок и полуфабрикатов, длительного цикла обработки, приводящие к высокому расходу ме1алла, а также применения большого числа сборочных единиц и крепежных

деталей, что повышает себестоимость изготовления деталей в условиях мелкого и среднесерийного производства.

Реализация эффективности технологии может быть обеспечена внедрением технологических процессов медленного горячего деформирования

В основу процессов положена способность материалов при медленном горячем деформировании в определенных температурно-скоростных условиях к вязкому или вязкопластическому течению материала, что обеспечивает большие конечные деформации при сравнительно малых внешних силах и высокую точность получаемых геометрических форм. Анализ процессов деформирования в этих условиях рекомендуется осуществлять на базе теории кратковременной ползучести.

Значительный вклад в развитие теории пластичности, ползучести, методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов внесли Ю.А. Аверкиев, А Ю Аверкиев, Ю.А. Алюшин, Ю.М. Арышенский, A.A. Богатов, Р.А Васин, С.И. Вдовин, Э. By, В.Д. Голов-лев, Ф.В. Гречников, С.И. Губкин, Г.Я. Гун, Г.Д. Дель, A.M. Дмитриев, Д. Дру-кер, Г. Закс, A.A. Ильюшин, Е.И. Исаченков, Ю.Г. Калпин, Л.М. Качанов, В.Л. Колмогоров, М.А. Колтунов, В.Д Кухарь, Д. Лубан, H.H. Малинин, А.Д. Матвеев, 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. Семенов, И.А. Смарагдов, О.М. Смирнов, Г.А. Смирнов-Аляев, Я.А. Соболев, О.В. Соснин, Л.Г. Степанский, А.Д. Томленов, Е.П. Унксов, Р Хилл, В.Н. Чу-дин, В.В. Шевелев, С.А. Шестериков, С.П. Яковлев, С.С. Яковлев и другие

На основе приведенного обзора работ следует, что теории ползучести обычно применяются для расчета на прочность конструкций, рабо тающих длительное время при высоких температурах.

Анизотропия механических свойств обрабатываемых материалов оказывает существенное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения не только в условиях холодной обработки металлов давлением, но и при медленном горячем деформировании, а также в режиме кратковременной ползучести, которую следует учитывать при расчешх технологических параметров процессов ОМД.

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

При разработке технологических процессов медленного горячего деформирования 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 даны основные соотношения и уравнения, необходимые для теоретического анализа процессов медленного горячего деформирования анизотропного материала; приводятся уравнения состояния при вязком течении анизотропного материала, критерии деформируемости (энергетический и деформационный) анизотропного листового материала при кратковременной

ползучести, которые в последующем используются при теоретических исследованиях.

Рассмотрено деформирование анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести. Под кратковременной ползучестью понимается медленное деформирование в условиях вязкого (ползучего) течения материала при обработке металлов давлением. Упругими составляющими деформации пренебрегаем.

Вводится потенциал скоростей деформации анизотропного тела при кратковременной ползучести в виде:

2/(оу) s Щах -ау)2+ F(ay - az )2 + G(az -ох)2 +

+ 2NT2xy+2Lx1yz+2Mx1zx, (1)

который совпадает с условием перехода материала из вязкого (ползучего) состояния в вязкопластическое (ползуче-пластическое), когда 2/(о(/)=1, где //, /• , (J, , 1., М - параметры анизотропии при кратковременной ползучести'

0 у - компоненты тензора напряжений; х. у, z - главные оси анизотропии

В этом случае компоненты скоростей деформации определяются в со-

01 ветствии с ассоциированным законом течения

где X - коэффициент пропорциональности.

При вязком течении материала по аналогии с работами Р. Хилла и H.H. Мал инина введены понятия эквивалентного напряжения ае и эквивалентной

скорости деформации .

Считаем, что если величина эквивалентного напряжения ае меньше некоторой величины стео, например, соответствующей эквивалентной остаточной степени деформации сео =0,2% при эквивалентной скорости деформации г>е0 -0,02 1/с, то процесс деформирования будет протекать в условиях вязкого течения материала и уравнения состояния с учетом повреждаемости, описывающие поведение материала, подчиняющегося энергетической теории ползучести и повреждаемости, могут быть записаны в виде

^ = 4*е/аео)"/( 1-ысА)т; о>сА=ае&/Аспр, (3)

а применительно к группе материалов, подчиняющихся кинетическим уравнениям ползучести и повреждаемости, так

14 =5(ае/аео)"/(!-о^)'"; шсе = & /гсепр. (4)

Здесь В, п, т - константы материала, зависящие от температуры испытаний; г,се - величины эквивалентной деформации при вязком течении материала; Аспр, есе пр - удельная работа разрушения и предельная эквивалентная де-

формация при вязком течениях материала; <осе, и - повреждаемость материала при вязкой деформации по деформационной и энергетической моделям разрушения соответственно.

Предельные возможности формоизменения в процессах ОМД, протекающих при различных температурно-скоростных режимах деформирования, часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения. В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготавливаемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать 1, т.е. со < 1.

При справедливости деформационного критерия деформируемости выражения для определения предельной эквивалентной деформации zcenp при вязком течении материала можно записать в следующем виде:

zenp = D(b0 +6]COsa + ¿2 cos Р+ 63 cosy), (5)

где D,b§,}\,bi,bi - экспериментальные константы материала; a, Р, у - углы ориентации первой главной оси напряжений относительно главных осей анизотропии х,у и z соответственно.

При рассмотрении критерия разрушения в энергетической постановке предельная величина удельной работы разрушения при вязкой деформации может быть вычислена по аналогичным формулам с заменой буквенных коэффициентов D, Ь, на соответствующие им коэффициенты /У, Ь[, а гсепр на Лс„р.

Третий раздел посвящен теоретическим исследованиям процессов изотермического свободною и стесненного деформирования анизотропной листовой заготовки в прямоугольную матрицу в режиме вязкого течения материала. Приведены результаты решения поставленных задач при известных законах изменения давления от времени, а также рассмотрены случаи формоизменения при постоянной скорости деформации и постоянном давлении. Оценены напряженное и деформированное состояния, кинематика течения материала и предельные возможности рассматриваемых процессов деформирования, связанные с накоплением микроповреждений заготовки, в зависимости от закона нагружения, геометрических размеров заготовки и изделия и анизотропии ме ханических свойств исходного материала.

В многослойных листовых конструкциях прямоугольные элементы полу чают пневмоформовкой листов (заполнителей), предварительно жестко соединенных по контуру с наружными листами (обшивками) до полного их прилегания к последним. Считаем, что процесс формообразования осуществляется и две стадии: свободное деформирование оболочки и формообразование угловых элементов конструкций. Свободная формовка оболочки продолжается до момента Г], когда оболочка достигнет обшивки.

Рассмотрено деформирование листовой заготовки в прямоугольной мат рице со сторонами 2а и 2Ь в режиме ползучести под действием гидростатиче

« п

ского давления р = ро -+- ар1 ' , где ар и пр - параметры закона нагружения Материал заготовки принимаем анизотропным.

Заготовка вырезана таким образом, что большая сторона ее совпадает с направлением оси у (перпендикулярно направлению прокатки х) и закреплена по внешнему контуру (рис. 1).

Принимаем, что напряженное состояние заготовки плоское (а2=0) и поверхность листовой заютовки при деформировании является частью эллипсоида вращения, причем профиль листовой заготовки вдоль меньшей оси эллипсоида - окружность, профиль вдоль большей оси -эллипс.

Радиус кривизны окружности равен

рх =(Я2 +а2)/(2Н).

Рис 1 Схема деформирования прямоугольной листовой за! отовки

(6)

Для радиуса кривизны в полюсе большей оси имеем следующее выраже-

(Р^=0=Р ус=ЪЧН. (7)

Допускаем, что траектории точек ортогональны в данный момент образующемуся профилю. В этом случае в полюсе срединной поверхности (точка «с») скорости деформаций будут определяться по формулам:

Iе = ^ .2

шя нн

С 2 НН

-Л , „2

1е ="

Г8)

где

Ь'-Л Ъ* Н* "Л

Н = с1Н / Л: И = М / Л; И - толщина листовой заготовки. Так как листовая заготовка закреплена по внешнему контуру, то в точках а" и "Ь" с координатами х = а у = 0 и х = 0 у-Ь соответственно имеем

°уа= Оуа=ИуОха'(1 + Яу); (9)

^¿ = 0; охЬ=ЯхоуЬ/(1 + Ях); \суь=-1\ь- (Ю)

где ях = а/а - яу = /у//7-

Примем для простоты анализа, что в каждый момент деформации в сечении оболочки хог скорость деформации £,с}, от купола к стороне х-а вдоль оси х изменяется по линейному закону от максимальной величины в вершине купола до нуля в точке х = а, а величина скорости деформации постоянна по величине. Кроме того, предполагаем, что в сечении уо: скорость деформации

^ убывает по линейному закону от своей максимальной величины в вершине купола оболочки до нуля в точке у = Ь, а величина Щ, остается постоянной.

Толщины листовой заготовки в рассматриваемых точках («а», «Ь», «с») определяем по выражениям

й„ = к

Н2+а2

где Ио - начальная толщина листовой заготовки.

Меридиональные и окружные напряжения, равномерно распределенные по толщине заготовки, находятся из уравнений равновесия безмоментной оболочки, нагруженной равномерным давлением р, с учетом ассоциированного закона течения анизотропного материала (2) следующим образом:

Н2 +а2'Х

Лх(1 + Я )+ЯхЯ

* У

Яу(1+Ях) +

2 Ъ1

ус'

°ус ='

р р,

II2 + а

2 КхКу

1 + Х(Я)

-,(12)

Н2+а2

где

Х(Я)

Н2 + а2 Х

Ях(\ + Иу)+11ХЯ

х У

Яу(1 + Ях) +

II2 +а

Величина давления р, необходимая для реализации процесса деформирования, и накопленной повреждаемости ысАс оценивалась путем численного решения системы уравнений:

С1(/1)(ое0)"(1-ЫсА)т}г0а2пе

рпсЧ = -

1 + Х(Я)

Я2+й2

нп+хан

(0лс = -

ДЩ (Я)]2(Я2+а2^2("+1) Р\{ЩС\{П){Н2 + а2)р

-;(13)

/¡О а2е 21>г

-II,

1 + Х(Я)

Я2 + «2

/Iе ™прс

где функцииС|(Я), Оу{Н), определяемые по выражениям, приведенным в работе [8].

Аналогичным образом выполнены исследования напряженного и деформированного состояний заготовки в точках малой (точка «а») и большой (точка «Ь») осей эллипсоида, а также получены основные уравнения и соотношения для решения поставленной задачи в предположении, что поведение материала подчиняется уравнениям кинетической теории ползучести и повреждаемости (4) при известном законе изменения давления и высоты заготовки от времени.

Рассмотрено формирование углового элемента оболочки в плоскостях симметрии yoz и xoz (рис 2). Предполагается, что Ь>а>Н\. Предполагалось, что нам известны давление р\, высота оболочки Н\, накопленная повреждаемость COQ и распределение толщины оболочки h\ - hs (ф) в момент t — /j , где ср -угол, характеризующий положение точки на угловом элементе заготовки

Предложена следующая схема деформирования оболочки на второй стадии деформирования при I > После контакта вершины купола с обшивкой предполагается, что реализуется равномерное деформированное состояние, т.е. толщина оболочки меняется равномерно в каждой точке оболочки от начальных размеров при t = í\, а форма деформируемой у[ловой части оболочки в плоскости xoz сохраняет форму части окружности, а в плоскости yoz - сначала форму части эллипса с последующим переходом в форму части окружности.

На первом этапе второй стадии деформирования в плоскостях yaz и xoz формируется плоский участок в окрестности вершины купола (прилипание плоского участка к верхней части матрицы) до момента, когда .S'| = ,S'|* =b - Н\ и S3 = S3* = а - Н\ соответственно. В дальнейшем на втором этапе второй стадии происходит симметричное деформирование оболочки относительно новых осей симметрии 02^2 и с образованием симметрично плоских участков »

в угловой части оболочки; при этом форма деформируемой свободной угловой части в указанных выше плоскостях имеет форму части окружности (рис 2, а, б). Принимается, что на первом этапе деформирования в плоскости yoz форма «

эллипса сохраняется, полуось его ОС не изменяется, оставаясь равной //¡, а полуось Od изменяется от размера b до размера //¡, после чего реализуется второй этап второй стадии деформирования с изменением формы оболочки на часть окружности.

В дальнейшем рассмотрены следующие возможные ситуации на втором этапе второй стадии деформирования:

1) S^S^S^S^-,

2) 51<V^3>53*(54>0);

3) Sj > Si* (S2 > 0), S3 > S3« (£4 > 0).

Получены необходимые уравнения и соотношения для теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при формообразовании угловых элементов конструкции из листовых материалов, подчиняющихся энергетической или кинетической теории ползучести и повреждаемости.

В диссертационной работе оценены напряженное и деформированное состояния, кинематика течения материала, силовые режимы и геометрические размеры получаемого изделия в зависимости от параметров закона нагружения, анизотропии механических свойств исходного материала и геометрических размеров заготовки при изотермическом свободном и стесненном деформировании анизотропной листовой заготовки в прямоугольную матрицу при вязком течении материала.

Расчеты выполнены для алюминиевого сплава АМгб при температуре обработки Т = 450°С, поведение которого описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости, и для титанового сплава ВТ6 при температуре Т = 950°С, поведение которого описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости (Л0 = 1 мм).

Анализ результатов расчета показал, что наибольшее утонение имеет место в центре купола (точка «с»), наименьшее в точке «Ь». С ростом времени деформирования различие между толщиной в точках «с», «а» и «Ь» резко увеличивается. Рост параметров нагружения ар и пр приводит к резкому уменьшению толщины листовой заготовки в базовых точках заготовки (Ис, и Иа).

Установлено, что с ростом параметров нагружения ар и пр ухудшаются условия деформирования по критерию накопления повреждаемости, уменьшается относительная предельная высота заготовки Я, = //* / Ад и время разрушения увеличивается относительная толщина в базовых точках заготовки К, > К. 11 (Рис- 3). Здесь = /А0, ка„ = /И0, йь, = /И0; значками обозначены результаты экспериментальных исследований: ° - , Д -

Я*.

и относительных величин //., Ис,, Иа, и Иь„ от параметра нагружения пр для алюминиевого сплава АМгб (ар~ 0,06 МПа/с"р , Ь = За = 45 мм)

Показано, что ростом коэффициента нормальной анизотропии И величины и, /гс,, И,и

и возрастают, а величина //*

уменьшается.

На основе теоретических расчетов построены графические зависимости изменения зоны контакта заготовки с верхней частью матрицы от времени деформирования /, на которых в характерных точках показана величина накопленных микроповреждений о) л. Эти зависимости при- Рис 4 г рафические зависимости изменения зоны л а _ 1 <; конIакта заготовки с верхней частью матрицы от

ведены на рис. 4 (ахЬ = 15x25 времени деформирования I для сплава АМгб мм; Н = 10 мм).

В четвертом разделе диссертации изложены результаты теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при изотермическом свободном и стесненном деформировании (заполнение угловых элементов матрицы) квадратных элементов ячеистых листовых конструкций при вязком течении анизотропного материала.

Аналогичным образом, как и для деформирования прямоугольной листовой заготовки, получены основные уравнения и соотношения для теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при свободном и стесненном деформирование листовой заготовки в квадратную матрицу со сторонами 2а в режиме ползучести под действием гидростатического давления

р- ра + ар [ IIр для материалов, поведение которых описывается энергетической и кинетической теориями ползучести и повреждаемости. Допускалось, что напряженное состояние заготовки плоское (а, = 0) и поверхность заготовки при деформировании является частью сферы, причем профиль заготовки вдоль осей симметрии - окружное^.

Приведем сииему уравнений для определения величины давления р и

накопленной повреждаемости юсес при свободном деформировании анизотропной листовой заготовки, поведение которого описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости (4):

С, Гое0) "(1-К) а4"(\+Х0ПН"+^Н р"сИ=-----—;

ВО" (Я2 + б2

к = В/гсепр, (14)

где константыГ], £>], определяемые по выражениям, приведенным в работе [18].

Графические зависимости изменения относительных величин толшины заготовки в куполе = ) ив месте ее закрепления /ги = /ги / И^ . высоты заготовки Н = Н/Ио (/¡о = 1 мм) и максимальной величины накопленной повреждаемости со л (в куполе заготовки) от времени деформирования I для титанового сплава ВТб (Т = 930°С), поведение которого описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости, при заданном законе нагружения представлены на рис. 5. Точками обозначены результаты экспериментальных исследований

t-►

Рис 5 Зависимости изменения величин Н , h и о^ в рассматриваемых точках от времени деформирования t для тигановою сплава ВТ6

(Т =930°С, ар =0,08 МПа/с"'' , пр =0,5, а = 15 мм)

Из анализа графических зависимостей следует, что с ростом времени деформирования t осуществляется увеличение относительной высоты заготовки II и уменьшение относительной толщины заготовки в куполе hc и в месте ее закрепления ha. В момент времени t, близком к разрушению заготовки, происходит резкое изменение относительных величин Н, hc и ha. Это связано с интенсивным ростом накопления микроповреждений в заключительной стадии процесса Установлено, что изменение относительной толщины в куполе заготовки Ис осуществляется более интенсивно по сравнению с изменением относительной толщины в месте ее закрепления Иа. С ростом времени деформирования t эта разница увеличивается и может достигать 50 %.

Показано удовлетворительное согласование результатов теоретических и экспериментальных данных по изменению геометрических размеров квадратной листовой заготовки в процессе изотермической пневмоформовки (до 15 %).

На рис. 6 представлены графические зависимости относительных предельных величин радиуса закругления углового элемента заготовки г, - г„! и времени разрушения С, от параметров закона нагружения ар и пр при стесненном деформировании листовой заготовки из алюминиевого сплава АМгб

(Г = 450°С) Расчеты выполнены при следующих геометрических размерах а = 25 мм; Я = 10 мм; Hq = 1 мм.

Из анализа графических зависимостей следует, чго с ростом параметров :акона нагружения пр и ар наблюдается увеличение относительной величины

критического радиуса закругления Г». Установлено, с увеличением параметров •игружения пр и ар время разрушения /» существенно уменьшается.

Показано, что для материалов, подчиняющихся кинетической теории пол-¡учеаи и повреждаемости, например титановый сплав ВТ6, относительный критический радиус закругления г, не изменяется, а время разрушение умень-•иаегся с ростом параметров нагружения /?„ и ар .

Рис б Графические зависимости изменения п и г» от параметров закона нагружения пр (ар~0 06 МИа!с"'' ) и ар (пр~~0,4)

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты экспериментальных исследований применительно к изготовлению элементов многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с ячеистыми полостями, а также результаты практической реализации теоретических и экспериментальных исследований.

Выполнены экспериментальные исследования с целью отработки технологических схем изготовления ячеистых элементов жесткости многослойных листовых конструкций (на одной рабочей позиции - формообразование и сварка давлением), возможностей их реализации, при рекомендуемых температурно-скоростных режимов деформирования, определения давления газа, предельных степеней деформации и оценки качества изделий, а также проверки соответствия результатов теоретических расчетов экспериментальным данным [13].

Установлены режимы деформирования для алюминиевых АМгб, 1911, 1971, 1201 и титановых ВТ6, ВТ6С, ВТ 14 сплавов на каждой операции технологического процесса: диффузионной сварки жестким инструментом; формовки купола до его контакта с обшивкой; калибровки угловых зон ячеек; диффузионной сварки стенок ячеек с каркасом и обшивкой.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследовании. разработаны технологические рекомендации по выбору режимов изотермического деформирования ячеистых элементов жесткости многослойных листовых конструкций ответственного назначения с учетом температурно-скоросгных, деформационных, силовых условий и требуемого уровня качества.

Эти рекомендации использованы при создании новых технологических процессов изготовления корпусных многослойных ячеистые конструкции летательных аппаратов, соответствующих техническим требованиям по эксплуатации.

Новые технологические процессы обеспечивают- увеличение удельной прочности (раз) - 1,5 .. 1,7; снижение массы (раз) - 1,5; снижение трудоемкости (раз) - 2 ..3; увеличение КИМ, (с/до) - 0,3/0,9.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности изготовления элементов ячеистых многослойных листовых конструкций ответственного назначения из анизотропных высокопрочных листовых материалов путем создания новых технологических процессов пневмоформовки на базе использования научно обоснованных рекомендаций, полученных в результате развития теории изотермического деформирования анизотропных материалов в режиме ползучести. Разработанные технологические процессы обеспечивают снижение металлоемкости, трудоемкости, сокращение сроков производства и повышение эксплуатационных характеристик получаемых изделий.

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

1. Теоретический анализ процессов медленного горячего деформирования анизотропных материалов предложено выполнять в рамках теории кратковременной ползучести без учета упругих и пластических составляющих деформации. Созданы математические модели изотермического свободного и стесненного деформирования (заполнение угловых элементов матрицы) прямоугольных и квадратных элементов ячеистых листовых конструкций при вязком течении анизотропного материала. Исследованы возможные варианты изотермического формоизменения при известных законах изменения давления (силы) и высоты купола от времени, а также случаи деформирования при постоянной скорости деформации. Теоретический анализ выполнен для групп материалов, поведение которых описывается уравнениями энергетической или кинетической теорий ползучести и повреждаемости

2 Выявлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей деформирования, связанные с накоплением микроповреждений в исследованных процессах изотермического формоизменения, в зависимости от различных путей нагружения, анизотропии механических свойств, накопления повреждаемости, геометрических размеров матрицы

3. Показано, что изменение относительной толщины в куполе заготовки hL происходит более интенсивно по сравнению с изменением относительной толщины в базовых точках при свободном деформировании листовой заготовки в прямоугольную и квадратную матрицы. С ростом времени деформирования t эта разница увеличивается и может достигать 50 %.

4 Оценено влияние параметров закона нагружения ар, пр на предельные возможности формоизменения, связанные с разрушением заготовки при достижении уровня накопленных микроповреждений сод = 1 (или со^ - 1) С ростом

параметров а р и пр при изотермическом деформировании материалов, поведение которых описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости, предельные возможности формоизменения ухудшаются. Предельные возможности формоизменения анизотропных материалов, поведение которых описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости, не зависят от указанных выше параметров нагружения.

5 Установлено влияние анизотропии механических свойств на предельные возможности формоизменения Рост коэффициента нормальной анизотропии R сопровождается увеличением времени разрушения t*, толщины в куполе ¡аготовки hL у и уменьшением предельной высоты изделия fi,.

6. Выявлены закономерности изменения зоны контакта заготовки с верхней частью матрицы и величины накопленной повреждаемости от времени формоизменения при изотермическом стесненном деформировании прямоугольной и квадратной анизотропной листовой заютовки. Увеличение параметров закона нагружения ар и пр сопровождается ростом относительной величины критического радиуса закругления г*. Установлено, с уменьшением параметров нагружения ар и пр время разрушения существенно увеличивается.

7. Выполнены экспериментальные исследования процессов изотермической пневмоформовки ячеистых элементов жесткости многослойных листовых конструкций Сопоставление теоретических и экспериментальных данных по относительной толщине в куполе заготовки и базовых точках, а также относительной высоте заготовки указывает на удовлетворительное их согласование (до 15 %).

8 Результаты диссертационной работы внедрены в производство на ФГУП «НПО «Техномаш» со значительным экономическим эффектом за счет сокращения сроков технологической подготовки производства, обеспечения качества, снижения трудоемкости изготовления и металлоемкости узлов изде-1ий Технологические процессы обеспечивают качество изготовления одно- и многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с ячеистыми полостями по требуемой геометрической форме, минимальных припускам под механическую обработку, прочностным механическим характеристикам, локальной сплошности и герметичности. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1.Предельные возможности формоизменения при медленном горячем деформировании анизотропного листового материала / СП. Яковлев, Е.В. Сидя-кин, С С Яковлев, С Н. Ларин // 36. наук пр. «Удосконалення npoueciB та об-ладнапня обробки тиском у мегалургп i машинобудувананш» - Краматорськ, 2001. - С. 155 - 159.

2 Силовые и деформационные параметры процесса формообразования осесимметричных куполообразных изделий из анизотропного материала в режиме ползучести / СЛ. Яковлев, С.С Яковлев, Е В Сидякин, С.Н. Ларин /7 36

наук. пр. «Удосконалення процеЫв та обладнання обробки тиском у металургп i машинобудуванант» - Краматорськ, 2001. - С 133 - 138.

3.Яковлев С.П., Сидякин Е.В., Ларин С.Н. Моделирование процесса горячего формоизменения круглой анизотропной листовой заготовки // Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века». - Часть II. - Пенза: ПГУ-ПДЗ, 2001. - С. 100-103.

4.Ларин С.Н., Сидякин Е.В. Технологические процессы изготовления сферических листовых оболочек // XXVII Гагаринские чтения. Сборник тезисов докладов Международной молодежной научной конференции. Том 1.- М.: Изд-во «ЛАТМЭС», 2001.-С. 110-111.

5.Ларин С.Н., Селедкин С.Е. Изотермическое деформирование трехслойных листовых конструкций из анизотропного материала // XXVII Гагаринские чтения. Сборник тезисов докладов Международной молодежной научной конференции. Том 1.- М.: Изд-во «ЛАТМЭС», 2001. - С. 95-96.

6.К вопросу об оценке предельных возможностей свободного формоизменения оболочки в прямоугольную матрицу / С.П. Яковлев, С.С. Яковлев, A.B. Чарин, С Н. Ларин // 36. наук. пр. «Удосконалення процест та обладнання обробки тиском у металургп i машинобудуванант». - Краматорськ: ДДМА, 2002. -С. 155- 159.-С. 259-264.

7.Яковлев С.П., Соболев Я.А., Ларин С.Н. Изотермическая пневмофор-мовка элементов панелей радиаторов прямоугольного профиля из анизотропного материала // Материалы отчетной конференции-выставки «Производственные технологии-2001 ». - М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - С. 190-192.

8.Влияние условий нагружения на технологические параметры свободного изотермического деформирования анизотропной мембраны в прямоугольную матрицу / СП. Яковлев, С.Н. Ларин, A.B. Чарин, Я.А. Соболев // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула: Тул-ГУ, 2002. - Часть 1. - С. 88-96.

9.Яковлев С П., Чарин А В., Ларин С H Горячее формоизменение листовых материалов при изготовлении ячеистых панелей // Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции / Под ред. Б.Н. Леонова. - Рыбинск: РГАТА, 2002.-Ч. 2.-С. 10.

Ю.Ларин С.Н., Яковлев Б.С. Силовые и деформационные параметры изотермической пневмоформовки элементов ячеистых панелей // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 49-50.

11 Ларин С Н. Новые технологические процессы изготовления элементов четырехслойных ячеистых конструкций в режиме ползучести // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2003.-Том 1. С. 58-59.

12.Математическая модель свободного изотермического деформирования анизотропной листовой заготовки в прямоугольную матрицу / С.П. Яковлев, С.Н. Ларин, A.A. Жарков, Я.А. Соболев // Известия ТулГУ Серия Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. - 2003. -Вып. 1,-С. 3-13.

13.Экспериментальные исследования процессов изготовления элементов ячеистых листовых конструкций в режиме ползучести / С.П. Яковлев, С.Н. Ла-

1-9090

рин, В Н. Чудин, Я.А Соболев // Механика деформируемого твердого тела и юработка мет&члов давлением. - Тула: ТулГУ, 2003. - Часть 2 - С. 57-62

М.Яковлев С.П , Ларин С.Н., Соболев Я.А Предельные возможности свободного формоизменения мембраны в прямоугольную матрицу // Прогрессивные технологии и оборудование кузнечно-штамповочного производства. С борник научных трудов международной научно-технической конференции. -М : МГТУ «МАМИ», 2003. - С. 120-125.

15.Ларин С.Н.. Агеева А.И Оболочковые узлы летательных аппаратов и их формообразование // XXX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2004. - Том 1. - С. 68-69.

16.Яковлев С.П., Чудин В.Н., Ларин С.Н. Изотермическая пневмофор-мовка анизотропного листового материала в режиме кратковременной ползучести // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - 2004. - №10 - С. 30-35.

17.Ларин С.Н. Технологические параметры изотермической иневмоформовки элементов ячеистых панелей // Идеи молодых - Новой России: Сб. тез. докладов 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов 24 - 26 марта 2004 г. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - С 13-34 18 Ларин С.Н. Изотермическая свободная пневмоформовка элементов ячеистых панелей квадратного поперечного сечения из анизотропного материала " Известия ТулГУ Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. - 2004. - Вып. 3. - С 152-163.

19.Ларин С.Н. Изотермическая пневмоформовка элементов ячеистых панелей в режиме ползучести // Тезисы докладов II международная научно-техническая конференция «Механика пластического формоизменения. Технолог ии и оборудование обработки материалов давлением». Тула: ТулГУ 2004

20.Ларин С.Н. Изотермическая пневмоформовка элементов ячеистых шстовых конструкций в режиме ползучести // XXXI Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ,

С. 44-46.

2005 Том 1,- С. 136-137.

Подписано в печать 20.04.200S. Формат бумаги 60x84 . Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 1,3. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ у/

Тульский юсударственный университет. 300600, г. 1 ула, просп. Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ. 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ларин, Сергей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕ-ФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ.

1.1. Анализ существующих технологических процессов изготовления ячеистых элементов многослойных листовых конструкций

1.2. Уравнения механического состояния при медленном изотермическом деформировании. Критерии разрушения.

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

Введение 2005 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Ларин, Сергей Николаевич

Важнейшей задачей современной промышленности является создание новых ресурсосберегающих технологий, повышение производительности труда и качества продукции. Процессы обработки металлов давлением относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий, позволяющих повысить производительность труда, снизить энергоматериалоемкость производства, обеспечить высокое качество изготавливаемых изделий.

Совершенствование конструкций изделий ответственного назначения определяет применение высокопрочных материалов и изготовление деталей и узлов со специальными, зависящими от условий эксплуатации, характеристиками. Сложность технологических процессов вызывает в производстве их длительную отработку, влияющую в конечном итоге на трудоемкость и качество изделий. Все это вызывает необходимость изыскания новых принципов технологии, повышение точности расчета её параметров и сближения на этой основе стадий проектирования изделий и технологической подготовки производства. Создание новых и совершенствование известных технологических процессов обработки давлением листовых заготовок должно основываться на глубоких теоретических и экспериментальных исследованиях деформирования анизотропных листовых заготовок.

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.

Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала, технологическими режимами его получения, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением при различных темпе-ратурно-скоростных режимах деформирования.

Теория формоизменения мембран и тонколистовых заготовок из анизотропного труднодеформируемого материала в условиях кратковременной ползучести» (2004-2005 г.), грантом № Т02-06.4-90 «Изотермическое формообразование элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропного материала в режиме ползучести» по фундаментальным исследованиям в области технических наук Министерства образования и науки РФ, а также грантами № АОЗ-З.18-411 «Пневмоформовка ячеистых панелей круглого и прямоугольного профилей из труднодеформируемых анизотропных листовых материалов в режиме кратковременной ползучести» (2003 г.) и № А04-3.18-201 «Разработка научных основ новых технологий изотермической штамповки элементов ячеистых панелей прямоугольной и квадратной формы из анизотропных высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести» для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования, находящихся в ведении Федерального агентства по образованию.

Цель работы. Повышение эффективности изготовления элементов ячеистых многослойных листовых конструкций ответственного назначения из анизотропных высокопрочных листовых материалов путем создания новых технологических процессов пневмоформовки на базе использования научно обоснованных рекомендаций, полученных в результате развития теории изотермического деформирования анизотропных материалов в режиме ползучести. Разработанные технологические процессы должны обеспечивать снижение металлоемкости, трудоемкости, сокращение сроков производства и повышение эксплуатационных характеристик получаемых изделий.

Автор защищает математические модели изотермического свободного и стесненного деформирования прямоугольных и квадратных элементов ячеистых листовых конструкций при вязком течении анизотропного материала, результаты теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения, связанных с накоплением микроповреждений заготовки из анизотропного листового материала, при медленном изотермическом формоизменении ячеистых элементов прямоугольного и квадратного поперечного сечений многослойных листовых конструкций; установленные зависимости влияния геометрических размеров заготовок и рабочего инструмента, анизотропии механических свойств листового материала и различных путей на-гружения во времени на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования исследуемых процессов изотермического формоизменения; результаты экспериментальных исследований процесса изотермической пневмоформовки ячеистых листовых конструкций из анизотропного материала при ползучести; разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов медленного изотермического формоизменения ячеистых элементов прямоугольного и квадратного поперечного сечений многослойных листовых конструкций.

Научная новизна:

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) анизотропного материала, связанного с накоплением микроповреждений, при медленном горячем деформировании. Анализ процессов реализован численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ. 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.

Реализация работы. Разработаны новые технологические процессы изготовления ячеистых элементов одно- и многослойных пустотелых листовых конструкций, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальных листовых титановых и алюминиевых сплавов, которые внедрены в опытном производстве на ФГУП «НПО «Тех-номаш» со значительным экономическим эффектом.

Новые технологические процессы обеспечивают: увеличение удельной прочности (раз) - 1,5 . 1,7; уменьшение массы (раз) - 1,5; снижение трудоемкости (раз) - 2.3; увеличение коэффициента использования материала, (с/до)

- 0,3/0,9.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза: ПГУ-ПДЗ, 2001 г.); на Всероссийской отчетной конференции-выставки «Производственные технологии-2001» (г. Москва: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков» (г. Рыбинск: РГАТА, 2002 г.); на международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование кузнечно-штамповочного производит ства» (М.: МГТУ «МАМИ», 2003 г.); на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - Новой России» (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.); на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.); на международных молодежных научных конференциях XXVII - XXXI «Гага-ринские чтения» (2001-2005 гг.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2000-2005 гг.). т

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 20 печатных работах.

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

Заключение диссертация на тему "Научное обоснование технологических режимов изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропных высокопрочных материалов в режиме ползучести"

5.4. Основные результаты и выводы

1. Выполнены экспериментальные исследования применительно к изготовлению одно- и многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с ячеистыми полостями, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальные листовые титановые материалы щ типа ВТ6, ВТбС, ВТ14, ВТ20 и ВТ23, алюминиевые сплавы типа АМгб, 1971,

1911 и 1201, применяемые в авиационно-космической технике.

2. Исследования выполнены с целью отработки технологических схем изготовления (на одной рабочей позиции - формообразования и сварки давлением), возможностей их реализации, установления температурно-скоростным 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 ш 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 - 5.1 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 одно- и многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с ячеистыми полостями по требуемой геометрической форме, минимальных припускам под механическую обработку, прочностным механическим характеристикам, локальной сплошности и герметичности.

7. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности изготовления элементов ячеистых многослойных листовых конструкций ответственного назначения из анизотропных высокопрочных листовых материалов путем создания новых технологических процессов пневмо-формовки на базе использования научно обоснованных рекомендаций, полученных в результате развития теории изотермического деформирования анизотропных материалов в режиме ползучести. Разработанные технологические процессы обеспечивают снижение металлоемкости, трудоемкости, сокращение сроков производства и повышение эксплуатационных характеристик получаемых изделий.

2. Созданы математические модели изотермического свободного и стесненного деформирования (заполнение угловых элементов матрицы) прямоугольных и квадратных элементов ячеистых листовых конструкций при вязком течении анизотропного материала. Исследованы возможные варианты изотермического формоизменения при известных законах изменения давления (силы) и высоты купола от времени, а также случаи деформирования при постоянной скорости деформации. Теоретический анализ выполнен для групп материалов, поведение которых описывается уравнениями энергетической или кинетической теорий ползучести и повреждаемости.

3. Выявлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей деформирования, связанные с накоплением микроповреждений в исследованных процессах изотермического формоизменения, в зависимости от различных путей нагружения, анизотропии механических свойств, накопления повреждаемости, геометрических размеров матрицы.

4. Показано, что изменение относительной толщины в куполе заготовки hc происходит более интенсивно по сравнению с изменением относительной толщины в базовых точках при свободном деформировании листовой заготовки в прямоугольную и квадратную матрицы. С ростом времени деформирования t эта разница увеличивается и может достигать 50 %.

5. Оценено влияние параметров закона нагружения ару пр на предельные возможности формоизменения, связанные с разрушением заготовки при достижении уровня накопленных микроповреждений сое = 1 (или со^ =1).

С ростом параметров ар и пр при изотермическом деформировании материалов, поведение которых описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости, предельные возможности формоизменения ухудшаются. Предельные возможности формоизменения анизотропных материалов, поведение которых описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости, не зависят от указанных выше параметров нагружения.

6. Установлено влияние анизотропии механических свойств на предельные возможности формоизменения. Рост коэффициента нормальной анизотропии R сопровождается увеличением времени разрушения t*, толщины в куполе заготовки hc* и уменьшением предельной высоты изделия

7. Выявлены закономерности изменения зоны контакта заготовки с верхней частью матрицы и величины накопленной повреждаемости от времени формоизменения при изотермическом стесненном деформировании прямоугольной и квадратной анизотропной листовой заготовки. Увеличение параметров закона нагружения ар и пр сопровождается ростом относительной величины критического радиуса закругления F*. Установлено, с уменьшением параметров нагружения ар и пр время разрушения существенно увеличивается.

8. Выполнены экспериментальные исследования процессов изотермической пневмоформовки ячеистых элементов жесткости многослойных листовых конструкций. Сопоставление теоретических и экспериментальных данных по относительной толщине в куполе заготовки и базовых точках, а также относительной высоте заготовки указывает на удовлетворительное их согласование (до 15 %).

9. Результаты диссертационной работы внедрены в производство на ФГУП «НПО «Техномаш» со значительным экономическим эффектом за счет сокращения сроков технологической подготовки производства, обеспечения качества, снижения трудоемкости изготовления и металлоемкости узлов изделий. Технологические процессы обеспечивают качество изготовления одно- и многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с ячеистыми полостями по требуемой геометрической форме, минимальных припускам под механическую обработку, прочностным механическим характеристикам, локальной сплошности и герметичности.

10. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе.

Библиография Ларин, Сергей Николаевич, диссертация по теме Технологии и машины обработки давлением

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

2. Аминов О.В., Лазаренко Э.С., Романов К.И. Двухкулачковый пла-стомер для растяжения образцов материала с постоянной скоростью деформации в условиях сверхпластичности // Заводская лаборатория. 1999. - Т. 65.-№5.-С. 46-52.

3. Аминов О.В., Романов К.И. Ползучесть кольцевой пластинки в условиях больших деформаций // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1999 - №2. -С. 104-114.

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

5. Атрошенко А.П., Федоров В.И. Горячая штамповка труднодеформируемых материалов. М.: Машиностроение, 1979. - 287 с.

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

7. Базык А.С., Тихонов А.С. Применение эффекта сверхпластичности в современной металлообработке. М.: НИИМАШ, 1977. - 64 с.

8. Бастуй В.Н. К условию пластичности анизотропных тел // Прикладная механика / АН УССР. Ин-т механика. Киев: Наукова думка. - 1977. -№1. - С. 104-109.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

21. Григорьев А.С. О теории и задачах равновесия оболочек при больших деформациях // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1970. -№1.- С. 163-168.

22. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978. - 360 с.

23. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. Металлургия, I960.- Т.1.- 376 е.; Т.2.- 416 е.; Т.З. - 306 с.

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

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

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

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

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

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

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

31. Еникеев Ф.У. Определение параметров сигмоидальной кривой сверхпластичности // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2001. - № 4. - С. 18 - 22.

32. Еникеев Ф.У., Бердин К.В. Определение зависимости давления от времени процесса пневмоформовки круглой мембраны в состоянии сверхпластичности // Проблемы прочности. 1996. - № 6. - С. 68 - 71.

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

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

35. Изготовление многослойных конструкций методом сверхпластического формообразования и сварки давлением / В.Н. Чудин, Е.Н. Сидоренков, А.П. Тихонов, B.C. Дмитриев // Кузнечно-штамповочное производство. -1992.-№7.- С. 14-15.

36. Изготовление радиаторов совмещенным методом формообразования и сварки давлением / В.Н. Чудин, Е.Н. Сидоренков, С.П. Яковлев, С.А. Сумароков, С.С. Яковлев // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. -№11.-С. 11-12.

37. Изотермическая штамповка листовых анизотропных материалов / С.П. Яковлев, Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, Д.А. Чупраков // Кузнечно-штамповочное производство. 1999. - № 12. - С. 9 - 13.

38. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 207 с.

39. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. - 420с.

40. Качанов JI.M. Теория ползучести. М.: Физматгиз, 1960. - 456 с.

41. 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.

42. Колмогоров B.J1. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

43. Колмогоров B.JI. Напряжение, деформация, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

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

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

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

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

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

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

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

51. Ларин С.Н. Новые технологические процессы изготовления элементов четырехслойных ячеистых конструкций в режиме ползучести // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2003. - Том 1. - С. 58-59.

52. Ларин С.Н., Агеева А.И. Оболочковые узлы летательных аппаратов и их формообразование // XXX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2004. - Том 1. -С. 68-69.

53. Ларин С.Н., Сидякин Е.В. Технологические процессы изготовления сферических листовых оболочек // XXVII Гагаринские чтения. Сборник тезисов докладов Международной молодежной научной конференции. Том 1.-М.: Изд-во «ЛАТМЭС», 2001. С. 110-111.

54. Ларин С.Н., Яковлев Б.С. Силовые и деформационные параметры изотермической пневмоформовки элементов ячеистых панелей // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 49-50.

55. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986. - 216 с.

56. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение. - 1975. - 400 с.

57. Малинин Н.Н. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1979 - 119 с.

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

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

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

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

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

63. Панченко Е.В., Селедкин Е.М. Пневмоформовка листовых заготовок в режиме сверхпластичности. Тула: ТулГУ, 2004. - 303 с.

64. Пластичность и разрушение / B.JI. Колмогоров, А.А. Богатов, Б.А. Мигачев и др.; Под ред. B.JI. Колмогорова. М.: Металлургия, 1977. - 336 с.

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

66. Поляков Ю.Л. Листовая штамповка легированных сплавов. М.: Машиностроение, 1980. - 96 с.

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

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

69. Предельные возможности формоизменения при медленном горячем деформировании анизотропного листового материала / С.П. Яковлев, Е.В.

70. Сидякин, С.С. Яковлев, С.Н. Ларин // 36. наук. пр. «Удосконалення процеав та обладнання обробки тиском у металургп i машинобудувананш». Крама-торськ, 2001.-С. 155- 159.

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

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

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

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

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

76. 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.

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

78. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. Минск: Наука и техника, 1977. - 256 с.

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

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

81. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М.: Машиностроение, 1979. - 118 с.

82. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. JL: Машиностроение, 1978. - 368 с.

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

84. 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.

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

86. Соколов Л.Д., Скуднов В.А. Закономерности пластичности металлов. М.: ООНТИВИЛС - 1980. - 130 с.

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

88. Сопротивление деформации и пластичность стали при высоких температурах / И.Я. Тарновский, А.А. Поздеев, B.C. Баакашвили и другие. -Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1970. 224 с.

89. Соснин О.В. Анизотропная ползучесть упрочняющихся материалов // Инженерный журнал. Механика твердого тела. 1968. - № 4. - С. 143146.

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

91. Юб.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.

92. Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением / В.А. Голенков, A.M. Дмитриев, С.П. Яковлев, С.С. Яковлев и др. / Под ред. В.А. Голенкова, A.M. Дмитриева М.: Машиностроение, 2004.- 464 с.

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

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

95. НО.Теория обработки металлов давлением. / И.Я. Тарновский, А.А. Поздеев, О.А. Ганаго и др. М.: Металлургия, 1963. - 672 с.

96. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. У иксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др. / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова.- М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

97. 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.

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

99. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. -М.: Металлургия, 1972. 408 с.

100. И5.Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение, 1968. - 504 с.11 б.Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. - 224 с.

101. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

112. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Ларин С.Н. Изотермическая пневмо-формовка анизотропного листового материала в режиме кратковременной ползучести // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2004. - №10. - С. 30-35.

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

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

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

116. Baltov A., Savchuk A. A Rule of Anisotropik Harolening // Acta Mechanica. 1965. - Vol. 1. - № 2. - P. 81 -92.

117. Bartle P.M. Diffusion Bonding: a look at the future // Weld. 11. -1975.-P. 799-804.

118. Bhattacharyya D., Moltchaniwskyi G. Measvrement of Anisotropy by the Ring Compression Test // J.Mech. Work. Technol. 1986. - 13. - №3. - P. 325

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

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

121. 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.

122. Jovane 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.

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

124. 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.

125. Wu M.C., Yeh W.C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropic Hardening // Acta. Mech. 1987. - 69. - №1. - P.59-76.

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00