автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Получение поперечных пазов и отбортовка боковых отверстий в полых цилиндрических заготовках электромагнитной штамповкой

На правах рукописи

Леонов Василий Михайлович

ПОЛУЧЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПАЗОВ И ОТБОРТОВКА БОКОВЫХ ОТВЕРСТИЙ В ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКОЙ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2005

Работа выполнена на кафедре механики пластического формоизменения в П\' ВПО «Тульский государственный университет»

доктор технических наук, профессор Проскуряков Николай Евгеньевич

доктор технических наук, профессор Усенко Николай Антонович;

кандидат технических наук Маленичев Игорь Анатольевич

Ведущая организация - ОАО «Тульский научно-исследовательский

технологический институт»

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

Защита диссертации состоится « У » ч ю и ¿к 2005 года в !$ часов на ¡аседании диссертационного совета Д 212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский осударственный университет» (300600, ГСП, г. Тула, пр. Ленина, 92, ^'101 ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский | осударственный университет».

Автореферат разослан « $ » ^Ал £к Д 2005 г.

Ученый секретарь *—ч ¿Г/г—"*"

диссертационного совета г Б. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Обработка металлов давлением (ОМД) широко распространена в настоящее время и служит основой мног их передовых технологий в машиностроении, автомобильной, авиационной и космической отраслях промышленности.

В листовой штамповке на протяжении последних лет широкое развитие получила технология электромагнитной штамповки (ЭМШ) заготовок, позволяющая получать изделия высокого качества, отличающиеся сложной геометрией, при относительно низкой себестоимости изготовления.

Необходимыми условиями повышения конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения являются сокращение сроков освоения новых изделий, снижение себестоимости их изготовления и металлоемкости применяемой оснастки, что предполагает решение широкого круга экспериментальных, теоретических и технологических задач.

К ним, в первую очередь, относится разработка более полных и точных математических моделей процессов пластического формоизменения, что позволяет экономить энергоресурсы при получении заданной геометрии изделия и увеличить срок службы технологического оборудования и инструмента.

Имеющиеся в настоящий момент в литературе методики позволяют определять энергоемкость и технологические параметры операций, но в силу принимаемых значительных допущений не позволяют достаточно корректно проводить расчеты и проектирование операций, характеризующихся объемным или неосесим-метричным напряженно-деформированным состоянием (НДС).

Можно констатировать, что существует научная задача технологии ОМД, заключающаяся в необходимости повышения уровня знаний в области расчета технологических режимов, энергосиловых и деформационных параметров процессов высокоскоростного объемного деформирования в операциях ЭМШ, таких как получение поперечных пазов и отбортовка боковых отверстий в полых цилиндрических заготовках.

Таким образом, актуальной научной задачей является раскрытие закономерностей влияния технологических параметров на процесс динамического формоизменения полых цилиндрических заготовок, установление особенностей процесса обработки, дальнейшее развитие и совершенствование методов расчета и проектирования операций ЭМШ.

Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» Минобразования и науки Российской Федерации и грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ на выполнение научных исследований «Механика формоизменения ортотропных и изотропных упрочняющихся материалов при различных температурах и скоростях деформации» (грант № НШ-1456.2003.8).

Цель работы. Повышение эффективности операций ЭМШ на основе разработки на>чно-обоснованных методов проектирования и создания новых технологических режимов и оснастки, обеспечивающих снижение энерюемкости операций электромагнитной штамповки и сокращ аской подго-

товки производства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- разработать подход к анализу напряженно-деформированного состояния осесимметричных и неосесимметричных заготовок в операциях ЭМШ на основе 1еформанионной теории пластичности и метода конечных элементов в трехмерной постановке;

- создать математические модели для технологических операций получения поперечных паюв и отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заго-| овке:

- провести исследования НДС материала заготовки при различных техноло-) ических параметрах процесса разряда и геометрии заготовки;

- выявить взаимосвязи энергосиловых и деформационных параметров процесса и геометрических размеров заготовки в операциях ЭМШ:

- разработать методику расчета операций ЭМШ и научно-обоснованные рекомендации но ведению технологических операций.

Методы исследования, использовавшиеся в работе:

- теоретический анализ процессов операций >лектромагнитной штамповки с использованием основных положений механики сплошных сред и теорий у пру гоми и пластичности металлов:

- методы математической статистики и теории планирования эксперимента;

- конечно-элемешный анатиз и методы численного интегрирования систем шфференциальпых уравнений.

Автор защищает: вариант конечноэлементного анализа объемного НДС в процессах упругопласгического формоизменения осесимметричных и неосесим-мефичных заготовок в операциях ЭМШ; математические модели операций получения поперечных пазов, отбортовки бокового отверстия в полых цилиндрических •логовках; научно-обоснованные рекомендации и результаты исследований НДС сериала заютовок во взаимосвязи с техжшм ическими параметрами нагруже-ния: методику и программный комплекс расчета и проектирования технологичс-I ких операций ЭМШ.

Научная новизна:

- разработана новая конечноэлементная модель технологических операций )МШ получения поперечных пазов и отбортовки боковых отверстий в полых ци-шщрических ¡ш оговках. отличающаяся возможностью учета трехмерного НДС •.а) оговок, не обладающих осевой симметрией;

- создана система вторичных математических моделей, описывающих НДС анловки и технологические режимы операций ЭМШ, позволяющая установить национальные интервалы варьирования параметров штамповки;

- выявлены закономерности влияния технологических парамефов магнитно-импульсного формоизменения на объемное НДС шоюиок п исследованных операциях ЭМШ, обеспечивающие ресурсосбережение.

Практическая значимость работы заключается:

- в разработке методики и пакета алгоритмов, доведенных до уровня про-| рамм, прошедших официальную регисфацию, которые позволяют сократить сроки !с\но.Ю1 ической подготовки производства и обеспечить ресурсосбережение на папах опытного и серийного производства изделий;

- в установлении рациональных интервалов изменения технологических на-

раметров процесса штамповки и форм рабочею инструмента, обеспечивающих необходимую геометрию детали.

Реализация работы:

- созданы более полные математические модели операций ЭМШ, позволяющие исследовать объемное НДС заготовки в процессе ее формоизменения, которые могут быть использованы на стадиях проектирования и освоения новых технологических операций в промышленном производстве:

- результаты работы приняты к внедрению для проектирования и выбора параметров технологических операций, инструмента и узтов оборудования для получения полых цилиндрических деталей в ОАО ТНИГИ (1. Тула), внедрены в учебный процесс на кафедре «Механика пластического формоизменения» ТулГУ при написании конспектов лекций и постановке лабораторных работ по курсу «Компьютерное моделирование технологических процессов и оборудования»; подготовке магистерских диссертаций, выпускных работ бакалавров, выполнении исследовательских курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международной научно-практической конференции «Проблемы и опыт обеспечения качества в производстве и образовании» (Тула, 2001); международных научно-технических конференциях «Теория и практика производства прокат» (Липецк, 2001, 2005); международных научно-технических конференциях «Совершенствование процессов и применение обработки давлением в металлургии и машиностроении» (Украина, Краматорск, 2001-2003); региональной научно-технической конференции «Техника XXI века глазами молодых ученых и специачистов» (Тула, 2002-2004); XXXIII Уральском семинаре «Технологии и машины обработки давлением. Механика и процессы управления. Серия технологии и машины обработки давлением» (Екатеринбург, 2003); международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование кузнечно-штамповочного производства» МГТУ МАМИ (Москва, 2003); пятой международной научно-1ехнической конференции «Авиакосмические технологии «АКТ-2004» (Воронеж. 2004); II международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (Тула, 2004); федеральной итоговой научно-технической конференции «Всероссийский конкурс на лучшие научные работы студентов и молодых ученых по естественным и техническим наукам (в области высоких технологий) и инновационным научно-образовательным проектам» (Москва, 2004).

Публикации. Основные научные положения и материалы проведенных исследований достаточно широко освещались в печати. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа объемом 5,5 печатных листа и авторский вклад 3,7 печат ных листов.

Структура и объем работы. Диссертационная работ состоит из введения, пяти разделов, общих выводов по работе, списка литературы из 104 наименований, приложения и включает 136 страниц машинописного текста, 61 рисунок, 9 таблиц. Общий объем работы 177 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель

-) <.ыачи исследования, практическая значимость работ и научная новизна. I ычже результаты и научные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе проведен обзор современною состояния ряда операций >лек громагни гной штамповки.

Рассмофены операции раздачи цилиндрической заготовки по схеме «кольцо кольцо», получения поперечных пазов, отбортовки бокового отверстия в полой жлчндрической заготовке. Выявлена необходимость в теоретическом обоснова-1ии и дальнейшем исследовании операций электрома1 нитной штамповки, так как -цветные меюдики позволяют проводть анализ со значительными допущениями ч погрешностями.

При исследовании перечисленных операций выявлена необходимость продления анализа объемного НДС с нелинейным распределением деформаций и на-фяжений по объему и их изменением во времени.

Во втором разделе приведено описание новой математической модели, федлагаемой для исследования динамических процессов формоизменения загото-иок на рассматриваемых операциях.

При исследовании процессов обработки заготовок на операциях ЭМШ необ-чодимо учитывать объемное НДС. Известные математические модели операций )МШ. созданные на основе метода конечных элементов (МКЭ), отличаются представлением трехмерных задач в виде плоских и осесимметричных, что является упрощением и не позволяет рассматривать процессы формоизменения со значи-(ельными поворотами материальных волокон, особенно в случае, когда в геометрии загоювки, либо в схеме приложения нагрузки отсутствует симметрия.

При исследовании объемного НДС заготовки необходимо учитывать значительные деформации сдвига и кручения, достигающие максимальных значений в местах наибольшего изгиба материала и оказывающие влияние на геометрию поучаемой детали.

Таким образом, создана математическая модель, основанная на вариационном принципе Лагранжа и реализованная с использованием МКЭ. Модель позволен

- описывать динамические процессы формоизменения с учетом распределения характеристик НДС по объему заготовки в операциях ЭМШ;

- моделировать операции формоизменения заготовок, не обладающих осевой симметрией.

Пластическое состояние материала на каждом шаге нагружения описываюсь на основе теории малых упругопластических деформаций Ильюшина. Объемная деформация в пластической зоне считается упругой и для нее выполняется объемный закон Гука:

0 = 3 еср = гг + ег + ед = Ъкаср,

I дс 9 - относительное изменение объёма.

Объемное НДС заготовки описывалось при помощи уравнений деформационной геории. Вариационное уравнение Лагранжа с учеюм сил инерции и ионде-ромоторных сил имеет вид:

|а;/5еу£/Г = - + + , (1)

V V V я

1де р — плотность материала; сту ,еу - компоненты тензоров напряжений и деформаций, и,, и,,[пР1 — компоненты векторов ускорений, перемещений, понде-ромоторных и внешних поверхностных сил соответственно; V,5— объем и площадь поверхности тела соответственно. Магнитное поле проникает в тело заготовки не более, чем на глубину скин-слоя, при удалении от границы внутрь заготовки происходит ослабление магнитного поля по экспоненциальной зависимости. Воздействие на заготовку электромагнитного импульса аппроксимируется поверхностными силами и уравнение (1) принимает вид:

¡ацбе^У = -\ри,Ьи,с1У +1 . (2)

V V А

Деформации волокон в соответствии с принятыми гипотезами считались малыми, но в ходе тестирования модели для вычисления компонентов тензора деформаций использовались как формулы Коши, так и формулы Грина. Дальнейшие исследования показали, что формулы Грина дают более корректные значения характеристик НДС в процессах деформирования при значительных поворотах материальных волокон.

Заготовка представлялась в виде пространственной модели, разбитой на конечные элементы. В качестве единичного элемента в трехмерной модели был выбран тетраэдрический элемент первого порядка с 12-ю степенями свободы (4 узла), что обеспечивает максимальную устойчивость вычислительной схемы.

Расчетная модель в силу симметрии представляет собой четвертую часть оболочки цилиндрической полой загоювки, это обусловлено необходимостью сокращения требований к оперативной памяти ЭВМ (число элементов матрицы составляет более 109).

Заготовка разбивается по высоте на слои, далее каждый из них - на слои по окружному направлению, а все вышеперечисленные - на слои по толщине, состоящие из прямоугольных параллелепипедов. Каждый из параллелепипедов состоит из 24 тетраэдров. Результирующее значение числа элементов находится в пределах 20...60 тысяч элементов. При генерации формировалась регулярная неравномерная сетка конечных элементов для достижения требуемой степени дискретизации в местах с наибольшей интенсивностью деформаций. Принималось, что перемещения распределены по элементу линейно.

При моделировании МЮ динамических процессов ЭМШ для описания конечных деформаций материальных волокон использовался уточняющий алгоритм с применением уравнений Грина. Под активным нагружением понимается такое изменение внешних нагрузок в процессе деформации, при котором интенсивность напряжений в каждом элементе деформируемого тела все время возрастает.

Принимается теория изотропного упрочнения. В основу предлагаемой модели положены следующие допущения: тело изотропно; объемная деформация в пластической зоне остается упругой и для нее выполняется объемный закон Гука.

После подстановки выражений для перемещений, деформаций и напряжений в уравнение (2) и интегрирования по обьему элемент полччим систему уравнений МКЭ:

[М] {и}={р}-[к]-{и},

]де [м]- согласованная матрица масс; [к]- матрица жесткости: F- локальный нектор сил, действующих на узлы в элементе.

После ансамблирования имеем систему дифференциальных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами:

[м,]-{«}=&}-[кг И«} (3)

|де ML- глобальная матрица масс, и- итбальный вектор перемещений, F,-■ лобальный вектор сил, Кг - глобальная матрица жесткости.

Ин1е1рирование дифференциальных уравнений движения (3) производится методом Рунге-Купа четвертого порядка.

Так как, число элементов в матрице масс и матрице жесткости доегшает 1 миллиарда и более, для сокращения вычислительных затрат требуется схема оп-!имизации полученной модели. Специально был разработан адаптивный алюритм оптимизации, позволяющий сократить затраты выделяемой оперативной памяти Гюлее чем в 18 раз и снизить затраты процессорного времени более чем в 6 раз по е равнению с вариантом без оптимизации.

В разработанной модели реализован контакт матрицы и загоювки, учиты-пающий силу реакции со стороны инструмента, а также силу трения:

Модуль напряжения трения определяется законом Кулона: т^ = ст v • Ц,

| те а\ - нормальное напряжение на границе инструмента; ц - коэффициент тре-

иия скольжения: хц - касательное к границе напряжение, Fn - нормальная состав-

1яюшая силы, действующей на оправку со стороны узла, N - нормальная сила реакции со стороны оправки.

11роверка адекватности модели осуществлялась путем сравнения результа-юв решения тестовой задачи с ранее разработанными моделями. Осуществлялась проверка сходимости численного решения при изменении количества элементов и niai а по времени. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показало приемлемое соответствие результатов, погрешность составила 7...12%, ■но подтверждает адекватность модели.

В третьем разделе проведено исследование операций получения поперечно! о паза и отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке.

Па основе разработанной во втором разделе магматической модели прове-tem.i исследования характера течения материала в процессе раздачи трубчаюй юнкостенной заготовки давлением импульсного магнитного поля (ИМП) в цилин-(рическую матрицу с поперечными круговыми пазами. Расчетная модель и схема операции представлены на рисунке 1.

Исходное состояние заготовки является осесимметричным, оправка пред-i-гавляет собой абсолютно жесткое тело. Внешнее давление импульсного магнитного поля изменяется во времени по закону:

Р(>) = [-^7)■■ Р0 ■ • sin2(2• п■ f ■ t), i те t - время; Pq- условное давление магнишого поля в момент времени t = 0;

Р,/- коэффициент демпфирования и рабочая частота разрядного тока; и - текущее радиальное перемещение элемента паза; А - первоначальный зазор между индуктором и заготовкой.

Проводимый на основе МКЭ анализ динамического процесса получения поперечного паза базируется на разработанной модели упругопластического тела.

На рисунке 16 отмечены характерные точки А, В, С. Из них А и С являются потенциально опасными с точки зрения возможного разрушения.

Рисунок 1 - Операция получения поперечного паза■ а -модель МКЭ, б - схема операции (1 - заготовка из алюминиевого сплава АМг2М, 2 - оправка, 3 - деталь)

Материал, находящийся в окрестности точки А, претерпевает значительные деформации не только вследствие растяжения в осевом направлении и сжатия в радиальном, но и значительного поворота материальных волокон при контакте с фаской на оправке. При анализе расчетов установлено, что воздействия пондеро-моторных сил со стороны индуктора достаточно для прижима заготовки к матрице. Движение узлов элементов, принадлежащих заготовке и находящихся в контакте с оправкой, разрешено лишь в направлении, касательном к образующей оправки, поэтому для элементов материала, находящихся выше точки А, запрещены перемещения в направлении нормальном к оправке после контакта с ней.

НДС точки С характеризуется значительными деформациями в окружном и осевом направлениях. Для узлов возможны перемещения во всех направлениях. Поворот материальных волокон в вершине паза, в окрестности точки С, практически отсутствует.

Объемное НДС точки В является по своему характеру промежуточным по отношению к точкам А и С. Здесь имеет место как растяжение и сжатие, так и поворот материальных волокон, причем изменение деформаций и напряжений в окрестности данной точки носит знакопеременный характер во времени, что отражается на изменении ресурса пластичности. Перемещение узлов для элементов в данной окрестности ничем не ограничено.

На основе проведенных исследований НДС в указанных точках в

О ви

зависимости от энергосиловых и геометрических параметров процесса было установлено, что изменение интенсивности напряжений по высоте паза при варьировании частоты носит сложный характер, особенно для сечений, близких к вершине паза. Наименьшее значение интенсивности напряжений а = 190МПа

■min

для вершины наблюдается при частотах, близких к 45 кГц, а собственная частота исходной цилиндрической заготовки приблизительно равна 22 кГц. В точке А наибольшее значение напряжений о = 250 МПа имеем при частоте 26 кГц.

'пих

Анализ операции получения поперечных пазов показал, что характер распределения характеристик НДС в рассматриваемых сечениях является нелинейным по времени. Изменение собственной частоты заготовки при изменении ее геометрии влияет на деформационные процессы, происходящие в материале заготовки. Перераспределение напряжений и деформаций по высоте паза на заключительной фазе процесса вызвано ослаблением влияния внешнего импульса. Указанные обстоятельства требуют дополнительного исследования.

Исследование операции отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке имеет своей задачей выявить взаимосвязь деформационных параметров с геометрическими и силовыми характеристиками процесса Схема и расчетная модель процесса представлены на рисунке 2.

В разъемной матрице 2 расположена цилиндрическая заготовка 1 диаметра D с боковым отверстием диаметра d и толщиной стенки 50, расстояние между матрицей и заготовкой задается параметром Д0. Диаметр t/2 характеризует отверстие в матрице. Высота цилиндрической заготовки Я. Формоизменение заготовки, расположенной в матрице происходит в результате воздействия пондеромоторных сил Ра со стороны индуктора (на рисунке 2 условно не показан).

На рисунке 2 показана четвертая часть меридионального сечения цилиндрической заготовки с круговым отверстием, центр которого лежит на равном удалении от ее краев (на середине заготовки по высоте). В данной схеме г- вертикальная ось заготовки, и - ось симметрии бокового отверстия цилиндра.

В результате численных экспериментов, проведенных при варьировании частоты внешнего воздействия, было выявлено, что заготовки с меньшим относительным диаметром отверстия обладают большей чувствительностью к повышению частоты разряда, что выражается в снижении накопленных деформаций Одновременно отмечено снижение накопленных деформаций с увеличением относительного диаметра отверстия.

Опасной зоной возможного разрушения материала является окрестность точки 1 (рисунок 2), причем уменьшение относительного диаметра приводит к приблизительному выравниванию деформаций в вершине и основании отгибаемого края.

Анализ зависимостей распределения интенсивности деформаций показал, что количественное и качественное подобие зависимостей для точек 2 и 4 не выдерживается практически на всем диапазоне частот, что свидетельствует о сложности и нелинейности процесса в целом, а нарастание неравномерности деформаций увеличивается с уменьшением диаметра отверстия Так в точке 3 с увеличением относительного диаметра отверстия с 0 14 мм до 0 26 происходит снижение интенсивности деформаций в 1.8 раза, а при увеличении его до 0.4 - в 3 5 раза, при

рабочей частоте 12 кГц в точке 3.

сечения материала: осевое I

2

Оо ч

Ч

О/ Ч 2:

1 V О«!

Ч N

а Ч 4; ....

У <**

н

О/

00

О,

Рисунок 2 - Операция отбортовки бокового отверстия в заготовке: а) - характер распределения напряжений в сечениях' I- осевое; II-поперечное, модель по МКЭ- б) - после деформирования; в) - до деформирования, г) - расчетная схема операции отбортовки И -диаметр заготовки, 8и - толщина стенки заготовки, с/ - диаметр бокового отверстия, с12 диаметр отверстия в матрице, Н - высота заготовки, До -начальный зазор между заготовкой и матрицей

При относительном диаметре отверстия <1/й = 0.26 в точках 2 и 4 имеются точки минимума интенсивности деформаций: для точки 2 - при частоте 24 кГц, а для точки 4 - при частоте 18 кГц.

Исследование НДС материала заготовки в данной области важно с технологической точки зрения для определения параметров процесса.

В четвертом разделе на основе проведенных численных экспериментов выявлена взаимосвязь геометрических и энергосиловых факторов для исследуемых операций Результаты расчетов по МКЭ не позволяют получить в явном виде зави-

симость энергетических и деформационных параметров операций ЭМШ от свойств заготовки, технических характеристик оснастки и оборудования (входных факторов), выявить закономерности и тенденции их изменения, что является важным для разработки технологии, выбора и настройки параметров оборудования, а также проектирования инструмента и оснастки.

Построение вторичных математических моделей операций ЭМШ на основе методов математической статистики и теории планирования эксперимента является самостоятельным научным исследованием. Таким образом, актуальной является следующая задача: на основе машинного эксперимента, используя разработанный программный комплекс, построить и проанализировать полученные вторичные математические модели зависимостей энергосиловых параметров операций ЭМШ для выдачи научно обоснованных рекомендаций по рациональному выбору технологических режимов штамповки, параметров оборудования и инструмента.

Так как проведенные в разделе 3 предварительные расчеты и их анализ показали значительную нелинейность зависимостей выходных параметров операций ЭМШ от рассматриваемых входных факторов (таблица 1), для исследования операции получения поперечных пазов был выбран композиционный план В4 с варьированием исследуемых выходных факторов на 3 уровнях и содержащий 25 опытов в матрице планирования факторного эксперимента.

В качестве функций отклика были выбраны значения интенсивностей деформаций и напряжений в основании и вершине паза, работа деформации заготовки, напряжения в основании и вершине паза.

Фактор X, Кодированное Интервал варьирования

значение х, Ш1П —шах

Р 10...30 кГц

Гр *2 6...26 кГц

Л/5 *3 10...30

А/5 х4 9... 15

Анализ полученных уравнений выявил незначительную зависимость величины интенсивности деформаций в вершине паза от декремента колебаний и рабочей частоты процесса. Значительное воздействие на величины деформаций и напряжений в вершине паза оказывает радиус заготовки, что является следствием деформаций растяжения в окружном направлении, зависящих по величине от отношения перемещения вершины паза к радиусу заготовки.

Уменьшение радиуса заготовки с 60 мм до 20 мм увеличивает интенсивность деформаций в вершине паза в среднем в 2,3 раза для заготовок с шириной паза 18 ..30 мм Аналогично деформациям, интенсивность напряжений в вершине паза для заготовок с шириной паза 18 мм при уменьшении радиуса обрабатываемой заготовки с 60 мм до 20 мм приводит к увеличению интенсивности напряжений почти в 2 раза При ширине паза 24 мм уменьшение радиуса заготовки с 60 до 20 мм интенсивности напряжений увеличивается в 1,9 раза, а при ширине паза 30 мм - 1.8 раза. Общей тендецией является снижение интенсивности напряжений и деформаций с увеличением ширины паза.

Увеличение деформаций и напряжений с уменьшением радиуса обьясняет-ся тем, что увеличение соошошения перемещения вершины паза к ради}су исходной заготовки приводит к увеличению углов поворота материальных волокон в элементах, находящихся между основанием и вершиной паза. Деформация вершины обусловлена нормальными растягивающими напряжениями в окружном направлении и сжатием в радиальном. Деформации в осевом направлении могут быть как деформациями сжатия, так и растяжения, что зависит о г контактных условий взаимодействия матрицы и заготовки, а также ширины паза.

Наибольшее по величине соотношение деформаций в основании и вершине паза достигается для узких пазов (/г=18 мм) при радиусе заготовки 60 мм, что соответствует наиболее неравномерному распределению деформаций, в то время как для широких пазов (й=30 мм) радиус 45 мм соответствует выравниванию деформаций в основании и вершине паза. Координаты экстремумов отношения напряжений в факторном пространстве не совпадают с координатами экстремума отношения деформаций, что объясняет ся значительными деформациями сдвига и кручения в основании паза и сложным характером их распределения по образующей заготовки.

Распределение отношения напряжений в основании и вершине паза носит сложный минимаксный характер. Анализ зависимостей показал, что:

- увеличение ширины паза от 18 мм до 30 мм приводит к изменению величины относительных напряжений с 1,4 до 0,75;

- значениям декремента колебаний в точках минимакса - (3 = 15 и 19 кГц (см. таблица 2) соответствует наименьшая величина относительного напряжения при прочих постоянных факторах;

- значению радиуса заготовки в точке минимакса соответствует наибольшая величина относительного напряжения при прочих постоянных факторах. Таблица 2 - Координаты и величины локального минимакса зависимости относительного напряжения

ь, Мм Г = 6 к! ц {= 16 кГц Г=26кГц

Р, кГц я, мм вер Р, ' к, кГц 1 мм ®осн 3 вер К1 ц Я, мм ^ОСИ Ъвср

18 20.9 55.8 1.25 22.9 58.4 Г.28 25.0 61-1 1.30

24 18 49.6 0.97 20 52.3 0.99 22.1 55.0 1.01

30 15 43.4 0.69 17.1 46.1 0.71 19.1 48.8 0.73

Равномерное распределение напряжений, аосн /<звер а 1 имеем при ширине

паза 24 мм и радиусе заготовки 50...55 мм (см. таблица 2), т.е. при отношении ширины паза к радиусу заготовки, А//?« 0.5 получаем наиболее равномерное распределение напряжений в основании и вершине паза.

Зависимости работы деформации заготовки от частоты разряда и декремента колебаний приведены на рисунке 3. Увеличение ширины паза и радиуса заготовки приводит к смещению координат минимакса в сторону уменьшения частоты разряда. Смешение от минимакса вдоль прямой Ь приводит к снижению (рисунок За), вдоль прямой а - к увеличению работы деформации (рисунок За,б).

Для заготовок радиусом 20...60 мм при ширине паза 18 мм и декременте ко-

юбаний 10 кГц работа деформации увеличивается на 10... 15% при увеличении часнмы разряда с 6 до 26 кГц. При этом для ширины паза 18 мм и значении декремента колебаний 30 кГц происходит уменьшение работы деформации на 10...25%.

Для заготовок с шириной паза 30 мм с ростом частоты с 6 до 26 кГц при шачении декремента колебаний 10 кГц происходит увеличение рабош на 10. .60%. При ширине паза 30 мм увеличение декремента колебаний до 30 кГц . неличивает величину работы деформации на 5... 15%.

Рисунок 3 - Зависимость работы деформации заготовки от частоты разряда и декремента колебаний при ширине паза 24 мм а) - Л = 20 мм, б) - Я ^ 60 мм

На более широких пазах уменьшение работы деформации обусловлено меньшими напряжениями по высоте паза, несмотря на больший объем материала юформир>емой заготовки. Более выраженная частотная зависимость работы деформации па широких пазах есть следствие снижения напряжений и деформаций >10 высо!е паза по сравнению с узкими пазами.

Для построения вторичной математической модели операции отбортовки бокового 01верстия был проведен численный машинный эксперимент по плану Вк шя к=2. Входными факторами были выбраны диаметр отверстия отбортовки и оабочая частота разряда.

При построении вторичной математической модели операции отбортовки ■VIмере!ия }гол отгиба края отверстия был принят постоянным и выдерживался

павным, иеерш = 65°, за счет изменения условного давления /ц. В качестве функций отклика были выбраны значения напряжений и деформаций основания и края отверстия, работа деформации заготовки.

Исследования показали, что для точки 3 при значении относительного диаметра. с//О =0.26 интенсивность напряжений не зависит от частоты, в ю время как при увеличении частоты с 8 до 20 кГц для <1! И = 0.14 интенсивность напряжений снижается на 13%. а для <И 0=0.4 - увеличивается на 21%.

Г ростом частоты от 8 до 20 кГц интенсивность напряжений в точке 1 >меньшаегся. При значении б///_) = (). 14 уменьшение напряжений составляет 15 %, 1 для (И О =0.4 - 22 %. Минимальное значение напряжений в точке 1 имеется при шачении с]/0= 0.31, что обусловлено соотношением диаметров заготовки и от-

верстия, при которых прохождение деформационных процессов приводит к наименьшим остаточным напряжениям.

Значения интенсивности напряжений в точке 1 превышают анал01ичный показатель в точке 3 в среднем в 1,6 раза, следовательно, окрестность точки 1 более подвержена утонению, в результате растяжения, что подтверждаема экспериментальными данными.

На основе полученных зависимостей выявлено, что при относительном диаметре <И П = 0.14 частота разряда почти не влияет на соси ношение напряжений в точках 1 и 3, а для сИ О = 0.4 при увеличении частоты с 8 до 20 кГц отношение напряжений в точках 1 и 3 уменьшается с 2.25 до 1.5.

Уменьшение оIпостельного диаметра отверстия с 0.4 до 0.14 приводи! к росту напряжений в среднем в 1.45 раза и деформаций в 2 раза вблизи края отверстия, в точках 1 и 3. Этот факт обуславливает увеличение работы деформации при снижении относительного диаметра отверстия.

Предиоч Iительной с точки зрения минимума работы деформации является величина относительного диаметра отверстия ¿//£>=0.26. Увеличение работы деформации при увеличении с1 / П до 0.4 обусловлено большим значением объема деформируемого материала, несмотря на общее снижение показателей объемного НДС.

Для точки 1 одинаковая деформация может быть достшнуга при двух различных частотах. Для точки 3 снижение частоты однозначно приводит к увеличению деформаций в среднем 15 %. Минимум деформаций по частоте для точки 3 достигается при частоте разряда 20 кГц и (//£> = 0.4, в то время как максимальные деформации в точке 1 достигаются при час юте 16 кГц, что обусловлено различием в прохождении пластических деформаций в материале заттовки и разной геометрией осевого и поперечного сечений (см. сечения I и II на рисунке 2). Таким образом, для снижения работы деформации желательно проводить процесс деформирования при более высоких рабочих частотах.

В пятом разделе приведена разработанная схема установки (патент РФ на изобретение № 2205717 МКИ7 В 21 О 26/14, зарегистр 10.06.2003), модель устройства для магнитно-импульсного формообразования осесимметричных оболочек (патент РФ на изобретение № 2217258, VIК"И7 В 21 О 26/14, зарешетр 27.11.2003), а также описание программного комплекса ЕЬМАРОЯМ 4.2 (свидетельство РФ № 2004612136 зарегистрировано 17.09.2004). Основная цель, на решение которой направлены данные изобретения, является повышение КПД процесса разряда емкостных накопителей, входящих в магнитно-импульсную установку (МИУ) и снижение энергоемкости технологических операций.

В установке для магнитно-импульсного формообразования предложено и реализовано новое схемное решение, которое улучшает переходный процесс момента отсечки разрядного тока и приводит к более рациональному использованию запасаемой энергии и повышению ресурса работы технологического инструмента, а также позволяет повысить эффективность оборудования за счет того, что «лишнюю» энергию оставляют на накопительных емкостях и сохраняют ее там некоторое время до последующего процесса заряда блоков накопителей. Выигрыш в энергии в этом случае увеличивается, если установка работает в автоматическом режиме, т.е. имеет место непрерывный технологический процесс.

Предложенная новая схема МИУ, позволяет формировать униполярные им-!\ I ,сы разрядного тока, а также снижать энергоемкость операции.

Па основе предложенного новою устройства для магнитно-импульсного |юрмообразопания осесимметричных оболочек, реализующем электромеханиче-кис процессы, происходящие в многовитковом индукторе и заготовке при ЭМШ. ложно программировать эпюры магнитных полей, деформирующих заюювку и >беспечивающих миниматьную энергоемкость операции.

Неравномерность магнитного поля, а, следовательно, и радиальных сил, ¡оыейсгвующих на заготовку, можно получить применением индуктора с переменным по высоте сечением его витков. Получаемое при этом магнитное поле деформирует заготовку.

Для формоизменения трубной заготовки из алюминиевого сплава АМг2М >ы I разработан пятивитковый стальной индуктор, у которого витки имеют посто-шнмо ширину (одинаковый радиатьный размер), а высота витка (размер вдоль к'и индуктора) является неременной величиной при одинаковой толщине изоляции между от тельными витками.

Были произведены расчеты нескольких варианюв исполнения индукторов с вд¡личными сочетаниями высоты витков - от 2 до 10 мм

В первом варианте высота витка индуктора равномерно уменьшалась от зитка к витку, а йотом увеличивалась до максимального значения (соогве!Ственно 4 2, 4 и 6 мм). В этом случае плотности токов и соответственно радиатьная со-чакляюшая сил в самом низком витке примерно в четыре раза выше, чем в наибо-1ее высоком нитке (кривая 1 на рисунке 4). Поэтому получаемая деформация заго-говки значительно больше гам, где высота витков индуктора миниматьна.

- 1 ¿éí

, „ , ---rgr

Рисунок 4 - Распределение радиальных сич по высоте Рисунок 5 - Оснастка для заготовки для разной геометрии витков индуктора операций ЭМШ

Во втором варианте получена наибольшая неравномерность значений плотности тока и радиатьных сил при уменьшении высот второго, фетьего и четвертою ни i ков до миниматьной величины, и максима1ьными высотами первого и пято-■ о витков инд) к юра (соответственно 10, 2. 2, 2 и 10 мм - кривая 2 на рисунке 4).

Третий вариант с высотами витков соответственно 10, 4, 2, 4 и 10 мм иока-¡d.i примерно такой же переменный характер распределения плотности токов и ра-ша1ьных сил (кривая 3 на рисунке 4), как и первый вариант.

Анализ рассмотренных вариантов показал, что для получения поперечных пазов или отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке с минимальными энергозатратами предпочтительно использовать индуктор с переменной высотой его витков, выполненный по первому или третьему вариантам. Схема индуктора с переменной высотой витка приведена на рисунке 5.

На схеме (рисунок 5) представлена оснастка для магнитно-импульсного формообразования заготовок, имеющая в своем составе: стальной индуктор 1 с переменным по высоте сечением витков, межвитковой изоляцией 2, деформируемую заготовку 5, изолирующую втулку 4, токопроводящий стержень 5. Получаемое при этом неравномерное магнитное поле деформирует заготовку 3, при этом энергоемкость формообразования заютовки снижается.

Па основе разработанных магматических моделей создан программный комплекс (ПК) Е1та/огт 4 2, который может быть использован для моделирования и анализа технологических операций ЭМШ: раздача и обжим по схеме «кольцо-в-ко 1ыю»: отбортовка края; получение поперечных и продольных пазов; отбортовка бокового отверстия в полых цилиндрических заготовках.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе проведенного анализа литературы обоснована актуальность исследований операций ЭМШ и разработан подход к анализу объемного НДС заготовок, не обладающих осевой симметрией, на основе деформационной теории с использованием МКЭ.

2. Разработаны математические модели технологических операций получения поперечных пазов и отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке. Сравнение результатов расчета с экспериментатьными данными показало, что погрешность составляет порядка 7... 12%, что подтверждает адекватность разработанных моделей.

3. Проведенные исследования позволили установить значения характеристик НДС материала заготовки во взаимосвязи с различными технологическими параметрами процесса. Выявлено, что при постоянных значениях высоты и ширины паза увеличение отношения ширины паза к радиусу в 3 раза вызывает уменьшение напряжений в вершине паза в среднем в 1.7 раза, а в основании -увеличение 1.4 раза. При увеличении частоты разряда с 6 до 26 кГц интенсивность деформаций в основании паза увеличивается на 20%, а работа деформации возрастает на 40%.

4. В осевом сечении на краю бокового отверстия при уменьшении относительного диаметра отверстия с й/О =0.4 до 0.14 значения ишенсивности деформаций увеличиваются в среднем в 1.9 раза. С увеличением относительного диаметра отверстия возрастает влияние частоты разряда на соотношение напряжений на крае отверстия в осевом (точка 1) и поперечном (точка 3) сечениях. Для сИй= 0.14 изменение частоты разряда практически не влияет на распределение напряжений, в то время как для сИ £)=0.4 увеличение частоты с 8 до 20 кГц приводит к снижению соотношения напряжений с 2.25 до 1.5. Установлено, что для относительных диаметров бокового отверстия сИО =0.14...0.4 увеличение рабочей частоты разряда с 8 до 20 кГц уменьшает напряжения на крае отверстия в осевом сечении в среднем на 20%, а для поперечного сечения - на

10% Снижение деформаций на крае отверстия незначительно и в рассматриваемых сечениях не превышает 10... 15%.

~>. Увеличение отношения диаметров отверстия с d! D~0.14 до dl D=0.4 приводи! к снижению интенсивности напряжений на крае осевою сечения 0!верстия в среднем в 1.4 раза, а на крае поперечного сечения - в 1.7 раза.

(> Для снижения напряжений и деформаций в основании отверстия осевого сечения заготовки предпочтительнее штамповка загоювок с dl D = 0.15 на средне-частотных установках типа МИУ-20Х11И, а при работе на низкочастотных ус-1ановках гипа МИУ-Т2 - заготовок с dl D =0.4. что позволяет снизить на 15.. .20% напряжения на крае отверстия в поперечном сечении заготовки.

7 Ра5работаи программный комплекс, позволяющий производить расчет процессов операций ЭМШ заготовок, не обладающих осевой симметрией, с объемным НДС, на основе деформационной теории с использованием МКЭ. Использование программного комплекса на этапе гехноло1 ической подготовки производства позволяет сократить трудозатраты на 35...50%.

X. Использование индуктора с переменным сечением витка позволяет снизить )Hepiозатраты на операцию в среднем на 25...40% при постоянных значениях частоты разряда и декремента колебаний.

11а основе резулыатов исследований разработана новая схема МИУ позволяющая повысить ресурс работы технологическою инструмент, и эффективность функционирования оборудования, а также снизить энер1 оемкость операции при циклическом режиме работы установки.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

| 11роскуряков А.Н., Леонов В.М., Череватый P.C. Вопросы качества сборки деталей импульсным магнишым полем // Проблемы и опыт обеспечения качества в производстве и образовании.- Под общ. ред. проф. H.H. Фролова, проф. Протасьева В.Б. Международная научно-техническая конференция. - Тула: ! ул1 *У, 2001.-С. 234-239.

'' Проскуряков Н.Е. и др. Интенсификация процессов штамповки / Проскуряков 11.1., Орлов С.Ю., Череватый P.C., Леонов В.М. // Теория и практика производства проката. Сборник научных трудов международной научно-технической конференции, посвященной памяти С. Л. Коцаря. - Липецк: ЛГТУ, 2001,- С. 242-246.

! Орлов С.Ю. и др. Вариант деформирования заюювки неравномерным магнитным полем / Орлов С.Ю., Орлов A.A., Череватый P.C., Леонов В.М. // Известия 1ульского гос> дарственного университета. Избранные труды конференции «Автоматизация и информатизация в машиностроении-2000». - Тула: ТулГУ, 2001,- С. 39-42.

4. Проскуряков Н.Е. и др. Повышение эффективности операций магнитно-импульсной штамповки / Проскуряков Н.Е.. Орлов С.Ю., Череватый P.C.. Леонов В.М. // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Совершенствование процессов и применение обработки давлением в метал-т\ргии и машиностроении». - Украина, Краматорск: ДГМА, 2001. - С. 247-249. 11роскуряков Н.Е. и др. Взаимосвязь скорости деформирования с динамическим

пределом текучести / Проскуряков H.F., Леонов В.М., Орлов С.Ю., Черевагый P.C. Ü Сборник трудов международной на\ чно-технической конференции «Совершенствование процессов и применение обработки давлением в металлургии и машиностроении». - Украина. Краматорск: ДГМА, 2002. - С. 284-286.

6. Леонов В.М., Проскуряков U.E., Череватый P.C. Математическое моделирование операций магнитно-импульсной штамповки // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, Часть 1, 2002. — С. 117-122.

7. Гладких Е.И. и др. Моделирование операций продольной рифтовки заготовок электромагнитным полем / Гладких Е.И., Леонов В.М., Проскуряков Н.Е., Череватый P.C. // Известия ТулГУ, Серия «Машиностроение». - Тула: ТулГУ, Выпуск 7, 2002. — С. 108-112.

8. Леонов В.М. Конечноэлементный анализ технологических операций магнитно-импульсной штамповки // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Часть 2. - Тула: ТулГУ, 2002.- С. 148-153.

9. Леонов В.М. Конечноэлементный анализ технологических операций магнитно-импульсной штамповки // Сборник трудов научно-технической конференции «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов». - Тула: ТулГУ, 2003.-С. 396-401.

Ю.Проскуряков Н.Е. и др. Разработка математических моделей операций электромагнитной штамповки заготовок из типовых материалов / Проскуряков Н.Е., Череватый P.C., Леонов В.М., Гладких Е.И. // Известия ТулГУ. Серия «Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением». - Тула: ТулГУ, Часть 1, 2003.- С. 182-186.

11 .Леонов В.М. Построение конечноэлементных моделей операций электромагнитной штамповки // Технологии и машины обработки давлением. Механика и процессы управления. Серия технологии и машины обработки давлением. Труды XXXIII Уральского семинара. - Екатеринбург, 2003. - С. 54 - 55.

12.Проскуряков Н.Е. и др. Анализ процессов электромагнитной штамповки заготовок из типовых материалов > Проскуряков I I.E., Череватый P.C., Леонов В.М., Гладких Е.И. // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование кузнечно-штамповочного производства». - М.: МГГУ «МАМИ», 2003. - С. 306-312.

1 З.Проскуряков Н.Е. и др. Моделирование операций электромагнитной штамповки заготовок из типовых материалов / Проскуряков U.E., Черевагый P.C., Леонов В.М., Гладких Е.И. Ч Сборник трудов международной научно-технической конференции «Совершенствование процессов и применение обработки давлением в металлургии и машиностроении». - Украина, Краматорск: ДГМА, 2003. -С. 408-410.

14.Селищев В.А. и др. Установка для операций магнитно-импульсной штамповки / Селищев В.А., Проскуряков Н.Е., Талалаев А.К., Череватый P.C. Леонов В.М. // Патент РФ на изобретение № 2205717 МКИ7 В 21 D 26/14, зарегистр 10.06.2003.

15. Проскуряков Н.Е. и др. Устройство для магнитно-импульсного формообразования осесимметричных оболочек / Проскуряков Н.Е., Череватый P.C., Селишев В.А., Орлов С.Е., Леонов В.М. // Патент РФ на изобретение №

V"9 08 9

>217258, МКИ7 В 21 D 26/14, зарегистр 27.11.2003.

16 Леонов В.М.. Проскуряков Н.Е. Программный комплекс проектирования операций электромагнитной штамповки ELMAFORM 4.2 // Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2004612136, зарегистр 17.09.2004.

17 Леонов В.М. Анализ операций электромагнитной штамповки // Авиакосмические 1ехноло!ии «АКТ-2004»: Ч. 1: Технологии авиастроения. Конструкция и прочность: Труды пятой междунар. науч. - техн. конф. - Воронеж: ВГГУ. 2004.

С. 151 - 157.

18.Леонов В.М., Проскуряков Н.Е., Талалаев А.К. Моделирование операций >лек-> ромагнитной штамповки // Известия ТулГУ. Серия. Механика деф. тв. гела и обр. мет. давлением. - Тула: ТулГУ. Вып. 3, 2004,- С. 125-134.

¡9 Леонов В.М., Орлов A.A. Исследование операции отбортовки бокового отвергая в цилиндрической заготовке // Известия ТулГУ. Серия. Мехаиика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ. Вып. 3,2004. - С. 163-170.

20. Леонов В.М. Компьютерное проектирование операций электромагнитной штамповки // Федеральная итоговая научно-техническая конференция «Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по естественным, техническим наукам (в области высоких технологий) и инновационным научно-образовательным проектам». Материалы итоговой конференции - М.: МИЭМ. 2004. С. 28 - 29.

21.Леонов В.М. Анализ операции поперечной рифтовки при электромагнитной штамповке. // Теория и практика производства листового проката: Сб. научн. тр. Часть 1. - Липецк: ЛГТУ, 2005. - С. 97-101.

2006-4 4971

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 50ч0<>\ Формат бумаги 60x84 1/16- Бумага офсетная. Усл. печ. л. ^2,Уч.-изд. л. 1.0. Тираж {00 экз. Заказ ^

Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92.

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКИ.

1.1 Преимущества методов электромагнитной штамповки.

1.2 Варианты технологических схем и методы анализа формоизменяющих операций цилиндрических заготовок.

1.3 Влияние импульсного магнитного поля на свойства материалов и предельные возможности их формоизменения.

1.4 Особенности применения метода конечных элементов при моделировании операций электромагнитной штамповки.

1.5 Цель и задачи исследования.

- 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКИ.

2.1 Вариационные подходы при решении задач механики методом конечных элементов.

2.2 Вариационная формулировка задачи динамики в процессах обработки металлов давлением.

2.3 Решение уравнений движения.

2.4 Оптимизация алгоритма расчета.

2.5 Определение напряженно-деформированного состояния заготовки при упруго-пластическом деформировании.

2.6 Учет скоростного упрочнения в операциях электромагнитной штамповки

2.7 Характеристики трехмерного напряженно-деформированного состояния заготовки.

2.8 Учет процесса контакта матрицы и заготовки.

2.9 Варианты конечно-элементного расчета деформаций и скоростей деформаций в задачах электромагнитной штамповки.

2.10 Обоснование адекватности разработанных моделей.

2.10.1 Расчет собственных частот заготовки.

2.10.2 Решение для схемы раздачи «кольцо в кольцо».

2.10.3 Сопоставление результатов с двухмерной моделью на основе метода конечных элементов.

2.10.4 Сравнение экспериментальных и расчетных данных.

2.10.5 Сходимость решения при изменении числа конечных элементов и частоты дискретизации по времени в динамической постановке.

2.11 Результаты и выводы по разделу.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ОПЕРАЦИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКИ.

3.1 Расчетная схема операции получения поперечных пазов.

3.2 Исследование операции получения поперечного паза.

3.3 Анализ напряженно-деформированного состояния поперечного паза.

3.4 Анализ влияния радиуса заготовки на её напряженно - деформированное состояние в процессе формоизменения.

3.5 Теоретическое исследование операций отбортовки бокового отверстия в цилиндрической заготовке.

3.5.1 Операция отбортовки отверстия.

3.5.2 Расчетная схема операции.

3.6 Анализ напряженно-деформированного состояния заготовки для операции отбортовки бокового отверстия в цилиндрической заготовке.

3.7 Исследование влияния формы импульса на напряженно-деформированное состояние заготовки.

3.8 Результаты и выводы по разделу.

4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ОПЕРАЦИЯХ ПОЛУЧЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО ПАЗА И ОТБОРТОВКИ БОКОВОГО ОТВЕРСТИЯ. to 4.1 Обоснование выбора плана машинного эксперимента для получения вторичных математических моделей операций электромагнитной штамповки

4.2 Применение факторного планирования эксперимента для исследования технологических параметров операции получения поперечных пазов.

4.3 Анализ технологических параметров операции получения поперечных пазов.

4.4 Применение планирования эксперимента для исследования технологических параметров операции отбортовки отверстия.

• 4.5 Анализ энергосиловых и деформационных параметров операции отбортовки отверстия.

4.6 Результаты и выводы по разделу.

5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ШТАМПОВКИ.

5.1 Повышение эффективности оборудования для операций электромагнитной штамповки.

5.2 Деформирование заготовки неравномерным магнитным полем.

5.3 Особенности операции отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке. to 5.4 Программный комплекс.

5.5 Рекомендации по проектированию технологических операций.

Актуальность работы. Обработка металлов давлением (ОМД) широко распространена в настоящее время и служит основой многих передовых технологий. В листовой штамповке на протяжении последних лет широкое развитие получила технология электромагнитной штамповки (ЭМШ) заготовок, позволяющая получать изделия высокого качества, отличающиеся сложной геометрией, при относительно низкой себестоимости изготовления.

Необходимыми условиями повышения конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения являются сокращение сроков освоения новых изделий, снижение себестоимости их изготовления и металлоемкости применяемой оснастки.

Все это осложняется недостатком инвестиций, высокой стоимостью кредитов, жесткими требованиями к качеству продукции и высокой динамикой товарного рынка. Вследствие этого особенно актуальной становится разработка научно-обоснованных методов расчета и компьютерных методик проектирования, создание и реализация новых технологических режимов и оснастки, позволяющих снизить энергоемкость операций ЭМШ и сократить сроки технологической подготовки производства, что предполагает решение широкого круга экспериментальных, теоретических и технологических задач.

К ним, в первую очередь, относится разработка более полных и точных математических моделей процессов пластического формоизменения, что позволяет экономить энергоресурсы при получении заданной геометрии изделия и увеличить срок службы технологического оборудования и инструмента.

Имеющиеся в настоящий момент в литературе методики позволяют определять энергоемкость и технологические параметры операций, но в силу принимаемых значительных допущений не позволяют достаточно корректно проводить расчеты и проектирование операций, характеризующихся 5 объемным или неосесимметричным напряженно-деформированным состоянием.

Можно констатировать, что существует научная задача технологии ОМД, заключающаяся в недостаточности уровня знаний в области расчета технологических режимов, энергосиловых и деформационных параметров процесса высокоскоростного объемного деформирования в операциях ЭМШ, таких как получение поперечных пазов и отбортовка боковых отверстий в полых цилиндрических заготовках.

Таким образом, актуальной научной задачей в области развития технологии ЭМШ, является раскрытие закономерностей влияния технологических параметров на процесс динамического деформирования полых цилиндрических заготовок, установление особенностей их формоизменения, дальнейшее развитие и совершенствование методов проектирования операций ЭМШ.

Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» Минобразования и науки Российской Федерации и грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ на выполнение научных исследований «Механика формоизменения ортотропных и изотропных упрочняющихся материалов при различных температурах и скоростях деформации» (грант № НШ-1456.2003.8).

Цель работы. Повышение эффективности операций ЭМШ на основе разработки научно-обоснованных методов проектирования и создания новых технологических режимов и оснастки, обеспечивающих снижение энергоемкости операций электромагнитной штамповки и сокращение сроков технологической подготовки производства.

Автор защищает: вариант конечноэлементного анализа объемного НДС в процессах упругопластического формоизменения осесимметричных и неосесимметричных заготовок в операциях ЭМШ; 6 - математические модели операций получения поперечных пазов, отбортовки бокового отверстия в полых цилиндрических заготовках; научно-обоснованные рекомендации и результаты исследований НДС материала заготовок во взаимосвязи с технологическими параметрами нагружения; методику и программный комплекс расчета и проектирования технологических операций ЭМШ.

Научная новизна:

- разработана новая конечноэлементная модель технологических операций ЭМШ получения поперечных пазов и отбортовки боковых отверстий в полых цилиндрических заготовках, отличающаяся возможностью учета трехмерного НДС заготовок, не обладающих осевой симметрией;

- создана система вторичных математических моделей, описывающих НДС заготовки и технологические режимы операций ЭМШ, позволяющая установить рациональные интервалы варьирования параметров штамповки;

- выявлены закономерности влияния технологических параметров магнитно-импульсного формоизменения на объемное НДС заготовок в исследованных операциях ЭМШ, обеспечивающие ресурсосбережение.

Методы исследования, использовавшиеся в работе:

- теоретический анализ процессов операций электромагнитной штамповки с использованием основных положений механики сплошных сред и теорий упругости и пластичности металлов;

- методы математической статистики и теории планирования эксперимента;

- конечно-элементный анализ и методы численного интегрирования систем дифференциальных уравнений.

Практическая ценность работы заключается в:

- в разработке методики и пакета алгоритмов, доведенных до уровня программ, прошедших официальную регистрацию, которые позволяют сократить сроки технологической подготовки производства и обеспечить 7 ресурсосбережение на этапах опытного и серийного производства изделий; в установлении рациональных интервалов изменения технологических параметров процесса штамповки и форм рабочего инструмента, обеспечивающих необходимую геометрию детали.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием 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 практическим использованием результатов работы в промышленности.

Реализация работы: созданы более полные математические модели операций ЭМШ, позволяющие исследовать объемное НДС заготовки в процессе ее формоизменения, которые могут быть использованы на стадиях проектирования и освоения новых технологических операций в промышленном производстве; результаты работы приняты к внедрению для проектирования и выбора параметров технологических операций, инструмента и узлов оборудования для получения полых цилиндрических деталей в ОАО ТНИТИ (г. Тула); •f - внедрены в учебный процесс на кафедре «Механика пластического формоизменения» ТулГУ при написании конспектов лекций и постановке лабораторных работ по курсу «Компьютерное моделирование технологических процессов и оборудования»; подготовке магистерских диссертаций, выпускных работ бакалавров, выполнении исследовательских курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на международной научно-практической конференции «Проблемы и опыт обеспечения качества в производстве и образовании» (Тула, 2001); международных научно-технических конференциях «Теория и практика производства проката» 8

• (Липецк, 2001, 2005); международных научно-технических конференциях «Совершенствование процессов и применение обработки давлением в металлургии и машиностроении» (Украина, Краматорск, 2001-2003); региональной научно-технической конференции «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов» (Тула, 2002-2004); XXXIII Уральском семинаре «Технологии и машины обработки давлением. Механика и процессы управления. Серия технологии и машины обработки давлением» (Екатеринбург, 2003); международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование кузнечно-пггамповочного

• производства» МГТУ МАМИ (Москва, 2003); пятой международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии «АКТ-2004» (Воронеж, 2004); II международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (Тула, 2004); федеральной итоговой научно-технической конференции «Всероссийский конкурс на лучшие научные работы студентов и молодых ученых по естественным, техническим наукам (в области высоких технологий) и инновационным научно-образовательным проектам» (Москва, 2004).

Публикации. Основные научные положения и материалы проведенных

• исследований достаточно широко освещались в печати. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа объемом 5,5 печатных листа и авторский вклад 3,7 печатных листов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов по работе, списка литературы из 104 наименований, приложения и включает 136 страниц машинописного текста, 61 рисунок, 9 таблиц. Общий объем работы 177 страниц.

Результаты работы в виде методик проектирования и комплекса прикладных программ приняты к эксплуатации для проектирования и выбора рациональных параметров технологических операций, инструмента и узлов оборудования для получения полых цилиндрических деталей в ОАО ТНИТИ (г. Тула) и внедрены в учебный процесс на кафедре «Механика пластического формоизменения» ТулГУ при написании конспектов лекций и постановке лабораторных работ по курсу «Компьютерное моделирование процессов и машин ОМД»; подготовке магистерских диссертаций, выпускных работ бакалавров, выполнении исследовательских курсовых и дипломных проектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая большое народнохозяйственное значение для машиностроения, заключающаяся в повышении эффективности операций электромагнитной штамповки заготовок за счет создания моделей, учитывающих историю нагружения и пространственный характер изменения свойств материала по объему заготовки, с последующей выдачей научно-обоснованных рекомендаций.

Выполнение работы и решение указанной задачи проводилось в соответствии с грантом по фундаментальным исследованиям в области металлургии и машиностроения в 2000-2002 гг. и явилось логическим продолжением и развитием работ, выполняемых научной школой профессора Яковлева С.П. в ТулГУ по разработке теории и процессов пластического формоизменения.

В результате проведенных исследований в соответствии с заявленной целью получены следующие результаты:

Предложен вариант конечно-элементного анализа объемного НДС заготовок на операциях электромагнитной штамповки, основанный на теории малых упругопластических деформаций и пошаговом алгоритме нагружения, для описания значительных упруго-пластических деформаций с учетом истории нагружения в заготовках, не обладающих осевой симметрией.

Созданы математические модели операций получения поперечных пазов и отбортовки бокового отверстия в полой цилиндрической заготовке, позволяющие учитывать распределение характеристик напряженно-деформированного состояния в объеме материала в ходе динамического процесса формоизменения. Эти модели необходимы для расчета геометрических и энергосиловых характеристик процесса и выявления их взаимной корреляции.

Проведены исследования и выполнен анализ напряженно-деформированного состояния заготовки при различных технологических параметрах операции. В результате проведенного анализа установлена взаимосвязь энергосиловых, деформационных и геометрических параметров процесса формоизменения на перечисленных операциях ЭМШ.

Разработана методика расчета операций ЭМШ, и предложены научно-обоснованные рекомендации по ведению технологических операций. Создан программный комплекс, прошедший официальную регистрацию и включенный в реестр программ для ЭВМ Российского агентства по патентам и товарным знакам;

Предложены варианты исполнения индуктора и магнитно-импульсной установки для ЭМШ, применение которых позволяет снизить энергозатраты на операцию.

1. Андрукович П.Ф., Голикова Т.И., Костина С.Г. Планы второго порядка на гиперкубе, близкие по свойствам к D-оптимальным. - // Новые идеи в планировании эксперимента.- М.: Наука, 1969.- С. 140-153.

2. Беклемишев Н.Н. Исследование влияния кратковременного воздействия высокоэнергетического поля на структуру металлических материалов// Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов. Юрмала, 1990. - С.26-27

3. Беклемишев Н.Н., Корягин Н.И., Шапиро Г.С. Влияние локально-неоднородного импульсного магнитного поля на пластичность и прочность проводящих материалов// Изв. АН СССР. Металлы, №4, 1984. С.184-187.

4. Белый И.В., Горкин Л.Ф., Фертик С.М. Электромеханические процессы при магнитно-импульсной обработке металлов // Известия ВУЗов. Электромеханика, № 4, 1971.- С. 442-447.

5. Беляева Е.И. Исследование оптимальных условий магнитно-импульсной обработки металлов: Автореф. дис:канд. техн. наук. М.: 1971.- 19с.

6. Брож Д. Основы механики разрушения. М: Металлургия, 1984. - 280 с.

7. Брюханов А. Н. Ковка и объёмная штамповка: Уч. пособие для машиностроительных вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 408 с.

8. Буравлев JI.T. Исследование процесса отбортовки импульсным магнитным полем: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МВТУ, 1969.- 17с.

9. Вайнберг Д. В. Применение ЭВМ для решения упругих статических задач. Киев, «Техшка», 1971. - 252 с.

10. Ю.Воронцов A.JI. Анализ напряженного и кинематического состояний сплошной и трубной заготовок при радиальном выдавливании. // Вестник машиностроения, №3, 1998. С. 28 - 32.

11. П.Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы / Р. Галлагер. М.: Мир, 1984. - 425 с.

12. Гладких Е.И. и др. Моделирование операций продольной рифтовки заготовок электромагнитным полем / Гладких Е.И., Леонов В.М., Проскуряков Н.Е., Череватый Р.С. // Известия ТулГУ, Серия «Машиностроение». — Тула: ТулГУ, Выпуск 7, 2002. — С. 108-112.

13. Голенков В. А., Радченко С. Ю. Технологические процессы обработки металлов давлением с локальным нагружением заготовки / В. А. Голенков, С. Ю. Радченко. М.: Машиностроение,1997. - 226 с. - ил.

14. Н.Голикова Т.И., Микешина Н.Г. Свойства D-оптимальных планов и методы их построения. // Новые идеи в планировании эксперимента. -М.: Наука, 1969.- С. 21-58.

15. Горбачев Б.А. Сорокин И.А. Деформирование алюминиевых сплавов импульсным магнитным полем с нагревом// Импульсные методы обработки металлов. Минск: Наука и техника. 1977. - С.36-40.

16. Грановский С. П. Новые процессы и станы для прокатки изделий в винтовых калибрах. М.: Металлургия, 1980. - 116 с.

17. Гредитор М. А. Давильные работы и ротационное выдавливание / М. А. Гредитор. М.: Машиностроение, 1971. - 232 с.164

18. Гун Г.Я. Математическое моделирование обработки металлов давлением: Учебное пособие. М: Металлургия, 1983. - 352 с.

19. Деклу Ж. Метод конечных элементов./ Перевод с фр. Б.И. Квасова. Под ред. Н.Н. Яненко. М.: Мир, 1976. - 95 с.

20. Друянов Б. А., Непершин Р. И. Теория технологической пластичности. М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

21. Желтков В.И. Применение метода конечных элементов к задачам линейной вязкоупругости // Работы по механике сплошных сред. Тула, ТулПИ, 1975.-232 с.

22. Иванов Е.Г. Основы теории и расчета процессов формообразования деталей и узлов из трубчатых заготовок магнитно-импульсным методом: Дисс. докт. техн. наук. Тула: ТулПИ, 1986.- 468 с.

23. Исарович Г.З. Исследование процессов магнитно-импульсной отбортовки отверстий на плоских и трубчатых заготовках при изготовлении деталей летательных аппаратов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Куйбышев., 1980. -18с.

24. Камель X. А., Эйзенштейн Г. К. Автоматическое построение сетки в дву- и трехмерных составных областях // Расчёт упругих конструкций с использованием ЭВМ. Т.2. - JL: Судостроение - 1974. - С. 21-35.

25. Качанов JI. М. Основы теории пластичности / JL М. Качанов. М: Наука, 1969. - 420 с.

26. Комолов Д.В. Проектирование амортизирующих устройств радиоэлектронной аппаратуры // Автореф. дисс.канд. техн. наук.-Тула: ТулПИ, 1987. 20 с.

27. Кухарь В.Д. Магнитно-импульсная штамповка анизотропных, механически и геометрически неоднородных трубных заготовок // Дисс. докт. техн. наук, ТулПИ.- Тула.- 1989.- 360с.

28. Кухарь В.Д., Селедкин Е.М. Решение задач магнитно-импульсной штамповки методом конечных элементов // Известия ВУЗов.

29. Машиностроение, № 12, 1987.- С. 101-106.

30. Кухарь В.Д., Селедкин Е.М., Зырин А.А. Исследование магнитно-импульсного формообразования продольно оребренных трубных заготовок методом конечных элементов // Машины и процессы обработки материалов давлением / Тула: ТулПИ, 1988.

31. Лебедев Г.М. Исследование процесса отбортовки при штамповке листовых деталей давлением импульсного магнитного поля: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Куйбышев, 1971. - 20с.

32. Ленский B.C. Метод построения динамической зависимости между напряжениями и деформациями по распределению остаточных деформаций // Вестник МГУ, №5,1951.- С. 12-23.

33. Леонов В.М. Анализ операции поперечной рифтовки при электромагнитной штамповке. // Теория и практика производства листового проката: Сб. научн. тр. Часть 1. Липецк: ЛГТУ, 2005. — С. 97101.

34. Леонов В.М. Анализ операций электромагнитной штамповки // Авиакосмические технологии «АКТ-2004»: Ч. 1: Технологии166авиастроения. Конструкция и прочность: Труды пятой междунар. науч. -техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2004. - с. 151 - 157.

35. Леонов В.М. Конечно-элементный анализ технологических операций магнитно-импульсной штамповки // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Часть 2. — Тула: ТулГУ, 2002.-с. 148-153.

36. Леонов В.М. Конечно-элементный анализ технологических операций магнитно-импульсной штамповки // Сборник трудов научно-технической конференции «ТЕХНИКА XXI ВЕКА ГЛАЗАМИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ И СПЕЦИАЛИСТОВ». Тула: ТулГУ, 2003.- С. 396-401.

37. Леонов В.М., Орлов А.А. Исследование операции отбортовки бокового отверстия в цилиндрической заготовке // Известия ТулГУ. Серия.167

38. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ. Вып. 3,2004. - с. 163 - 170.

39. Леонов В.М., Проскуряков Н.Е. Программный комплекс проектирования операций электромагнитной штамповки ELMAFORM 4.2 // Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2004612136, зарегистр 17.09.2004.

40. Леонов В.М., Проскуряков Н.Е., Талалаев А.К. Моделирование операций электромагнитной штамповки // Известия ТулГУ. Серия. Механика деф. тв. тела и обр. мет. давлением. Тула: ТулГУ. Вып. 3, 2004.-С. 125-134.

41. Леонов В.М., Проскуряков Н.Е., Череватый Р.С. Математическое моделирование операций магнитно-импульсной штамповки // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, Часть 1, 2002. — С. 117-122.

42. Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. - 940 с.51 .Магнитно-импульсная обработка металлов / Изд. 3-е доп.- Воронеж: ЭНИКМАШ, 1976.- 182 с.

43. Маленичев Е.С. Магнитно-импульсная штамповка деталей многоугольной формы из трубчатых заготовок / Дисс. канд. техн. наук.- Тула: ТулПИ, 1989.- 203 с.

44. Маркин А.А., Глаголев В.В. Неустановившиеся течения упруго-пластического материала по осесимметричным поверхностям // Механика деформируемого твердого тела.- Тула: ТулГТУ, 1994. С. 73-80.

45. Маркин А.А., Карнеев С.В. Расчет упругопластического состояния оболочек методом конечных элементов // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. — Тула: ТулПИ, 1980.-с.36-40.

46. Математическая энциклопедия / Гл. ред. И.М. Виноградов.- М.: Советская Энциклопедия. Т.1-Т.5, 1984.168

47. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента. М.: Металлургия, 1976. 128 с.57,Обработка материалов в электромагнитных полях / Н.Н. Беклемишев,

48. Орлов С.Ю. и др. Вариант деформирования заготовки неравномерным магнитным полем / Орлов С.Ю., Орлов А.А., Череватый Р.С., Леонов

49. B.М. // Известия Тульского государственного университета. Избранные труды конференции «Автоматизация и информатизация в машиностроении-2000». Тула: ТулГУ, 2001.- С. 39 - 42.

50. Пасько А.Н. Кратковременное нагружение и взаимодействие упругопластических тел Дисс. канд. техн. наук. - Тула. - ТулГУ. -1996.- 111 с.

51. Пасько А.Н. Развитие теории и технологии процессов холодной объемной штамповки осесимметричных заготовок Дисс. докт. техн. наук. - Тула. - ТулГУ. - 2004. - 240 с.

52. Попов О.В., Власенков С.В., Танненберг Д.Ю. Перспективы использования электроимпульсного воздействия для интенсификации операций листовой штамповки. М.: ЦРДЗ, 1993. - С. 18-20.

53. Постнов В.А., Хархурим ИЛ. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций.- Л.: Судостроение, 1974.- 452с.169

54. Проскуряков Н.Е. Теория и методы комплексного проектирования процессов и оборудования магнитно-импульсной штамповки Дисс. докт. техн. наук. - Тула. - ТулГУ. - 1998. - 283 с.

55. Сахаров А.С. Моментная схема конечных элементов (МСКЭ) с учетом жестких смещений // Сопротивление материалов и теория сооружений, Вып. 24. Киев: Буд1вельник, 1974. С. 78-94.

56. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979.- 392 с.

57. Секулович М. Метод конечных элементов./Пер. с серб. Зуева Ю.Н.; Под ред. В. Ш. Барбакадзе. М.: Стройиздат, 1993. - 664 с.

58. Селедкин Е.М. Теоретические основы и методы анализа процессов формоизменения заготовок: Дисс. докт. техн. наук. Тула.: ТулГУ, 1998.-434 с.

59. Селищев В.А. и др. Установка для операций магнитно-импульсной штамповки / Селищев В.А., Проскуряков Н.Е., Талалаев А.К.,171

60. Череватый Р.С. Леонов В.М. // Патент РФ на изобретение № 2205717 МКИ7 В 21 D 26/14, зарегистр 10.06.2003.

61. Соколовский В.В. Распространение упруго-вязко-пластических волн в стержнях.- GW, Т.12, №3, 1948. С. 261-280.

62. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов / И.В. Белый, С.М. Фертик, Л.Т. Хименко .- Харьков: Вища школа, 1977. 168 с.

63. Талалаев А.К. Исследование формообразования осесимметричных трубчатых деталей из анизотропного материала давлением ИМП / Дисс. канд. техн. наук .- Тула: ТулПИ, 1978.- 214 с.

64. Толоконников Л.А., Желтков В.И. Вариант метода конечных элементов для решения задач линейной вязкоупругости. Прикл. механика, №7,1979.- С. 26-33.

65. Трегубов В.И. , Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С. Теория обработки металлов давлением. Часть I. Основы теории пластичности и ползучести. Учеб. пособие. Тула: ТулГУ, 2002. - 152 с.

66. Филлипов А.П. Клименко В.Г. Учет скорости при упруго-пластическом деформировании тонкостенных цилиндров // Проблемы машиностроения. Харьков: - Вып. 2,1976.- С.5-10.

67. Череватый Р.С. Повышение Эффективности технологической оснастки и оборудования электромагнитной штамповки Дисс. канд. техн. наук. - Тула. - ТулГУ, 2002. - 123 с.

68. Чибисов В.П. Исследование процесса деформации концевой части осесимметричных трубчатых заготовок из анизотропного материала импульсным магнитным полем дисс. на соиск. : канд. техн. наук. -Тула. - ТулПИ. - 1981.

69. Щеглов Б.А. Расчет параметров динамических процессов формообразования тонколистовых металлов // Машиноведение, №1, 1976.-С. 97-103.

70. Юдаев Б.В., Авдюхин В.Е. Интенсификация процессов штамповки листовых деталей импульсным магнитным полем//Интенсивные технологии обработки металлов давлением М.:ЦРДЗ, 1987. - с.58-63.

71. Юдаев В.Б. Основы проектирования эффективных управляемых импульсных процессов штамповки листовых деталей летательных аппаратов: Автореф. дисс.: докт. техн. наук. М.: МАИ, 1993. - 42с.

72. Юдаев В.Б., Красовский В.В. Увеличение усталостной прочности деталей при воздействии импульсных магнитных полей // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов. — Воронеж: 1994.- С. 32-33.

73. Яковлев С.П. К выбору температурно-частотных режимов штамповки с предварительным нагревом заготовок// Кузнечно-штамповочное производство, №12, 1985.- С.4-5.

74. Янгдал К. Корреляционные параметры для исключения влияния формы кривой нагрузка-время на динамические параметры перемещения // Тр. Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Е Прикладная механика, № 3, 1970.- С. 172-181.

75. Яскович А.Г., Горбачев Б.И., Скрипниченко А.А. Исследование влияния частоты разрядного контура на величину деформаций в операциях магнитно-импульсной обработки // Импульсные методы обработки материалов. Минск: Наука и техника, 1972.- С. 44-51.

76. Akyuiz F. A. "Fedge" A general purpose computer program for finite element data generation. User's manual // Jet Propulsion Laboratory, California Inst, of Technology. Pasadena; California; NASA Techn. Memor.

77. Akyuiz F.A. Natural coordinate system, An automatic Input data generation scheme for a Finite Element Method // Nuclear Engineering and Design., v. 11, № 2, 1969.- P. 195 207.

78. Karman T. On the propagation of plastic strain deformation in solids // National Defense Research Committee Report, №A-29, 1942. P. 76-83.

79. Kast D. Modellgesetzmabigkeiten beim Ruckwartsfliespressen geometrisch ahnlicher Napfe / D. Kast. // Ind.-Anz., B. 92, № 3, 1970. Z. 1733 - 1734.99. iCiefer J. Optimum designs in regression problems. Ann. Math. Stat., v. 30, 1959.-P. 271-294.

80. Malvern L.E. The propagation of longitudinal waves of plastic deformation in a bar materials exhibiting a strainrate effect // J. Appl. Mech., V.18, №2, 1951.- P.203-208.

81. Simulating the formation and development of defects in metal extrusion process / Zhang S.M., Wang X.W., Ruan X.Y. // Adv. Synth and Prcess.: 3rd Int. SAMPE Metals and Metals Process Conf., Toronto, Oct. 20 -22, 1992.

82. St. John R., Draper N. D-optimality for regression designs: a review // Technometrics, v. 17, 1975.- P. 324-336.103. ) Taylor G.I. The testing of materials am high rate of loading // J. Inst. Civ. Engrs., №8, 1946.- P. 486-520.

83. Zienkewich O.C., Phillips D.V. An automatic mesh generation scheme for plane and curved surfaces by isoparamteric coordinates // Int. J. Numer Meth. Eng., v.3, 1971.- P. 519 528.