автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Расширение технологических возможностей операций и оборудования магнитно-импульсной штамповки

На правах рукописи

Селищев Валерий Анатольевич

РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПЕРАЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ

Специальность 05.03.05 - Процессы и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2000

Работа выполнена на кафедре "Механика пластического формоизменения" Тульского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор TAJIAJ1AEBA.K.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

УСЕНКО H.A.;

кандидат технических наук ЗЫРИН A.A.

Ведущая организация - ОАО "Тульский научно-исследовательский технологический институт"

Защита диссертации состоится "31" октября 2000 г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета К 063.47.03 Тульского государственного университета (300600, г. Тула, ГСП, пр-т Ленина, 92,9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан "25" сентября 2000 г.

К623.300. nrOOJ31,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сокращение сроков освоения новых изделий, снижение себестоимости их изготовления и металлоемкости применяемой оснастки, повышение конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения в условиях недостатка инвестиций, высокой стоимости кредитов, нестабильности товарного рынка повышают актуальность задачи расширения технологических возможностей операций и увеличения гибкости оборудования магнитпо-импульсной штамповки, обеспечивающих минимальную трудоемкость изделий при наилучшем их качестве.

Разработка ресурсосберегающих технологий включает в себя большой круг теоретических, экспериментальных, технологических и компьютерно-программных задач. К таким задачам, в первую очередь, относится создание более полных и точных математических моделей как процессов пластического формоизменения, так и оборудования для их реализации. Современные установки для магнитно-импульсной обработки металлов, основанные на модульном принципе, позволяют расширить потенциальные возможности листовой штамповки.

В то же время широкое внедрение процессов магнитно-импульсной штамповки сдерживается недостаточной стойкостью инструмента, применяемой оснастки и элементов высокоэнергетического оборудования, что вызвано их работой в условиях, далеких от оптимальных, а также отсутствием комплексных методов проектирования технологии и оборудования, что приводит к большим объемам экспериментальных и доводочных работ по корректировке технологии штамповки на этапе серийного производства.

Отмеченное свидетельствует об актуальности разработок в области создания методов комплексного проектирования системы "оборудование-инструмент-заготовка" в процессах магнитно-импульсной штамповки.

Данная работа выполнена в соответствии с грантом по фундаментальным исследованиям в области металлургии и машиностроения "Проведение математического моделирования и исследование технологических процессов и оборудования магнитно-импульсной штамповки" в 1998-2000 гг.

Цель работы. Диссертационная работа посвящена решению научно-технической задачи, имеющей важное народнохозяйственное значение, созданию новых процессов и машин, расширяющих технологические возможности магнитно-импульсной штамповки при снижении энергоемкости операций й повышении гибкости оборудования на основе разработки компьютерных, методов комплексного проектирования технологических операций и оборудования для магнитно-импульсного формоизменения трубчатых заготовок.

Научная новизна состоит:

- в разработке математических моделей электромеханических процессов импульсного деформирования заготовок и функционирования оборудования, позволяющих проводить параметрическую оптимизацию системы "установка-инструмент-заготовка" по критерию минимума энергоемкости операции;

- в созданш. модели динамического упругопластического формоизменения в процессах магнитно-импульсной штамповки с учетом упрочнения заготовки;

- в установлении особенностей формообразования и закономерностей влияния силовых параметров, технологических факторов и геометрии инструмента в операциях магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- теоретический анализ операций магнитно-импульсной штамповки, включающий математические модели упругопластического поведения материала заготовки и методы расчета напряженно-деформированного состояния;

- методика проектирования и математические модели электромеханических процессов штамповки трубчатых заготовок, оптимизация режимов работы и форм импульса давления магнитного поля;

- результаты экспериментальных исследований операций, оснастки и оборудования магнитно-импульсной штамповку, внедрения новых разработок в производство, методов и алгоритмов расчета в практику проектирования и учебный процесс.

Методы исследования, использованные в работе;

- теоретический анализ динамического взаимодействия системы "установка-инструмент-заготовка" при магнитно-импульсной штамповке с использованием основных положений теории пластических деформаций металлов и теории электрических цепей;

- математическое моделирование процессов и оборудования, параметрическая оптимизация, математическая статистика и теория планирования эксперимента, а также методы переменных состояния и численного интегрирования систем дифференциальных уравнений с применением специального комплекса программ РЯА01Б;

- экспериментальные методы определения энергетических, силовых и деформационных параметров процессов, оборудования и оснастки с использованием специально разработанной и существующей регистрирующей аппаратуры.

Практическая значимость работы:

- создана методика проектирования и разработаны компьютерные модели системы "установка-индуктор-заготовка", позволяющие сократить сроки технологической подготовки производства на стадии проектирования и освоения новых процессов, оборудования и оснастки при снижении энергозатрат;

- разработаны новые решения по совершенствованию оборудования и индукторных систем на основе теоретических и экспериментальных исследований для обеспечения оптимальных режимов работы и форм импульса давления в операциях магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок.

Результаты работы положены в основу выбора оптимальных параметров оснастки и оборудования. Созданы новые схемы блочно-модульных установок нового поколения.

Научные положения диссертации использованы в учебном процессе:

- при написании конспектов лекций и подготовке лабораторных работ по курсам САПР, "Новые виды технологических процессов й оборудования ОМД", "Компьютерное моделирование процессов и машин ОМД";

- при подготовке магистерских диссертации, выпускных работ бакалавров, выполнении исследовательских курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на международных, всесоюзных, республиканских и межвузовских конференциях» в том числе: II международной конференции "Проблемы пластичности в технологии" (г. Орел, 1998); XXIV и XXV Гагаринских чтениях (г. Москва, 1998-1999); международной конференции, посвященной 150-летию со днй рождения С.И. М осина (г. Тула, 1999); международном научном симпозиуме в МГТУ "МАМИ" (Москва, 1999); международной конференции "Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства" (Тула, 1999) и на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 1998-2000 гг.

Публикации. Основные научные положения и материалы проведенных исследований достаточно широко освещались в печати. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., проф. А.К. Талалаеву, а также д.т.н., проф. Н.Е. Проскурякову за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и общих выводов по работе, списка литературы из 144 наименований, приложения и включает 170 страницы машинописного текста, 63 рисунка, 11 таблиц. Общий объем работы 227 страниц.

В первом разделе рассмотрено современное состояние и перспективы развития способов изготовления трубчатых деталей методами магнитно-импульсной штамповки, направления интенсификации процессов и методов расчета оборудования и формоизменения материала заготовок, основные опубликованные результаты экспериментальных исследований.

Основы теории, технологии и оборудования импульсных методов штамповки в значительной мере базируются на результатах работ отечественных и зарубежных школ, к которым принадлежат О.Д. Антоненков, A.M. Балтаханов, И.В. Белый, Ш.У. Галиев, В.А. Глущенков, С.Ф. Головащенко, A.A. Есин, Е.Г. Иванов, В.Н. Кислоокий, С.М. Колесников, A.B. Колодяжный, А.Д. Комаров, В.Д. Кухарь, В.Я. Мазуровский, B.C. Мамутов, В.М. Михайлов, Е.А. Попов, Ю.А. Попов, В.Н. Самохвалов, A.C. Сахаров, А.К. Талалаев, Л.Т. Химен-ко, В.Н. Чачин, Г.А. Шнеерсон, Б.А. Щеглов, В.Б. Юдаев, С.П. Яковлев, Я. Dietz, Н.Р. Furth, J. Jablonski, Н. Lippman, R.H. Post, H.P. Waniek, R. Winkler и др.

Проведенные исследования процессов и оборудования магнитно-импульсной штамповки (МИШ) выявили существенные преимущества данной технологии по сравнению с другими способами листовой штамповки. Однако из-за отсутствия теоретических рекомендаций многие технологические операции МИШ осуществляются недостаточно эффективно, что ставит задачу более глубокого и научно обоснованного определения параметров процессов МИШ, включая исследование напряженно-деформированного состояния заготовки в течение всего процесса формоизменения, расчета и оптимизации параметров оснастки, оборудования и снижения энергоемкости технологических операций.

В литературе отсутствуют комплексные исследования и анализ влияния конструктивных и технологических параметров системы "установка-индуктор-

заготовка" в процессах МИШ, что не позволяет на стадии проектирования определять их конструктивные параметры и проводить оптимизацию.

Применение численных методов для расчета операций формообразования, проектирования инструмента и оборудования позволяет провести анализ механизма формоизменения и дать рекомендации по выбору оптимальных параметров технологических операций и оборудования, что в настоящее время является нерешенной задачей.

Варьируя параметрами индуктора, количеством блоков магнитно-импульсной установки (МИУ), порядком и временем их коммутации, энергоемкостью, а следовательно, фазой и амплитудой разрядных токов в индукторе, можно создавать сложные законы изменения давления импульсного магнитного поля (ИМП), что позволяет управлять процессом деформирования заготовки и расширять технологические возможности МИШ. Определить наилучшую для конкретной технологической операции форму импульса давления можно на основе численного решения и оптимизации параметров системы "установка-индуктор-заготовка" по критерию минимума энергоемкости.

На основе выполненного обзора были определены следующие основные задачи исследований:

1. Разработать математическую модель динамического упругопластичес-кого поведения материала заготовки при его формоизменении с учетом упрочнения в операциях магнитно-импульсной штамповки.

2. Создать математическую модель электромеханических процессов им-пульсногр деформирования заготовок и функционирования оборудования, позволяющую проводить параметрическую оптимизацию системы "установка-инструмент-заготовка" по критерию минимума энергоемкости операции.

3. Установить особенности формообразования и закономерности влияния силовых параметров, технологических факторов и геометрии инструмента в операциях магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок.

4. Провести экспериментальные и теоретические исследования физических явлений и характера протекания электромеханических процессов при МИШ, на базе которых создать математические модели и новые схемные решения функционирования оборудования и индукторной системы, разработать методы расчета оптимальных режимов работы и форм импульса давления при магнитно-импульсном формоизменении трубчатых заготовок для типовых операций МИШ.

5. Разработать компьютерную методику, позволяющую проводить расчет оптимальных параметров и проектирование технологических операций, индукторных систем и установок для МИШ трубчатых заготовок.

Во втором разделе изложены общие принципы построения математических моделей технологических операций МИШ, получены основные зависимости и уравнения для анализа задач динамического формоизменения.

Рассмотрены варианты определения электромагнитных параметров системы "индуктор - заготовка", особенности расчета индуктивностей.

Выполнен теоретический анализ электромагнитных и силовых параметров системы "индуктор-заготовка" при штамповке ИМГ1 с построением ее математической модели.

При создании этой модели для учета взаимовлияния электрической и механической подсистем была рассмотрена система электрических уравнений процессов, происходящих при разряде, совместно с уравнением движения заготовки. При моделировании приняты допущения: материал заготовки является изотропным, упругопластическим и упрочняется по линейному закону, а основная деформация реализуется в поперечном сечении заготовки; материалы заготовки и индуктора не магнитные, электромагнитные процессы в разрядной цепи системы "установка-индуктор-заготовка" описываются уравнениями теории цепей, а весь протекающий ток сосредоточен в скин-слое. Установка, конкретно ее разрядный контур, был представлен эквивалентной двухконтурной схемой замещения.

В математической модели системы "установка-индуктор-заготовка" применен метод переменных состояния, положенный в основу формирования математических моделей в программном комплексе схемотехнического проектирования РЯЛО^. В модели взаимосвязи электрической и механической подсистем решается система уравнений:

а1 аг оу

К212 + Ь2Ё2+12^.у + м12Ё1+11ЁМи.у = 0.

йг д$ ск

2 ОЯ с1 Ро ' <79

гтх ~ гпм >

г

где 11 = 112 ~ и^ и V — ~ У~1 - разность потенциалов и радиальных скоростей на узлах модели в ее электрической и механической частях; 1\,12~ токи в индукторе и заготовке; Рц^ - пондеромоторная сила, действующая на заготовку; Т?2, ,У - сопротивление и радиальное перемещение стенки заготовки,

индуктивность индуктора, Сд - окружное напряжение, Т- радиус заготовки.

Таким образом, электрическая часть модели зависит от скорости движения заготовки в радиальном направлении V и изменяющихся от геометрических па-

раметров индуктивности заготовки ¿2 и взаимной индуктивности индуктора и заготовки М\2~ В свою очередь, как видно из системы (1), электромагнитная сила зависит от мгновенных значений токов и изменяющихся электричес-

ких параметров (¿2 и ^12) и> следовательно, текущих геометрических параметров заготовки и ее механических характеристик.

Интегрирование полученной системы уравнений с учетов упрочнения1 материала заготовки позволяет получить зависимости деформации и сопротивления материала деформированию как функций времени. Типовые расчетные графики изменения этих величин во время процесса разряда приведены на рис. 1.

Тн= 10.0 МКС Тк=120 МКС

Скорость 2 -2.ОО00е*02 2.0000е*02 м/с

Деформация 3 0.000Ое*00 1.5О00е*01 %

Рис. 1. Временные зависимости: 1- окружного напряжения СУд/ 2-радиальной скорости перемещения V; 3 - интенсивности деформации Б^

Проведены моделирование и расчет параметров магнитно-импульсных установок (МИУ), выполнен анализ существующих схемных решений оборудования, предложены перспективные схемы МИУ на основе блочно-модульной компоновки оборудования, схемы синхронного формирования импульсов многоблочных установок и вариант их независимого управления, схемы создания униполярного импульса тока.

Для тестирования разработанной математической модели была решена задача по раздаче трубчатой заготовки и выполнено сравнение с решением, полученным по теории тонких оболочек. Показано, что предложенная математическая модель адекватно описывает процессы динамического упругопластическо-го деформирования и может быть использована для практических расчетов.

Разработанная комплексная математическая модель системы "установка-индуктор-заготовка" позволяет:

- осуществить всестороннее исследование взаимосвязей между входными и выходными параметрами процесса МИШ;

- глубже исследовать "механизм явления", установить особенности формообразования и закономерности влияния силовых параметров, технологических факторов и геометрии инструмента в операциях магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок;

- проводить параметрическую оптимизацию системы, выбор режимов работы и форм импульса давления ИМП, что позволяет количественно обосновать направления интенсификации операций формообразования заготовок.

Создано прикладное программное обеспечение для автоматизированного расчета параметров системы "установка-индуктор-заготовка".

В третьем разделе приведены результаты исследований операции раздачи трубчатых заготовок на основе машинного эксперимента с использованием аппарата математической статистики, нелинейного программирования и теории планирования эксперимента. Проведен многофакторный эксперимент и выполнен анализ результатов. Входными варьируемыми параметрами (факторами)

операции раздачи являлись: Сд- емкость батареи конденсаторов - - ин-

дуктивность установки -Х2; ./V] - число витков индуктора - Х3.

В результате компьютерного моделирования операции раздачи заготовки с применением факторного планирования эксперимента получены следующие вторичные математические модели в виде полиномиальных зависимостей от варьируемых параметров в кодированном масштабе:

а) относительная энергоемкость операции (отношение энергоемкости операции в каждом опыте к ее энергоемкости при нулевом уровне входных факторов)

1¥= 1,0048 - 0,179 ■ х, - 0,756 • х3 + 0,1573 • х, ■ х3 +

+ 0,1173 -х,2 + 0,0503 ■ А'! + 0,5921 -х32 (2)

б) коэффициент эффективности разряда по схеме "кроубар" (отношение деформаций, полученных при режиме "кроубар" и обычном периодическом разряде при одинаковых начальных условиях в обоих режимах)

вк/гп = 1,223-0,04327-Х! + 0,08386-х3 +0,0268-*!-х2 -

-0,1072-Х!Х3 + 0,02832-- 0,05972--0,102-*| (3)

Проведенный анализ зависимостей (2)-(3) выявил некоторые тенденции взаимодействия системы "установка-индуктор-заготовка" в технологических операциях раздачи ИМП. На рис. 2 приведены зависимости относительной рабочей частоты разряда (отношения рабочей частоты разряда к .собственной механической частоте колебаний заготовки) от емкости конденсаторной батареи

С0 при различных значениях числа витков индуктора Л^. Анализ графиков

показывает, что увеличение числа витков индуктора не только снижает рабочую частоту разряда, но и смещает минимум частоты в сторону увеличения собственных частот установки.

Полученные зависимости показали нелинейный характер взаимосвязи ис следуемых факторов. Причем на всей области изменения входных параметре: более выгодным по энергоемкости является режим "кр'оубар", а не периодичес кий разряд, а максимум величины коэффициента эффективности достигается области значений относительных собственных частот магнитно-импульсной ус

тановки примерно /мИу!/зАГ - 3.5, что соответствует /МИУ ~ '30 кГц.

0.6 */ 0.5

го .з

Л1"'* *.•

¡•■.:ло,х ,...... ....... . .-.,..

Рис.2. Зависимость относительной рабочей частоты разряда при различном числе витков индуктора: I- А| =3; 2- Л^ -6; 3- А^ —9; 4- линия минимумов

В этом случае число витков индуктора также максимально. Следовател1 но, для данных условий эффективность разряда по схеме "кроубар" возрастае при увеличении собственной частоты МИУ и числа витков индуктора.

При проектировании технологического процесса МИШ для выбора и ог ределения рациональных параметров оборудования и инструмента по извес ным значениям деформаций можно воспользоваться типовыми графиками, ан; логичными рис. 2, где имеются зоны с различными соотношениями рабочих ча! тот, параметрами установки и индуктора.

Проведенный анализ регрессионных зависимостей показывает, что пр определенных значениях параметров установки и индукторной системы да конкретной заготовки имеется минимум энергоемкости операции.

В четвертом разделе рассматриваются результаты экспериментальных и следований проведенных с целью проверки адекватности разработанных мат матических моделей операций раздачи цилиндрических осесимметричных зап товок ИМП, представленных ранее. Оценено влияние отдельных факторов ь энергоемкость процесса МИШ и выявлены отдельные особенности процесс формоизменения заготовок.

1 \

ч \2 : ✓

|

Для измерения индуктивности использовались приборы типа Е7-8, Е7-12, оторые имеют следующие измерительные частоты: прибор Е7-8 - '

Гц; Е7-12 - = 1 МГц. Помимо проведенных измерений индуктивности,

ля каждого индуктора были выполнены расчеты его собственной индуктивнос-и по формулам, предложенных разными авторами. Обработку результатов про-одили с пймощыо' пакета Ми11мЬ 5.2.

В работе исследовалась индуктивность семи индукторов, предназначенных ля процесса раздачи (рис. 3).

-: .'2 3 • -'5 ; ■ 6 XV,¡.М-

Рис.3. Ряд экспериментальных индукторов

Для исследования процессов, протекающих в разрядной цепи МИУ, при-[енялся запоминающий осциллограф С8-13, который предварительно тариро-ался с помощью звукового генератора. Развертка осциллографа запускалась епосредственно самим исследуемым сигналом, что значительно упрощало схе-1у измерений. При этом схема запуска развертки осциллографа настраивалась акнм образом, что срабатывание ее происходило при достаточно малом изменниц уровня измеряемого сигнала.

Сигнал с пояса Роговского через согласованный кабель подавался на запоми-;ающий осциллограф С8-13. Пояс Роговского при измерениях помещался вокруг [роводпика, по которому непосредственно протекал разрядный ток к индуктору.

Передаточную функцию р) пассивного индукционного преобразова-еля (пояса Роговского) представляли в виде:

1г(р) =

Кр

Здесь

3 Яв+В1+Л21

(т1р+1Хт2р+1)

8\10(оЯэ

(4)

к =

я,

1(г + Кэ)К1+Яв

т =

LCQR3

\l r + R,

L+rC0R,

где 51- площадь, ограниченная витком катушки пояса; |Л,д- магнитная постоянная; ш - количество витков; /- длина катушки; ]_, - индуктивность катушки; Сд - собственная емкость катушки; ^-активное сопротивление катушки; в(р)-изображение ЭДС электромагнитной индукции; ^, резисторы на входном

конце кабеля; Rg - волновое сопротивление кабеля; Квх- входное сопротивление устройства, на которое подается сигнал с согласованного кабеля.

На рис. 4 изображена логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАХ), соответствующая передаточной функции (р)> представляемо? соотношением (4).

201й31М1 . к-р

(логарифм. wuimaS)

Рис. 4. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика пояса Роговского Анализ зависимости, представленной на рис. 4, показал, что имеется ин тервал частот (шн /2?Г < со < (0ff¡ /2lt ), в пределах которого ¡ JV(J(o) | с за

данной точностью является постоянной величиной, т. е. в этом интервале часто имеется линейная зависимость между выходным сигналом с пояса Роговског (?) и измеряемым разрядным током /(/).

По приведенной ЛАХ определяли метрологические характеристики для пс яса Роговского. Исследовался воздушный пояс Роговского - пояс без сердечник; Пояс имел следующие параметры: число витков (¡0 = 950; средний диаметр обмо' ки D = 7 мм; активное сопротивление ? = 6,0 Ом; согласующее сопротивлет = 1,0 Ом; = 0; длина пояса Роговского / = 0,393 м; полная длина провох обмотки /у =21,40 м; марка провода ПЭЛ 0,31; L = 202,0 мкГн; С0 = 40 пЧ

rg = 75,0 Ом (сопротивление rg устанавливалось на выходном конце коака ального соединительного кабеля); затухание, вносимое кабелем, не учитывалос Интегрирование исследуемого сигнала проводилось на основе собственных pea тивностей контура пояса Роговского без применения внешнего интегратора.

На рис. 5 представлена фотография осциллограммы разрядного тока, полученная с помощью запоминающег о осциллографа С8-13 и пояса Роговского на экспериментальной МИУ. Осциллограмма начинается не от нулевой линии, что связано с запаздыванием запуска развертки осциллографа.

Рис.5. Осциллограмма разрядного тока МИУ

При одновременном упрощении схемы измерений (отсутствии дополнительной синхронизирующей цепи запуска развертки осциллографа и интегрирующей схемы для пояса Роговского) значение тока, определенное экспериментально, отличалось от значения тока, полученного с помощью теоретического расчета, на величину менее 5 %.

Полученные экспериментальные данные подтверждают, что величина индуктивности индуктора зависит от частоты измерительного тока - наименьшее значение индуктивности индуктора наблюдалось при частоте 1 МГц, а наибольшее - при частоте 1 кГц. При магнитно-импульсной штамповке частота рабочего тока разрядного контура МИУ обычно находится в пределах 10... 100 кГц, поэтому используемые расчетные формулы с достаточной степенью точности позволяют определить собственную индуктивность индукторов.

По результатам исследований можно сделать выводы:

- при измерении индуктивности индукторов приборами с высокими измерительными частотами (прибор Е7-12) получаемая величина индуктивности меньше, чем при измерении приборами с более низкими частотами (Е7-8);

- измерительные токи приборов (Е7-8, Е7-12) ведут себя аналогично высоковольтным разрядным токам МИУ - они стремятся пройти по внутренней поверхности витков индуктора;

- при использовании расчетных формул необходимо точно определять глубину проникновения тока в материалы индуктора и заготовки, а также их геометрические размеры;

-для контроля правильности определения индуктивности методом расчета можно использовать результаты измерений, полученных как на низкочастотных (верхний предел индуктивности), так и на высокочастотных (нижний предел индуктивности) приборах.

Результаты сопоставления опытных и расчетных данных подтверждают правильность теоретических положений и адекватность разработанной математической модели процесса МИШ.

В пятом разделе на основе разработанных математических моделей: проведена оптимизация параметров системы "оборудованне-инструмент-заготовка" рассмотрены варианты управления формой импульса давления, деформирования заготовки неравномерным магнитным полем, дискретного изменения параметров разрядного контура в процессе формоизменения заготовки; проведенс исследование влияния режимов и форм импульса давления для заготовок из раз личных материалов; предложены пути повышение эффективности операции раз дачи трубчатых заготовок; разработан алгоритм проектирования технологии I оборудования процессов МИШ.

Одним из основных параметров, определяющих кинематику деформацион ного процесса, окончательное формоизменение и точность получаемых детале( является форма импульса давления. Дискретное изменение параметров разряд ного контура во время процесса деформирования заготовки, варьирование час тотой, фазой и амплитудой разрядных токов, программируемое последователь ное подключение дополнительных конденсаторных блоков-модулей к общем; индуктору позволяет расширить технологические возможности МИШ. Опти мальная форма импульса давления для конкретной технологической операцш была получена на основе решения задачи динамического формоизменения заго товки с применением планирования эксперимента и итеративных методов поис ка оптимума многомерных систем, рассмотренных ранее.

Зависимости коэффициента эффективности от энергоемкости операции и де формации материала заготовок в режиме периодического разряда для алюминие вых заготовок с толщиной стенки 4 мм при различных частотных параметрах МИ-! и числе витков индуктора имеют сложный характер и зависят как от соотношени собственных частот установки и заготовки, так и отношения рабочей частоты ра; ряда к собственной частоте колебаний заготовки, что определяется параметрам: индукторной системы, в основном числом витков индуктора. С уменьшением чаете ты установки меняется характер зависимости - на ней появляется максимум.

Показано, что, комбинируя варианты согласного включения первоначаль но одного или двух различных по параметрам и энергоемкости блоков кондеь саторов, можно только за счет этого увеличить величину деформации заготовк примерно на 10 % при постоянной энергии зарядки МИУ, когда сначала в ра: рядный контур передается не менее 50 % запасенной энергии. Другие вариант! практически не дают увеличения деформации заготовки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе решены следующие поставленные задачи:

Исследованы основные физические явления и характер протекания элек1 ромеханических процессов при воздействии ИМП на систему "индуктор-загото! ка", разработаны математические модели и методики проектирования, позволяй щие производить расчет основных параметров технологических процессов, инду! торных систем и оборудования МИШ осесимметрпчных цилиндрических детале}

Проведенные исследования математических моделей процессов штамповки позволили установить новые закономерности пластического деформирования трубчатых заготовок и решить ряд задач, связанных с определением технологических параметров процессов деформирования:

- разработаны математически более полные модели процессов пластического формоизменения, учитывающие многообразие факторов, действующих на заготовку в процессе штамповки, включая упругопластическое поведение заготовки, что значительно расширяет поиск оптимального решения для конкретной технологической операции;

- впервые получены математические модели системы "установка-индук-гор-заготовка", позволяющие проводить всестороннее исследование взаимосвязей между входными и выходными параметрами процесса МИШ, глубже проникать в "механизм явления", создавать модели, действительно адекватные в широких диапазонах возможного изменения факторов, и использовать их для решения технологических задач;

- проведенными расчетами количественно обоснованы направления интен-;ификации операций формообразования трубчатых заготовок.

Получены научно обоснованные технологические и конструкторские ре-ления, включающие разработанные компьютерные модели и комплекс приклад-шх программ для численных расчетов и оптимизации исследуемых процессов магнитно-импульсной штамповки, которые позволили значительно сократить -рудоемкость расчетных работ, время выбора оптимального варианта технологи и оборудования, повысить качество принимаемых технических решений.

Результаты работы в виде методики проектирования и комплекса при-¡ладных программ приняты для внедрения и были использованы при проекти-ювании технологических процессов получения ряда узлов и элементов летатель-1ых аппаратов в ГФУП "НПО Техномаш" (г. Москва), специзделий в АО ГНИТИ (г. Тула), что позволило в 1.5 ... 2 раза сократить объем работ по техно-югической подготовке производства. Технические решения, разработанные магматические модели и программное обеспечение внедрены и используются в ■чебном процессе ТулГУ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Маленичев И.А., Орлов С.Ю., Селищев В.А. Определение технологических араметров процессов магнитно-импульсной штамповки // Проблемы пластичности в ехнологии: Тезисы докладов II международной науч.-техн. конференции. - Орел: >релГТУ, 1998,-С. 99-100.

2. Орлов С.Ю., Селищев В. А. Исследование электромеханических процессов, про-сходящих при магнитно-импульсной штамповке // Исследования в области теории, техно-огии и оборудования штамповочного производства. - Тула: ТулГУ, 1998,- С. 171-177.

3. Орлов С.Ю., Селищев В. А. Моделирование электромеханических процессов при олучении полых тонкостенных заготовок магнитно-импульсной штамповкой // Междуна-эдный научный симпозиум, 29-30 сентября 1999 г. - М.: МГТУ "МАМИ", 1999.-С. 17-18.

4. Орлов С.Ю., Селищев В.Л., Сафронов В.В. Влияние эффекта резонанса заготовки прм штамповке магнитно-импульсным полем // Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства: .Международна? конференция. - Тула: ТулГУ, 1999.- С. 83-84.

5. Влияние эффекта резонанса заготовки при штамповке магнитно-импульсным полем / Н.Е. Проскуряков, A.A. Орлов, С.Ю. Орлов, В.А. Селищев II Теория, технология, оборудование и автоматизация обработки металлов давлением и резанием. ■ Тула: ТулГУ, 1999.: Вып. 2,- С. 38-45.

6. Проскуряков НЕ., Орлов С.Ю. Селищев В.А. Исследование режимов работы установки и форм импульса давления при раздаче трубчатых заготовок // "МЕТАЛ-ЛДЕФОРМ-99": Вестник СГАУ. Магнитно-импульсная обработка материалов на современном этапе. - Самара: СГАУ, 1999,- С. 56-61.

7. Селищев В.А. Варианты математической модели инструмента для магнитно импульсной обработки металлов II XXIV Гагаринские чтения. - М.: МГТУ "МАТИ" 1998,-С. 62-63.

8. Селищев В.А. Раздельный разряд конденсаторов в формообразовании по лых тонкостенных заготовок при магнитно-импульсной штамповке II XXV Гагарине кие чтения.-М: МГТУ "МАТИ", 1999.-С. 132-133.

9. Селищев В.А., Орлов С.Ю., Сафронов В.В. Перспективные системы управления магнитно-импульсными установками II Ресурсосберегающие технологии, оборудо ванне и автоматизация штамповочного производства: Международная конференция. Тула: ТулГУ, 1999,- С. 82-83.

10. Талалаев А.К., Проскуряков Н.Е., Селищев В.А. Магнитно-импульсная об работка металлов: Лабораторные работы для студентов специальности 12.04: Методи ческие указания. - Тула: ТулГУ, 1998 - 8 с.

11. Разработка перспективных систем управления магнитно-импульсными уста новками / А.К, Талалаев, Н.Е. Проскуряков, В.А. Селищев, С.Ю. Орлов. II Теория, тех нология, оборудование и автоматизация обработки металлов движением и резанием. Тула: ТулГУ, 1999,- Вып. 1,- С. 269-276.

12. Талалаев А.К., Селищев В.А., Орлов С.Ю. Определение параметров магнит но-импульсной штамповки // Международная конференция, посвященная J 50-летию с< дня рождения С.И. Мосина. - Тула: ТулГУ, 1999. - С. 42-44.

13. Проскуряков Н.Е., Талалаев А.К., Селищев В.А. Вариант рационального ис пользования энергии магнитно-импульсной установки // Механика деформируемой твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, 2000,- С. 35-39.

14. Проскуряков Н.Е., Селищев В.А., Орлов С.Ю. Разработка математическо! модели системы "оборудование-инструмент-заготовка" // Механика деформируемой твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, 2000,- С. 177-185.

Изд. лиц. ЛР № 020300 о г 12.02.97. Подписано 1) печать 06.09.2000. Формат бума! и 6(1x84 Ч-Бумага офсетная. Усл. псч. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 563.

Тульский I осударс.гвеиный университет. 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатано в РИЦ ТулГУЗООбОО, г. Тула, ул. Боллина, 151

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ методов расчета электромагнитных процессов в задачах магнитно-импульсной штамповки.

1.2. Определение основных параметров процесса МИШ.

1.3. Исследование процессов МИШ с помощью ЭВМ.

1.4. Использование различных режимов разряда и форм импульсов давления в процессах МИШ.

Сокращение сроков освоения новых изделий, снижение себестоимости их изготовления и металлоемкости применяемой оснастки, повышение конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения оказывают мощное стимулирующее воздействие на разработку научно обоснованных методов расчета новой техники и технологий, компьютерных проектных методик.

В настоящее время все это усугубляется недостатком инвестиций, высокой стоимостью кредитов, жесткими требованиями и нестабильностью товарного рынка, в связи с чем особенно актуальной становится задача расширения технологических возможностей операций и увеличения гибкости оборудования магнитно-импульсной ' штамповки, обеспечивающих минимальную трудоемкость изделий при наилучшем их качестве.

Разработка ресурсосберегающих технологий включает в себя большой круг теоретических, экспериментальных, технологических и компьютерно-программных задач. К таким, в первую очередь, относится разработка более полных и точных математических моделей как процессов пластического формоизменения, так и оборудования для их реализации, чему в значительной степени способствует внедрение в промышленность прогрессивных технологий магнитно-импульсной штамповки, отличающихся компактностью и мобильностью оборудования, простотой и низкой стоимостью оснастки, высоким качеством получаемых изделий.

Современные установки для магнитно-импульсной обработки металлов, основанные на модульном принципе, позволяют расширить потенциальные возможности листовой штамповки, легко встраиваются в автоматизированные линии, могут использоваться . для выполнения разнообразных операций формовки, калибровки и сборки как в условиях мелкосерийного, так и крупносерийного производств. Результаты исследований показывают, что в операциях магнитно-импульсной штамповки можно получить большую предельную степень формоизменения, высокую точность геометрических размеров и качества получаемых изделий.

В то же время широкое внедрение процессов магнитно-импульсной штамповки сдерживается недостаточной стойкостью инструмента, применяемой оснастки и элементов высокоэнергетического оборудования, что вызвано их работой в условиях, далеких от оптимальных, а также отсутствием комплексных методов проектирования технологии и оборудования, что приводит к большим объемам экспериментальных и доводочных работ по корректировке технологии штамповки на этапе серийного производства.

Снижение энергоемкости процессов магнитно-импульсной штамповки позволяет не только экономить энергоресурсы, но и повышать стойкость элементов технологического оборудования и инструмента. .

По имеющимся в литературе работам возможно определить энергоемкость технологической операции, но в силу принятых значительных упрощающих допущений обычно решается либо механическая, либо электрическая задача, что не позволяет определить оптимальные параметры технологических процессов, индукторных систем и установок для магнитно-импульсной штамповки.

Отмеченное свидетельствует об актуальности разработок в области создания методов комплексного проектирования системы «оборудование-инструмент-заготовка» в процессах магнитно-импульсной штамповки.

Настоящая работа выполнена в соответствии с грантом по фундаментальным исследованиям в области металлургии и машиностроения «Проведение математического моделирования и исследование технологических процессов и оборудования магнитно-импульсной штамповки» в 1997-2000 гг.

Цель работы. Диссертационная работа посвящена решению важной научно-технической задачи - созданию новых процессов и машин, расширяющих технологические возможности магнитно-импульсной штамповки при снижении энергоемкости операций и повышении гибкости оборудования на основе разработки компьютерных методов комплексного проектирования технологических операций и оборудования для магнитно-импульсного формоизменения трубчатых заготовок.

Научная новизна состоит

- в разработке математических моделей электромеханических процессов импульсного деформирования заготовок и функционирования оборудования, позволяющих проводить параметрическую оптимизацию системы «установка-инструмент-заготовка» по критерию минимума энергоемкости операции;

- в создании модели динамического упругопластического формоизменения в процессах магнитно-импульсной штамповки с учетом упрочнения заготовки;

- в установлении особенностей формообразования и закономерностей влияния силовых параметров, технологических факторов и геометрии инструмента в операциях магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- теоретический анализ операций магнитно-импульсной штамповки, включающий математические модели упругопластического поведения материала и методы расчета напряженно-деформированного состояния;

- методика проектирования и математические модели электромеханических процессов штамповки трубчатых заготовок, оптимизация режимов работы и форм импульса давления магнитного поля;

- результаты экспериментальных исследований процессов, оснастки и оборудования магнитно-импульсной штамповки, внедрения новых разработок в производство, методов и алгоритмов расчета - в практику проектирования и учебный процесс.

Методы исследования, использованные в работе:

- теоретический анализ динамического взаимодействия системы «установка-инструмент-заготовка» при магнитно-импульсной штамповке с использованием основных положений теории пластических деформаций металлов и теории электрических цепей;

- математическое моделирование процессов и оборудования, параметрическая оптимизация, математическая статистика и теории планирования эксперимента, а также методы переменных состояния и численного интегрирования систем дифференциальных уравнений с применением специального комплекса программ РКАЛЖ;

- экспериментальные методы определения энергетических, силовых и деформационных параметров процессов, оборудования и оснастки с использованием специально разработанной и современной регистрирующей аппаратуры.

Практическая значимость работы:

- создана методика проектирования и разработаны компьютерные модели системы «установка-индуктор-заготовка», позволяющие сократить сроки технологической подготовки производства на стадии проектирования и освоения новых процессов, оборудования и оснастки при снижении энергозатрат;

- разработаны новые решения по совершенствованию оборудования и индукторных систем на основе теоретических и экспериментальных исследований для обеспечения оптимальных режимов работы и форм импульса давления в операциях магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок.

Результаты работы положены в основу выбора оптимальных параметров оснастки и оборудования. Созданы новые схемы блочно-модульных установок нового поколения.

Научные положения диссертации использованы в учебном процессе:

- при написании конспектов лекций и подготовке лабораторных работ по курсам САПР, «Новые виды технологических процессов и оборудования ОМД», «Компьютерное моделирование процессов и машин ОМД»; 9

- при подготовке магистерских диссертаций, выпускных работ бакалавров, выполнении исследовательских курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на международных, всесоюзных, республиканских и межвузовских конференциях, в том числе: П международной конференции «Проблемы пластичности в технологии» (г. Орел, 1998); XXIV и XXV Гагаринских чтениях (г. Москва, 1998-1999); международной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения С.И. Мосина (г. Тула, 1999); международном научном симпозиуме в МГТУ «МАМИ» (Москва, 1999); международной конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства» (Тула, 1999) и на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 1998-2000 гг.

Публикации. Основные научные положения и материалы проведенных исследований достаточно широко освещались в печати. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., проф. А.К. Талалаеву, а также д.т.н., проф. Н.Е. Проскурякову за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения к общих выводов по работе, списка литературы из 144 наименований, приложения и включает 170 страниц машинописного текста, 63 рисунка, 11 таблиц. Общий объем работы 227 страниц.

9. Результаты работы в виде методик проектирования и комплекса прикладных программ приняты для внедрения и были использованы при проектировании технологических процессов получения ряда узлов и элементов летательных аппаратов в «НПО Техномаш» (г. Москва), специзделий в АО ТНИТИ, что позволило в 1.5 . 2 раза сократить объем работ по технологической подготовке производства. Теоретические решения, разработанные математические модели и программное обеспечение внедрены и используются в учебном процессе ТулГУ.

Заключение и основные выводы по работе

В работе решены поставленные задачи:

1. Исследованы основные физические явления, а также характер протекания электромеханических процессов в системе «установка-индуктор-заготовка» при МИШ, разработаны математические модели и методы расчета индукторных систем.

2. Созданы математические модели и методики проектирования, позволяющие проводить расчет оптимальных параметров технологических процессов, индукторных систем и установок для МИШ трубчатых заготовок при обеспечении минимальной энергоемкости операции.

3. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы расчета оптимальных режимов работы при магнитно-импульсном деформировании трубчатых заготовок для типовых ^операций МИШ.

4. Выполненные исследования математических моделей процессов МИШ позволили установить новые закономерности пластического формоизменения трубчатых заготовок и решить ряд задач, связанных с определением технологических параметров процессов деформирования трубчатых заготовок:

5. Разработаны математические модели системы «установка-индуктор-заготовка», позволяющие проводить исследование взаимосвязей между входными и выходными параметрами процесса штамповки, глубже проникать в «механизм явления», создавать модели, адекватные в широких диапазонах возможного изменения факторов, и использовать их для решения технологических задач.

6. Созданы математические модели процессов пластического формоизменения, учитывающие большее количество факторов, действующих на заготовку в процессе МИШ, что значительно расширяет поиск оптимального решения для конкретной технологической операции.

7. На основании проведенных исследований и моделирования операций магнитно-импульсной штамповки установлено, что разработанные математические модели адекватно отражают физические закономерности реальных процессов. Погрешности в определении значений тока в индукторе не превышали 5 %, а точность поддержания итервалов времени между включениями отдельных емкостных накопителей, сделанной в условиях лаборатории кафедры, МИУ составляла 3-5 мкс.

8. Получены научно обоснованные технологические и конструкторские решения, включающие разработанные компьютерные модели и пакет прикладных программ для численных расчетов и оптимизации исследуемых процессов магнитно-импульсной штамповки, которые позволяют значительно сократить трудоемкость расчетных работ, время выбора оптимального варианта технологии и оборудования, повысить качество принимаемых технических решений, что ускоряет научно-технический прогресс в данной области.

1. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение .- Изд. 2-е, перераб. и доп.- M.- JL: Энергия, 1965.-552 с.

2. Балтаханов А.М. Исследование и расчет распределения электромагнитного поля в индукционно-динамических системах: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МАИ, 1981. - 18 с.

3. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988. - 128 с.

4. Беклемишев H.H. Исследование влияние кратковременного воздействия высокоэнергетического магнитного поля на структуру металлических материалов // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов. Юрмала: 1990. - С. 26-27.

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

6. Белый И. В., Фертик С. М., Хименко J1. Г. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. Харьков: Вища школа, 1977.- 178 с.

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

8. Белый И.В., Остроумов Г.В., Фертик С.М. Давление на тонкостенную заготовку при обработке ее импульсным магнитным полем // Вестник ХПИ.-1971.-№ 5.- С. 3-15.

9. Беляева И.Е. Раздача труб на отечественных магнитно-импульсных установках // Технология производства, научная организация труда и управление. М.: НИИМАШ, Вып. 5.-1971.- С. 13-18.

10. Бернштейн М.Л., Пустовойт В.Н. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле. М.: Машиностроение, 1987.- 256 с.

11. Бинс К., Лауренсен П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей: Пер. с англ. М.: Энергия, 1970.- 376 с.

12. Бондалетов В.Н. Эквивалентные параметры при нестационарном распределении импульсного магнитного поля в проводнике // Электричество. 1975.-№ 8.-С. 55-58.I

13. Бондалетов В.Н., Чернов Е.И. Определение параметров схем замещения при разряде емкостного накопителя на плоскую спиральную катушку, помещенную над проводящим полупространством // Высоковольтная импульсная техника (Чебоксары). 1975.Вып. 2. - С. 14-20.

14. Брон О.Б., Сегаль A.M. Многовитковые индукторы различной формы при магнитно-импульсной обработке металлов // Электротехника.-1971.-№ 3.-С.22-25.

15. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности: Пер. с англ.- М.: Мир, 1987.- 542 с. * ;

16. Власов A.B. Математическое обеспечение динамических расчетов средств автоматизации кузнечно-штамповочного оборудования // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение.-1996.-№ 3.- С. 63-70.

17. Галкин И.А., Попов Ю.А. Исследование магнитного поля и индуктивности тонкостенного одновиткового цилиндрического индуктора,расположенного соосно с цилиндрической заготовкой // Задачи динамики электрических машин. Омск: ОПИ, 1986. - С. 69-73.I

18. Глущенков В.А. Комаров А.Д. Щеглов Б.А. Упругое соударение цилиндрической заготовки с матрицей при магнитно-импульсной обработке//Машиноведение.-1972.-№3.-С. 106-113.

19. Глущенков В.А. Применение импульсных магнитных полей в технологии листовой штамповки // Кузнечно-штамповочное производст-во.-1985.-№8.-С. 18-21.

20. Глущенков В.А., Стукалов С.А. Особенности магнитно-импульсной штамповки тонкостенных трубчатых деталей сложной формы // Кузнечно-штамповочное производство.-1985.-№ 12.-С. 2-4г

21. Гобсон Е.В. Теория сферических и эллипсоидальных функций. -М.: Иностранная литература, 1952. 456 с.

22. Головащенко С.Ф. Исследование процессов запрессовки труб импульсным деформированием // Кузнечно-штамповочное производство.-1994.-№ 11.-С. 2-4.

23. Гончаренко И.Е. Метод конечных элементов в исследовании процессов осесимметричного деформирования конструкций при ударных воздействиях // Динамика пространственных конструкций .- Киев: 1978.-С. 17-20.

24. Гурин А.Г. Создание и исследование высоковольтных импульсных установок для возбуждения сейсмических колебаний большой мощности: Автореф. дис. канд. техн. нкук. Харьков, 1973. - 123 с.

25. Деменко В.Ф. Разработка и внедрение метода расчета процесса магнитно-импульсной раздачи трубчатых деталей JIA: Автореф. дис. канд. техн. наук. Харьков: ХПИ, 1983. - 18 с.

26. Дудин A.A., Карпухин В.Ф., Лысенко Д.И. Магнитно-импульсная сварка маталлов // Технология и оборудование для импульсной обработки металлов давлением / Казань, 1977. С. 90 - 92.

27. Есин A.A. Разработка и исследование процессов динамической раздачи тонкостенных труб давлением импульсного магнитного поля: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л.: 1975. - 26 с.

28. Зверев O.A. Динамические упруго пластические деформации при запрессовывании труб взрывом // Прикладная механика.-Т.6.-Вып.5.-1970.-С. 45-51.

29. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике .- М.гМир, 1975.- 541с.

30. Иванов Е.Г. Выбор режимов магнитно-импульсной обработки трубчатых1 заготовок // Вопросы теории и практики магнитно-импульсной обработки. Самара: САИ, 1991.- С. 11-14.

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

32. Иванов Е.Г. Раздача конической заготовки импульсным магнитным полем // Импульсное нагружение конструкций Чебоксары.-1972.-Вып.ЗО.-С. 13-18.

33. Иванов Е.Г., Попов Ю.А. Давление импульсного магнитного поля на трубчатую заготовку // Авиационная промышленность.-1980.-№ 10.-С. 31-32. !

34. Иванов Е.Г., Попов Ю.А. К вопросу о давлении импульсно-магнитного поля на трубчатую заготовку. Чебоксары: ЧувГУ, 1980. - 7 с.-Деп. в ВИНИТИ 24.01.80, № 320-80.

35. Ильюшин A.A. Пластичность. Основы общей математической теории .- М.: Изд-во АН СССР, 1963.- 271 с.

36. Импульсные методы обработки металлов давлением: Сб. науч. трудов. Тула: ТулПИ, 1973.- 156с.

37. Импульсные процессы штамповки листовых деталей / А.Н. Громова, A.M. Шахназаров, B.C. Сотников и др.- М.: Машиностроение, 1976.-"41с.

38. Ищенко Ж.Н. К теории процесса электрогидроимпульсной запрессовки труб // Технологические особенности использования эл. взрыва,-Киев: 1983.-С. 26-39.

39. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга .- 3-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат, 1986.- 488 с.i

40. Калибровка тонкостенных труб магнитно-импульсными методами / Иванов Е.Г., Шалунов Е.П., Литров В.Б. и др. // Кузнечно-штамповочное производство.-1985.-№ 12.-С. 10-11.

41. Карасик В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей .- М.: Наука, 1964.- 382 с.

42. Карпов В.В., Назаров Н.С., Роман О.В. Деформирование трубчатых заготовок энергией импульсного магнитного поля // Пластичность и обработка металлов давлением. Минск: Наука и техника, 1974.-С. 208-212.

43. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента .- М: Машиностроение, 1974.- 240 с.I

44. Качанов Л.М. Основы теории пластичности /Учеб. пособие для ун-тов.-Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Наука, 1969.- 420 с.

45. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля .- М.: Мир, 1972.-383 с.

46. Князев В.П., Шнеерсон Г.А. Магнитное поле соленоида сложной формы с соосным цилиндром // Известия вузов. Энергетика.-1971 .-№ 4.-С. 33-39.

47. Колесников С.М., Головащенко С.Ф. Влияние формы нагрузок на формоизменение заготовок при динамическом нагружении // Известия вузов. Машйностроение.-1987.-№ 2.-С. 119-124.

48. Колесников С.М., Демин В.А. Условие эквивалентности импульсов различной формы // Известия ВУЗов. Машиностроение.-1978.-№ 1.-С. 141-145.

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

50. Конотоп В.В., Хименко Л.Т., Горкин Л.Д. Энергетическое и технологическое оборудование для магнитно-импульсной обработки металлов // Вопросы теории и практики магнитно-импульсной обработки. Самара: САИ, 1991.-С. 24-25.

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

52. Крылов В.Н. Приближенные вычисления интегралов. М.: Наука, 1967.-500 с.

53. Курьянов Ю.П., Пузырьков Н.М., Глущенков В.А. Формообразование крупногабаритных оболочек оживальной формы энергией ИМП // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением Тула: ТулПИ, 1987.- С. 25-31.

54. Кухарь В.Д. Магнитно-импульсная штамповка анизотропных, механически и геометрически неоднородных трубных заготовок // Дис. д-ра техн. наук, ТулПИ.- Тула .- 1989.- 360с.

55. Распределение тока в одновитковом индукторе для магнитноимпульсной обработки металлов/ В.Д. Кухарь, А.А. Орлов, А.Н. Пасько,fi

56. Н.Е. Проскуряков // Известия Тул. гос. ун-та. Сер. Проблемы специального машиностроения.- Вып. 1.- Тула: ТулГУ, 1997.- С. 119-123.

57. Раздача и обжим трубчатых заготовок давлением импульсного магнитного поля / В.Д. Кухарь, А.Н. Пасько, Н.Е. Проскуряков, О.Б. Яковлева//Кузнечно-штамповочное производство.-1997.-№ 10.-С. 14-15.

58. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: В десяти т.: Учеб. пособие для ун-тов .- 3-е изд., испр.- М.: Наука, 1992.- Т.8.: Электродинамика сплошных сред .- 664 с.

59. Лапшин М.Г., Мирошников В.Г., Попов В.Я. Обработка металлов магнитным давлением//Машиностроитель.-1976.-№ 11.-С. 14-17.

60. Лопатин А.И. Кинематические характеристики процесса импульсной раздачи кольцевых заготовок // Самолетостроение и техника воздушного флота.-1969.-№ 14.-С. 13-24.

61. Магнитно-импульсная обработка металлов / Изд. 3-е доп.- Воронеж: ЭНИКМАШ, 1976.- 182 с.

62. Магнитно-импульсная штамповка полых цилиндрических заготовок / А.К. Талалаев, С.П. Яковлев, В.Д. Кухарь, Н.Е. Проскуряков и др., Под ред. А.К. Талалаева, С.П. Яковлева .- Тула: «Репроникс Лтд», 1998.238 с.

63. Мазалов В.Н., Немировский Ю.В. Динамика тонкостенных пластических конструкций // Проблемы динамики упругопластических сред .М.; Мир, 1975.-С. 155-247.

64. Макаров В.В., Столбунов B.C., Рассохин A.A. Магнитно-импульсная обработка металлов давлением // Вопросы радиоэлектроники. Технология производства и оборудования.-1971 .-Вып. 3.- С. 3-11.

65. Маленичев E.Ç,. Магнитно-импульсная штамповка деталей многоугольной формы из трубчатых заготовок / Дис. . канд. техн. наук .- Тула: ТулПИ, 1989.-203 с.

66. Маркин A.A., Карнеев C.B. Расчет упругопластического состояния оболочек методом конечных элементов // Исслед. в обл. пластич. и обр. металлов давл.- Тула: ТулПИ, 1980. С. 36-40.

67. Математическая энциклопедия / Гл. ред. И.М. Виноградов М.: Советская энциклопедия.-1984.- Т.1-Т.5.

68. Методика исследований и расчета магнитно-импульсного инструмента / А.Н. Андреев, В.Н. Бондалетов, Ю.А. Попов и др. // Исследование новых электротехнологических процессов в металлургии и обработке / Чебоксары: ЧувГУ, 1969. С. 128-146.

69. Миронов В.А. Магнитно-импульсное прессование порошков. -Рига: Знание, 1980. 196 с.

70. Михайлов В.М. Влияние перемещения деформируемой детали на амплитуду тока в рабочей зоне индуктора // Харьков: ХПИ.-1974.-№ 94.-С. 37-48. 1

71. Михайлов В.М. Двумерное импульсное электромагнитное поле массивных проводников // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.-1977.-№ З.-С. 99-109.

72. Михайлов В.М. Импульсные электромагнитные поля. Харьков: Вища школа, 1979. - 140 с.

73. Михайлов В.М. О распределении усилий в стенке проводящей трубы в нестационарном магнитном поле // Теоретическая электромеханика (Львов).-1971.-Вып. 12.- С. 124-128.

74. Михайлов В.М. Поверхностный эффект в проводниках при получении сильных импульсных магнитных полей: Автореф. дис. докт. техн. наук. Л.: ЛПИ, 1984.-42 с.

75. Михлин C.F. Вариационные методы в математической физике. -М.: Наука, 1970.-268 с.

76. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных / Пер. с англ.- Л.: Судостроение, 1984.- 384 с.

77. Налимов В.В. Теория эксперимента М.: Наука, 1971.- 208 с.

78. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента .- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Металлургия, 1980.- 152с.

79. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов .- М.: Наука, 1965.- 340 с.

80. Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности .- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 192 с.

81. Нетушил A.B., Поливанов K.M. Основы электротехники. М.: Энергия, 1956.- 189 с.

82. Новгородцев А.Б. Ьквивалентные параметры и схема замещения массивного цилиндрического индуктора с экраном // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт.- 1976.-№6.-С. 128-134.

83. Новгородцев А.Б., Шнеерсон Г.А. Высокочастотное магнитное поле массивного многовиткового соленоида в цилиндрическом экране // Высоковольтная импульсная техника .- Чебоксары: ЧувГУ, Вып.2, 1975.-С. 25-32.

84. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 304 с.

85. Новые идеи в планировании экспериментов // Сб. статей./Под ред. В.В. Налимова. М.: Наука, 1969.-336 с.

86. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем: Учеб. пособие для втузов 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.- 304 с.

87. Образцов И.Ф., Савельев JI.M., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов: Учеб. пособие для студентов авиац. спец. вузов .- М.: Высш. школа, 1985.- 392 с.

88. Опара B.C., Мазуровский Б.Я., Шульженко Г.Ф. О влиянии зазора на плотность прессовых соединений труб с трубными решетками // Раз-рядно-импульсные технологические процессы. АН УССР .- Киев: Наукова думка, 1982.- С. 100-106.

89. Орешенков А.И. Исследование процесса пластической деформации трубчатых заготовок давлением импульсного магнитного поля: Авто-реф. дис. канд. техн. наук. JL: 1972. - 17 с.

90. Орешенков А.И., Вагин В.А., Мамутов B.C. Высокоскоростные методы листовой штамповки. JL: ЛПИ, 1984.- 80 с.

91. Осипенко Г.И., Попов Ю.А. Анализ влияния параметров установки и системы индуктор-заготовка на величину давления магнитного поля // Исследование новых электротехнологических процессов в металлургии и обработке / Чебоксары: ЧувГУ, 1969. С. 146-156.

92. Острейко В.И. К расчету индуктивностей осесимметричных систем при резком поверхностном эффекте // Механические взаимодействия в сильных магнитных полях. JL: 1974. - С. 73-78.

93. Пасько А.Н. Кратковременное нагружение и взаимодействие уп-ругопластических тел: Дис. . канд. техн. наук. Тула: ТулГУ, 1996.- 111 с.

94. Подольцев А.Д. Численный расчет импульсных электромагнитных полей в неподвижных и движущихся проводящих средах с помощью пакета программ ИКДД // Киев; Препринт АН УССР, Ин-т электродинамики.-1989.-№ 606.-32 с.

95. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки .- 2-е изд., пере-раб. и доп.- М.: Машиностроение, 1977.- 278 с.

96. Попов О.В., Власенков C.B., Танненберг Д.Ю. Перспективы использования электроимпульсного воздействия для интенсификации операций листовой штамповки // Эффективные технологические процессы листовой штамповки. М.: ЦРДЗ, 1993.- С. 18-20.

97. Попов Ю.А. Методика расчетов импульсных процессов в индуктивно-связанных системах при магнитно-импульсной обработке металлов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 1970.- 18 с.

98. Попов Ю.А. Некоторые особенности расчета процессов, использующих силовое воздействие импульсного магнитного поля // Электрофизические процессы при импульсном разряде (Чебоксары).-1977-Вып.4.-С. 84-104.

99. Попов Ю.А., Галкин В.П., Гаврин В.Ю. Оборудование и инструмент для магнитно-импульсной клепки // Технология и оборудование для импульсной обработки металлов давлением / Казань: 1977. С. 60 - 62.

100. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций .-JI.: Судостроение, 1974,-452 с.

101. Потемкин В.Г. Система MATLAB: Справочное пособие. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997.-350 с.

102. Проскуряков Н.Е., Максимов А.Н. Опыт применения факторных планов при разработке процессов магнитно-импульсной штамповки // Ис-след. в обл. теории, технол. и оборуд. штамп, пр-ва.- Тула: ТулПИ, 1992.-С. 113-118.

103. Проскуряков Н.Е., Пустовгар A.C. Автоматизированная система экспериментатора // Тул. гос. ун-т, Тула, 1997.- Деп. в ВИНИТИ 13.04.98, № 1084-В98 .-10 с.

104. Проскуряков Н.Е., Селищев В.А., Орлов С.Ю. Разработка математической модели системы "оборудование-инструмент-заготовка" // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2000.-С. 177-185.

105. Проскуряков Н.Е., Талалаев А.К., Селищев В.А. Вариант рационального использования энергии магнитно-импульсной установки'// Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2000.-С. 35-39.

106. Рязанов И.М., Бебрис A.B. Новый способ образования зигов // Машиностроитель,-1977.-№ 8.- С. 28-29.

107. Самохвалов В.Н. Разработка теории и практических основ процессов штамповки тонкостенных деталей давлением импульсных магнитных полей без применения жесткого формообразующего инструмента: Дис. д-ра техн. наук .- М.: МГАИ (МАИ), 1996.- 284 с.

108. Сегаль A.M. Взаимодействие индуктора с проводящим диском // Механические взаимодействия в сильных магнитных полях. Л.: 1974. -С. 44-51.

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

110. Спектор С. А. Электрические измерения физических величин: Методы измерений: Учеб. пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат, Ле-нингр. отделение, 1987;-320 с.

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

112. Талалаев А.К. Индукторы и установки для магнитно-импульсной обработки металлов. М.: Информтехника, 1992. - 143 с.

113. Теория автоматического регулирования, кн. 1/Под ред. В. В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1976. - 768 с.

114. Тозони О.В. Расчеты электромагнитных полей на ЦВМ.- Киев: Техника, 1967.- 252 с.

115. Трясицын В.А. Некоторые задачи построения расчетных схем динамических технологических процессов обработки материалов при изготовлении конструктивных элементов JIA: Автореф. дис. канд. техн. наук.-М.: МАИ, 1975. 15 с.

116. Тучкевич В.М., Грехов И.В. Новые принципы коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами. Л.: Наука, 1988. -120с.

117. Уайлд Д. Оптимизационное проектирование: Пер. ;с англ.- М.: Мир, 1981.-272 с.

118. Фейгин М.М., Кострик В.К. Некоторые особенности процесса обжима трубчатых заготовок импульсным магнитным полем // Кузнечно-штамповочное производство.-1969.-№ 7.-С. 22-24.

119. Фридман Б.Э. Электродинамические процессы в системе индуктор заготовка и их использование при магнитно-импульсной обработке цилиндрических деталей: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Л.: 1975.- 18 с.

120. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента .- М.: Мир, 1967.- 407 с.

121. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. -М.: Мир, 1978.-535с.

122. Шнеерсон Г.А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхсильных токов. JL: Энергоиздат, 1981. - 200 с.I

123. Шнеерсон Г.А. Применение метода сшивания для расчета магнитных полей идеальных проводников, разделенных малым зазором // Методы и средства решения краевых задач. Л.: 1981.- С. 76-87.

124. Щеглов Б.А. Теоретические основы инженерного расчета динамических осесимметричных процессов пластического формоизменения тонколистовых металлов: Автореф. дис. докт. техн. наук. М.: МАИ, 1979.-34 с.

125. Юдаев В.Б. Основы проектирования эффективных управляемых импульсных процессов штамповки листовых деталей летательных аппаратов: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М.: МАИ, 1993. - 42 с.

126. 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.

127. 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.-1970.-№ 3.-С. 172-181.

128. Box G., Draper N. On minimum-point second-order designs.- Tech-nometrics.- 1974.- Vol. 16.-N. 4.- P. 613-616.

129. Dietz H., Lippman H., Schenk H. Theorie des Magneform-Verfahrens // Erreichbarer Druck .- ETZ Ausg. A. Bd. 89.- H. 12.- 1964.-S.273-278.

130. Drastik F., Vocol M., Smrcka I. Moznasti elektromagnetickovo tvareni kovu // Strojirenstvi.-1965.-№ 3.-S. 222-225.

131. Dynamic plastic Buckling of copper cylindrical Shells / A.L. Florence, P.R. Gefken, S.W. Kirkpatrik 11 International Journal of Solids and Structures. 1991. - Vol. 27.-№ 1.- P. 89-103.

132. Furth H.P., Levine M.A., Waniek R.W. Production and Use of high transient magnetic Fields // Review of Scientific Instruments, pt. I, v. 27, P. 195, 1956; pt. II, Vol. 28, P. 949, 1957.

133. Furth H.P., Waniek R.W. New Ideas on magnetic Forming. // Met-alworking Production.-1962.-Vol. 106.-№ 18, (50).

134. Jablonski J., Winkler R. Analysis of the electromagnetic Forming Process // International Journal mechanic Sei. 1978.- Vol. 20.-P. 315-325.

135. Jansen H. Some Measurements of the Expansion of Metallic Cylinder with Electromagnetic Pulse // IEEE Transactions of Industry aind General Applications.-1968.-№ 4.-P.428-480.

136. Kapitsa P.L. Method of Producing Strong Magnetic Fields // Proceeding of Royal Society Academy.-105(1924).- P.691-710.

137. Lippman H., Schreiner H. Zur Physik der Metallumformung mit hohen Magnetfeld Impulsen // Zeitschrift fur Metallkunde, Bd. 55.- H. 12.- 1964.

138. Lowan A., Davids N., Levenson A. Tables of the zeros of the Leg-endre polynomials of order 1-16 and the weight coefficient for Gauss, mechanical quadrature formula .- Bull. Am. Math. Soc. 48 (1942); 49 (1943).

139. Post R.H. Guest Appearance on Science in Action.- KQED, San Francisco (April), 1958.224