автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Вытяжка с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов

На правах рукописи

Агеева Анастасия Игоревна

ВЫТЯЖКА С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООУ 1 • —

Тула 2008

003171312

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

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Нечепуренко Юрий Григорьевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Шестаков Николай Александрович

кандидат технических наук, профессор Шпунькин Николай Фомич

Ведущая организация - ФГУП «ГНПП «Сплав» (г Тула)

Защита состоится «30» июня 2008 г в 10 час на заседании диссертационного совета Д 212 271 01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г Тула, ГСП, просп им Ленина, д 84-7, 4 корп, ауд 203)

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

Автореферат разослан «28» мая 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

А Б Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства Это стимулирует разработку высокоэффективных технологий, отвечающих указанным требованиям и реализующих экономию материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат Процессы обработки металлов давлением (ОМД) относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий

Материалы, подвергаемые штамповке, как правило, обладают анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов ОМД

В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли толстостенные цилиндрические детали, изготавливаемые вытяжкой и вытяжкой с утонением стенки К ним предъявляются повышенные требования к механическим характеристикам и показателям качества Вытяжку с утонением применяют при изготовлении цилиндрических деталей высотой до 10 диаметров из материалов, обладающих достаточной пластичностью в холодном состоянии Вытяжка с утонением позволяет получать детали, имеющие относительно точные размеры и высокие прочностные свойства, в два-три раза превышающие прочность исходного материала Это обеспечивается упрочнением металла при деформировании в сочетании с соответствующей термической обработкой. Процессы пластического деформирования цилиндрических анизотропных заготовок в коническом (осесимметричное напряженное и деформированное состояния) канале мало изучены

При разработке технологических процессов вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в настоящее время используются эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований формообразования цилиндрических полых заготовок в клиновом (плоское деформированное состояние) канале, в которых не в полной мере учитывается анизотропия механических свойств материала, реальные условия протекания процесса деформирования Таким образом, развитие теории и технологии вытяжки с утонением толстостенных цилиндрических изделий из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, приобретает особую актуальность

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456 2003 8 и № НШ-4190 2006 8), государственным контрактом Федерального агентства по науке и инновациям № 02 513 11 3299 (2007 г), грантами РФФИ № 05-01-96705 (2005-2006 гг) и № 07-01-00041 (2007-2008 гг) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг)» (проект № РНП 2 1 2 8355)

Цель работы. Повышение эффективности изготовления толстостенных цилиндрических деталей вытяжкой с утонением стенки на базе развития теории пластического деформирования полых заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств

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

1 Разработать математическую модель операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств Получить основные уравнения и соотношения для анализа операции вытяжки с утонением стенки цилиндрических заготовок в конических матрицах, протекающих в условиях нерадиального течения и осесимметричного напряженного состояния из анизотропных материалов

2 Выполнить теоретические и экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в конических матрицах

3 Установить влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, силовые режимы и предельные возможности операции вытяжки с утонением стенки

4 Разработать рекомендации и создать пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов

5 Использовать результаты исследований в промышленности и в учебном процессе

Методы исследования. Теоретические исследования операции вытяжки с утонением толстостенных осесимметричных деталей выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела, анализ напряженного и деформированного состояний заготовки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, уравнения состояния и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и по степени использования ресурса пластичности анизотропной цилиндрической заготовки Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры Обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики

Автор защищает;

- математическую модель вытяжки с утонением стенки цилиндрических заготовок в конических матрицах, протекающей в условии нерадиального течения и осесимметричного напряженного и деформированного состояний, из анизотропных материалов,

- основные уравнения и соотношения для анализа пластического нерадиального течения полых заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в коническом (осесимметричное состояние) канапе,

- результаты теоретических исследований вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из анизотропных материалов в конических матрицах,

- установленные закономерности влияния технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств материала заготовки, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности,

- результаты экспериментальных исследований силовых режимов вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов,

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов, обеспечивающие заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий,

- технологический процесс изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 11ЮА

Научная новиша выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения в зависимости от технологических параметров, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на основе разработанной математической модели нерадиального течения анизотропного материала в коническом канале в условиях осесимметричного напряженного и деформированного состояний

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий

Реализация работы Разработан технологический процесс изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 11ЮА, который принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» (г Тула) Технологический процесс обеспечивает уменьшение трудоемкости на 30% и энергоемкости изготовления толстостенных заготовок на 15% за счет уменьшения числа промежуточных термохимических операций по сравнению с существующим технологическим

процессом, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXIX - 1ХХХ «Гагаринские чтения» (г Москва МГТУ «МАТИ», 2003-2008 гг), на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г Тула ТулГУ, 2004 г), на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - Новой России» (г Тула ТулГУ, 2004 г), на международной научно-технической конференции «Автоматизация, проблемы, идеи, решения» (г Тула ТулГУ, 2006 г), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2002-2008 гг )

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 4 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК, 8 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций объемом 4 печ л, из них авторских - 2,1 печ л

Автор выражает глубокую благодарность д т н , профессору С С Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 145 наименований, 3 приложений и включает 109 страниц машинописного текста, содержит 35 рисунков и 2 таблицы Общий объем - 140 страниц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе задачи, ее научная новизна, практическая значимость и реализация работы, приведены положения, выносимые на защиту, и краткое содержание разделов диссертации

В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии пластического деформирования изотропных и анизотропных материалов Показано влияние анизотропии механических свойств материала заготовок на технологические параметры процессов пластического деформирования Проведен анализ существующих технологических процессов изготовления ци-

линдрических деталей методами глубокой вытяжки, намечены пути повышения эффективности их изготовления Обоснована постановка задач исследований

Значительный вклад в развитие теории пластичности, методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов внесли Ю А Аверкиев, Ю А Алюшин, Ю М Арышенский, А А Богатое, Р А Васин, С И Вдовин, Э Ву, В Д Головлев, Ф В Гречников, С И Губкин, Г Я Гун, ГА Данилин, Г Д Дель, А М Дмитриев, Д Друкер, А А Ильюшин, Е И Исаченков, Ю Г Калпин, Л М Качанов, И А Кийко, В Л Колмогоров, М А Колтунов, В Д Кухарь, Н Н Малинин, А Д Матвеев, А Г Овчинников, В А Огородников, С С Одинг, Е А Попов, И П Ренне, В П Романовский, А И Рудской, Ф И Рузанов, Е И Семенов, Я А Соболев, Е Н Сосенушкин, Л Г Степанский, А Д Томленов, Е П Унксов, Р Хилл, В Н Чудин, В В Шевелев, С П Яковлев и другие В трудах этих ученных разработаны и усовершенствованы методы анализа процессов пластического формоизменения, даны примеры их применения к анализу процессов обработки металлов давлением

На основе приведенного обзора работ установлено, что анизотропия механических свойств обрабатываемых материалов оказывает существенное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения, и её следует учитывать при расчетах технологических параметров процессов обработки металлов давлением Наибольшее распространение среди теорий пластичности ортотропного материала при анализе процессов обработки металлов давлением нашла теория течения анизотропного материала Мизеса - Хилла

Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов вытяжки с утонением стенки, вопросы теории пластического нерадиального течения полых заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в коническом (осесимметричное напряженное и деформированное состояния) канале в настоящее время практически не разработаны Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок

При разработке технологических процессов вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей в основном используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, которые не учитывают многие практически важные параметры Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства изделия

Во втором разделе приводятся основные уравнения и соотношения, необходимые для теоретического анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением толстостенных цилиндрических деталей

Материал принимается несжимаемым, анизотропным, для которого справедливы условие текучести Мизеса - Хилла

2/(<т„) = F{ay -az)2+ G(az - ах)2 + Н(ох-ау )2 +

4-2^+2^^ + 2^ = 1 (1)

и ассоциированный закон пластического течения

tktJ=dk-!f-, (2) дад

где F, G, H, L, M, N - параметры, характеризующие текущее состояние анизотропии, а у - компоненты тензора напряжений в главных осях анизотропии, de у - компоненты приращения тензора деформаций, сИк - коэффициент пропорциональности (х, у, z - главные оси анизотропии)

Параметры анизотропии F, G, H, L, M, N связаны с величинами сопротивления материала пластическому деформированию известными соотношениями. Введены понятия интенсивности напряжений а, и приращения интенсивности деформации de,

Материал заготовки принимается изотропно-упрочняющимся

о,=а10 + Л(г,)п, (3)

где а,0,А,е,,п - экспериментальные константы материалов

Величина повреждаемости материала при пластическом формоизменении по деформационной модели разрушения сое вычисляется по формуле

Е| Ир

<ое=1^Ч (4)

О si»P

где а = (<Т] +С2+оз)/3 - среднее напряжение, oj, с 2 и (Т3 - главные напряжения, гшр = ег„^(а/о,,а,Р,у) - предельная интенсивность деформации, а, (3, у •

углы между первой главной осью напряжений и главными осями анизотропии х, у и z

Величина предельной интенсивности деформации гтр находится по выражению

ешр = Пехр

(«О + a] cos а + Д2 cos Р + 03 cos у),

где О, и - константы материала, определяемые в зависимости от рода материала согласно работам Е1Л Колмогорова и А А Богатова, я2 и а3 " константы материала, зависящие от анизотропии механических свойств материала заготовки и определяемые из опытов на растяжение образцов в условиях плоского напряженного и плоского деформированного состояний

В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготавливаемого изделия согласно рекомендациям В Л Колмогорова и А А Богатова уровень повреждаемости не должен превышать величины х> т е

В третьем разделе диссертации изложена разработанная математическая модель операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок Приведены основные уравнения и необходимые соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения операции вытяжки с утонением стенки в конической матрице

Рассмотрена операция вытяжки с утонением стенки осесимметричной толстостенной цилиндрической заготовки Материал заготовки жесткопла-стический, обладает цилиндрической анизотропией механических свойств Течение материала принимается осе-симметричным Анализ процесса вытяжки с утонением стенки реализуется в цилиндрической системе координат Схема к анализу вытяжки с утонением стенки приведена на рис 1 Течение материала принимается установившееся Принимаем, что условия трения на контактной поверхности инструмента с заготовкой подчиняется закону Кулона „ , ________

_ _ 1 3 Рисунок 1 Схема к анализу вытяжки

ТМ - \1М°пМ > т Л - ^ Л°лЛ > с утонением стенки

где и ц/7 - коэффициенты трения на контактных поверхностях матрицы и пуансона, а„м и опц - нормальные напряжения на контактных поверхностях матрицы и пуансона соответственно

Условие несжимаемости материала позволяет установить связь между скоростью течения материала на входе в очаг деформации и выходе из очага деформации

*1р1 +2ря) '¿•0С?0 + 2ря)' где У\ - скорость перемещения пуансона

Компоненты осевой У2 и радиальной Ур скоростей течения могут быть определены по выражениям

г0 = П-

rï „2

р -рл

Ei,p=-,0lp±^mbà,gp, (6)

„2

Р ~РЛ

где/gp^ ^(Р-РЯ) s0-tga(l-3)

Скорости деформаций рассчитываются по выражениям, полученным с учетом соотношений (6), условия несжимаемости материала = - Çg, следующим образом

£ = = 2V ■УЗа1Р-у0-(/~г)%аРя]

& ° (р + ря)[5о-(/-2)/яа]3 '

е КР_ г/ (Р + Р п) - 2(1 - г)<8а Р Я ](р - Р // У<8а п\

ед = — -иг-;----гт--«--'

р (р + Ря)Рк-№(/-г)Г

дуР = _уо ¿0 Р2 + ¿'О Ря - 2(/ - г)#2а Р// ¿р Ф (р + ря)[50-(/-г)гяа}}р

^Р2 ~ 2 У '

где

¿7 = ^о &2а (Р2 - Ря) [Зр-5-о - - г)РЯ + Ря^о] " - 2 50Ря С - г)

Величина интенсивности скоростей деформаций £, вычисляется по выражению

г;, = ^[(1 + + + + ++ ЛЙеР +

2 Т1/2

V ]

/[л/злУ2Л0(1+/ге + й2)], (8)

„ н „ н п м

где Лг= —, лрг=у

Выражение (8) позволяет определить распределение интенсивностей скоростей деформаций вдоль ряда (А;) траекторий течения материала

Накопленная интенсивность деформации вдоль к - ой траектории с учетом добавки деформации, связанной с изменением поворота траектории частицы материала при входе в очаг деформации, определяется по выражению

<9,

1=1 V

Для определения накопленной интенсивности деформации в заготовке после деформации следует к рассчитанной величине добавить еще второй член к выражению (9) на выходе из очага деформации

Имея в своем распоряжении кривую упрочнения материала, находим среднюю величину интенсивности напряжения а, в очаге деформации по формуле

а, =ал + Аг%р, (10)

где ст,о, Л и п - параметры кривой упрочнения, е,ср - средняя величина интенсивности деформации в очаге деформации

и

Для определения напряжений в очаге деформации располагаем уравнениями теории пластического течения анизотропного материала о _а 2д, + а2 + -/Щ)

2 0 яМ^+^ + Щ)

сте-°р = ^к--п , , . „^-> (11)

ар~а1

2 о, + +

3 4, Яе(лг + 1+йе)

Л^ Р2

и уравнениями равновесия в цилиндрической системе координат

+ ^9=0, + (12)

Эр & р 90 Эр дг р

где стр,стд,ст2,тр;г - нормальные и касательное напряжения, являющиеся функциями риг

Рассмотрим третье уравнение равновесия из системы (12) Используя соотношения (11) и выражение для определения 5рг, получим

Эг 3 Л"р,/?г

[^(р.4-

где

3 С/5 Р

х д0^2а[9р2д0 - 8(/ - г)рлр^ + 2рлрА0 - Зр]/д0] _ _ 1 у ■У0^2«(Р2 - РЯ)[3р*0 - 4(/ - г)ря#СС + Ря^оЬ

- 2 д0ря(/ - г)<аа[д0 - (/ - г)(е«р 2(р + рл )|>0 - (/ - г^сс]4

Представив уравнение (13) в виде конечных разностей и разрешив его относительно искомого напряжения, получим выражения для определения величины напряжения а. Для интегрирования этого уравнения нужно сформулировать граничные условия В соответствии с выбранной кинематикой течения на входе в очаге деформации и выходе из него происходит изменение направления течения от вертикального до наклонного к осевой под углом (3, что связано с разрывом тангенциальной составляющей скорости течения Изменение направления течения учитывается путем коррекции осевого напряжения на границе очага деформации по методу баланса мощностей

на границе очага деформации по методу баланса мощностей следующим образом

Aoz = Tjpzsir>PcosP О4)

Заметим, что угол р на входе в очаг деформации определяется по формуле tg$ = tga(p-pjj)/s(), а при выходе из очага деформации так /gP = /ga(p-p/7)/í1

Соотношение (14) является граничным условием для уравнения (13) при z=l Компоненты напряжений ор, oq и xpz определяются из уравнений (И)

Силовые режимы процесса вытяжки с утонением толстостенных деталей определяются следующим образом

Составляющая силы Pzц для преодоления трения на матрице находится по выражению.

Сила, разгружающая стенку изделия, определяется по формуле

pz2k=nVnGnncpPn} Сила, передающаяся на стенку изделия, вычисляется так

РЯ+*1

Рст = 2л ¡cz(p)pdp + Pzlk, Р я

а сила операции вытяжки определяется следующим образом

Р/7+íl

Р = 2я Joz(p)p dp + PzXk+Pz2k, Р я-

t¿ I l' гДе cnMcp = j]^nM(L)dL> L =-> °рлср = 71стрл(0^

Lj q COS ОС / Q

Величину находим по формуле преобразования компонент напряжений при переходе от одной системы координат к другой так

2 2 °пМ = °р cos а + °z sin а~ трz Sln

В четвертом разделе изложены результаты теоретических исследований операции вытяжки с утонением стенки толстостенных осесимметричных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств Выявлено влияние анизотропии механических свойств материала заготовки, технологических параметров, геометрических размеров 5аготовки и детали, степени деформации, угла конусности матрицы, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности формоизменения

Расчеты выполнены для операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из ряда материалов, механические свойства которых приведены в табл 1, при следующих геометрических размерах заготовки sq = 4 мм, Dq =40 мм

Таблица 1

Механические характеристики исследуемых материалов

Материал ст(0> МПа л, МПа п Ле

Сталь 08 кп 268,66 329,5 0,478 0,817 0,783 2,999

Сталь 1ПОА 220,0 425,4 0,58 0,92 1,25 2,800

Латунь Л63 214,94 509,07 0,575 0,666 0,750 2,479

Алюминиевый сплав АМгбМ 29,20 151,83 0,440 0,67 0,540 2,805

Продолжение табл I

Материал а и а0 «1 а2

Сталь 08 кп 1,791 -0,946 0,471 0,169 0,143

Сталь 11ЮА 6,2 -0,946 0,505 -0,132 -0,145

Латунь Л63 4,640 -0,769 0,793 -0,279 -0,246

Алюминиевый сплав АМгбМ 2,148 -1,230 0,417 0,217 0,338

Графические зависимости изменения относительных величин осевого напряжения а, = Рст/[%{2р ц - и силы процесса

Р = Р1[тг(£>о — л-д)л,о<5'(о] от Угла конусности матрицы а при вытяжке с утонением стенки полых цилиндрических заготовок из стали 11ЮА представлены на рис 2 (£>о = 2ро)

14 ~

г

О о

0 2

(1 12 11 1*!д\с <0 6 12 г 1Ь > /»«'к <0

а б

Рисунок 2 Графические зависимости изменения аг и Р от а (ЦА/ =0,05, ия=0,1)

Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с увеличением угла конусности матрицы а (рис 2, а), уменьшением коэффициента утонения т3 и относительной величины Од /¿о, увеличением коэффициентов трения на контактных поверхностях инструмента относительная величина осевого напряжения ог возрастает Установлено, что при вытяжке с утонением стенки толстостенных заготовок существуют оптимальные углы конусности матрицы в пределах 12 18°, соответствующие наименьшей величине силы (рис 2, б)

Показано, что с увеличением коэффициента утонения и отношения О^/.ч^, уменьшением коэффициентов трения на контактной поверхности матрицы и пуансона цп относительная величина силы Р уменьшается

Оценены величины неоднородности интенсивности деформации и механических свойств, а также накопленных микроповреждений ае в стенке цилиндрической детали после операции вытяжки с утонением Графические зависимости изменения относительной величины неоднородности интенсивности деформации =(в,тах-8,т1П)/е,тш и сопротивления материала пластическому деформированию 5а =(о,тах-огт1П)/о,тш по толщине цилиндрической детали изготовленной из латуни Л63 от угла конусности матрицы а представлены на рис 3 Здесь 8,тах, е1тт и сг,тах, ст,тт - максимальная и минимальная величины интенсивности деформации и напряжения по толщине стенки детали Расчеты выполнены для геометрических параметров заготовок и рабочего инструмента, соответствующих предыдущим исследованиям

к - 2 - - иу»0 f>

о- fi'rfl 4L

12

is

^раО к

30

Рисунок 3 Зависимость 6е (а) и 6а (б) от а (латунь Л63) (Ц) = 40 мм, до = 4мм, цд^ =0,05, =0,1)

Анализ графических зависимостей (рис 3) показывает, что величина неоднородности интенсивности деформации 5Е в стенке детали с уменьшением угла конусности матрицы а и коэффициента утонения ms падает, что говорит о более благоприятных условиях формирования механических свойств материала стенки изготавливаемого изделия Установлено, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшения коэффициента утонения ms приводит к росту максимальной величины накопленной повреждаемости сое на выходе из очага пластической деформации

Предельные степени деформации вытяжки с утонением стенки определялись по максимальной величине растягивающего напряжения a*sz с учетом упрочнения на выходе из очага пластической деформации (первый критерий)

--т-Г (15)

7и,(5,+2рЯ)

и по величине степени использования ресурса пластичности (второй критерий)

юв = /—Т^Т-* (16)

В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготовляемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать величины х При назначении величин степеней деформации в процессе пластического формоизменения следует учитывать рекомендации по степени использования запаса пластичности В Л Колмогорова и А А Богатова, согласно которым для ответственных деталей, работающих и подвергающихся после обработки давлением термической обработке (отжигу или закалке), допустимой величиной степени использования запаса пластичности следует считать х = 0,25, а для неответственных деталей допустимая степень использования запаса пластичности может быть принята х = 0,65

Предельные коэффициенты утонения т!пр определялись в зависимости от угла конусности матрицы а, относительной величины Ц)/,?о и коэффициентов трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки

(Мм ИМ

Графические зависимости изменения предельного коэффициента утонения т1пр, вычисленного по первому (15) и второму (16) критериям разрушения, от угла конусности матрицы а и отношения Д)/^ Для стали 11ЮА приведены на рис 4 Здесь кривая 1 соответствует величине т5пр, определенной по максимальной величине осевого напряжения а2 на выходе из очага пластической деформации (15), кривая 2 соответствует величине т!пр, вычисленной по степени использования ресурса пластичности (16) при х = 0>25, кривая 3 - при х = 0>65, кривая 4 - х = 1>0 Расчеты выполнены при ц/7 = 0,1, \ху =0,05, .Уд = 4 мм, £>о=40 мм Положения кривых 1 - 4 определяют возможности деформирования заготовки в зависимости от технических требований на изделие

Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с увеличением угла конусности матрицы а и коэффициента трения на контактной поверхности матрицы уменьшением относительной величины Д)/.$о предельный коэффициент утонения тзпр увеличивается Так увеличение угла конусности

матрицы от 6 до 30° сопровождается ростом величины т5пр на 45 % Уменьшение относительной величины ¿»о^О с 14 до 2 приводит к увеличению предельного коэффициента утонения т5пр на 30% Показано, что предельные

возможности формоизменения операции вытяжки с утонением осесимметрич-ных деталей ограничиваются как допустимой величиной накопленных микроповреждений, так и максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, что зависит от механических свойств исходного материала и технологических параметров процесса деформирования

1 о

и 8

0 6

04

о:

Рисунок 4 Графические зависимости изменения т5„р от а (а) и (б)

а- £>о/^о=10> б - а = 18°

Установлено, что предельные возможности деформирования операции вытяжки с утонением осесимметричных деталей из стали 11ЮА при а <18° ограничиваются максимальной величиной осевого напряжения на выходе из

очага пластической деформации (рис. 4), а при а > 18° - величиной накопленных микроповреждений х = 1 • При вытяжке с утонением осесимметричных деталей из алюминиевого сплава АМгбМ наблюдается обратная закономерность Предельные возможности деформирования при а <18° ограничиваются величиной накопленных микроповреждений (х = 1), а а > 18° - максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации

Полученные результаты качественно и количественно согласуются с экспериментальными данными, полученными другими авторами

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты экспериментальных исследований силовых режимов вытяжки с утонением стенки тонкостенных цилиндрических деталей из стали 11ЮА, а также результаты практической реализации теоретических и экспериментальных исследований

Экспериментальные работы по исследованию силовых режимов операции вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из стали 11ЮА выполнены на гидравлическом прессе П459 В качестве смазки использовалось фосфатирование заготовок с последующим их омыливанием Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции вытяжки с утонением стенки указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10 %)

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований созданы рекомендации по расчету технологических параметров глубокой вытяжки цилиндрических деталей, которые использованы при разработке технологического процесса изготовления толстостенных цилиндрических полуфабрикатов для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 11ЮА

Существующий технологический процесс включал в себя шесть вытяжных операций Изучение механических свойств исходного материала (характеристик анизотропии и пластичности), показало наличие значительных резервов

1>' г

Г> 10 14

А,/»"—-б

интенсификации существующего технологического процесса Использование разработанных рекомендаций по вытяжке анизотропных толстостенных заготовок, позволило сократить число вытяжных операций до четырех

Разработанный технологический процесс прошел опытно-промышленную проверку на ОАО «ТНИТИ» Технологический процесс обеспечивает уменьшение трудоемкости на 30% и энергоемкости изготовления толстостенных заготовок на 15% за счет уменьшения чеисла промежуточных термохимических операций по сравнению с существующим технологическим процессом, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для оборонной, судостроительной, транспортной и других отраслях машиностроения, и состоящая в научном обосновании режимов операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей на базе развития теории пластического деформирования анизотропных полых заготовок в коническом канале, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий

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

1. Разработана математическая модель вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в конических матрицах, протекающей в условии нерадиального течения и осесимметричного напряженного и деформированного состояний Получены основные уравнения и необходимые соотношения для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения осесимметричной вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов Разработаны алгоритм расчета кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования, а также программное обеспечение для ЭВМ

2 Выполнены теоретические исследования осесимметричной вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в конических матрицах Выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения в зависимости от технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на

основе разработанной математической модели нерадиального течения анизотропного материала в коническом канале в условиях осесимметричного напряженного и деформированного состояний

3. Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а, уменьшением коэффициента утонения т5 и относительной величины £>о /^о > увеличением коэффициентов трения на контактных поверхностях рабочего инструмента относительная величина осевого напряжения а2 возрастает Установлено, что при вытяжке с утонением стенки толстостенных заготовок существуют оптимальные углы конусности матрицы в пределах 12 18°, соответствующие наименьшей величине силы Показано, что с увеличением коэффициента утонения Шц и отношения уменьшением коэффициентов трения на контактной поверхности матрицы и пуансона \х.ц относительная величина

силы Р уменьшается

4 Оценены величины неоднородности интенсивности деформации 5е и механических свойств 8а, а также величина накопленных микроповреждений в стенке цилиндрической детали после операции вытяжки с утонением Установлено, что величина неоднородности интенсивности деформации 6е в стенке детали с уменьшением угла конусности матрицы а и коэффициента утонения т! падает, что говорит о более благоприятных условиях формирования механических свойств материала стенки изготавливаемого изделия Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшения коэффициента утонения т3 приводит к росту максимальной величины накопленной повреждаемости ае на выходе из очага пластической деформации

5 Определены предельные степени деформации вытяжки с утонением стенки по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации с учетом упрочнения, а также по величине степени использования ресурса пластичности Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а и коэффициента трения на контактной поверхности матрицы \1М, уменьшением относительной величины £>0 /¿о предельный коэффициент утонения тзпр увеличивается Так увеличение угла конусности

матрицы от 6 до 30° сопровождается ростом величины т5пр на 45 % Уменьшение относительной величины £>о /яд с 14 до 2 приводит к увеличению предельного коэффициента утонения т5Пр на 30% Показано, что предельные

возможности формоизменения операции вытяжки с утонением осесимметрич-ных деталей ограничиваются как допустимой величиной накопленных микроповреждений, так и максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, что зависит от механических свойств исходного материала и технологических параметров процесса деформирования

6 Показано существенное влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности формообразования вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей Установлено, что величины относительного напряжения и силы увеличиваются с ростом коэф-

фициента нормальной анизотропии R Увеличение коэффициента анизотропии R от 0,2 до 2 приводит к росту относительных величин осевого напряжения az на 50%, а силы Р - на 30% Показано, что рост коэффициента анизотропии R от 0,2 до 2 сопровождается увеличением предельного коэффициента утонения msnp на 30%

7 Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из стали 11ЮА Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных данных по силовым режимам вытяжки с утонением стенки указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10%)

8 На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию технологических параметров глубокой вытяжки цилиндрических деталей, которые использованы при разработке технологического процесса изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 11ЮА Разработанный технологический процесс прошел опытно-промышленную проверку на ОАО «ТНИТИ» Технологический процесс обеспечивает уменьшение трудоемкости на 30% и энергоемкости изготовления толстостенных заготовок на 15% за счет уменьшения числа промежуточных термохимических операций по сравнению с существующим технологическим процессом, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Яковлев С.С., Пилипенко О.В., Агеева А.И. Математическая модель процесса вытяжки с утонением стенкн толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 2. - С. 69 - 77.

2. Пилипенко О.В., Агеева А.И. Технологические параметры процесса вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 3. - С. 125-132.

3. Агеева А.И. Исследование силовых режимов и предельных возможностей вытяжки с утонением стенки толстостенных заготовок из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2007 - Вып. 2. - С. 99 - 105.

4. Пилипенко О.В , Агеева А.И. Предельные возможности процесса вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из

анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 4. - С. 38-47.

5 Яковлев С С , Агеева А И, Нечепуренко Ю Г Математическое моделирование процесса вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов // Информационные технологии в обработке давлением - Украина, Краматорск ДГМА, 2008 - С 110-116

6 Тонеев Д А , Агеева А И О предельных возможностях деформирования при глубокой вытяжке // Идеи молодых - Новой России Сб тез док 1-й Всероссийск научно-техн конф студ и асп 24 - 26 марта 2004 г - Тула Изд-во ТулГУ, 2004 -С 49-50

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

8 Агеева А И Предельные возможности формоизменения при глубокой вытяжке // XXIX Га1аринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов -М МАТИ, 2003 -Том 1 -С 73-74

9 Пилипенко О В , Яковлев С П , Агеева А И Технологические процессы деформирования высокопрочных материалов // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация, проблемы, идеи, решения» (АПИР-11), 16-17 октября 2006 г, Тула ТулГУ - С 194-195

10 Агеева А И Вытяжка с утонением стенки толстостенной цилиндрической заготовки из анизотропного материала // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета - Тула Изд-во ТулГУ, 2007 -С 168-171

11 Агеева А И , Дериева А Н Подход к анализу процесса вытяжки с утонением толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропного материала // ХХХШ Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов -М МАТИ, 2007 - Том 1 -С 198-199

12 Агеева А И, Дериева А Н Математическая модель процесса вытяжки с утонением с генки толстостенной цилиндрической заготовки из анизотропного материала // XXIV Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - М МАТИ, 2008 - Том 1 - С 75-76

Подписано в печать¿¿.05 2008 Формат бумаги 60x84 . Бумага офсетная.

Усл. печ л 1,1 Уч.-изд л 1,0 Тираж 100 ЭК1 Заказ .

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

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г Тула, ул Бочднна, 151

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования процессов глубокой вытяжки цилиндрических деталей.

1.2. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы штамповки.

Актуальность темы. Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства. Это стимулирует разработку высокоэффективных технологий, отвечающих указанным требованиям и реализующих экономию материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат. Процессы обработки металлов давлением (ОМД) относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий.

Материалы, подвергаемые штамповке, как правило, обладают анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов ОМД.

В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли толстостенные цилиндрические детали, изготавливаемые вытяжкой и вытяжкой с утонением стенки. К ним предъявляются повышенные требования к механическим характеристикам и показателям качества. Вытяжку с утонением применяют при изготовлении цилиндрических деталей высотой до 10 диаметров из материалов, обладающих достаточной пластичностью в холодном состоянии. Вытяжка* с утонением позволяет получать детали, имеющие относительно точные размеры и высокие прочностные свойства, в два-три раза превышающие прочность исходного материала. Это обеспечивается упрочнением металла при деформировании в сочетании с соответствующей термической обработкой. Процессы пластического деформирования цилиндрических анизотропных заготовок в коническом (осесимметричное напряженное и деформированное состояния) канале мало изучены.

При разработке технологических процессов вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в настоящее время используются эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований формообразования цилиндрических полых заготовок в клиновом (плоское деформированное состояние) канале, в которых не в полной мере учитывается анизотропия механических свойств материала, реальные условия протекания процесса деформирования. Таким образом, развитие теории и технологии вытяжки с утонением толстостенных цилиндрических изделий из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, приобретает особую актуальность.

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), государственным контрактом Федерального агентства по науке и инновациям № 02.513.11.3299 (2007 г.), грантами РФФИ № 05-01-96705 (2005-2006 гг.) и № 07-01-00041 (2007-2008 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект № РНП 2.1.2.8355).

Цель работы. Повышение эффективности изготовления толстостенных цилиндрических деталей вытяжкой с утонением стенки на базе развития теории пластического деформирования полых заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств.

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

1. Разработать математическую модель операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств. Получить основные уравнения и соотношения для анализа операции вытяжки с утонением стенки цилиндрических заготовок в конических матрицах, протекающих в условиях нерадиального течения и осесимметричного напряженного состояния из анизотропных материалов.

2. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в конических матрицах.

3. Установить влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, силовые режимы и предельные возможности операции вытяжки с утонением стенки.

4. Разработать рекомендации и создать пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из анизотропных материалов.

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

Методы исследования. Теоретические исследования операции вытяжки с утонением толстостенных осесимметричных деталей выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела; анализ напряженного и деформированного состояний заготовки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, уравнения состояния и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях. Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и по критерию локальной потери устойчивости анизотропной цилиндрической заготовки. Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры. Обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики.

Автор защищает:

- математическую модель вытяжки с утонением стенки цилиндрических заготовок в конических матрицах, протекающей в условии нерадиального течения и осесимметричного напряженного и деформированного состояний, из анизотропных материалов;

- основные уравнения и соотношения для анализа пластического нерадиального течения полых заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в коническом (осесимметричное состояние) канале;

- результаты теоретических исследований вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из анизотропных материалов в конических матрицах;

- установленные зависимости влияния технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств материала заготовки, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности;

- результаты экспериментальных исследований силовых режимов вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов;

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов, обеспечивающие заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий;

- технологический процесс изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 18ЮА.

Научная новизна: выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения в зависимости от технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на основе разработанной математической модели нерадиального течения анизотропного материала в коническом канале в условиях осесимметричного напряженного и деформированного состояний.

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, полученными как лично автором, так и другими исследователями, а также использованием результатов работы в промышленности.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

Реализация работы. Разработан технологический процесс изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 18ЮА, который принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Технологический процесс обеспечивает уменьшение трудоемкости и энергоемкости изготовления толстостенных заготовок на 30% по сравнению с существующим технологическим процессом, повышение производительности, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам. Отдёльные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXIV — XXIX «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2003-2008 гг.), на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.), на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - Новой России» (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.), на международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (г. Тула: ТулГУ, 2006 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2002-2008 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 4 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК, 8 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций объемом 4 печ. л.; из них авторских - 2,1 печ. л.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору С.С. Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 145 наименований, 3 приложений и включает 110 страниц машинописного текста, содержит 35 рисунков и 1 таблицу. Общий объем - 139 страниц.

5.6. Основные результаты и выводы

1. Выполнены экспериментальные исследования силовых режимов процесса вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из стали 11ЮА. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции вытяжки с утонением толстостенных цилиндрических заготовок указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10 %).

2. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны технологические рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления толстостенных осесимметричных деталей с заданными показателями качества методами глубокой вытяжки. Эти рекомендации использованы при разработке нового технологического процесса изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 11ЮА.

3. Разработанный технологический процесс прошел опытно-промышленную проверку на ОАО «ТНИТИ». Технологический процесс обеспечивает уменьшение трудоемкости и энергоемкости изготовления толстостенных заготовок на 30% по сравнению с существующим технологическим процессом, повышение производительности, при этом достигаются неj обходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам.

4. Материалы диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в ряде лекционных курсов при подготовке бакалавров направления 150400 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».

92

Заключение

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для оборонной, судостроительной, транспортной и других отраслях машиностроения, и состоящая в научном обосновании режимов операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей на базе развития теории пластического деформирования анизотропных полых заготовок в коническом канале, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

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

1. Разработана математическая модель вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в конических матрицах, протекающей в условии нерадиального течения и осесимметричного напряженного и деформированного состояний. Получены основные уравнения и необходимые соотношения для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения осесимметричной вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов. Разработаны алгоритм расчета кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования, а также программное обеспечение для ЭВМ.

2. Выполнены теоретические исследования осесимметричной вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в конических матрицах. Выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения в зависимости от технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на основе разработанной математической модели нерадиального течения анизотропного материала в коническом канале в условиях осесим-метричного напряженного и деформированного состояний.

3. Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а, уменьшением коэффициента утонения ms и относительной величины Dq/sq, увеличением коэффициентов трения на контактных поверхностях инструмента относительная величина осевого напряжения а2 возрастает. Установлено, что при вытяжке с утонением стенки толстостенных заготовок существуют оптимальные углы конусности матрицы в пределах 12. 18°, соответствующие наименьшей величине силы. Показано, что с увеличением коэффициента утонения ms и отношения Dq/sq, уменьшением коэффициентов трения на контактной поверхности матрицы и пуансона относительная величина силы Р уменьшается.

4. Оценены величины неоднородности интенсивности деформации 5е и механических свойств 5СТ, а также величина накопленных микроповреждений в стенке цилиндрической детали после операции вытяжки с утонением. Установлено, что величина неоднородности интенсивности деформации 5е в стенке детали с уменьшением угла конусности матрицы а и коэффициента утонения ms падает, что говорит о более благоприятных условиях формирования механических свойств материала стенки изготавливаемого изделия. Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение коэффициента утонения ms приводит к росту максимальной величины накопленной повреждаемости сое на выходе из очага пластической деформации.

5. Определены предельные степени деформации вытяжки с утонением стенки по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации с учетом упрочнения, а также по величине степени использования ресурса пластичности. Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а и коэффициента трения на контактной поверхности матрицы \хм, уменьшением относительной величины Dq / sq предельный коэффициент утонения msnp увеличивается. Так увеличение угла конусности матрицы от 6 до 30° сопровождается ростом величины msllp на 45 %. Уменьшение относительной величины Dq/sq с 14 до 2 приводит к увеличению предельного коэффициента утонения msnp на 30%. Показано, что предельные возможности формоизменения операции вытяжки с утонением осесимметричных деталей ограничиваются как допустимой величиной накопленных микроповреждений, так и максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, что зависит от механических свойств исходного материала и технологических параметров процесса деформирования.

6. Показано существенное влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности формообразования вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей. Установлено, что величины относительного напряжения и силы увеличиваются с ростом коэффициента нормальной анизотропии R. Увеличение коэффициента ани7 зотропии R от 0,2 до 2 приводит к росту относительных величин осевого напряжения а2 на 50%, а силы Р - на 30%. Показано, что рост коэффициента анизотропии R от 0,2 до 2 сопровождается увеличением предельного коэффициента утонения msnp на 30%.

7. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов операции вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из стали 11ЮА. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных данных по силовым режимам вытяжки с утонением стенки указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10%).

8. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию технологических параметров глубокой вытяжки цилиндрических деталей, которые использованы при разработке технологического процесса изготовления толстостенных цилиндрических заготовок для осесимметричных изделий ответственного назначения из стали 11ЮА. Разработанный технологический процесс прошел опытно-промышленную проверку на ОАО «ТНИТИ». Технологический процесс обеспечивает уменьшение трудоемкости и энергоемкости изготовления толстостенных заготовок на 30% по сравнению с существующим технологическим процессом, повышение производительности, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета.

1. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки: Учебн. для вузов. М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.

2. Авицур Б. Исследование процессов волочения проволоки и выдавливания через конические матрицы с большим углом конусности // Труды американского общества инженеров-механиков. М.: Мир, 1964.-№ 4. - С. 13-15.

3. Агеева А.И. Вытяжка с утонением стенки толстостенной цилиндрической заготовки из анизотропного материала // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007.-С. 168-171.

4. Агеева А.И. Исследование силовых режимов и предельных возможностей вытяжки с утонением стенки толстостенных заготовок из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. -Тула: Изд-во ТулГУ. 2007. - Вып. 2. - С. 99 - 105.

5. Агеева А.И. Предельные возможности формоизменения при глубокой вытяжке // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2003. - Том 1. - С. 7374.

6. Адамеску Р.А., Гельд П.В., Митюшков Е.А. Анизотропия физических свойств металлов. М.: Металлургия, 1985. - 136 с.

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

8. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. -JL: Машиностроение, 1969. 112 с.

9. Бакхауз Г. Анизотропия упрочнения. Теория в сопоставлении с экспериментом // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1976. - №6. -С. 120- 129.

10. Басовский JI.E. Прогнозирование повреждаемости деформируемых материалов при немонотонном нагружении // Известия вузов. Машиностроение. 1990. - №2. - С. 3 - 7.

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

12. Баудер У. Глубокая вытяжка пустотелых изделий из толстых листов // Проблемы современной металлургии: Сборник сокращенных переводов и обзоров иностранной периодической литературы. М.: Иностранная литература. - 1952. - №2. - С. 93 - 110.

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

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

15. Быковцев Г.И. О плоской деформации анизотропных идеально-пластических тел //. Известия АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1963. - №2.-С. 66-74.

16. Бэкофен В. Процессы деформации. М.: Металлургия, 1977.260 с.

17. Валиев С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов. М.: Машиностроение, 1973. - 176 с.

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

19. By Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред // Механика композиционных материалов / Пер. с англ. М.: Мир, 1978.-С. 401 -491.

20. Вытяжка с утонением стенки / И.П. Ренне, В.Н. Рогожин, В.П. Кузнецов и др. Тула: ТПИ, 1970. - 141 с.

21. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984.-428 с.

22. Гельфонд B.JI. Построение математической модели процесса образования разностенности при вытяжке с утонением стенки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула ТПИ, 1974. -Вып.35. - С. 60-68.

23. Геогджаев В.И. Пластическое плоское деформированное состояние ортотропных сред // Труды МФТИ. 1958. - Вып. 1.- С. 55 - 68.

24. Геогджаев В.О. Волочение тонкостенных анизотропных труб сквозь коническую матрицу // Прикладная механика. 1968. - Т.4. - Вып. 2. -С. 79 - 83.

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

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

27. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, I960.- Т. 1.- 376 е., Т. 2.- 416 е., Т. 3.- 306 с.

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

29. Данилов B.JI. К формулировке закона деформационного упрочнения // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1971. - № 6. - С. 146 -150.

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

31. Демин В.А. Проектирование процессов тонколистовой штамповки на основе прогнозирования технологических отказов. М.: Машиностроение -1, 2002. - 186 с.

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

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

34. Жарков В.А. Методика разработки технологических процессов вытяжки с учетом анизотропии листовых материалов // Кузнечно-штамповочное производство. 1994. - №10. - С. 5 - 9.

35. Жарков В.А. Перспективы экономии металла в листоштамповоч-ном производстве // Кузнечно-штамповочное производство. 1991. - №12. -С.7- 11.

36. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. - 541 с.

37. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Л.: Машиностроение, 1980.432 с.

38. Ивлев Д.Д., Быковцев Г.И. Теория упрочняющегося пластического тела. М.: Наука, 1971. - 232 с.

39. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных металлов / С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.С. Яковлев, Я.А. Соболев. М: Машиностроение-!, Изд-во ТулГУ, 2004. — 427 с.

40. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР. - 1963.207 с.

41. Исследование параметров анизотропии в процессах ротационной вытяжки / А.И. Вальтер, Л.Г. Юдин, И.Ф. Кучин, В.Г. Смеликов // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1986.-С. 156- 160.

42. Качанов JI.M. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.312 с.

43. Кибардин Н.А. Исследование пластической анизотропии металла статистическим методом // Заводская лаборатория. 1981. - № 9. - С. 85 - 89.

44. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. - М.: Машиностроение, 1987. - 544 с.

45. Колесников Н.П. Зависимость штампуемости стали от анизотропии при вытяжке деталей сложной формы // Кузнечно-штамповочное производство. 1962. - № 8. - С. 18 - 19.

46. Колесников Н.П. Расчет напряженно-деформированного состояния при вытяжке с учетом анизотропии // Кузнечно-штамповочное производство. 1963. - № 9.- С. 15 - 19.

47. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. -Екатеринбург: Уральский государственный технический университет (УПИ), 2001.-836 с.

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

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

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

51. Кузин В.Ф. Влияние анизотропии на разностенность при вытяжке с утонением стенки // Обработка металлов давлением. Тула: ТПИ, 1971. -С. 171 - 176.

52. Кузин В.Ф., Юдин Л.Г., Ренне И.П. Изменение показателя анизотропии в процессе многооперационной вытяжки с утонением стенки // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула: ТПИ, 1968.-С. 229-234.

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

54. Листовая штамповка: Расчет технологических параметров: Справочник / В.И. Ершов, О.В. Попов, А.С. Чумадин и др. М.: изд-во МАИ, 1999.-516 с.

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

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

57. Малов А.Н. Производство патронов стрелкового оружия. М.: Оборонгиз, 1947. - 414 с.

58. Маркин А.А., Яковлев С.С. Влияние вращения главных осей ор-тотропии на процессы деформирования анизотропных, идеально-пластических материалов // Механика твердого тела. 1996. - №1. - С. 66 -69.

59. Маркин А.А., Яковлев С.С., Здор Г.Н. Пластическое деформирование ортотропного анизотропно-упрочняющегося слоя // Вести АН Бела-руссии. Технические науки. Минск. - 1994. - №4. - С. 3 - 8.

60. Мельников Э.Л. Холодная штамповка днищ. М.: Машиностроение, 1986. - 192 с.

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

62. Недорезов В.Е. Глубокая вытяжка листового металла. М., JL: Машгиз, 1949. - 104 с.

63. Неймарк А.С. К вопросу об определении параметров анизотропии ортотропных материалов // Известия вузов СССР. Машиностроение. -1975.-№ 6.-С. 5-9.

64. Нечепуренко Ю.Г. Перспективные технологии изготовления цилиндрических изделий. Тула: ТулГУ, 2001. - 263 с.

65. Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула: ТулГУ, 2000. - 195 с.

66. Обозов И.П. Анализ процесса свертки с утонением стенки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1973.-Вып. 29. - С. 194 - 208.

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

68. Овчинников А.Г., Жарков В.А. Исследование влияния анизотропии на вытяжку листового металла // Известия вузов. Машиностроение. -1979.-№8.- С. 94-98.

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

70. Пилипенко О.В. Изотермическая комбинированная вытяжка цилиндрических деталей из анизотропных материалов в режиме ползучести // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -2008.-№2.-С. 3-7.

71. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов: монография / О.В. Пилипенко Тула: Изд-во ТулГУ, 2007.- 150 с.

72. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов // Заготовительные производства в машиностроении. -2007.-№ 11.-С. 22-28.

73. Пилипенко О.В., Яковлев С.П. Вытяжка с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов в режиме ползучести // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2008. - № 3. - С. 3 - 8.

74. Пилипенко О.В., Яковлев С.С., Трегубов В.И. Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов // Заготовительные производства в машиностроении. — 2008. №1. — 30-35.

75. Поликарпов Е.Ю. Многооперационная вытяжка ступенчатых осесимметричных деталей из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 1. - С. 101 - 108.

76. Поликарпов Е.Ю., Подлесный С.В. Предельные возможности операции реверсивной вытяжки осесимметричных деталей с фланцем из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. -Тула: Изд-во ТулГУ. 2007. - Вып. 2. - С. 185 - 188.

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

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

79. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. -480 с.

80. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др. / Под ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.

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

82. Ренне И.П., Басовский JI.E. Ресурс пластичности при волочении, вытяжке с утонением и гидропрессовании // Обработка металлов давлением.- Свердловск: УПИ. 1977. - Вып.4. - С. 92 - 95.

83. Ресурс пластичности при вытяжке с утонением / JI.E. Басовский, В.П. Кузнецов, И.П. Ренне и др. // Кузнечно-штамповочное производство. -1977.-№8.-С. 27-30.

84. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. JL: Машиностроение, 1979. - 520 с.

85. Рузанов Ф.И. Локальная устойчивость процесса деформации ор-тотропного листового металла в условиях сложного нагружения // Машиноведение / АН СССР. 1979. - №4. - С. 90 - 95.

86. Рузанов Ф.И. Определение критических деформаций при формообразовании детали из анизотропного листового металла // Машиноведение.- 1974.-№2.-С. 103 107.

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

88. Селедкин Е.М., Гвоздев А.Е. Математическое моделирование процессов формоизменения заготовок. М.: Академия проблем качества; ТулГУ, 1998.-225 с.

89. Селедкин Е.М., Йунис К.М., Селедкин С.Е. Исследование процесса вытяжки листового анизотропного металла методом конечных элементов // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002. - Часть 1. - С. 257-265.

90. Скуднов В.А. Закономерности предельной пластичности металлов // Проблемы прочности. 1982. - №9. - С. 72 - 80.

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

92. Смирнов B.C., Дурнев В.Д. Текстурообразование при прокатке. -М.: Металлургия, 1971. 254 с.

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

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

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

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

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

98. Талыпов Г.Б. Исследование эффекта Баушингера // Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1964. - № 6. - С. 131 - 137.

99. Талыпов Г.П. Пластичность и прочность стали при сложном на-гружении. Л.: Изд-во ЛГУ. - 1968. - 134 с.

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

101. Томилов Ф.Х. Зависимость пластичности металлов от истории деформирования // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1987.-С.71-74.

102. Томленов А.Д. Пластическое деформирование металлов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

103. Тонеев Д.А., Агеева А.И. О предельных возможностях деформирования при глубокой вытяжке // Идеи молодых Новой России: Сб. тез. док. 1-й Всероссийск. научно-техн. конф. студ. и асп. 24 - 26 марта 2004 г. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - С. 49-50.

104. Трегубов В.И., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Технологические параметры вытяжки с утонением стенки двухслойного упрочняющегося материала // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2005. - № 1. - С. 29 - 35.

105. Углов А.Л., Гайдученя В.Ф., Соколов П.Д. Оценка деформационной анизотропии механических свойств сплавов акустическим методом // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1987. - С. 34 - 37.

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

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

108. Цой Д.Н. Волочение тонкостенной трубы через коническую матрицу // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1987. - № 4. - С. 182 -184.

109. Цой Д.Н. Предельная степень вытяжки анизотропной листовой заготовки // Известия вузов. Машиностроение. 1986. - № 4. - С. 121 - 124.

110. Чернова Ю.В., Евдокимов А.К. Ресурс пластичности при вытяжке с утонением в конической матрице // Известия ТулГУ. Серия. Механикадеформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 2. - С. 208 - 216.

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

112. Шляхин А.Н. Оценка надежности технологических переходов глубокой вытяжки осесимметричных цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения. 1995. - №4. - С. 33 - 36.

113. Шляхин А.Н. Прогнозирование разрушения материала при вытяжке цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения -1995.-№5.- С. 35 37.

114. Шляхин А.Н. Расчет напряжений в опасном сечении при вытяжке без утонения цилиндрических деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. - №6. - С. 8 - 11.

115. Шофман JI.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964. - 365 с.

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

117. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант. - 1997.- 331 с.

118. Яковлев С.С. Изотермическая вытяжка анизотропных материалов: монография / С.С. Яковлев, О.В. Пилипенко — Изд-во Машиностроение; Тул. гос. ун-т. Тула, 2007. 212 с.

119. Яковлев С.С., Нечепуренко Ю.Г., Суков М.В. Пластическое деформирование ортотропного анизотропно-упрочняющегося материала // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. - 2007. -Вып. 2.-С. 9- 14.

120. Яковлев С.С., Трегубов В.И., Нечепуренко Ю.Г. Глубокая вытяжка анизотропного упрочняющегося материала // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2005. -№4.-С. 38-44.

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

122. Bhattacharyya D., Moltchaniwskyi G. Measurements of Anisotropy by the Ring Compression Test // J. Mech. Work. Technol. -1986. 13. - №3. - P. 325 - 330.

123. Korhonen A.S. Drawing Force in Deep Drawing of Cylindrical Cup with Flatnosed Punch // Trans. ASME J.Eng. Jnd. -1982. -104. №1. -P. 29-37.

124. Korhonen A.S., Sulonen M. Force Requirements in Deep Drawing of Cylindrical Shell // Met. Sci. Rev. met. -1980. -77. №3. -P. 515 - 525.

125. Lankford W.T., Snyder S.C., Bauscher J.A. New criteria for predicting the press performance of deep drawing sheets // Trans ASM. 1950. -V. 42.-P. 1197.

126. Lilet L., Wybo M. An investigation into the effect of plastic anisotropy and rate of work-hardening in deep drawing. // Sheet Metal Inds. 41. -№450, 1964.

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

128. Oiszak W., Urbanovski W. The Generalised Distortion Energy in the Theory of Anisotropic Bodies // Bull. Acad. Polon. Sci. -cl. IV. -vol.5. №1. -1957.-P. 29-45.

129. Yamada Y., Koide M. Analysis of the Bore-Expanding Test by the Incremental Theory of Plasticity // Int. J. Mech. Sci. Vol. 10. - 1968. - P. 1-14.

130. Zharkov V.A. Theory and Practice of Deep Drawing. London: Mechanical Engineering Publications Limited, 1995. - 601 p.