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

На правах рукописи

Безотосный Дмитрий Александрович

ВЫТЯЖКА С УТОНЕНИЕМ..СТЕНКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ДВУХСЛОЙНЫХ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ии^иу1330

Орел 2007

003071330

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Радченко Сергей Юрьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, доцент Басалаев Эдуард Петрович,

кандидат технических наук, доцент Булычев Владимир Александрович

Ведущая организация -

ФГУП <• Государственное научно-производственное предприятие «Сплав», г Тула

Защита состоится 28 мая 2007 г в 14 час на заседании диссертационного совета Д 212 182 03 при ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» по адресу 302020, г Орел, Наугорское шоссе, 29

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

Автореферат разослан « Л апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Борзенков М И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время перед машиностроением стоит необходимость повышения эффективности производства и качества получаемых изделий В различных отраслях промышленности широкое распространение нашли цилиндрические изделия с толстым дном и тонкой стенкой, изготавливаемые методами обработки металлов давлением, к которым предъявляются высокие требования по качеству, точности геометрических размеров, чистоте поверхности, уровню механических свойств В результате пластической деформации достигается не только необходимое формоизменение, но и формируются необходимые механические свойства (предел текучести, предел прочности, показатели пластичности) в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации Эти задачи следует решать при минимальном количестве технологических операций Материалы, подвергаемые штамповке, как правило, обладают анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала и технологическими режимами его получения Анизотропия механических свойств материала заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением, в частности, операций глубокой вытяжки

В машиностроении на современном этапе находят широкое применение двухслойные материалы для изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью К таким изделиям предъявляются высокие требования по надежности, т к в процессе эксплуатации они испытывают внутреннее давление до 30 МПа Процессы пластического формоизменения двухслойных анизотропных материалов в настоящее время мало изучены Таким образом, развитие теории вытяжки с утонением пустотелых цилиндрических изделий из двухслойных анизотропных материалов приобретает особую актуальность

При разработке технологических процессов глубокой вытяжки из двухслойных анизотропных материалов в настоящее время используются эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитывается анизотропия механических характеристик первого и второго слоев двухслойного материала, а также их взаимное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента Российской Федерации на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456 2003 8 и № НШ-4190 2006 8), грантом РФФИ № 05-01-96705 «Исследование закономерностей пластического деформирования изотропных и анизотропных упрочняющихся материалов при обработке давлением» (2005-2006 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 «Создание научных ос-

нов формирования свойств изделий общего и специального назначения методами комбинированного термопластического деформирования материалов»)

Цель работы. Научное обоснование технологических режимов процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов с учетом реальных механических свойств заготовки и создание новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий

Для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие задачи:

^ разработать математическую модель сформирования двухслойных анизотропных материалов в условиях плоского деформированного состояния с учетом анизотропии механических свойств основного и плакированного слоев, получить основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов,

^ выполнить теоретические исследования процесса вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических деталей из дву <слойных анизотропных материалов в конических матрицах,

> разработать методику и выполнить экспериментальные исследования по определению анизотропии механических свойств двухслойных материалов,

> установить влияние анизотропии механических свойств, геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, толщины основного и плакирующего слоя, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки,

^ выполнить экспериментальные исследования силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов,

> разработать рекомендации по расчету и проектированию технологических процессов вытяжки с утонением цилиндр -иеских изделий из двухслойных анизотропных материалов и использовать результаты исследований в промышленности

Методы исследования. Теоретические исследования вытяжки с утонением стенки выполнены с использованием основных положений механики сплошных сред и теории течения анизотропного гела, анализ кинематики течения, напряженного и деформированного состояния заготовки при вытяжке с утонением стенки выполнен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ Предельные возможности формоизменения оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины (универсальная испытательная машина

«МИРИ-200К», испытательные машины Р-5 и ГМС-50) и регистрирующая аппаратура, обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики

Научная новнзна

> впервые разработана математическая модель деформирования двухслойных анизотропных материалов в условиях плоского деформированного состояния с учетом анизотропии механических свойств основного и плакированного слоев, получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов,

> выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования, формирования показателей качества механических свойств материалов изделий (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств) в зависимости от начальной анизотропии механических свойств материала заготовки, технологических параметров, упрочнения, геометрических параметров заготовки и инструмента, условий трения контактных поверхностей рабочего инструмента и заготовки

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 широким практическим использованием результатов работы в промышленности

Практическая значимость. Экспериментально определены характеристики анизотропии механические характеристики двухслойного материала 12X3ГНМФБА+08X13 На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30 001 из стали 12X3ГНМФБА+08X13 с высокими эксплуатационными характеристиками

Реализация работы Новые технологические процессы изготовления заготовок под закатку горловины баллонов высокого давления приняты к внедрению в опытном производстве на ФГУП «ГНПП Сплав» с экономическим эффектом, полученным в результате повышения их качества и сокращения сроков подготовки производства Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные процессы и машины бесстружковой обработки материалов» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» и «Механика пластического формоизменения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (г Москва, ГОУ ВПО «МАТИ», 2004 - 2006 г г), на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (г Тула ТулГУ, 2004 г ), на II международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г Тула ТулГУ, 2004), на международной научно-технической конференции (г СПб БГТУ «Военмех» им ДФ Устиноеа, 2005), на IX Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы проектирования и производства систем и комплексов», посвящается 100-летию М А Мамонтова (г Тула ТулГУ, 2006 г), на международной научно-технической конференции «Автоматизация, проблемы, идеи, решения» (АПИР-11) (г Тула ТулГУ, 2006 г ), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет и ГОУ ВПО «Тульский государственный университет (г Тула, 2004-2006 г г )

Автор защищает математическую модель процесса вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов, учитывающие анизотропию механических характеристик основного и плакирующего слоев, результаты теоретических и экспериментальных исследований кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, формирования показателей качества механических свойств материалов детали (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств), силовых режимов и предельных возможностей формообразования, результаты экспериментальных исследований анизотропии механических свойств двухслойного материала 12ХЗГНМФБА+08Х1Э и силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов, рекомендации по расчету и проектированию технологических процессов вытяжки с утонением цилиндрических изделий из двухслойных анизотропных материалов, новый технологический процесс изготовления цилиндрических сосудов высокого давления БГ-7,3-30-30 001 с повышенной коррозионной стойкостью при обеспечении эксплуатационных требований и снижении трудоемкости их изготовления

Публикации. Основные научные результаты проведенных исследований опубликованы в 16 статьях центральной печати и межвузовских сборниках научных трудов и в 7 материалах и тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций Общий объем 7,8 печатных листа, авторский вклад 4,3 печатных листа

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использовангых источников из 153 наименований, 3 приложений и включает 98 страниц основного машинописного текста, 52 рисунка и 14 таблиц Общий объем - 178 страниц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель работы, положения, выносимые на защиту, научная новизна, методы исследования, практическая ценность и реализация работы, приводятся данные об апробации работы, публикациях, структуре и объеме диссертационной работы и краткое содержание разделов диссертации

В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии изготовления цилиндрических заготовок и изделий методами глубокой вытяжки из однослойных и двухслойных материалов, сформулированы требования к их показателям качества, связанные с последующей обработкой давлением и эксплуатацией Намечены перспективные направления интенсификации процессов вытяжки с утонением стенки из двухслойных анизотропных материалов, повышения качества изготавливаемых цилиндрических и осесиммет-ричных деталей Рассмотрены существующие методы анализа процессов обработки металлов давлением и критерии деформируемости

Значительный вклад в развитие теории пластичности и методов анализа процессов обработки металлов давлением, теории глубокой вытяжки цилиндрических полуфабрикатов и их применения в промышленности внесли Ю А Алюшин, А А Богатов, В А Голенков, В Д Головлев, Ф В Гречников, С И Губкин, Г Я Гун, Г Д Дель, А М Дмитриев, Г Закс, А А Ильюшин, Ю Г Кал-пин, Л М Качанов, В Л Колмогоров, В Д Кухарь, Н Н Малинин, А Д Матвеев, И А Норицин, А Г Овчинников, В А Огородников, Е А Попов, Ю Н Ра-ботнов, С Ю Радченко, И П Ренне, В П Романовский, Ф И Рузанов, Г Свифт, Е И Семенов, Л Г Степанский, А Д Томленов, Е П Унксов, Р Хилл, Л А Шофман, С П Яковлев и др В трудах этих ученных разработаны и усовершенствованы методы анализа процессов пластического формоизменения, даны примеры их применения к анализу процессов обработки металлов давлением

Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов глубокой вытяжки, вопросы теории формоизменения двухслойных анизотропных материала в настоящее время практически не разработаны Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовым режимам и предельным возможностям деформирования при вытяжке с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов

На основе проведенного обзора работ следует, что расчет технологических процессов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов в настоящее время осуществляется на основе изотропии механических свойств основного слоя или введением понятия долевых напряжений Однако указанные предположения не позволяют оценить влияние механических свойств как основного, так и плакирующего слоев на силовые режимы и предельные возможности формоизменения

Широкий круг вопросов, связанных с проектированием технологических процессов вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических деталей из

двухслойных анизотропных материалов и отысканием рациональных условии ведения этих процессов, обеспечивающих заданное качество их изготовления, не решен

Во втором разделе приведены математическая модель деформирования двухслойных анизотропных материалов в условиях плоского деформированного состояния, основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов

Рассмотрен процесс вытяжки с утонением стенки цилиндрической заготовки из анизотропного материала с цилиндрической анизотропией Заготовка двухслойная с различными механическими свойствами материалов, подчиняющимися условию пластичности Мизеса-Хилла и ассоциированному закону пластического течения

Принимается что, отношение диаметра заготовки к толщине В3!к» 1 В этом случае можно считать, что течение материала происходит в условиях плоской

деформации Простейшим является ради- Рис , Схема к расчету кинема-альное течение в системе координат рбг тши течения двухслойного мате.

(Рис риала

На контактных поверхностях детали и инструмента задаются касательные напряжения по закону Кулона Изменение направления скоростей течения материала на границе очага пластической деформации при входе в него и выходе из него учитывается изменением величины радиального напряжения по методу баланса мощностей

Реализуется приближенное решение этой задачи с привлечением уравнений равновесия

Эд Эр

Р : 1 дтр9

-G0

ах,

р0

Р дв (

+ J_Soe+2ip

59 р

= 0,

= 0,

(1)

dp р

условия несжимаемости материала Е,х=—Е,у (l,z=0, ^^ = £,zx = 0), условия пластичности Мизеса-Хилла в условиях плоской деформации

(стх - ау)2 + 4(1 - с)х2ху = 4(] -c)x2sxy и уравнений связи между напряжениями и скоростями деформации,

dz„ = dk-^-4 Эст

У

N(F + G) 1 n ^ „ „

где с = 1 - ^^ , 2N = ——, F, G, H, N - параметры, характери-

lsxy

2 (FG + GH + HF) T-

зующие текущее состояние анизотропии, - сопротивление материала пластическому деформированию на сдвиг в плоскости ху, ау - компоненты тензора напряжений в главных осях анизотропии, de у - компоненты приращения тензора деформаций, dk - коэффициент пропорциональности Здесь х, у, z -главные оси анизотропии

Величину радиальной скорости Vp предложено определять по выражению

Ур = Фкф)/р, Фх (9) = A¡e2e + B¡e~2e - D¡/4 - V0 б! (e29 -1)TVj,

Ф2 (9) = А2е2в + B2e~2Q -D2/4- V0 52 (e"20 - e"2a )M2 где к принимает значения к = 1,2 в зависимости от рассматриваемого слоя, Ak,Ck,Bk,Dk, и М2 - константы

С привлечением уравнений связи между напряжениями и скоростями деформации и кинематически возможных скоростей течения материала в очаге деформации, удовлетворяющих граничным условиям Интегрирование полученных уравнений относительно функций Фк (9) Ц [®i(9), Ni]= 0 и L2 [<Z>2 (9), М2 ] = 0 при 9 = 0 и при 9 = а соответственно в первом и втором слоях Достигается разделение переменных по скоростям течения и напряжениям в уравнениях равновесия (1) в каждом слое

Подробный анализ кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов изложен в работах [9, 10, 13, 14]

Компоненты напряжений в очаге пластической деформации в каждом слое предложено определять по формулам

<v = ~4РкФк (6) - 2Ркфк (9) + А$кск \[фк (9) COS29 +1 <ВД sin 29j sin 29 сВ +

+ 4сфк cos 29[фк (9) cos 29 + i Ф'к(д) sin 29 j - D$k In p - Ck,

VQk = -2P¿<% (9) + 4fikck \{^Pk (9) cos29 + <í>¿ (9) sm 29 j sin 29 ей - (2)

-D$k\np-Ck, ipQk = ЬФ'к (6) - 2сфк[фк(6) cos 29 + i Ф'к(9) sm 29 j sm 29

где А: = 1,2, сд. и т- характеристика анизотропии и сопротивление материала пластическому деформированию в условиях плоского деформированного состояния в плоскости х,у в первом и втором слоях заготовки, Ко - скорость пуансона, - толщина стенки получаемой заготовки, а - угол матрицы, 81 и &2 - толщина первого и второго слоев в готовом изделии соответственно,

О т.гсуа0 „ т5ху2(а~ао) ~ ,

Р} = —--, Р2 = —-- Остальные условные обозначения приведены

2К05! 2К052

на рис 1

Десять постоянных А^,Л^ и А/2 определяются из следующих условий

1 Постоянство расхода металла

«о а

/ Кр]р<Я + \ Ур2реЮ = -Кд(61 + 62) (3)

0 а0

2 Непрерывность скоростей течения металла на границе раздела слоев металла

Кр1(р,ао) = Кр2(р,а0) (4)

3, 4 Непрерывность напряжений од на границе раздела слоев

°91(Р.а0) = сге2''Р'а0) (5)

Это условие дает два соотношения между искомыми неизвестными коэффициентами

5 Непрерывность касательных напряжений, возникающих на границе раздела слоев металла

Трв1 (Р, ос0 ) = тр92 (Р. «о) (6)

6 На контактной поверхности заготовки с пуансоном реализуется закон трения Кулона

Тр91(Р.0) = -Илае1(Р>°) (7)

7 На контактной поверхности заготовки с матрицей реализуется закон трения Кулона

тр92 (Р>а) = а62 (Р>а) (8)

8 Учет изменения направления течения материала на входе в очаг пластической деформации в первом и втором слоях оцениваем по наибольшей величине угла поворота

^р1(Р2.а0) = 1:51х/Яа0. если <*х2ху> (9. а)

<7р2(Р2>а) = ху(§а , если *э1ху > Хл2ху (9' б)

9 Удовлетворение дифференциальным уравнениям равновесия относительно функции Ф] (9) в первом слое при 0 = 0

11[Ф1(0),ЛГ1]=0 (10)

10 Удовлетворение дифференциальным уравнениям равновесия относительно функции <£>2(6) во втором слое при 9 = а

12[Ф2(а),М2]=0 (11)

где и ид - коэффициенты трения на контактных поверхностях матрицы и пуансона соответственно

Силу Р процесса на выходе из очага пластической деформации можно определить следующим образом

Р = Р1+Р2+Ртр> (12)

где Р\ =п(с1п +61)^1 - сила в первом слое, Р2 =т1(с1д +25) + Ъ2)Рх2 - сила во

Р2, ,

втором слое, Ртр=щ\.ц<1ц | рд^рО) ¿/р, йц - диаметр пуансона, 5] и 82 -

Р1

толщина первого и второго слоев в готовом изделии соответственно

Выражения для определения функций Ц [ф1 (0), Щ ] и Ь2 [Ф2 (а), М2 ] приведены в работах [4-8, 11]

Для определения величин осевого ах и касательного хху напряжений, сил в первом Р] и втором Р2 слоях воспользуемся формулами преобразования компонент напряжений при повороте осей координат

Выражения для вычисления величин Рх\ и Рх2 в первом и втором слоях двухслойного материала запишутся соответственно

а0

Рх 1= J 0

-6Р1Ф1(6) + 4Р1с1 /Фц (9) sin 29 ¿9 + 0

+ 4Pi q cos29Фи(6)-А lnpj -Q)cose--(р1Ф1'(8)-2С1р]Ф11(8)зт29)51п9]Р1й?9 + т,1;су^аоР151пао, (13)

и

Рх2 = J -6р2Ф2(0) + 4р2С2 1022(8)^29^9 + «о LV ао

+ 4 р2 с2 cos 29 Ф22 (9) - D2 р2 In р! - С2 )cos 9 -- Фг&гФ) - 2 с2 р2 Ф22(9)з1п28)з1п9]р,й/9 + /gaPl(sm а - sm ос0), (14)

где Фп =01(9)cos29+^i(9)sm29, Ф22 = Ф2(9)со5 2е+^Ф2(9)зт29

В последних выражениях учитывается приращения напряжения ах, связанного с максимальным поворотом направления течения материала на выходе из очага деформации

Среднюю величину накопленной интенсивности деформации в каждом слое очага деформации найдем по формулам

«О,

Pl ot0 о ф1(0)

1 а° о 1/Т

+—u(Ri) \ (í-qsm^pey^/ge de, «о о

е2ср Р1 (а-ао)ос0 Ф2(0)

+—í— гу(л2) f(i - с2 sm - 29)1/2 íge ¿e, а-ао а0 _

I (Rxk + Ryk + % ){Rxk+ bk) ГД6 "J 6RykRxk(l + Ryk+Rxk)(l-ck)

Имея в своем распоряжении кривые упрочнения материалов слоев, можно найти средние величины в очаге деформации значения isxy\cp и isxy2cp

по формулам

Xsxy\cp = (тл^0,2>1 +Q\{eelcp)"1 >

T-sxylcp = (тху0,2)2 + б: {Ее2ср)"2 и повторить решение задачи уже с учетом упрочнения материала

Здесь (1^0,2)1 и (тху0,2)2 ' величины сопротивления пластическому

деформированию на сдвиг основного и плакированного слоев материалов при остаточной деформации £е] = ге2 =0,002, Q¡ и Q2, Щ и п2 - константы кривых упрочнения основного и плакированного слоя материала соответственно

Величина повреждаемости материала а>, при пластическом деформировании по деформационной модели разрушения вычисляется по формуле

Е' Ир

, = (15)

(О

е,ьг'пр

где е, ¿, - интенсивность деформации элементарного объема при входе в очаг деформации, г,пр = £111р(а/с,) - предельная интенсивность деформации, о -

среднее напряжение

Интегрирование в выражении (15) ведется вдоль траектории (линии тока) рассматриваемых элементарных объемов В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготовляемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать величины %, т е

юе<Х (16)

До деформации (при ¿ = ?о) <ве=0, а в момент разрушения (/ = /р)

ае =х = 1

При назначении величин степеней деформации в процессе пластического формоизменения следует учитывать рекомендации по степени использования запаса пластичности В Л Колмогорова и А А Богатова Величина предельной интенсивности деформации гтр находится по выражению

/

V

Щ—1 (17)

где О.^, и к - константы основного и плакированного слоя материала, определяемые в зависимости от рода материала, согласно работам В Л Колмогорова и А А Богатова, к = 1,2

В третьем разделе изложены результаты теоретических исследований кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, формирования показателей качества механических свойств материалов детали (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств), силовых режимов и предельных возможностей формоизменения, связанных с максимальной величиной растягивающих напряжений на выходе из очага пластической деформации и накоплением повреждаемости, цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки

Полученные соотношения для анализа процесса вытяжки с утонением стенки двухслойного анизотропного материала позволяют установить влияние технологических параметров на силовые режимы исследуемого процесса Расчеты выполнены для двухслойного материала, механические свойства которого приведены в табл 1 (см раздел 4), и изменении технологических параметров процесса коэффициента утонения т3 = Ъ\1Ь§, угла конусности матрицы

а = 6 30° и условий трения на инструменте = (1 при = 0,05

Таблица 1

Механические свойства исследуемых материалов

Марка (т»;у0,2)ь МПа вк, МПа пк ск Ок Щ

Сталь 12ХЗГНМФБА 340,0 275,03 0,44 -0,12 0,55 0,66 1,46 -1,2

Сталь 08X13 288,0 324,07 0,50 0,11 1,05 0,85 1,59 -1,38

Зависимости изменения относительной величины силы Р = Р +5])5](1^0,2)2] от Угла конусности матрицы а при фиксиро-

ванных величинах коэффициента утонения т5 и коэффициенте трения на пуансоне Цуу (= 0,05) приведены на рис 2 Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с уменьшением коэффициента утонения т5 и увеличением угла конусности матрицы а относительная величина силы Р возрастают Интенсивность роста тем выше, чем меньше коэффициент утонения т$

Учет упрочнения существенно уточняет относительную величину силы Р, однако не изменяет характер влияния угла конусности матрицы а, коэффициента утонения т5 и условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки (ц д / р. ^)

Анализ результатов расчетов показал, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р С ростом коэффициента трения на пуансоне (при

= 0,05) величина относительной силы Р уменьшается Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности матрицы а и величинах коэффициента утонения при углах конусности матрицы а = 30° увеличение коэффициента трения на пуансоне в четыре раза по сравнению с коэффициентом трения на матрицы приводит к незначительному (около 5 %) изменению относительной величины силы Р

а б

Рис 2 Зависимость изменения Р от а для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 а - без учета упрочнения, б - с учетом упрочнения кривая 1 - = 0,6, кривая 2 - т$ = 0,7, кривая 3 - т5 = 0,8 (601/^0 = 0,25 , йд = 4 мм)

Установлено, что увеличение коэффициента утонения т3 приводит к резкому уменьшению относительной величины силы Р Так рост коэффициента утонения с 0,5 то 0,9 сопровождается падением величины Р более чем в 3 раза при прочих равных условиях деформирования

Графические зависимости изменения относительной величины силы Р от величины 891/йд ПРН вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 приведены на рис 3

Анализ графиков показывает, что с ростом величины 891/^о относительная величина силы Р увеличивается В ряде случаев вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических деталей из двухслойных материалов может наблюдаться и обратный характер изменения относительной величины Р В пер-

вую очередь это зависит от способности того или иного материала к деформационному упрочнению, а также величины коэффициента утонения т3

501 Ао -

Рис 3 Зависимость изменения Р от 691 //?о для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 а - без учета упрочнения, б - с учетом упрочнения кривая 1 - а = 6°, кривая 2 - а = 18°, кривая 3 - а = 30° (601/А0 =°>25, ¿о =4 мм)

Приведенные в этой работе соотношения для определения осевого напряжения и величины накопленной повреждаемости материала стенки цилиндрической детали позволяют установить предельные возможности вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов

Предельные возможности процесса вытяжки с утонением стенки ограничиваются максимальной величиной осевого напряжения <зх в стенке заготовки на выходе из очага деформации, которая не должна превышать величины сопротивления материала пластическому деформированию в условиях плоского деформированного состояния с учетом упрочнения

и допустимой степенью использования ресурса пластичности

«е = Е|-^<Х (19)

Здесь к = 1,2 в зависимости от рассматриваемого слоя заготовки, б, ¿, -

интенсивность деформации элементарного объема при входе в очаг деформации, = ст,) - предельная интенсивность деформации, ст - среднее

напряжение Величина предельной интенсивности деформации ъ,прк находится по выражению

прк =пкех Р

/ \ V

(20)

где , и к - константы основного и плакированного слоя материала, определяемые в зависимости от рода материала и выполненных экспериментальных исследований (см раздел 4), согласно работам В Л Колмогорова и А А Богато ва

При назначении величины коэффициентов утонения необходимо 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 % = 0,25, а только для неответственных деталей допустимая степень использования запаса пластичности может быть принята х = 0,65

Приведенные выше неравенства (18) и (19) не разрешаются в явном виде относительно коэффициента утонения тЗПр, поэтому зависимости предельного коэффициента утонения от механических свойств материала, геометрии инструмента, условий трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки устанавливались путем численных расчетов по этим неравенствам на ЭВМ

Предельные коэффициенты утонения т8Гр исследовались в зависимости от угла конусности матрицы, условий трения на инструменте Рд = (1 4)р^ при =0,05 для исследуемого двухслойного материала, механические характеристики которого приведены в табл 1

Графические зависимости изменения предельных коэффициентов утонения т$пр, вычисленных по первому (18) и второму (19) критериям разрушения

без учета и с учетом упрочнения материала детали, от угла конусности матрицы а для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 приведены на рис 4 соответственно Здесь кривая 1 соответствует величине т5 Пр, определенной по

максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации (18), кривая 2 соответствует величине тзпр, определенной по

степени использования ресурса пластичности (19) при % = кривая 3 - при % = 0,65, кривая 4 - при х = 0,25

Положения кривых 1-4 определяют возможности деформирования заготовки в зависимости от технических требований на изделие

Установлено, что величины предельных коэффициентов утонения т5пр,

вычисленные с учетом упрочнения материала, меньше, чем без учета упрочнения Различие предельных коэффициентов утонения тЗПр, определенных с

учетом и без учета упрочнения материала, составляет около 15 % Показано, что с ростом угла конусности матрицы а величина предельного коэффициента утонения тЗЛр увеличивается Так увеличение угла конусности матрицы от 6

до 30° сопровождается ростом величины тзп„ на 45 %

М

"Рп,-, (1,2 "Д

и

4

\

1

\__-

/

/ /

1/ /

/

6

Рис 4 Зависимость изменения да

■Г Л/7

12

б от а

а

градус -¡О

для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х1Э а - без учета упрочнения, б - с учетом упрочнения (5(и/А0 =0,50, /г0 =4 мм, ця =2цм =0,1)

На рис 5 приведены графические зависимости изменения т5пр от условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки (ци / цд^) при фиксированных величинах углов конусности волоки а (Цд/ = 0,05 , Ад = 4 мм)

1

А /

/ -

зУ /

л/

Мя/)1«

Рис 5 Зависимость изменения тзпр от Ня/^М

для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 а - без учета упрочнения, б - с учетом упрочнения (501//г0 =0,50, Л0 =4 мм, а = 6°)

Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на предельный коэффициент утонения ттр С

ростом коэффициента трения на пуансоне снижается предельное значение коэффициента утонения ттр Этот эффект проявляется существеннее на малых

углах конусности матрицы а Расчеты показали, что при углах конусности

матрицы а = 30° увеличение коэффициента трения на пуансоне в три раза по сравнению с коэффициентом трения на матрице приводит к незначительному

(около 5 %) изменению предельного коэффициента утонения, а при а = 6° - к уменьшению коэффициента утонения т8пр, вычисленного по максимальной

величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности, на 15 и 30 % соответственно

Расчеты показали, что при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с увеличением величины 5(н/Ло происходит рост предельного коэффициента утонения т5пр Установлено, что предельные возможности формоизменения могут ограничиваться максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага деформации и степенью использования ресурса пластичности Это зависит от анизотропии механических свойств материала заготовки, технологических параметров, угла конусности матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента

Показано, что учет упрочнения существенно уточняет величину силы вытяжки с утонением и предельный коэффициент утонения, однако не изменяет характер влияния угла конусности матрицы а и условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки (Ц д /рд/)

В четвертом разделе приведены методика и результаты экспериментальных исследований по определению анизотропии механических свойств двухслойного материала 12X3ГНМФБА+08X13 [10] Константы кривых упрочнения и разрушения, величины коэффициентов анизотропии Лр и характеристики анизотропии в условиях плоской деформации сХук для двухслойной

стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 приведены в табл 1

Проведены экспериментальные исследования силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 Полуфабрикаты для экспериментов изготовлялись из листовых заготовок диаметром 100,0 мм и толщиной стенки ^о =4 мм вытяжкой с калибровкой стенки в матрицах с углом

конусности 15 ° с последующим низкотемпературным отжигом при температуре Т = 720° (время отжига составляло 1 час) Вытяжка осуществлялась на испытательной машине ГМС-50 в штампе в конических матрицах без прижима При вытяжке с утонением стенки для всех опытов были следующие параметры инструмента радиус закругления кромки пуансона = 5 мм, диаметр матрицы ¿¡м = 50 мм, высота рабочего пояска матрицы кр=3 мм

Для каждой группы фиксированных параметров проводилось по шесть опытов За основу брались среднеарифметические данные силы При расшифровке диаграмм «сила - путь» определялась величина силы процесса на стационарной стадии деформирования Показано удовлетворительное согласование теоретических и экспериментальных данных

В пятом разделе диссертационной работы на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов Разрабо-

тан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30 001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками Новый технологический процесс приняты к внедрению в опытном производстве на ФГУП «ГНГТП Сплав» с экономическим эффектом, полученным в результате снижения трудоемкости, металлоемкости изготовления заготовок под закатку горловины баллонов, повышение их качества и сокращения сроков подготовки производства, а также результаты использования научных результатов в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные процессы и машины бесстружковой обработки материалов» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» и «Механика пластического формоизменения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

В заключении приводятся основные результаты и выводы по выполненной работе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в научном обосновании технологических режимов процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов с учетом реальных механических свойств заготовки и создании новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий

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

1 Разработана математическая модель процесса вытяжки с утонением полой цилиндрической заготовки из двухслойных анизотропных материалов с учетом анизотропии механических характеристик основного и плакированного слоев, анализ которой дает возможность определить кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, формирование характеристик механических свойств детали в процессах пластического формоизменения, рассчитать предельные степени деформации в зависимости от максимальной величины растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и условий эксплуатации изготавливаемого изделия Предложена приближенная методика учета упрочнения материалов в основном и плакирующем слоях материала для решения поставленной задачи

2 Разработан алгоритм и программное обеспечение для ЭВМ по расчету кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования процессов вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических заготовок из двухслойных анизотропных материалов

3 Выполнены теоретические исследования процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов, в результате которых выявлено влияние технологических параметров, геометрических размеров заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельных возможностей формоизменения

4 Исследованы силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов в зависимости от степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки, толщины основного и плакирующего слоев Установлено, что с уменьшением коэффициента утонения ms и увеличением угла конусности матрицы а относительная величина силы Р возрастают Так, рост коэффициента утонения с 0,5 то 0,9 сопровождается падением величины Р более чем в 3 раза при прочих равных условиях деформирования Учет упрочнения существенно уточняет относительную величину силы Р, однако не изменяет характер влияния угла конусности матрицы а, коэффициента утонения ms и условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки (\xjj /М-Л/) Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р С ростом коэффициента трения на пуансоне (j,jj (при (i^ = 0,05) величина относительной силы Р уменьшается Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности матрицы а и величинах коэффициента утонения ms, при углах конусности матрицы а = 30° увеличение коэффициента трения на пуансоне в четыре раза по сравнению с коэффициентом трения на матрицы приводит к незначительному (около 5 %) изменению относительной величины силы Р

5 Показано, 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

6 Оценены предельные возможности формообразования при вытяжке с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и по степени использования ресурса пластичности Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение коэффициента утонения msnp приводит к росту максимальной величины а>е на выходе из очага пластической деформации Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а предельный коэффициент утонения minp увеличивается, т е ухудшаются условия утонения Различие предельных коэффициентов утонения msnp,

определенных с учетом и без учета упрочнения материала, составляет около 15 % Показано, что с ростом угла конусности матрицы а величина предельного

коэффициента утонения т311р увеличивается Так, увеличение угла конусности

матрицы от 6 до 30° сопровождается ростом величины Шх^р на 45 % Показано, что при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х1Э с увеличением величины 801/^0 происходит рост предельного коэффициента утонения т3 пр

Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на предельный коэффициент утонения С ростом коэффициента трения на пуансоне снижается предельное значение коэффициента утонения ттр Предельные возможности формоизменения при вытяжке с

утонением стенки цилиндрических деталей ограничиваются как максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и степенью использования ресурса пластичности Это зависит от анизотропии механических свойств первого и второго слоев двухслойных материалов заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента

7 Оценено влияние анизотропии механических свойств цилиндрических полых заготовок из двухслойных материала на силовые режимы и предельные возможности формообразования процесса вытяжки с утонением стенки Показано существенное влияние анизотропии механических свойств исходной заготовки на силовые режимы и предельные возможности формообразования

8 Выполнены экспериментальные исследования по определению характеристик анизотропии механических свойств, констант кривых упрочнения и разрушения для двухслойной анизотропной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 В отличие от известных методик определения механических характеристик двухслойных материалов, когда механические свойства двухслойных листов оценивают свойствами материала основного слоя, предложено их оценивать как свойства основного и плакирующего материалов слоев Экспериментально определены характеристики анизотропии механических свойств основного и плакированного слоев

9 Проведены экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 в конических матрицах Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований по силовым режимам процесса вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов указывает на удовлетворительное их согласование (до 10 %)

10 На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30 001 из анизотропной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками Новые технологические процессы приняты к внедрению в опытном производстве на ФГУП «ГНПП Сплав» Экспериментальные характе-

ристики готовых изделий соответствуют всем техническим требованиям Разработаны и внедрены мероприятия по использованию надежных технологических смазок на формоизменяющих операциях Предложено в качестве смазки использовать «Препарат коллоидно-графитовый водный ПСВ» Гидростатические испытания баллонов высокого давления (опытных изделий) превышающими нагрузками показали их соответствие техническим требованиям на испытания Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные процессы и машины бес-стружковой обработки материалов» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» и «Механика пластического формоизменения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1 Безотосный, Д А Силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов /СП Пантелеев, Д А Безотосный, Р Г Панфилов // Идеи молодых - Новой России Сб тезисов докладов 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов - 24 — 26 марта 2004 г - Тула Изд-во ТулГУ, 2004 - С 40-41

2 Безотосный, Д А К расчету технологических параметров изготовления сосудов высокого давления из листовых двухслойных материалов / В И Трегубов, Д А Безотосный // Сборник тезисов II международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения Технологии и оборудование обработки материалов давлением» - Тула Изд-во ТулГУ, 2004 - С 56-60

3 Безотосный, Д А Влияние технологических параметров на силовые режимы и предельные возможности вытяжки с утонением стенки двухслойного материала /ДА Безотосный, Р Г Панфилов // XXXI Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - М МА-ТИ, 2005 -Том 1 -С 116-117

4 Безотосный, Д А Силовые режимы и предельные возможности вытяжки с утонением стенки двухслойного упрочняющегося материала / ДА Безотосный, Р Г Панфилов, С В Подлесный // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета - Тула Изд-во ТулГУ, 2005 -С 14-22

5 Безотосный, Д А Математическая модель пластического деформирования двухслойных анизотропных материалов в клиновом канале / С П Яковлев, О В Пилипенко, Д А Безотосный, Р Г Панфилов // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением -Тула Изд-во ТулГУ, 2005 - Вып 1 -С 8-17

6 Безотосный, Д А Теория процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов / С С Яковлев, Д А Безотосный, Р Г Панфилов // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением Сборник тезисов международной научно-технической

конференции - СПб Из-во БГТУ «Военмех» им Д Ф Устинова - 2005 — С 134-138

7 Безотосный, Д А Вытяжка с утонением стенки двухслойных неуп-рочнующихся анизотропных материалов Часть 1 Математическая постановка задачи /КС Ремнев, С С Яковлев, Д А Безотосный // Известия ТулГУ Серия Автомобильный транспорт - Вып 9 -Тула ТулГУ, 2005 - С 127-135

8 Безотосный, Д А Вытяжка с утонением стенки двухслойных неуп-рочнующихся анизотропных материалов Часть 2 Силовые режимы /КС Ремнев, С С Яковлев, Д А Безотосный // Известия ТулГУ Серия Автомобильный транспорт - Вып 9 -Тула ТулГУ, 2005 - С 136-139

9 Безотосный, Д А Оценка повреждаемости и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки двухслойного материала / С П Яковлев, О В Пилипенко, Д А Безотосный // 36 наук пр «Удоскона-лення процесс та обладнання обробки тиском у металурпъ 1 машинобудува-нанш» - Украина, Краматорськ ДДМА, 2005 -С 195 -201

10 Безотосный, ДА Анизотропия механических свойств стали 12ХЗГНМФБА плакированной сталью 08X13 / О В Пилипенко, ДА Безотосный, Р Г Панфилов // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением, 2005 -Вып 2 — С 81-87

11 Безотосный, Д А Силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных неупрочнующихся анизотропных материалов /ДА Безотосный // Известия ТулГУ Серия Актуальные вопросы механики - Тула Изд-во ТулГУ,

2005 - Том 1 - Вып 1 - С 65-73

12 Безотосный, ДА Анализ силовых режимов процесса вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов /СП Яковлев, О В Пилипенко, Д А Безотосный // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 -Вып 1 -С 3-17

13 Безотосный, Д А Оценка предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов / О В Пилипенко, Д А Безотосный, С Ю Радченко // Известия ТулГУ Серия Актуальные вопросы механики - Тула Изд-во ТулГУ,

2006 -Том 1 -Вып 1 -С 11-17

14 Безотосный, Д А Неоднородность механических свойств материала деталей из двухслойных анизотропных материалов при вытяжке с утонением стенки / О В Пилипенко, Д А Безотосный, С Ю Радченко // Известия ТулГУ Серия Проблемы специального машиностроения Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы проектирования и производства систем и комплексов», посвящается 100-летию М А Мамонтова, 1617 ноября 2006 г - Тула Изд-во ТулГУ, Вып 1 2006-С 158-163

15 Безотосный, ДА О повреждаемости материала детали из двухслойного анизотропного материала при вытяжке с утонением стенки / О В Пилипенко, Д А Безотосный, С Ю Радченко // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением -Тула Изд-во ТулГУ, 2006 -Вып 2 - С 200-205

16 Безотосный, Д А Предельные степени деформации при вытяжке с утонением цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов /О В Пилипенко, Д А Безотосный, С Ю Радченко, К С Ремнев // Известия ТулГУ Серия «Автомобильный транспорт» - Тула ТулГУ Вып 10, 2006 - С 257-263

17 Безотосный, ДА Силовые режимы вытяжки с утонением двухслойных анизотропных упрочняющихся материалов / О В Пилипенко, Д А Безотосный, К С Ремнев, А В Черняев // Известия ТулГУ Серия «Автомобильный транспорт» -Тула ТулГУ Вып 10, 2006 - С 250-257

18 Безотосный, Д А Неоднородность механических свойств материала деталей из двухслойных анизотропных материалов при вытяжке с утонением стенки / О В Пилипенко, Д А Безотосный, С Ю Радченко // Известия ТулГУ Серия Проблемы специального машиностроения Вып 9 Часть 2 - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 158 - 162

19 Безотосный, Д А Технологические параметры процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов /ДА Безотосный // XXXII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов -М МАТИ, 2006 - Том 1 -С 182-183

20 Безотосный, Д А Технологический процесс изготовления сосудов высокого давления из листовых двухслойных материалов / В И Трегубов, О В Пилипенко, Д А Безотосный // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация, проблемы, идеи, решения» (АПИР-11), 16-17 октября 2006 г, Тула ТулГУ - С 188-189

Подписано в печать 25 04 2007 Формат бумаги 60x84 у(6 Печать офсетная

Объем 1,0 уел пл Тираж 100 экз Заказ 1623

Отпечатано с готового оригинала-макета на полиграфической базе Орловского государственного технического университета 302020, г Орел, Наугорское шоссе, 29

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ИЗОТРОПНЫХ И АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Анализ существующих технологических процессов изготовления корпусов баллонов высокого давления и предъявляемые к ним требования.

1.2. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий.

1.3. Методы математического моделирования процессов обработки металлов давлением. Критерии деформируемости.

1.4. Анизотропия механических свойств материала заготовок.

В настоящее время перед машиностроением стоит необходимость повышения эффективности производства и качества получаемых изделий. В различных отраслях промышленности широкое распространение нашли цилиндрические изделия с толстым дном и тонкой стенкой, изготавливаемые методами обработки металлов давлением, к которым предъявляются высокие требования по качеству, точности геометрических размеров, чистоте поверхности, уровню механических свойств. В результате пластической деформации достигается не только необходимое формоизменение, но и формируются необходимые механические свойства (предел текучести, предел прочности, показатели пластичности) в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации. Эти задачи следует решать при минимальном количестве технологических операций. Материалы, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала и технологическими режимами его получения. Анизотропия механических свойств материала заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением, в частности, операций глубокой вытяжки.

В машиностроении на современном этапе находят широкое применение двухслойные материалы для изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью. К таким изделиям предъявляются высокие требования по надежности, т.к. в процессе эксплуатации они испытывают внутреннее давление до 30 МПа. Процессы пластического формоизменения двухслойных анизотропных материалов в настоящее время мало изучены. Таким образом, развитие теории вытяжки с утонением пустотелых цилиндрических изделий из двухслойных анизотропных материалов приобретает особую актуальность.

При разработке технологических процессов глубокой вытяжки из двухслойных анизотропных материалов в настоящее время используются эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитывается анизотропия механических характеристик первого и второго слоев двухслойного материала, а также их взаимное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения.

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), грантом РФФИ № 05-0196705 «Исследование закономерностей пластического деформирования изотропных и анизотропных упрочняющихся материалов при обработке давлением» (2005-2006 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 «Создание научных основ формирования свойств изделий общего и специального назначения методами комбинированного термопластического деформирования материалов»).

Цель работы. Научное обоснование технологических режимов процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов с учетом реальных механических свойств заготовки и создание новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

Методы исследования. Теоретические исследования вытяжки с утонением стенки выполнены с использованием основных положений механики сплошных сред и теории течения анизотропного тела; анализ кинематики течения, напряженного и деформированного состояния заготовки при вытяжке с утонением стенки выполнен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ. Предельные возможности формоизменения оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины (универсальная испытательная машина «МИРИ-200К», испытательные машины Р-5 и ГМС-50) и регистрирующая аппаратура; обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики.

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 широким практическим использованием результатов работы в промышленности.

Автор защищает математическую модель процесса вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов, учитывающие анизотропию механических характеристик основного и плакирующего слоев; результаты теоретических и экспериментальных исследований кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, формирования показателей качества механических свойств материалов детали (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств), силовых режимов и предельных возможностей формообразования; результаты экспериментальных исследований анизотропии механических свойств двухслойного материала 12ХЗГНМФБА+08Х13 и силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов; рекомендации по расчету и проектированию технологических процессов вытяжки с утонением цилиндрических изделий из двухслойных анизотропных материалов; новый технологический процесс изготовления цилиндрических сосудов высокого давления БГ-7,3-30-30,001 с повышенной коррозионной стойкостью при обеспечении эксплуатационных требований и снижении трудоемкости их изготовления.

Научная новизна: впервые разработана математическая модель деформирования двухслойных анизотропных материалов в условиях плоского деформированного состояния с учётом анизотропии механических свойств основного и плакированного слоев; получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов; выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования, формирования показателей качества механических свойств материалов изделий (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств) в зависимости от начальной анизотропии механических свойств материала заготовки, технологических параметров, упрочнения, геометрических параметров заготовки и инструмента, условий трения контактных поверхностей рабочего инструмента и заготовки.

Практическая значимость. Экспериментально определены характеристики анизотропии механические характеристики двухслойного материала 12ХЗГНМФБА+08Х13. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов. Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками.

Реализация работы. Новые технологические процессы изготовления заготовок под закатку горловины баллонов высокого давления приняты к внедрению в опытном производстве на ФГУП «ГНПП Сплав» с экономическим эффектом, полученным в результате повышения их качества и сокращения сроков подготовки производства. Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные процессы и машины бесстружковой обработки материалов» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» и «Механика пластического формоизменения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, ГОУ ВПО «МАТИ», 2004 - 2006 г.г.); на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.); на II международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г. Тула: ТулГУ, 2004); на международной научно-технической конференции (г. СПб.: БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова, 2005); на IX Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы проектирования и производства систем и комплексов», посвящается 100-летию М.А. Мамонтова (г. Тула: ТулГУ, 2006 г.); на международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-11) (г. Тула: ТулГУ, 2006 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет и ГОУ ВПО «Тульский государственный университет (г. Тула, 2004-2006 г.г.).

Публикации. Основные научные материалы проведенных исследований отражены в 16 статьях в центральной печати и межвузовских сборниках научных трудов и в 7 материалах и тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций. Общий объем 7,8 печатных листа, авторский вклад 4,3 печатных листа.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., доценту В.И. Трегубо-ву и к.т.н. доценту О.В. Пилипенко 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 153 наименований, 3 приложений и включает 98 страниц машинописного текста, 52 рисунка и 14 таблиц. Общий объем - 178 страниц.

5.4. Основные результаты и выводы

1. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов.

2. Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из анизотропной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками. Новые технологические процессы приняты к внедрению в опытном производстве на Федеральном государственном унитарном предприятии «ГН1111 Сплав». Экспериментальные характеристики готовых изделий соответствуют всем техническим требованиям.

3. Проведенные исследования по этапам технологического процесса позволили выявить следующие закономерности и использовать их при отладке и внедрении технологического процесса: исследования механических свойств образцов полуфабрикатов вытяжки после отжига показали, что предел прочности в донной части выше, чем в корпусе, что связано с сохранением в донной части исходной видманштеттовой структуры; по всей толщине и высоте стенки корпуса полуфабриката наблюдается структура из равноосных рекристаллизационных зерен феррита, что свидетельствует о полноте процесса рекристаллизации; на границе основной материал - плакированный слой в основном материале наблюдается обезуглероженный слой на глубину до 0,5 мм; исследование механических характеристик материала полуфабриката после формоизменяющих операций вытяжки подтвердило эффективность многооперационной технологии вытяжек с промежуточными термическими операциями восстановительного отжига.

4. Разработаны и внедрены мероприятия по использованию надежных технологических смазок на формоизменяющих операциях. Предложено в качестве смазки использовать «Препарат коллоидно-графитовый водный ПСВ».

5. Гидростатические испытания баллонов высокого давления (опытных изделий) превышающими нагрузками показали их соответствие техническим требованиям на испытания.

6. Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе на кафедрах на кафедрах «Автоматизированные процессы и машины бесстружковой обработки материалов» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» и «Механика пластического формоизменения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» 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 «Специальные виды штамповки», «Механика процессов пластического формоизменения», «Новые техпроцессы и оборудование» и «Технология листовой штамповки», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в научном обосновании технологических режимов процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов с учетом реальных механических свойств заготовки и создании новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

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

1. Разработана математическая модель процесса вытяжки с утонением полой цилиндрической заготовки из двухслойных анизотропных материалов с учетом анизотропии механических характеристик основного и плакированного слоев. Математическая модель дает возможность определить кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, формирование характеристик механических свойств детали в процессах пластического формоизменения, рассчитать предельные степени деформации в зависимости от максимальной величины растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и условий эксплуатации изготавливаемого изделия. Предложена приближенная методика учета упрочнения материалов в основном и плакирующем слоях материала для решения поставленной задачи.

2. Разработан алгоритм и программное обеспечение для ЭВМ по расчету кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования процессов вытяжки с утонением стенки полых цилиндрических заготовок из двухслойных анизотропных материалов.

3. Выполнены теоретические исследования процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов, в результате которых выявлено влияние технологических параметров, геометрических размеров заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельных возможностей формоизменения.

4. Исследованы силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов в зависимости от степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки, толщины основного и плакирующего слоев. Установлено, что, с уменьшением коэффициента утонения ms и увеличением угла конусности матрицы а относительная величина силы Р возрастают. Так рост коэффициента утонения с 0,5 то 0,9 сопровождается падением величины Р более чем в 3 раза при прочих равных условиях деформирования. Учет упрочнения существенно уточняет относительную величину силы Р, однако не изменяет характер влияния угла конусности матрицы а, коэффициента утонения ms и условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки (ц/7/цл/). Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р. С ростом коэффициента трения на пуансоне (при - 0,05) величина относительной силы Р уменьшается. Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности матрицы а и величинах коэффициента утонения ms; при углах конусности матрицы а = 30° увеличение коэффициента трения на пуансоне в четыре раза по сравнению с коэффициентом трения на матрицы приводит к незначительному (около 5 %) изменению относительной величины силы Р.

5. Показано, что величина неоднородности интенсивности деформации 8е 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.

6. Оценены предельные возможности формообразования при вытяжке с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и по степени использования ресурса пластичности. Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение коэффициента утонения msnp приводит к росту максимальной величины <ле на выходе из очага пластической деформации. Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а предельный коэффициент утонения msnp увеличивается, т.е. ухудшаются условия утонения. Различие предельных коэффициентов утонения msnp, определенных с учетом и без учета упрочнения материала, составляет около 15 %. Показано, что с ростом угла конусности матрицы а величина предельного коэффициента утонения msnp увеличивается. Так увеличение угла конусности матрицы от 6 до 30° сопровождается ростом величины msnp на 45 %. Показано, что при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с увеличением величины 5oi//*() ПР0ИСХ°ДИТ Рост предельного коэффициента утонения msnp.

Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на предельный коэффициент утонения. С ростом коэффициента трения на пуансоне снижается предельное значение коэффициента утонения msnp. Предельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей ограничиваются как максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и степенью использования ресурса пластичности. Это зависит от анизотропии механических свойств первого и второго слоев двухслойных материалов заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента.

7. Оценено влияние анизотропии механических свойств цилиндрических полых заготовок из двухслойных материала на силовые режимы и предельные возможности формообразования процесса вытяжки с утонением стенки. Показано существенное влияние анизотропии механических свойств исходной заготовки на силовые режимы и предельные возможности формообразования.

8. Выполнены экспериментальные исследования по определению характеристик анизотропии механических свойств, констант кривых упрочнения и разрушения для двухслойной анизотропной стали 12ХЗГНМФБА+08Х1Э. В отличие от известных методик определения механических характеристик двухслойных материалов, когда механические свойства двухслойных листов оценивают свойствами материала основного слоя, предложено их оценивать как свойства основного и плакирующего материалов слоев. Экспериментально определены характеристики анизотропии механических свойств основного и плакированного слоев.

9. Проведены экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки двухслойной стали 12X3ГНМФБА+08Х13 в конических матрицах. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований по силовым режимам процесса вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов указывает на удовлетворительное их согласование (до 10 %). Результаты теоретических расчетов дают завышенные значения силовых параметров вытяжки с утонением стенки двухслойного материала.

10. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных анизотропных материалов. Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из анизотропной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками. Новые технологические процессы приняты к внедрению в опытном производстве на Федеральном государственном унитарном предприятии «ГН1111 Сплав». Экспериментальные характеристики готовых изделий соответствуют всем техническим требованиям. Разработаны и внедрены мероприятия по использованию надежных технологических смазок на формоизменяющих операциях. Предложено в качестве смазки использовать «Препарат коллоидно-графитовый водный ПСВ». Гидростатические испытания баллонов высокого давления (опытных изделий) превышающими нагрузками показали их соответствие техническим требованиям на испытания. Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные процессы и машины бесструж-ковой обработки материалов» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» и «Механика пластического формоизменения» ГОУ ВПО «Тульский государственный университет».

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

2. Аркулис Г.Э. Совместная пластическая деформация разных металлов. М.: Металлургия, 1964. - 215 с.

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

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

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

6. Басовский Л.Е. Прогнозирование повреждаемости деформируемых материалов при немонотонном нагружении // Известия вузов. Машиностроение. 1990. - №2. - С. 3 - 7.

7. Басовский Л.Е. Уравнение повреждаемости материалов при обработке давлением с немонотонным нагружением // Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: ТулГТУ, 1994. - С. 83-86.

8. 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.

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

10. Безотосный Д.А. Силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных неупрочнующихся анизотропных материалов // Известия Тул

11. ГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. -Том 1. - Вып. 1.-С. 65-73.

12. Безотосный Д.А. Технологические параметры процесса вытяжки с утонением стенки двухслойных анизотропных материалов // XXXII Гагарин-ские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов.-М.: МАТИ, 2006.-Том 1.-С. 182-183.

13. Биметаллический прокат / П.Ф. Засуха, В.Д. Корщиков, О.Б. Бух-валов, А.А. Ершов. М.: Металлургия, 1971. - 264 с.

14. Богатов А.А. Механические свойства и модели разрушения металлов: Учебное пособие для вузов. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2002.-329 с.

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

16. Бровман М.Я., Додин Ю.С. Некоторые вопросы обработки давлением биметалла. 1963.- № 1.- С. 3-5.

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

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

19. Валиев С.А., Яковлев С.С., Короткое В.А. Технология комбинированной вытяжки цилиндрических заготовок из анизотропного материала // Кузнечно-штамповочное производство. 1994. - № 12. - С. 6 - 8.

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

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

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

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

24. Гельфонд B.J1. Анализ некоторых факторов технологических процессов получения точных изделий вытяжкой с утонением // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1977. -С. 45-52.

25. Гельфонд B.J1. 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.

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

27. Геогджаев В.О. Сжатие и волочение пластической ортотропной полосы // Инженерный сборник. 1960. - т. XXIX - С.80-91.

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

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

30. Госгортехнадзор России. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. М.: НПО ОБТ, 1993. - 192 с.

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

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

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

34. Дель Г.Д. Деформируемость материалов с анизотропным упрочнением // Прикладные задачи механики сплошных сред. Воронеж: Изд-во ВГУ,- 1988. - 152 с.

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

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

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

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

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

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

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

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

43. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М.: Наука, 1966.231 с.

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

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

46. Исаченков Я.Е. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1978. - 208 с.

47. Казакевич Г.С. Прогнозирование прочности и анизотропного состояния деформированных конструкционных материалов. М.: Изд-во ЛГУ, 1988.-С. 170.

48. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.312 с.

49. 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.

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

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

52. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет (УПИ), 2001.-836 с.

53. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

54. Колмогоров B.JI. Напряжение деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

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

56. Корн Г., Корн Т. Справочник для научных работников и инженеров. М.: Наука. Глав. ред. физ.-мат. лит. - 1984. - 831 с.

57. Король В.К., Гильденгорн М.С. Основы технологии производства многослойных материалов. М.: Металлургия, 1970.

58. Красневский С.М., Макушок Е.М., Щукин В.Я. Разрушение металлов при пластическом деформировании. Минск: Наука и техника, 1983. -173 с.

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

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

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

62. Кузнецов В.П., Бузиков Ю.М. Исследования влияния рабочей части матриц на глубокую вытяжку с утонением // Кузнечно-штамповочное производство. 1967. - № 1. - С.16-19.

63. Липухин Ю.В., Тишков В.Я., Данилов Л.И. Прогрессивная технология перспективные продукты // Металоснабжение и сбыт. - 1997. - №2. -С. 40-41.

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

65. Макклинтон Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. -М.: Мир, 1970.-444 с.

66. Макклинтон Ф.А. Разрушение / Под ред. Г. Либовица: Пер. с англ. -М.: Мир, 1975. Т.З. - С. 339-520.

67. Малинин Н.Н. Волочение труб через конические матрицы // Известия АН СССР. Механика. 1965. - № 5. - С. 122-124.

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

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

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

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

72. 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.

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

74. Молочная Т.В., Волский М.И., Терехов А.Н. О возможности применения упрощенных методов определения пластической анизотропии в транстропных телах // Заводская лаборатория. 1976. - № 11.- С.1403-1405.

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

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

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

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

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

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

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

82. Ольшак В., Рыхлевский Я., Урбановский В. Теория пластичности неоднородных тел / Пер. с англ. М.: Мир, 1964. - 320 с.

83. Опыт изготовления газовых баллонов многооперационной вытяжкой / Н.А. Макаровец, В.А. Береговой, А.Ф. Куксенко, В.А. Коротков, Л.Г. Юдин, С.П. Яковлев // Кузнечно-штамповочного производство. 1995. - №8. - С. 26 - 27.

84. Панфилов Р.Г., Безотосный Д.А., Пантелеев С.П. Технологические параметры процесса волочения труб из двухслойных материалов // XXX Га-гаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2004. - Том 1. - С. 69-70.

85. Патент №2175738 РФ. Баллон высокого давления для дыхательных аппаратов / В.И. Трегубов, В.В. Бирюков, Г.А. Денежкин, А.Ф. Куксен-ко, Н.А. Макаровец и др. Заявка №2000106903 от 21.03.2000 г.

86. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения / Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1971. - 448 с.

87. Пилипенко О.В., Безотосный Д.А., Панфилов Р.Г. Анизотропия механических свойств стали 12ХЗГНМФБА плакированной сталью 08X13 // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением, 2005. Вып. 2. - С. 81-87.

88. Пилипенко О.В., Безотосный Д.А., Радченко С.Ю. Оценка предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов // Известия

89. ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. -Том 1. - Вып. 1.-С. 11-17.

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

91. 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.

92. 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.

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

94. Ремнев К.С., Яковлев С.С., Безотосный Д.А. Вытяжка с утонением стенки двухслойных неупрочнующихся анизотропных материалов. Часть 2. Силовые режимы // Известия ТулГУ. Серия. Автомобильный транспорт. -Вып. 9. Тула: ТулГУ, 2005. - С. 136-139.

95. Ренне И.П. Приближенные методы определения значений интенсивности деформаций при установившемся плоском течении // Известия вузов. Машиностроение. 1965. - № 7. - С.160-168.

96. 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.

97. 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.

98. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. - 520 с.

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

100. Силовые режимы вытяжки с утонением двухслойных анизотропных упрочняющихся материалов / О.В. Пилипенко, Д.А. Безотосный, К.С. Ремнев, А.В. Черняев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». Тула: ТулГУ. Вып. 10, 2006. - С. 250-257.

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

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

103. Смирнов-Аляев Г.А., Чикидовский В.П. Экспериментальные методы в обработке металлов давлением. Л.: Машиностроение, 1972. - 360 с.

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

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

106. Степанский JI.Г. Энергетический критерий разрушения металла при обработке давлением // Кузнечно-штамповочное производство. 1988. -№9.-С. 1-5.

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

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

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

110. 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.

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

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

113. 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.

114. Трегубов В.И. Изготовление баллонов высокого давления из высокопрочных двухслойных материалов вытяжкой М.: Машиностроение-1, Изд-во «Тульский полиграфист», 2003. - 164 с.

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

116. Трегубов В.И. Конструктивные особенности и технологические методы изготовления баллонов высокого давления // Оборонная техника. -М.: НТЦ «Информтехника», 1999. №11 -12. - С. 77 - 82.

117. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. Справочник. М.: Металлургия, 1973. -224 с.

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

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

120. Ху Л., Мэрин Ж. Анизотропные функции нагружения для сложных напряженных состояний в пластической области // Механика. Сборник сокращенных переводов и обзоров иностранной литературы. М.: Иностранная литература, 1956. - № 2. - С. 172-188.

121. Цой Д.Н. Волочение тонкостенной трубы через коническую матрицу // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1987. - № 4. - С. 182184.

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

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

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

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

126. Яковлев С.С., Корнеев Ю.П., Арефьев В.М. Изготовление цилиндрических изделий с толстым дном и тонкой стенкой из анизотропного материала // Кузнечно-штамповочное производство. 1992. - №2. - С. 28 - 30.

127. Яковлев С.С., Маркин А.А. Изменение характера пластической ортотропии в процессах конечного деформирования // Механика деформируемого твердого тела. Тула: ТулГТУ, 1994. - С. 112-116.

128. Khare A. Tube drawing with hard metal tools // Tube Int. 1991. - 10, №42.-C. 141-144,98-99.

129. 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.

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

131. Kyriakides S., Yen M.K. Plastic anisotropy in drawn metal tubes // Trans. ASME. J. Eng. Ind. 1988. - 110, № 3. - C. 303 -307.

132. 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.

133. 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.

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

135. Wu M.C., Hong H.K., Shiao Y.P. Anisotropic plasticity with application to sheet metals // Int. J. Mech. Sci. 1999. - 41, № 6. - P. 703 - 724.

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