Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов

Ремнев, Кирилл Сергеевич

Технологии и машины обработки давлением

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

кандидата технических наук: Ремнев, Кирилл Сергеевич
город: Тула
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.03.05

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов»

Автореферат диссертации по теме "Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов"

На правах 1^

рукописи /

РЕМНЕВ КИРИЛЛ СЕРГЕЕВИЧ

ВЫТЯЖКА С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ДВУХСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2003

Работа выполнена на кафедре «Механика пластического формоизменения» в Тульском государственном университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Овчинников Анатолий Георгиевич доктор технических наук, профессор Кухарь Владимир Денисович

Ведущая организация - ФГУП «Государственное научно-производственное

предприятие «Сплав»»

Защита состоится «Оф » /2003 г. в № час. на заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при Тульском государственном университете (300600, г. Тула, ГСП, проспект им. Ленина, д. 92,9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного

университета.

Автореферат разослан «.0У» . . 2003 г.

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.

Корпусные цилиндрические детали с высокими эксплуатационными характеристиками широко используются в технике, например, баллоны высокого давления. К таким изделиям предъявляются высокие требования по надежности эксплуатации. Они испытывают внутреннее давление до 30 МПа. С другой стороны они должны иметь небольшую массу и быть удобными при работе в экстремальных условиях. Поэтому для производства баллонов используются высококачественные стали, такие как 18ЮА, специальная сталь ВП-30 и др., обладающие высокими механическими характеристиками и способностью к формоизменению. Большое распространение в технологии производства цилиндрических деталей получили процессы холодной обработки давлением в сочетании с термическими операциями. Формоизменяющие процессы обработки давлением (ОД) позволяют за счет деформационного упрочнения обрабатываемого материала получать заданные прочностные характеристики готовых изделий. Однако изделия, изготовленные из перечисленных выше высококачественных сталей, обладают низкой коррозионной стойкостью.

В машиностроении на современном этапе находят широкое применение двухслойные материалы, т.е. материалы, представляющие собой основной материал, который подвергается плакированию. В двухслойных материалах плакирующий слой, как правило, выполняет основную функцию - предохраняет изделие от коррозии. Процессы пластического формоизменения двухслойных материалов в настоящее время мало изучены.

Таким образом, развитие теории пластического формоизменения двухслойных материалов приобретает особую актуальность. Решению данной задачи посвящены выполненые исследования.

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

Цель работы.

Научное обоснование параметров новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления вытяжкой из двухслойных материалов с повышенной коррозионной стойкостью.

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

1) разработать математические модели деформирования двухслойных плакированных материалов в условиях плоского деформированного состояния;

2) 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 материалов;

3) разработать методику и выполнить экспериментальные исследования по определению механических свойств двухслойного плакированного листового материала; выполнить экспериментальные исследования силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойного плакированного материала;

4) установить влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, толщины основного и плакирующего слоя, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженно-деформированное состояние заготовки и силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки;

5) использовать результаты исследований в промышленности.

Методы исследования. Теоретические исследования вытяжки с утонением стенки выполнены с использованием основных положений механики сплошных сред и теории течения неупрочняющегося изотропно 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 и регистрирующая аппаратура.

Автор защищает

• результаты теоретических исследований процесса вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов;

товки на распределение деформаций, напряжений, степени использования ресурса пластичности в основном и плакированном слоях в очаге деформации, силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки, связанных с максимальной величиной растягивающих напряжений на выходе из очага пластической деформации и накоплением повреждаемости;

• результаты экспериментальных исследований механических свойств двухслойного материала 12ХЗГНМФБА+08Х1Э, силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов с разной толщиной стенки основного и плакированного материала;

• разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов и новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13.

Научная новизна: разработаны математическая модель деформирования двухслойных материалов в условиях плоского деформированного состояния; получены 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 материалов; установлено влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, толщины основного и плакирующего слоя, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженно-деформированное состояние заготовки и силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки. Практическая значимость.

• Экспериментально определены 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 материалов.

Реализация работы.

• Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками. 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.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, -2002 г.), на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства» (г. Тула, 1999 г.), на международной научно-практической конференции «Технологические системы в машиностроении» (г. Тула, 2002 г.) а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г. Тула, 1999-2003 г.г.).

Публикации. Основные научные материалы проведенных исследований отражены в 9 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и 6 материалах и тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций. Общим объемом 5,9 печатных листа, авторский вклад 2,8 печатных листа.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., доценту В.И. Трегубову и к.т.н. доценту А.В.Черняеву 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 138 наименований, 3 приложений и включает 127 страниц машинописного текста, содержит 65 рисунков и 13 таблиц. Общий объем - 222 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии изготовления многослойных материалов, цилиндрических заготовок и изделий методами глубокой вытяжки из двухслойных плакированных материалов, рассмотрены существующие методы анализа процессов обработки металлов давлением и критерии деформируемости. Обоснована постановка задач исследований.

Вопросы теории и технологии изготовления многослойных материалов рассмотрены в работах Г.Э. Аркулиса, М.Я. Бровмана, Ю.С. Додина, П.Ф. Засухи, В.Д. Корщикова, A.A. Ершова, В.К. Короля, В. Ольшака, И.Л. Перлина, Я. Рыхлевского, А.Л. Тарновского, В. Урбановского и других.

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, A.A. Богатов, В.Д. Головлев, Ф.В. Гречников, С.И. Губкин, Г.Я. Гун,

Л.М. Качанов, B.J1. Колмогоров, В.Д. Кухарь, H.H. Малинин, А.Д. Матвеев, H.A. Норицин, А.Г. Овчинников, В.А. Огородников, Е.А. Попов, Ю.Н. Рабог-нов, И.П. Ренне, В.П. Романовский, Ф.И. Рузанов, Г'. Свифт, Е.И. Семенов, Л.Г. Степанский, А.Д. Томленое, Е.П. Унксов, Р. Хилл, Л.А. Шофман и другие. В работах 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, однако вопросы теории формоизменения двухслойных материалов в настоящее время практически не разработаны. Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям напряженного и деформированного состояния заготовки, силовым режимам и предельным возможностям деформирования при вытяжке с утонением стенки двухслойных материалов. Расчет технологических процессов обработки давлением двухслойных материалов в настоящее время осуществляется с использованием механических свойств основного слоя или введением понятия долевых напряжений. Однако указанные предположения не позволяют оценить влияние механических свойств, как основного, так и плакированного слоя на силовые режимы и предельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей. Широкий круг вопросов, связанных с проектированием технологических процессов вытяжки цилиндрических деталей из двухслойных материалов и отысканием рациональных условий ведения этих процессов, обеспечивающих изготовление полуфабрикатов заданного качества, не решен.

Во втором разделе приведены математическая модель деформирования двухслойных материалов в условиях плоского деформированного состояния; 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 материалов.

Рассмотрена вытяжка с утонением цилиндрической заготовки из изотропного неупроч-няющегося материала. Заготовка двухслойна из разных материалов с различными механическими свойствами (рис. 1). Пусть отношение диа- Рис. 1. Схема к расчету напря-

. , женного и деформированного

метра заготовки к толщине стенки D3/S» 1. состояния заготовки

В этом случае принимаем течение материала в условиях плоской деформации. Простейшим из них является радиальное течение. В цилиндрической

системе координат р, 0, г поле скоростей описывается выражениями

Кр = Кр(р,0); Ке=0; Уг=0. (1)

Для определения вида зависимости радиальной скорости от координат используем уравнение неразрывности:

(2)

др р 50 дг р которое с учетом выражений (1) приобретает вид

Общее решение этого уравнения

Гр=Ф(0)/р. (4)

Скорости деформации определим по уравнениям связи между скоростями течения и скоростями деформаций

:'(Р-гр) = о. (3)

'р ар ' 9 Р зв р'?2~ & '

7' Гае"'**"рёв ' (5)

** дг др' Принимая во внимание выражения (1), имеем

_ Ф(в). _Ф(0). , _

Р Рг

Эти соотношения показывают, что деформация сопровождается сдвигом, определяемым компонентой которая отсутствует при штамповке - вытяжке фланца листового материала. Это обстоятельство приводит к значительному усложнению анализа процесса.

Используя выражение для определения интенсивности скоростей деформаций

Ь = ^^р -^й)2 + (5е -Ъ)2 + Ъг - М2 + + & + Ф • (7)

и уравнения (6), получим

Ф2(0) + Ф'2(0) 51" ^ ' ()

Уравнения связи между напряжениями и скоростями деформаций запишутся

ар-сг:

2сг ^

з^, р' хр9 р0'

I - р

тг Тгр 3^, р

где ар, ад, стг, Трф, то 2, т2р, а, - компоненты напряжений и их интенсивность. Из этих уравнений на основании уравнений (6) имеем т0 г = х2р = 0. Если материал не упрочняется

о,- = оа, (10)

то коэффициент пропорциональности в уравнениях (9) = — (коэффициент жесткости) будет определяться выражением

И,- , , У . • (10

(12)

4Ф2(е)+Ф'2(е)

Подставив соотношения (9) в уравнения равновесия (движения)

д°Р , 1д*р8 , Рр~ае =0.

др р 50 р

^ер , 1 , 2теР _0>

Зр р 39 р

с учетом выражений (6) и условия несжимаемости материала, получим

Ф У ае2 Ф Ф Р2 ае ае'

(14)

ае ' р ае ае р ар ае

В качестве первого приближения определим ц,- в предположении равномерного по углу течения материала в клиновом канале. В этом случае уравнение неразрывности имеет вид

Ф"(в)-4Ф(е) = —(15) Р 4>

Общее решение этого уравнения

Ур=С/р. (16)

Произвольная постоянная С определяется из граничного кинематического условия, которое заключается в том, что на выходе материала из очага деформации радиальная скорость равна средней радиальной скорости вытяжки

прир = р, (17)

ар, ар,

где Q - расход материала, К0 - скорость перемещения пуансона. Произвольная постоянная будет равна

С = а. (18)

Радиальную скорость найдем в виде

ут-0.т-М. (19)

•к ар ар

Коэффициент определится по формуле (11) следующим образом

<20)

Проинтегрировав второе уравнение системы (14) по 6, получим

-о = 2рр21кр + 2РрКр+/(р). (21)

С учетом выражения (4) будем иметь

-ст = 4рФ(9) + /(р). (22)

Выражения (22) и (4) подставив в первое уравнение системы (14), имеем

Ф"(в)-4Ф(9) = -£-^М. (23)

Р ф

Из этого уравнения следует, что правая и левая части являются постоянной величиной, так как слева функция только©, а справа функция только р. Уравнение (23) распадается на два

(24)

Ф"(0) - 4Ф(0) = И. (25)

Ищем решение однородного уравнения в виде

Найдем характеристическое уравнение для определения г г2-4 = 0; /} = 2; гг = - 2.

Общее решение однородного уравнения запишется

Ф(0) = с,е20 + г2е_2е. (26)

Общее решение для неоднородного уравнения (25) будет иметь вид

Ф(6) = Ле2в + Ве~2Ь - --. (27)

Интегрирование уравнения (24) приводит к соотношению

/ = р/)1пр 4-Г, (28)

а для ст получим зависимость

ст = -4рф(е)-р/)1пр-с. (29)

В дальнейшем при определении поля скоростей и напряжений все величины, относящиеся к слою металла I, будем обозначать индексом 1, а величины, относящиеся к слою II, индексом 2.

Определим компоненты напряжений

V = + 2^рк = - % (V9 + V-20 - о* /4) - (3,0,1пр-С4;

= - %(Vе + V"20 - ^ /4)-Р^ 1пр-Ск; (30)

V* = ^ ^=%(4е2е - V20); * = и.

Отметим, что коэффициенты и будут определяться по формулам, аналогичным (20)

,.2 = £^р^о) = Р2Р2; (31)

" 2л/ЗК05, 1 12 27ЗК052 2 7

1 273К08, 2 2л/ЗК052

Задача сводится к нахождению восьми постоянных, где

к=1,2.

Они определяются из следующих условий:

1. Постоянство расхода металла

«о а

|кР[р^е + | кР2р<ю = -к0(б,+б2). (32)

0 а0

2. Непрерывность скоростей течения металла на границе раздела слоёв металла

Гр1(р,а0) = Кр2(р,а0). (33)

3,4. Непрерывность напряжений ое на границе раздела слоев

сте1(Р.>ао) = 0е2(Р>ао)- (34)

Это условие дает два соотношения между искомыми неизвестными коэффициентами.

5. Непрерывность касательных напряжений возникающих на границе раздела слоев металла

1рв1(р,ао) = трв2(Р'ао)- (35>

6. На контактной поверхности заготовки с пуансоном реализуется закон трения Кулона

1:рШ(Р>0) = ~,х/7о91Ср'0)- (36)

7. На контактной поверхности заготовки с матрицей реализуется закон трения Кулона

тре2(Р'а) = -Цл/°е2(Р'а) • (37>

8. Учет изменения направления течения материала на входе в очаг пластической деформации

CTpl(P2>a0) = ^J-'£a0> если <ctí2;

ср2(Р2>°0 = 'jjtg а' если Gs) > as2 ■ (38>

Здесь [км и \in - коэффициенты трения на контактных поверхностях матрицы и пуансона соответственно.

Экспериментальные исследования волочения двухслойных труб показали, что разрушение наблюдается, как правило, в менее прочном слое металла. Поэтому исследование напряженного и деформированного состояния необходимо, прежде всего, начинать в этом слое. Изменение направления течения материала при входе в очаг деформации и выходе из него учитывается путем коррекции радиального напряжения ар с учетом разрыва касательной составляющей скорости течения материала на границе очага деформации по методу баланса мощностей.

Силу Р процесса можно определить следующим образом

Р=Рх+Р2 + Ртр, (39)

где F\=Tt(d[j+&\)Pxi - сила в первом слое; Р2 = + 25¡ + 52)Pí2 - сила во

р2

втором слое; Ртр = n\¡.fjdn J ^(р^ф; dn - диаметр пуансона; б, и 52 -

толщина первого и второго слоя в готовом изделии соответственно.

' Для определения величин осевого стл. и касательного тху напряжений, f¡

и ?2 воспользуемся формулами преобразования компонент напряжений при повороте осей координат.

Приведем формулы для определения осевого ах и касательного хху напряжений

1 7

ах = Op cos 0 + ae sin 9 - тр0 sm 29;

Хху = 29 + TpQ cos29. (40)

Запишем окончательные выражения для вычисления сил в первом Рх\ и втором РХ2 слоях двухслойного плакированного материала:

7 ™

Рх1 = -гл^р^е °(cosa0+sina0)-t] + + 251p1p1[e_2a° (cosa0 - sin a0) -1] +

+ - Inpi) - Q]P! sin ocq + tga0 p, sin <x0;

Px2 = - 2/Í2P2P1 (eosot + sin a) - e2a° (cosocq + sin a0)] +

+ 2S2P2Pl[e_2a(cosa ~ a) -e_2a° (cosotg - sin a0)] +

3 a 9

+ [D2P2(— 1np¡) — C2]p,(sina - sin a0) + -já /gap¡ (sin a - sin a0).

2 л/3

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

Средняя величина накопленной полной интенсивности деформации в каждом слое очага деформации определятся по формулам

ЛсР SaQ Pl ¿ Ф](6) л/з«о

°,2с,--г 1 + -r Ш-^. (42)

,¿tp S(a-a0) PlaJo Ф2(в) л/3(а-а0) cosa0

Имея в своем распоряжении кривые упрочнения материалов слоев, можно найти средние величины в очаге деформации значения as\cp и as2cp по

формулам

üíI^ = aO>21+0l(sn^)"1; °s2cp = ст0,22 + Ql^ilcpY2 . (43) и повторить решение задачи уже с учетом упрочнения материала. Здесь £?], Qj, «| и п2 - константы кривых упрочнения основного и плакированного слоя материала соответственно.

Полученное решение в скоростях течения материала используется для уточнения вида коэффициента жесткости, как функция ц,- = /(р,0). Второе использование этих коэффициентов жесткости в уравнениях связи между напряжениями и скоростями деформации и в уравнениях равновесия позволило получить уравнения с разделяющимися переменными. В дальнейшем дифференциальные уравнения для определения скоростей течения материала решаются методом коллокаций с использованием необходимых граничных условий на контуре. Подробный анализ кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки двухслойных материалов изложены в работах [14,15].

В третьем разделе установлено влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения на контактных поверхностях инструмента и заготовки на напряженно-деформированное со-

стояние заготовки и силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки двухслойных материалов.

Кинематика течения материала, напряженно-деформированное состояние заготовки, силовые режимы и предельные возможности вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов исследовались численно на ЭВМ в зависимости от коэффициента утонения 0, угла конусности матрицы а = 6...30° и условий трения на инструменте = (1 при = 0,05. Расчеты выполнены для двухслойного материала, механические свойства которых приведены в табл. 1.

Таблица 1. - Механические свойства исследуемых материалов

Материал плакирующего слоя

№ Марка °0,2 к > МПа <2*> МПа Ч а* "к

1 08X13 339,0 944,88 0,485 2,410 -1,410

2 12Х18Н10Т 321,7 1016,05 0,405 2,190 -0,873

3 10X13 421,8 572,5 0,498 1,058 -1,38

Основной материал

1 12ХМ 309 562,06 0,279 2,084 -0,852

2 СтЗсп 302,1 543,29 0,823 2,394 -1,393

3 20К 280,3 518,23 0,390 1,645 -1,159

4 12ХЗГНМФБА 532,2 451,0 0,435 0,76 -1,200

Здесь Щ, 1/к - константы основного и плакированного слоя материала в выражении е1Пр =Л^ехр((/¿а/а,-) для определения предельной интенсивности деформации.

Установлено, что с уменьшением величины р и 0 радиальная скорость Кр возрастает, приближаясь к величине скорости перемещения пуансона К0.

Существенного различия по изменению величины радиальной скорости Кр при

решении поставленной задачи в рамках первого и второго приближения не обнаружено.

Графические зависимости изменения относительных величин радиального Ор =Ор/а022 > тангенциального Од = Стд /со 22 и касательного

Тр0 = трд /(сг0 22 /^3) напряжений (сто,22 " условный предел текучести основного материала) в трех радиальных сечениях очага пластической деформации от угла 0 для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА х 08X13 показаны на рис. 2. Здесь введены обозначения: кривая 1 относительная величина радиального напряжения кривая 2 - относительная величина касательного напряжения

Трй; кривая 3 - относительная величина тангенциального напряжения ад;

сплошная линия соответствует результатам расчета изменения исследуемых напряжений по второму приближению решения задачи; штриховая линия - по первому приближению. Расчеты выполнены при коэффициенте трения на матрице = 0,05.

Установлено, что относительная величина радиального напряжения ор имеет разрыв при Э = а0, что объясняется разными механическими свойствами материала первого и второго слоя, а величины тангенциальных <50 и касательных напряжений тр9 непрерывны. С уменьшением радиуса р относительная величина радиального напряжения ор увеличивается, ст0 уменьшается по абсолютной величине (9 = const). Увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение коэффициента утонения ms сопровождается ростом относительного радиального стр и уменьшением тангенциального ctq напряжений (по абсолютной величине). Различие между относительными величинами радиальных Стр и тангенциальных Cq напряжений, вычисленных по первому и второму

приближению решения задачи, не превышает 5%, однако второе приближение существенно уточняет относительную величину касательных напряжений тр9

(до 33%).

На рис. 3 приведены зависимости изменения относительной величины силы Р = P/[ji(i/| +5j)i[CT0 22 ] от угла конусности матрицы а при фиксированных величинах коэффициента утонения ms и коэффициента трения на пуансоне (ц^ = 0,05) соответственно. Здесь введены обозначения: сплошная линия соответствует результатам расчета относительной величины' силы Р, вычисленной по второму приближению решения задачи; штриховая линия - по первому приближению.

Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с уменьшением коэффициента утонения ms относительная величина силы Р возрастают. Интенсивность роста тем выше, чем меньше коэффициент утонения ms. 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 (ця/цдД

а)

0,5 0

V0-5

-м

-г

0 4,5 9 град 18 в --

Выявлены оптимальные углы конусности матрицы в пределах 10...20°, соответствующие наименьшей величине силы, при коэффициентах утонения т5 < 0,75. Если величины коэффициентов утонения т5 > 0,75, то увеличение угла конусности матрицы а приводит к возрастанию относительной удельной силы Р. Величина оптимальных углов конусности матрицы а с уменьшением коэффициента утонения т3 смещается в сторону больших углов.

Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р.

е —.

б)

Рис. 2. Эпюры распределения относительных величин напряжений 5р, , тр0 по

радиальным сечениям с учетом упрочнения материала:

а) р = р, +0,75(р2 ~Р|);

б) р = р,+0,5(р2-р1);

в) р = р,+0,25(р2-р,) (^п/^м =2» 'Л5=0.7; 501/*0=0,25;

10 = 4 мм, а = 18°)

_ —

1 ч и

Л \

- —

— — — —

6 12 18 и град 30 а-►

Рис. Э. Зависимости изменения Р от а: кривая 1 - =0,9, кривая 2- т5 =0,6; двухслойная сталь 12ХЗГНМФБА х сталь

10X13 (цд=2цм =0,1; 801/^0=0,25; - 4 мм)

и.

з Т\

С ростом коэффициента трения на пуансоне (при - 0,05) величина относительной силы Р возрастает. 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 4 раза по сравнению с коэффициентом трения на матрице приводит к незначительному (около 5%) изменению относительной величины силы Р. Отличия величин Р, вычисленные в рамках первого и второго приближения решения задачи, с уменьшением коэффициента утонения т5 и увеличением угла конусности матрицы возрастают и могут достигать 25% при ms =0,6 и

« = 30°,^=^ =0,05.

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

®хк ~asxk*> °sxk* = (44)

и допустимой степенью использования ресурса пластичности

6/ deH

= | — X • (45)

е ibzinpk

Здесь Л = 1,2 в зависимости от рассматриваемого слоя заготовки; г^ - интенсивность деформации элементарного объема при входе в очаг деформации; Е/ир - предельная интенсивность деформации; о - среднее напря-

жение; Ejnp = О^ ехр((У£<т/а,-); П^, - константы основного и плакированного слоя материала, определяемые в зависимости от рода материала, согласно работам В.Л. Колмогорова и A.A. Богатова (табл. 1).

При назначении величины коэффициентов утонения учитывались рекомендации по степени использования запаса пластичности В.Л. Колмогорова и A.A. 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.

На рис. 4 представлены зависимости изменения предельных коэффициентов утонения msnp, вычисленные по первому и второму приближению решения поставленной задачи, от угла конусности матрицы а для двухслойных стали 12ХЗГНМФБА х 10X13 при фиксированных условиях трения на контактных поверхностях инструмента =1\хм =0.1). Здесь кривая 1 соответ-

ствует величине т5пр, вычисленной по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации; кривая 2 соответствует величине т£пр, определенной по степени использования ресурса пластичности при х = 1; кривая 3 - при х = 0,65; кривая 4 - при % = 0,25. Положения кривых 1 и 2 указывают на возможность разрушения заготовки по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и по степени использования ресурса пластичности при х =

Установлено, что предельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей ограничиваются как максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации (44), так и степенью использования ресурса пластичности (45). Это зависит от механических свойств основного и плакирующего материала заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента.

а) первое приближшие б) второе приблнжшие

Рис. 4. Зависимости изменения т511р от а:

основной материал - сталь 12ХЗГНМФБА, плакирующий слой - сталь 10X13

(ця =2ум =0,1; 50|/$о = 0,25; =4 мм)

Анализ графических зависимостей и результатов расчета показывает, что с увеличением угла конусности матрицы а предельный коэффициент утонения т5пр увеличивается, т.е. ухудшаются условия утонения. 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 т5пр.

Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности матрицы

а. При углах конусности матрицы а = 30° увеличение коэффициента трения на пуансоне в 3 раза по сравнению с коэффициентом трения на матрице приводит к незначительному (около 5%) изменению предельного коэффициента уто-

нения. Величины предельных коэффициентов утонения т!Пр, вычисленные по

второму приближению решению задачи больше, чем по первому. Различие предельных коэффициентов утонения т5пр> определенных по первому и второму приближению решения задачи, при углах конусности матрицы а = 10°

составляет около 5%, а при а = 30° - 25%.

В четвертом разделе приведены методика и результаты экспериментальных исследований по определению механических свойств двухслойного листового материала 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 найдены механические характеристики основного и плакированного слоя, а также двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 различной исходной толщиной.

Проведены экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13. Полуфабрикаты для экспериментов изготовлялись из листовых заготовок диаметром 100,0 мм и толщиной стенки =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). Заготовки изготовлялись на токарном станке обточкой квадратных заготовок, предварительно полученных разрезкой из листа. 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 Яп= 5 мм; диаметр матрицы йм= 50мм; высота рабочего пояска матрицы Ьр = Змм.

В процессе эксперимента изменялись угол конусности матрицы а и коэффициент утонения т3. Коэффициент утонения т$ варьировался в диапазоне

0,5...0,9 путем изменения диаметра пуансона. Вытяжка осуществлялась на конических матрицах с углом конусности 10, 20 и 30°. В качестве смазки применялся «Препарат коллоидно-графитовый водный ПСВ». Вытяжка осуществлялась на провал. 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.

Выполнено сопоставление теоретических и экспериментальных данных по силовым режимам процесса для исследуемых материалов. На рис. 5 представлены зависимости изменения относительных величин сил вытяжки с утонением стенки Р = Р/^^+з^аод ] от коэффициента утонения т5 при угле

конусности матрицы а = 20' ные силы

Значками обозначены экспериментальные дан-

^жсп = ^жсп^^1+1У])5]а0,221' сплошная линия соответствует результатам расчета Р по второму приближению решения задачи; штриховая линия - по первому приближению. Анализ экспериментальных и расчетных данных показывает, что относительные величины силы Р существенно зависят от коэффициента утонения т5. С его уменьшением величина Р растет. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам процесса указывает на хорошее их согласование. Максимальная величина расхождения теоретических и экспериментальных данных не превышает 10%. Результаты теоретических расчетов согласно второго приближения дают завышенные значения силовых параметров вытяжки с утонением стенки двухслойного материала.

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 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. Схема изготовления заготовки под закатку горловины включает семь формоизменяющих операций: пять вытяжек корпуса, вытяжку с утонением стенки с ограничением, вытяжку утолщенной части стенок с промежуточными термическими операциями восстанавливающего отжига.

Разработаны и внедрены мероприятия по использованию надежных технологических смазок на формоизменяющих операциях. Предложено в качестве смазки использовать «Препарат коллоидно-графитовый водный ПСВ». Металлографические исследования показали соответствие структуры материала готовых изделий техническим требованиям по эксплуатационным характеристикам. Гидростатические испытания опытных изделий превышающими нагрузками показали их соответствие техническим требованиям на испытания. Новые технологические процессы приняты к внедрению в опытном производстве на ФГУП «ГНПП Сплав» с экономическим эффектом, полученным в результате сокращения сроков технологической подготовки производства, обеспечения

1.9

1.7 1.5 1.3 р1Л 0.9 0.7 0.5

ч ч

N ч V >

... ^ О N

0Л

0.7

0.8

0.9

т*

Рис. 5. Зависимости изменения относительной силы Р от коэффициента утонения тв при вытяжке с утонением двухслойной стали 12ХЗГНМФБА х 10X13 при а = 20° (]ХП = 2цм =0,1;

801 =1 мм; ¡0=4 мм)

качества, снижения трудоемкости изготовления и металлоемкости узлов изделий.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в лекционных курсах «Основы теории пластичности и ползучести» и «Механика процессов пластического формоизменения» для бакалавров техники и технологии направления 551800 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в научном обосновании параметров новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления вытяжкой из двухслойных материалов с повышенной коррозионной стойкостью.

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

1. Разработана математическая модель деформирования двухслойных плакированных материалов в условиях плоского деформированного состояния; получены основные уравнения и соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения двухслойных материалов в рамках первого и второго приближения поставленной задачи.

2. Выполнены теоретические исследования кинематики течения материала заготовки, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов, предельных возможностей деформирования при вытяжке с утонением стенки двухслойного материала.

3. Установлено влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженно-деформированное состояние заготовки и силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки, связанных с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности.

возрастает, приближаясь к величине скорости перемещения пуансона Существенного различия по изменения величины радиальной скорости Ур при

решении поставленной задачи в рамках первого и второго приближения не обнаружено.

Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение ко-

эффициента утонения сопровождается ростом относительного радиального Ор и уменьшением тангенциального Од напряжений (по абсолютной величине).

5. Исследованы силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов в зависимости от степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки, толщины основного и плакирующего слоя. Выявлены оптимальные углы конусности матрицы в пределах 10...20°, соответствующие наименьшей величине силы, при коэффициентах утонения т5< 0,75. Если величины коэффициентов утонения > 0,75, то увеличение угла конусности матрицы а приводит к возрастанию относительной удельной силы Р. Величина оптимальных углов конусности матрицы а с уменьшением коэффициента утонения т$ смещается в сторону больших углов. Изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р.

6. Оценены предельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки двухслойных материалов по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности. Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а и уменьшением коэффициента трения на пуансоне предельный коэффициент утонения твпр увеличивается.

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 механических свойств основного и плакирующего материала заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента.

7. Установлено, что первое приближение решения задачи о вытяжке двухслойного материала дает надежные результаты по определению кинематики течения материала, напряженному и деформированному состояниям, силовым режимам и предельным возможностям формоизменения при углах конусности матрицы а < 20" (наиболее распространенные углы конусности матрицы). При больших величинах углов конусности матрицы необходимо применять второе приближение для расчета перечисленных выше параметров процесса. Это обстоятельство связано с использованием гипотезы о радиальном течении материала в клиновом канале (конической матрице).

8. Выполнены экспериментальные исследования по определению констант кривых упрочнения и разрушения двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13. 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 указывает на удовлетворительное их согласование (до

10%). Результаты теоретических расчетов дают завышенные значения силовых параметров вытяжки с утонением стенки двухслойного материала.

9. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных материалов, которые использованы в опытном производстве .на ФГУП «ГНПП Сплав» при изготовлении заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками. Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Экспериментальное определение механических свойств ряда листовых материалов / В.А. Короткое В.А., Ю.Г. Нечепуренко, А.Ю. Мишкин, Н.В. Козырев, К.С. Ремнев // Теория, технология, оборудование и автоматизация обработки давлением и резанием. - Тула: ТулГУ, 1999. - Вып. 1. - С. 119 -129.

2. Параметры кривых анизотропного упрочнения и разрушения ряда листовых материалов / Ю.Г. Нечепуренко, А.Ю. Мишкин, Н.В. Козырев, К.С. Ремнев, Р.В. Глебов // Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Тула: Тульский полиграфист, 1999. - С. 127 -128.

3. Анизотропия механических свойств и константы кривых анизотропного упрочнения ряда листовых материалов / Ю.Г. Нечепуренко, A.B. Чарин, P.A. Глебов, К.С. Ремнев // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, «Гриф», 2000. - С. 243 - 251.

4. Яковлев С.С., Нечепуренко Ю.Г., Ремнев К.С., Глебов Р.В. Характеристики анизотропии механических свойств ряда листовых материалов // Сборник материалов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». - Тула: Тульский полиграфист, 2001. - С. 125-126.

5. К вопросу исследования кинематики, напряженного и деформированного состояний при вытяжке с утонением стенки заготовки из неупрочняюще-гося двухслойного материала / С.П. Яковлев, В.И. Трегубое, К.С. Ремнев, Р.Г. Панфилов // Известия ТулГУ. Серия Машиностроение. - Выпуск 7. - Тула: ТулГУ, 2002. - С. 160-170.

6. Новый подход к анализу процесса вытяжки с утонением стенки неуп-рочняющегося двухслойного материала / С.П. Яковлев, В.И. Трегубов, К.С. Ремнев, Р.Г. Панфилов // Технологические системы в машиностроении: Труды международной научно-технической конференции, посвященной памяти выдающихся ученных И.А. Коганова и С.И. Лашнева. - Тула: ТулГУ, 2002. - С. 408-411.

* 2 0 5 7 í

7. К расчету технологических параметров изготовления сосудов высокого давления из листового анизотропного материала / С.П. Яковлев, K.M. Йунис, К.С. Ремнев, Р.Г. Панфилов // Сборник тезисов докладов отчетной конференции - выставки подпрограммы 205 «Транспорт» научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники». - М.: Изд-во МАИ, 2002. - С. 35-37.

8. Ремнев К.С., Арефьев Ю.В. Технологии изготовления сосудов высокого давления // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2002. - Том I. - С. 53-54.

9. Ремнев К.С., Панфилов. Р.Г. Вытяжка с утонением стенки цилиндрической заготовки из двухслойного изотропного материала // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - - С. 75-76.

10. Силовые и деформационные параметры вытяжки с утонением стенки двухслойного материала / С.П. Яковлев, В.И. Трегубое, К.С. Ремнев, Р.Г. Панфилов // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, 2002. - Часть 2. - С. 106-117.

11. Характеристики анизотропии механических свойств ряда листовых материалов / K.M. Йунис, С.Е. Селедкин, В.А. Короткое, К.С. Ремнев // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, 2002. - Часть 2. - С. 133-140.

12.Ремнев К.С., Панфилов Р.Г. Силовые режимы вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойного неупрочняющегося материала // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2003. - Том 1. - С. 100-101.

13.Ремнев К.С., Трегубов В.И., Яковлев С.С. Влияние параметров двухслойного неупрочняющегося листового материала на силовые режимы вытяжки с утонением стенки // Технология и машины обработки давлением. - Челябинск: ЮУГУ. - 2003. - С. 41-49.

14.Предельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки двухслойного материала / В.И. Трегубов, С.С. Яковлев, К.С. Ремнев, Р.Г. Панфилов // Известия ТулГУ. Серия «Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением». - Тула: ТулГУ, 2003, выпуск 1. - С. 6470. '

15.Яковлев С.П., Трегубов В.И., Ремнев К.С. Вытяжка с утонением стенки цилиндрической заготовки из двухслойного изотропного материала // Известия ТулГУ. Серия «Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением». - Тула: ТулГУ, 2003, выпуск 2. - С. 54-64.

Подписано в печать j/.-¿Ü2003. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская

№2.

Офсетная печать. Усл. печ. л. 1. Усл. кр.-отт. 1. Уч. изд. л. 1,1.

Тираж 100 экз. Заказ 7S4 ■

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

Редакцпонпо-издательский центр Тульского государственного университета.

300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ремнев, Кирилл Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ ВЫТЯЖКИ И ВОЛОЧЕНИЯ ОДНО- И ДВУХСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Способы изготовления многослойных материалов.

1.2. Анализ существующих технологических процессов изготовления цилиндрических полуфабрикатов.

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

1.4. Вытяжка и волочение.

Введение 2003 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Ремнев, Кирилл Сергеевич

Корпусные цилиндрические детали с высокими эксплуатационными характеристиками широко используются в технике, например, баллоны высокого давления. К таким изделиям предъявляются высокие требования по надежности эксплуатации. Они испытывают внутреннее давление до 30 МПа. С другой стороны они должны иметь небольшую массу и быть удобными при работе в экстремальных условиях. Поэтому для производства баллонов используются высококачественные стали, такие как 18ЮА, специальная сталь ВП-30 и др., обладающие высокими механическими характеристиками и способностью к формоизменению. Большое распространение в технологии производства цилиндрических деталей получили процессы холодной обработки давлением в сочетании с термическими операциями. Формоизменяющие процессы обработки давлением позволяют за счет деформационного упрочнения обрабатываемого материала получать заданные прочностные характеристики готовых изделий. Однако изделия, изготовленные из перечисленных выше высококачественных сталей, обладают низкой коррозионной стойкостью.

В машиностроении на современном этапе находят широкое применение двухслойные материалы, т.е. материалы, представляющие собой основной материал, который подвергается плакированию. В двухслойных материалах плакирующий слой, как правило, выполняет основную функцию -предохраняет изделие от коррозии. Процессы пластического формоизменения двухслойных материалов в настоящее время мало изучены.

Цель работы. Научное обоснование параметров новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления вытяжкой из двухслойных материалов с повышенной коррозионной стойкостью.

Автор защищает

• результаты теоретических исследований вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов;

• установленные закономерности влияния геометрических параметров двухслойного материала, заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на распределение деформаций, напряжений, степени использования ресурса пластичности в основном и плакированном слоях в очаге деформации, силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки, связанные с максимальной величиной растягивающих напряжений на выходе из очага пластической деформации и накоплением повреждаемости;

• результаты экспериментальных исследований механических свойств двухслойного материала 12X3ГНМФБА+08X13, силовых режимов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов с разной толщиной стенки основного и плакированного материала;

Научная новизна: разработаны математическая модель деформирования двухслойных материалов в условиях плоского деформированного состояния; 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 материалов; установлено влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, толщины основного и плакирующего слоя, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженно-деформированное состояние заготовки и силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки. Практическая значимость.

• Экспериментально определены механические характеристики двухслойного материала 12ХЗГНМФБА+08Х1Э.

Реализация работы.

• Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из стали 12X3ГНМФБА+08X13 с высокими эксплуатационными характеристиками. Новые технологические процессы изготовления заготовок под закатку горловины баллонов высокого давления приняты к внедрению в опытном производстве на ФГУП «ГНТТП Сплав» с экономическим эффектом, полученным в результате повышения их качества и сокращения сроков подготовки производства.

• Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 1999 - 2002 г.), на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства» (г. Тула, 1999 г.), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2001 г.), на отчетной конференции - выставке подпрограммы

205 «Транспорт» научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (г. Москва, 2002 г.), на международной научно-практической конференции «Технологические системы в машиностроении» (г. Тула, 2002 г.) а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г. Тула, 1999-2003 г.г.).

Публикации. Основные научные материалы проведенных исследований отражены в 7 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и в 5 материалах и тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций. Общим объемом 5,9 печатных листа, авторский вклад 2,8 печатных листа.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., доценту В.И. Трегубо-ву и к.т.н. доценту А.В.Черняеву 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 138 наименований, 3 приложения и включает 127 страниц машинописного текста, содержит 65 рисунков и 13 таблиц. Общий объем - 222 страницы.

Заключение диссертация на тему "Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов"

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 материалов.

2. Разработан новый технологический процесс изготовления заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-3 0.001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками. Новые технологические процессы приняты к внедрению в опытном производстве на Федеральном государственном унитарном предприятии «ГНПП 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 видманштетто-вой структуры. По всей толщине 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.

Гидростатические испытания опытных изделий превышающими нагрузками показали их соответствие техническим требованиям на испытания.

4. Материалы диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в ряде лекционных курсах при подготовке бакалавров направления 551800 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в научном обосновании параметров новых технологических процессов изготовления цилиндрических сосудов высокого давления вытяжкой из двухслойных материалов с повышенной коррозионной стойкостью. В процессе теоретических исследований получены следующие результаты и сделаны выводы:

4. Исследована кинематика течения материала, напряженное и деформированное состояния двухслойной заготовки при вытяжке с утонением стенки. Установлено, что с уменьшением величины р и 9 радиальная скорость Кр возрастает, приближаясь к величине скорости перемещения пуансона Уд. Существенного различия по изменения величины радиальной скорости Рр при решении поставленной задачи в рамках первого и второго приближения не обнаружено.

Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение коэффициента утонения т3 сопровождается ростом относительного радиального Стр и уменьшением тангенциального ад напряжений (по абсолютной величине).

5. Исследованы силовые режимы вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов в зависимости от степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки, толщины основного и плакирующего слоя. Выявлены оптимальные углы конусности матрицы в пределах 10.20°, соответствующие наименьшей величине силы, при коэффициентах утонения т$ < 0,75. Если величины коэффициентов утонения т3 > 0,75, то увеличение угла конусности матрицы а приводит к возрастанию относительной удельной силы Р . Величина оптимальных углов конусности матрицы а с уменьшением коэффициента утонения т5 смещается в сторону больших углов. Изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р .

7. Установлено, что первое приближение решения задачи о вытяжке двухслойного материала дает надежные результаты по определению кинематики течения материала, напряженному и деформированному состояниям, силовым режимам и предельным возможностям формоизменения при углах конусности матрицы а < 20° (наиболее распространенные углы конусности матрицы). При больших величинах углов конусности матрицы необходимо применять второе приближение для расчета перечисленных выше параметров процесса. Это обстоятельство связано с использованием гипотезы о радиальном течении материала в клиновом канале (конической матрице).

8. Выполнены экспериментальные исследования по определению констант кривых упрочнения и разрушения двухслойной стали 12ХЭГНМФБА+08Х13. 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 указывает на удовлетворительное их согласование (до 10%). Результаты теоретических расчетов дают завышенные значения силовых параметров вытяжки с утонением стенки двухслойного материала.

9. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров вытяжки с утонением двухслойных материалов, которые использованы в опытном производстве на ФГУП «ГНПП Сплав» при изготовлении заготовок под закатку горловины баллонов БГ-7,3-30-30.001 из стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 с высокими эксплуатационными характеристиками. Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе.

Библиография Ремнев, Кирилл Сергеевич, диссертация по теме Технологии и машины обработки давлением

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. Агеев Н.П., Дриго A.B. Методы технологических испытаний листовых материалов на пластическое сжатие // Кузнечно-штамповочное производство. 1990. - № 1. -С. 34-37.

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

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

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

7. Басовский J1.E. Прогнозирование повреждаемости деформируемых материалов при немонотонном нагружении // Известия вузов. Машиностроение. 1990. - №2. - С. 3 - 7.

8. Басовский JT.E. Уравнение повреждаемости материалов при обработке давлением с немонотонным нагружением // Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: Тул-ГТУ, 1994.-С. 83-86.

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

10. П.Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формообразующих операциях листовой штамповки. Рига: Зинатие, 1978. - 125с.

11. Биметаллические трубы / В .Я. Остренко, Е.А. Резников, A.M. Буй-новский, Р.П. Дидык М.: Металлургия, 1974. - 224 с.

12. Биметаллический прокат / П.Ф. Засуха, В.Д. Корщиков, О.Б. Бухва-лов, A.A. Ершов. -М.: Металлургия, 1971. 264 с.

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

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

15. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980.368 с.

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

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

18. Валиев С.А., Яковлев С.С. Технология холодной штамповки. Комбинированная вытяжка анизотропного материала. Тула: ТулПИ, 1986.- 66 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.JT. 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.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.

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

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

28. Глинер P.E., Майоров М.А. Применение диаграмм штампуемости для анализа запаса пластичности и аттестации горячекатаного листа // Куз-нечно-штамповочное производство 1990. - № 9. - С. 33-34.

29. Головачев В.А., Комаров H.A. Высокопрочные биметаллические соединения. Л.: Машиностроение, 1974. - 192 с.

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

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

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

33. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960,- Т. 1.- 376 е., Т. 2.- 416 е., Т. 3.- 306 с.

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

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

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

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

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

39. Диаграммы предельных деформаций листовых материалов / Г.Д. Дель, В.П. Осипов, Н.В. Ратова, В.И. Корольков // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. - № 4. - С. 81-87.

40. Друкер Д. Пластичность, течение и разрушение // Неупругие свойства композиционных материалов. М.: Наука, 1978. - С. 9-32.

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

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

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

44. Иванова Э.А. Приближенная оценка поврежденности и пластичности материала при волочении полосы // Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: ТулПИ, 1991. -С. 66-71.

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

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

47. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР. - 1963. - 207 с.

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

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

50. 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.

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

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

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

54. Колмогоров В.Л. Напряжение деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

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

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

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

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

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

63. Любарский Б.Н. Выбор оптимального угла конуса матрицы для первой операции комбинированной вытяжки без складкодержателя // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1970. - Вып. 9. - С. 117 - 123.

64. Маковский В.А., Ейльман JI.C. Основы теории и практики производства биметаллических прутков. М.: Металлургия. 1971. - 192 с.

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

66. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение. - 1975. - 400 с.

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

68. Малов А.Н. Производство патронов стрелкового оружия. М.: Обо-ронгиз, 1947. - 414 с.

69. Недорезов В.Е. Глубокая вытяжка листового металла. М., Л.: Маш-гиз, 1949. - 104 с.

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

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

72. 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.

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

74. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. - 175 с.79.0льшак В., Рыхлевский Я., Урбановский В. Теория пластичности неоднородных тел / Пер. с англ. М.: Мир, 1964. - 320 с.

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

76. Патент №2175738 РФ. Баллон высокого давления для дыхательных аппаратов / В.И. Трегубов, В.В. Бирюков, Г.А. Денежкин, А.Ф. Куксенко, H.A. Макаровец и др. Заявка №2000106903 от 21.03.2000 г.

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

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

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

80. 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.

81. 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.

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

83. Ремнев К.С., Арефьев Ю.В. Технологии изготовления сосудов высокого давления // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 5354.

84. Ремнев К.С., Панфилов. Р.Г. Вытяжка с утонением стенки цилиндрической заготовки из двухслойного изотропного материала // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 75-76.

85. Ремнев К.С., Трегубов В.И., Яковлев С.С. Влияние параметров двухслойного неупрочняющегося листового материала на силовые режимы вытяжки с утонением стенки // Технология и машины обработки давлением.- Челябинск: ЮУГУ. 2003. - С. 41-49.

86. Ренне И.П. Приближенные методы определения значений интенсивности деформаций при установившемся плоском течении // Известия вузов. Машиностроение. 1965. - № 7. - СЛ 60-168.

87. 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.

88. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

102. НО.Талыпов Г.Б. Исследование эффекта Баушингера // Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1964. - № 6. - С. 131 - 137.111 .Талыпов Г.П. Пластичность и прочность стали при сложном на-гружении. Л.: Изд-во ЛГУ. - 1968. - 134 с.

103. 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.

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

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

106. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов.- М.: Машиностроение, 1968.- 504 с.

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

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

109. Характеристики анизотропии механических свойств ряда листовых материалов / K.M. Йунис, С.Е. Селедкин, В.А. Короткое, К.С. Ремнев // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. -Тула: ТулГУ, 2002. Часть 2. - С. 133-140.

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

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

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

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

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

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

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

117. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. -М.: Машиностроение, 1964. 365 с.

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

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

120. 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.

121. 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.

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

123. Mellor P.В., 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.

124. Wilson D.U., Butler R.D. The role of cup-drawing tests in measuring draw-ability // J. Inst. Metals. Vol. 90. - № 12. - 1962.

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

126. 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.

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

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00