автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Вытяжка высоких коробчатых деталей из анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести

На правах рукописи

ЧУСОВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

ВЫТЯЖКА ВЫСОКИХ КОРОБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2008

003454703

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Талалаев Алексей Кириллович

кандидат технических наук, доцент Шмелев Владимир Евдокимович

Ведущая организация - ОАО «Центральное конструкторское бюро

аппаратостроения» (г. Тула)

Защита состоится « )2.» ноября 2008 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г. Тула, ГСП, просп. им. Ленина, д. 92, 9 корп., ауд. 101).

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

Автореферат разослан «» октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Б. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли полые изделия различной конфигурации (цилиндрического, квадратного и прямоугольного поперечных сечений), изготавливаемые методами глубокой вытяжки. Многооперационной вытяжкой изготавливают высокие коробчатые детали при относительной высоте Нпр/В> 0,6...0,8, где

Нпр и В - высота детали с учетом припуска на обрезку и ширина (длина) коробчатой детали квадратного поперечного сечения соответственно. Формы и размеры исходных заготовок и переходов устанавливают по разверткам и рекомендуемым степеням вытяжки в соответствии со справочной литературой. В зависимости от величин угловых радиусов изделий вытяжка квадратных и прямоугольных в плане коробок может осуществляться по разным схемам.

Конструкции изделий ответственного назначения определяют применение высокопрочных материалов. В последнее время при изготовлении деталей из высокопрочных материалов нашло применение медленное горячее деформирование, которое позволяет значительно повысить пластические свойства материала и снизить силу деформирования, а также достичь больших степеней деформации.

Листовой материал, подвергаемый процессам деформирования, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением.

В настоящее время достаточно широко изучено влияние начальной анизотропии на процесс вытяжки цилиндрических деталей. Практически не изучено влияние анизотропии на процессы изотермической вытяжки коробчатых изделий. Имеющиеся отдельные экспериментальные материалы по вытяжке коробчатых деталей не позволяют разработать научно обоснованные рекомендации для проектирования технологических процессов вытяжки коробчатых деталей. Разработка научного обоснования режимов процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ при выполнении научных исследований (гранты № НШ-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), грантами РФФИ № 04-01-00378 (20042006 гг.) и № 07-01-00041 (2007-2008 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект № РНП 2.1.2.8355).

Цель работы. Повышение технологичности операций изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсаггьно-изотропных материалов путем научного обоснования технологических режимов деформирования при кратковременной ползучести, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик.

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

1. Разработать математические модели изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести.

2. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования процессов вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести.

3. Установить влияние технологических параметров, условий трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств, скорости перемещения пуансона на напряженное и деформированное состояние, силовые режимы и предельные возможности изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения.

4. Разработать рекомендации и создать пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров многооперационной изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести.

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

Методы исследования. Теоретические исследования процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей выполнены на основе теории кратковременной ползучести анизотропного материала. Расчет силовых режимов процессов изотермической вытяжки коробчатых деталей осуществлен исходя из экстремальной верхнеграничной теоремы. В процессе изотермической вытяжки коробок из высокопрочных анизотропных материалов учитывается деформационное и скоростное упрочнение. Анализ напряженного и деформированного состояний заготовки в процессах изотермической вытяжки осуществлен численно на ЭВМ путем совместного решения приближенного дифференциального уравнения равновесия с уравнением состояния анизотропного материала. Предельные возможности формоизменения оценивались по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, феноменологическим критериям разрушения (энергетическому или деформационному) анизотропного материала, связанного с накоплением микроповреждений и критерию локальной потери устойчивости. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура. Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики.

Автор защищает

- основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей по схемам «круг - цилиндр - квадрат» и «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести;

- результаты теоретических исследований изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных высокопрочных материалов при кратковременной ползучести;

- установленные количественные зависимости влияния технологических параметров, скорости перемещения пуансона, анизотропии механических свойств материала на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояний заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величиной накопленных микроповреждений и критерием локальной потери устойчивости заготовки в режиме кратковременной ползучести;

- результаты экспериментальных исследований процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечных сечения из высокопрочных титанового ВТ6С и алюминиевого АМгб сплавов в режиме кратковременной ползучести;

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов изотермической вытяжки коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий;

- предложенный технологический процесс изготовления высоких коробчатых деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 в режиме кратковременной ползучести.

Научная новизна: выявлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования по различным критериям разрушения от технологических параметров, скорости перемещения пуансона и анизотропии механических свойств листового материала на основе разработанных математических моделей изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг - цилиндр - квадрат» и «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг - цилиндр - квадрат», «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из высокопрочных анизотропных материалов.

Экспериментально определены механические характеристики титанового сплава ВТ23 при различных температурно-скоростных режимах обработки. Определены величины коэффициентов анизотропии в направлении прокатки и параметры уравнения состояния.

Реализация работы. Разработанные рекомендации по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей были востребованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 изотермической вытяжкой в режиме кратковременной ползучести на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Технико-экономическая эффективность нового технологического процесса связана с сокращением сроков подготовки производства, уменьшением металлоемкости заготовок, трудоемкости изготовления

деталей, повышением качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Основы теории пластичности и ползучести», «Штамповка анизотропных материалов», «Механика процессов пластического формоизменения» и «Технология листовой штамповки», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на XXXII-XXXIV международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2006-2008 гг.), 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 Тульского государственного университета (г. Тула, 2005 - 2008 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 4 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК; 4 статьях межвузовских сборниках научных трудов, 1 тезисе доклада международной научно-технической конференции общим объемом 2,9 печ. л.; из них авторских - 2,1 печ. л.

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

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 167 наименований, 3 приложений и включает 98 страниц машинописного текста, содержит 48 рисунков и 8 таблиц. Общий объем - 170 страниц.

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 изотермического деформирования высокопрочных материалов, проведен анализ существующих технологических процессов изготовления цилиндрических и коробчатых деталей из листовых изотропных и анизотропных материалов, намечены пути повышения эффективности их изготовления. Обоснована постановка задач исследований.

Значительный вклад в развитие теории пластичности, ползучести, методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов внесли Ю.А. Алюшин, A.A. Богатов, С.И. Вдовин, Э. Ву, В .Д. Головлев, Ф.В. Гречников, С.И. Губкин, Г.Я. Гун, В.Л. Данилов, Г.Д. Дель, А.М. Дмитриев, Д. Друкер, Г. Закс, A.A. Ильюшин, Е.И. Исаченков, Ю.Г. Кал-пин, JI.M. Качанов, В.Л. Колмогоров, В Д. Кухарь, H.H. Малинин, А.Д. Матве-

ев, С.Г. Милейко, А.Г. Овчинников, В.А. Огородников, С.С. Одинг, Е.А. Попов, Ю.Н. Работнов, И.П. Ренне, К.И. Романов, Ф.И. Рузанов, Г. Свифт, Е.И. Семенов, О.М. Смирнов, Я.А. Соболев, О.В. Соснин, Л.Г. Степанский, А.Д. Томле-нов, Е.П. Унксов, Р. Хилл, В.Н. Чудин, В.В. Шевелев, С.А. Шестериков и другие.

На основе приведенного обзора работ установлено, что анизотропия механических свойств обрабатываемых материалов оказывает существенное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения не только в условиях холодной обработки металлов давлением, но и при медленном горячем деформировании, и её следует учитывать при расчетах технологических параметров процессов обработки металлов давлением. Большинство работ посвящено теоретическим исследованиям процессов глубокой вытяжки цилиндрических и коробчатых деталей при холодном пластическом деформировании. Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при глубокой вытяжке коробчатых деталей в режиме кратковременной ползучести. Установлено, что теоретический анализ процесса вытяжки коробчатых форм развит весьма слабо, а количественная оценка влияния анизотропии механических свойств исходного материала на процесс вытяжки коробчатых деталей почти не производилась. При разработке технологических процессов изотермической вытяжки коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных материалов в настоящее время используют эмпирические зависимости из различных справочных источников, которые не учитывают многие практически важные параметры. Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства изделия.

Во втором разделе приведены основные соотношения и уравнения, необходимые для теоретического анализа процессов медленного горячего деформирования анизотропного материала, которые в последующем используются при теоретических исследованиях, а также результаты теоретических исследований силовых режимов процесса изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схеме «круг - цилиндр -квадрат» из высокопрочных, трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести.

Рассмотрено деформирование анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести. Упругими составляющими деформации пренебрегаем. Вводится потенциал скоростей деформации анизотропного тела при кратковременной ползучести. Компоненты скоростей деформации определяются в соответствии с ассоциированным законом течения. Введены понятия эквивалентного напряжения ае и эквивалентной скорости деформации .

Материал заготовки примем трансверсалыю-изотропным, механическое состояние которого определяется уравнением

ае = (О

где £е - эквивалентная деформация; к, т и п - константы материала.

Уравнение состояния (1) характеризует состояние материала при вязко-пластическом деформировании.

Силовые режимы процесса изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей определяются, исходя из экстремальной верхнеграничной теоремы. Общее уравнение мощностей для первой и последующих операций вытяжки коробчатых деталей запишется в виде

РУп<1Увн+1Ур+1Гр+1Гтр, (2)

где левая часть - мощность внешних сил Р при скорости перемещения пуансона Уп; правая часть - соответственно мощность сил деформаций 1Увн, мощность на линиях разрыва скоростей Шр и мощность трения на поверхностях контакта материала с инструментом 1Утр; мощность сил в связи с перетяжкой стенки цилиндра (полуфабриката предыдущей вытяжки) на ребре прижима

ГУ р.

Предельные возможюсти формоизменения в процессах обработки металлов давлением, протекающих при ползуче-пластическом течении материала, часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения:

О)

О Ее пр 0 Ацр

если справедлив деформационный или энергетический критерии разрушения соответственно. Здесь и ^ - повреждаемость материала при вязкопласти-ческой деформации по деформационной и энергетической моделям разрушения соответственно; гег!р - предельная интенсивность деформации; Аир -предельная величина удельной работы разрушения; " - среднее напряжение;

ее«Р = Сех I?

Апр = Сехр

А'-

(5)

где С , А и С', А' - константы материала, которые зависят от температурно-скоростных режимах деформирования.

В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготовляемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать величины х ■ До деформации юе = 0, а в момент разрушения сое = % = 1.

Для деталей ответственного назначения по условиям эксплуатации не допускается локализация деформации. Критерий локальной потери устойчивости трансверсально-изотропной заготовки, полученный на основе постулате устойчивости Друкера для реономных сред, запишется в виде:

А

а1е

Ч)

ъ

+ т\ — а

.Ше, А

Ке А

+ -

>0,

где А = ^ах-2ахуЩ + а}щ2 ; а= ах- а^ту; Ъ = - а^, а , 11 величины подкасательных к графикам зависимостей функций ае! А т\<зе / А и / А от времени

1 = А ¿/ГстД 1 = А ¿Га^А 1 = А (¡(¡щсЛ 1 А ) 22 аЪ,е Ж У А )' 23 щъе Ж ^ А )' 24

(6) 2з> ч -

а^е/А,

А с1 (Ы:_с Щ,еЛУ А

3(Л + 1) зл

—--,—1- • /1 -*

Я - коэффициент нормальной анизотропии; иг и а^ - меридиональные и окружные напряжения в очаге пластической деформации.

Многооперационной вытяжкой изготавливают высокие коробчатые детали. В зависимости от величин угловых радиусов изделий вытяжка квадратных в плане коробок может осуществляться по двум схемам.

Первая схема деформирования предусматривает - вытяжку цилиндрических изделий за один или несколько переходов и конечную операцию вытяжки (перетяжки) цилиндра с получением коробки, т.е. по схеме «круг-цилиндр-квадрат». Вторая схема - вытяжка из плоской круглой заготовки коробки, сечением которой является квадрат со сторонами - дугами окружностей, и окончательная перетяжка ее на квадрат, т.е. схема «круг - выпуклый квадрат - квадрат». Рассмотрим переходы вытяжку по этим схемам.

На первой операции по этой схеме из плоской круглой заготовки вытягивают цилиндрический полуфабрикат (рис. 1, а), который является заготовкой для последующей вытяжки. При многопереходной штамповке последующая операция также может являться вытяжкой полуфабриката цилиндрической формы. Рассмотрены эти операции. Поле скоростей во фланце при первой вытяжке непрерывно. На последующих операциях поле скоростей имеет разрыв на переходе фланца к стенке полуфабриката. Общее уравнение мощностей для первой и последующих операций вытяжки цилиндрических полуфабрикатов запишем в виде (2). В рассматриваемом случае IV'р - мощность на линии разрыва 1р = 2-щ (линия внешнего контура фланца). Эту мощность считаем эквивалентной мощности перетяжки вертикальной стенки цилиндра на кромке прижима. При первой вытяжке из плоской заготовки IV' = 0.

\ жестки:э юна

б

В

Рисунок 1. - Вытяжка высокой коробчатой детали

по схеме «круг - цилиндр - квадрат»: а - схемы операций; б - первая вытяжка и непрерывное поле скоростей; в - окончательная вытяжка и разрывное поле скоростей

Рассмотрена кинематика течения материала в зонах деформаций. Скорости перемещения точек по радиальным направлениям задается функцией

где Уг, Уп - соответственно радиальная скорость перемещения точки и скорость пуансона; Я - коэффициент анизотропии материала. Функция (7) соответствует граничным условиям, т.е.

при г = г„, К, = Уп; прнг = г0,Уг = Уп(г„/г0)ю^. Здесь Уг и Уп - абсолютные величины, Уг >0, Уп > 0. Направление течения указанно стрелками.

Выражения для определения компонент скоростей деформаций в точках зон деформаций по радиальному, окружному направлениям и по толщине заготовки, исходя из соотношения (7), запишутся в виде

_1+2Я 1+2Я

Р у 1+д . с = = 1+Л •

дг ~1 + 7? " " 9 г " "

Л 1+2 Я

1ТА

Соотношение для эквивалентной скорости деформаций при учете зависимостей (8) будет иметь вид

1+2Я г_._ .1/2

2(2 +Л)

(9)

£ =уКгЛ/(1+Л) 1+Д

Интегрируя выражение (9), получено выражение для определения величины эквивалентной деформации:

ее=ЬеЛ = х1п-. (10)

0

Эквивалентное напряжение в точках зоны деформаций определяется уравнением состояния (1) при подстановке в него выражения (9) и (10). Изменение толщины края материала рассчитывалось, учитывая, что

с __}_*. ^ ПП

1 + (1 +Д)п/Г и }

следующим образом

Ь = (12)

где б, 5о - текущая и начальная толщины заготовки.

Выражение для определения мощности внутренних сил, учитывая соотношения (9), (10) и уравнение (12), используя приближенные разложения логарифмической и степенной функций и принимая 5 = 5о, после интегрирования запишется в виде

Чо

Швн = 2к\а£еЬгс1г =

1+пА-п

где р\ =-

Л

ГА Кгп

-1

Р2:

т Рг 1

Гп)

',(13)

(2 + т)(1 + Л)-(1 + я)(1 + 2/?)' ^ (1+ «)(! +Л)-(1 + л)(1 + 2Л) Величина мощности на одной линии разрыва последующих вытяжных операциях цилиндрических полуфабрикатов находится по выражению:

(14)

= \х/рьЛ + Ъ$т2ус11р,

где 1р - длина линии разрыва; хр - касательное напряжение на линии разрыва скорости; 5р - толщина материала на линии разрыва; у - угол между вектором скорости разрыва и линией разрыва.

Касательное напряжение на линии разрыва 1р для трансверсально-

изотропного материала при плоском напряженном состоянии определяется по формуле

-11/2

[Г ¡Г

, = *! ст,; кх =

(15)

где <з5 - сопротивление материала пластическому деформированию при осевом растяжении; цст - коэффициент вида напряженного состояния (принимаем для вытяжки |1ст= 0,553).

Величину разрыва скорости вычисляем следующим образом:

Гр^Лгп/гоГ^- (16)

В соответствии с общей записью уравнения мощности на линии разрыва (14), и учитывая соотношения (15), (16), при у = л/2 имеем

чЛ'/(1+Я)

(17)

Мощность трения заготовки на инструменте вычисляется по формуле:

Ктр = \чУк&- (18)

Здесь касательное напряжение на поверхности контакта заготовки с инструментом; У^- скорость движения заготовки; Б - поверхность трения (площадь прижима и матрицы).

Контактное касательное напряжение на поверхностях матрицы и прижима определяется по выражению

т (19)

а контактная скорость - выражением (7), где д - давление прижима; ц - коэффициент трения заготовки на инструменте.

В соответствии с уравнением (18), учитывая выражения (19) и (7), получим

.2 I К

л(2-Д)/(1+Й)

-1

(20)

Выражения (13), (17), (20) определяют в соответствии с энергетическим неравенством (2) силу вытяжки на первой (\Ур = 0) и последующих вытяжных

операциях цилиндрических полуфабрикатов (IV'р ф0).

Рассмотрена окончательная вытяжка (перетяжка) полуфабриката круглого сечения на квадрат (рис. 1, б). Этой операции соответствует расчетная схема на рисунке 2, если исходной заготовкой является полый цилиндр - полуфабрикат предыду щей вытяжки. Примем разрывное поле скоростей. В соответствии с этим полем во фланце заготовки имеются зоны деформаций и жесткие зоны, разделенные линиями разрыва скоростей перемещений точек фланца. Точки в зоне деформаций перемещаются к центру углового радиуса матрицы, а жесткие зоны — по нормалям к прямолинейным участкам матрицы. В зонах деформаций скорости движения точек Уг переменны вдоль радиуса; жесткие зоны движутся с постоянной скоростью Уп. На границах зон скорость имеет разрыв. Отметим, что в общем случае при плоском напряженном состоянии скорость разрыва имеем касательную и нормальную к линии разрыва составляющие.

Уравнение мощностей для этой операции запишем неравенством (2).

Рисунок 2. - Расчетная схема вытяжки квадратной коробки: а - разрывное поле скоростей; б - план составляющих скоростей; в - полные скорости на линии разрыва

Граница зоны деформаций по углу <р принята прямой, проходящей через две точки. Одна из них задана на внутреннем контуре фланца и является точкой касания прямоугольного и углового радиального участков контура. Вторая точка определяется пересечением искомой линии с линией внешнего контура фланца. Сделано предположение, что линия разрыва является характеристикой. Получены выражения для определения угла между линией разрыва и касательной к внешнему контуру фланца в точке их пересечения \(/. Положение линии разрыва определяется как проходящей через две известные точки и угол <р ме-

а

разрыва

В

жду ними в угловой зоне фланца. Введена линия разрыва между плоской частью фланца и непротянутой стенкой заготовки (полуфабриката). Для упрощения принято, что на участках линии разрыва между зонами деформаций фланца и стенкой заготовки, а также между жесткими зонами фланца и стенкой соответственно разрывы скоростей постоянны; угол между векторами скоростей Уг, Уп и линией разрыва составляет у = я / 2; др=5д.

Получены выражения для определения мощности сил деформаций 1Ув11, мощности на линиях разрыва скоростей IVр, мощности трения на поверхностях контакта материала с инструментом \Утр и мощности сил в связи с перетяжкой

стенки цилиндра (полуфабриката предыдущей вытяжки) на ребре прижима , которые позволили, используя экстремальную верхнеграничную теорему, рассчитать силу изотермической вытяжки.

На рисунке 3 приведены графические зависимости изменения максимальной величины относительной силы Р = Р/(¡'аео) для процессов изотермической вытяжки квадратных коробок по схеме «круг - цилиндр» из трансверсально-изотропных заготовок от скорости перемещения пуансона V,, для алюминиевого сплава АМгб при температурах обработки Т = 450° С и Г = 530° С, а также титанового сплава

ВТ6С при Г = 930°С, где Г - площадь действия прижима.

.— \

г"— -1—

/1 \1

0 1 02 03 04 05 Об 07 мм/с 09

V»—-

Рисунок 3. - Зависимости изменения Р от Уп при изотермической вытяжке квадратных коробок по схеме «круг -цилиндр» (д = \ МПа; р = 0,1) Расчеты выполнены при г0 = 60 мм; /"¿=40 мм; гп= 8 мм; а = 10 мм; 5о =1 мм. Здесь кривая 1 соответствует относительным величинам Р, вычисленным для титанового сплава ВТ6С (Т = 930° С); кривая 2 - для алюминиевого сплава АМгб (Г = 450° С) и кривая 3 - для алюминиевого сплава АМгб (Г = 530°С).

Выявлено, что с увеличением скорости перемещения пуансона Уп при вытяжке цилиндрических деталей по схеме «круг-цилиндр» с 0,01 м/с до 0,3 м/с наблюдается рост относительной величины Р на 50% для всех исследованных сплавов, а при вытяжке коробчатых деталей по схеме «цилиндр-квадрат» -на 20%. Дальнейшее увеличение скорости перемещения пуансона Уп с 0,3 мм/с до 0,9 мм/с приводит к возрастанию относительной величины Р на 5%. Это связано с характером упрочнения материала.

Третий раздел посвящен теоретическим исследованиям изотермической вытяжки коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из трансвер-сально-изотропного материала по схеме «круг - выпуклый квадрат - квадрат» в режиме кратковременной ползучести.

Рассмотрены переходы вытяжки коробчатых деталей по схеме «круг -выпуклый квадрат - квадрат». Материал заготовки примем трансверсально-изотропным, механическое состояние которого определяется функцией (1). Общее уравнение мощностей для первой и последующих операций вытяжки полуфабрикатов запишем в виде (2).

По этой схеме технологии штамповки квадратной в плане коробки на первой операции производят вытяжку коробчатого полуфабриката с выпуклыми сторонами и большими угловыми радиусами. Расчетная схема вытяжки представлена на рисунке 4.

а б Рисунок 5. - Окончательная вытяжка высокой квадратной коробки по схеме «выпуклый квадрат - 1свадрат»: а - схема операции; б - разрывное поле скоростей; в - скорости на линии разрыва скоростей

Аналогичным образом, как и при анализе процесса изотермической вытяжки по схеме вытяжки «круг-цилиндр-квадрат» в предыдущем разделе, получены выражения для определения мощности сил деформаций Шви, мощно-

б

Рисунок 4. - Первая вытяжка высокой квадратной коробки по схеме «круг - выпуклый квадрат»: а - с хема операции; б - формы заготовки, полуфабриката и разрывное поле скоростей; в - скорости на линии разрыва

Окончательная вьпяжка. высокой квадратной коробки производится по схеме «выпуклый квадрат - квадрат». Схема этой операции показана на рис. 5. Заготовка - полуфабрикат предыдущей вытяжки.

¡рсЩуыва

ь

сти на линиях разрыва скоростей IVр, мощности трения на поверхностях контакта материала с инструментом и мощности сил, связанной с перетяжкой стенки полуфабриката предыдущей вытяжки на ребре прижима IV'р по схемам

«круг - выпуклый квадрат» и «выпуклый квадрат-квадрат» [4].

Анализ графических зависимостей (рис. 6) и результатов расчетов показывает, что с увеличением скорости перемещения пуансона Уп, коэффициента трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки ц и относительной величины давления прижима д величина относительной силы Р возрастает. Рост относительной величины давления д с 0 до 0,09 приводит к увеличению относительной силы процесса Р в 2 раза. Условные обозначения кривых 1 -3 на рисунке 6 соответствуют введенным обозначениям для рисунка 3.

05

I04

;03 02 01

V

к

0 01 02 01 04 05 06 07 ии/с 09

К,--

0 О 01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 Об 0 07 0 08 0 09 Я—*

а _ б

Рисунок 6. - Зависимости изменения Р от Уп и д при вытяжке коробок по схеме «круг - выпуклый квадрат» (а) и «выпуклый квадрат - квадрат» (б): а -д = \ МПа; ц = 0,1; б - Уп =0,01 мм/с; ц = 0,1

Четвертый раздел посвящен теоретическим исследованиям напряженного и деформированного состояний заготовки при изотермической вытяжке высоких коробок квадратного поперечного сечения из трансверсально-изотропного материала в режиме кратковременной ползучести.

Выполнены теоретические исследования напряженного и деформированного состояний в заготовке при изотермической вытяжке высоких коробок из трансверсально-изотропного материала. Допускается, что заготовки имеют угловые зоны деформаций и жесткие зоны, прилегающие к прямым сторонам внутреннего контура фланца. Наличие линий разрыва скоростей в расчетах напряжений не учитывалось. Предполагалось, что материал заготовки трансвер-сально-изотропным с коэффициентом нормальной анизотропии Я. При этом главные оси напряжений и анизотропии совпадают во всех точках зоны деформаций фланца. Перемещения всех точек в зонах деформаций являются радиальными.

Меридиональные чг и окружные а^ напряжения во фланце заготовки определяем путем численного решения приближенного уравнения равновесия

^- + аг(1 + /)-аф=0; /-- ,(21)

с/г

совместно с условием текучести

аф(1 + Я)-Лсгг

2 2 2Л

3(1 +Л)

при граничных условиях в напряжениях, учитывающих влияние прижима заготовки в процессе деформации и изгиба и спрямления полой заготовки на кромке прижима /-Пр. Допускается, что при изгибе заготовки на кромке прижима имеют место радиальные деформации и деформации по толщине заготовки. Значения напряжений о,, и также уточняются учетом влияния изгиба, спрямления и трения заготовки на вытяжной кромке матрицы гм.

Предельные возможности процесса вытяжки коробчатых деталей ограничиваются максимальной величиной осевого напряжения аг в стенке изделия на выходе из очага деформации, которая не должна превышать величины сопротивления материала деформированию с учетом упрочнения

о,г = -

2 (Л+ 2)

(23)

¡3 (Д + 1)

допустимой величиной накопленных микроповреждений (3) и критерием локальной потери устойчивости заготовки (6).

Предельные возможности деформирования устанавливались путем численных расчетов по неравенствам (23), (3) и (6) в зависимости от скорости перемещения пуансона У„, относительной величины давления прижима д=д/ае0, коэффициента трения на рабочем инструменте ц, относительных радиусов закругления матрицы гм = гм/йд и прижима гпр = гпр/ для сплавов,

поведение которых описывается энергетической (алюминиевый сплав АМгб) и кинетической (титановый сплав ВТ6) теориям кратковременной ползучести и повреждаемости соответственно. Процесс изотермической вытяжки коробки квадратного поперечного сечения реализуется в условии вязкопластического течения материала, что обеспечивается величиной скорости перемещения пуансона Уп.

На рисунке 7 приведены графические зависимости изменения предельной угловой степени вытяжки Кугл от относительных радиуса закругления прижима 7пр

на второй операции вытяжки высоких коробок квадратного поперечного сечения по схеме «выпуклый квадрат - квадрат» из алюминиевого сплава АМгб при

Т = 450° С. Здесь кривая 1 соответствует величине предельного К,,гл, определенной

по величине максимального осевого растягивающего напряжения на выходе из очага деформации, кривая 2 - Кугя, найденной по критерию локальной потери устойчиво-

С

1.4

3.5

сти; кривая 3 - Кугл, вычисленной по накоплению микроповреждений.

Рисунок 7. - Зависимости изменения Кугл от гпр для алюминиевого сплава АМгб (Ки=0,01 мм/с; д= 1 МПа; гм =3)

Анализ результатов расчетов и графических зависимостей, приведенных на рис. 7, показывают, что с увеличением величин относительных радиусов закругления матрицы гм и прижима гпр, уменьшением скорости перемещения

пуансона Уп, относительной величины давления прижима д, коэффициента трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки ц предельная угловая степени вытяжки Кугл, вычисленная по максимальной величине

осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и критерию локальной потери устойчивости заготовки, растет.

Предельные возможности деформирования при многооперационной изотермической вытяжке коробчатых деталей могут ограничиваться максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага деформации, критерием локальной потери устойчивости заготовки, а также допустимой величиной накопленных микроповреждений (х = 0,25).

Установлено что анизотропия механических свойств исходного материала (нормальный коэффициент анизотропии Я) оказывает существенного влияние на величину угловой степени вытяжки Кугя.

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты сопоставления теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции изотермической вытяжки коробчатых деталей в режиме кратковременной ползучести; приведены разработанные рекомендации по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения в режиме кратковременной ползучести.

Выполнено сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции изотермической вытяжки коробчатых деталей из титанового ВТ6С и алюминиевого АМгб сплавов, которое указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 12 %).

Экспериментально определены механические характеристики титанового сплава ВТ23 при различных температурно-скоростных режимах обработки. Найдены величины коэффициентов анизотропии и параметры уравнения состояния.

На основе выполненных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг - цилиндр - квадрат», «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из высокопрочных анизотропных материалов, которые были использованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 изотермической вытяжкой в режиме кратковременной ползучести на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Технико-экономическая эффективность нового технологического процесса связана с сокращением сроков подготовки производства на 10%, уменьшением металлоемкости заготовок на 10%, трудоемкости изготовления деталей на 30%, повышением качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении технологичности операций изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов путем научного обоснования технологических режимов деформирования при кратковременной ползучести, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик.

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

1. Разработаны математические модели изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг -цилиндр - квадрат» и «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из трансверсально-изотропных высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести. Предложены расчетные схемы изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения.

2. Выполнены теоретические исследования изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечений из трансверсаль-но-изотропных высокопрочных материапов при кратковременной ползучести. Разработаны алгоритм расчета силовых, деформационных параметров и предельных возможностей формоизменения, а также программное обеспечение для ЭВМ.

3. Установленные количественные зависимости влияния технологических параметров, условий трения-на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки, скорости перемещения пуансона, анизотропии механических свойств материала на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величиной накопленных микроповреждений и критерием локальной потери устойчивости заготовки.

4. Показано, что с увеличением скорости перемещения пуансона Уп, коэффициента трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки ц. и относительной величины давления прижима с} величина относительной силы Р возрастает.

Установлено, что о увеличением величин относительных радиусов закругления матрицы гм и прижима гпр, уменьшением скорости перемещения

пуансона Уп, относител ьной величины давления прижима д, коэффициента трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки (I предельная угловая степени вытяжки К угл, вычисленная по максимальной величине

осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и критерию локальной потери устойчивости заготовки, растет. Предельные возможности деформирования при многооперационной изотермической вытяжке коробчатых деталей могут ограничиваться максимальной величиной осевого напряже-

ния на выходе из очага деформации, критерием локальной потери устойчивости заготовки, а также допустимой величиной накопленных микроповреждений (х- 0,25).

5. Оценено влияние анизотропии механических свойств на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования. Уменьшение коэффициента анизотропии R от 1,0 до 0,2 при фиксированной скорости перемещения пуансона' Vn сопровождается увеличением относительной величины силы процесса Р в 4 раза. Рост коэффициента анизотропии R от 1,0 до 2,0 приводит к уменьшению относительной величины силы процесса Р в 2 раза. Увеличение коэффициента нормальной анизотропии R сопровождается увеличением предельной величины угловой степени вытяжки Ку<гл, вычисленной по всем исследованным условиям устойчивого протекания технологического процесса изотермической вытяжки коробчатых деталей.

6. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов изотермической многооперационной вытяжки высоких коробчатых деталей из титанового ВТ6С и алюминиевого АМгб сплавов. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций изотермической вытяжки высоких-коробчатых деталей квадратного поперечного сечения указывает на хорошее их согласование (расхождение не превышает 12 %). Экспериментально определены механические характеристики титанового сплава ВТ23 при различных температурно-скоростных режимах обработки. Найдены величины коэффициентов анизотропии и параметры уравнения состояния.

7. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию технологических процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести. Эти рекомендации использованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 изотермической вытяжкой в режиме кратковременной ползучести, обеспечивающих сокращение сроков подготовки производства на 10%, уменьшение металлоемкости заготовок на 10%, трудоемкости изготовления деталей на 30%, повышение качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Паламарчук И.И., Яковлев Б.С., Чусов А.В. Силовые режимы изотермической вытяжки квадратной коробки из листовой анизотропной заготовки по схеме «круг - квадрат» // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - 2005. -Вып. 2. - С. 148-154.

2. Пилипенко О.В., Соболев Я.А., Чусов А.В. Механические характеристики титанового сплава ВТ23 при ползучести // Известия ТулГУ. Се-

рия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 4. - С. 68-71.

3. Соболев Я.А., Чусов A.B., Крутов М.В. Влияние температуры обработки на механические характеристики титанового сплава ВТ23 // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2007. -Вып. 2.-С. 119-122.

4. Яковлев С.С., Чусов A.B., Паламарчук И.И. Многооперационная вытяжка высоких квадратных коробок из анизотропных материалов по схеме «круг - выпуклый квадрат - квадрат» // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2007. - Вып. 2. - С. 57 - 67.

5. Яковлев Б.С., Чусов A.B., Паламарчук И.И. Изотермическая вытяжка изделий коробчатых форм из анизотропного материала // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-11), 16-17 октября 2006 г. - Тула: ТулГУ. - С. 192-193.

6. Яковлев Б.С., Чусов A.B., Паламарчук И.И. Изотермическая вытяжка изделий коробчатых форм из анизотропного материала // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-11), 16-17 октября 2006 г. - Тула: ТулГУ. - С. 192-193.

7. Чусов A.B. Изотермическая вытяжка высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропного материала по схеме «круг - выпуклый квадрат - квадрат» // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. - С. 240-245.

8. Чусов A.B. Окончательная изотермическая вытяжка коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных материалов по схеме «цилиндр-квадрат» в режиме кратковременной ползучести // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008.-С. 252-260.

9. Чусов A.B. Первая и последующие операции вытяжки цилиндрических деталей из анизотропных материалов по схеме «круг-цилиндр» в режиме кратковременной ползучести // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. - Тула- Изд-во ТулГУ, 2008. - С. 246-251.

Подписано в печать ¿.09.2008.

Формат бумаги 60x84 . Бумага офсетная.

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

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

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

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЖЕСТКИМ ИНСТРУМЕНТОМ.

1.1. Анализ современного состояния теории изотермического формообразования высокопрочных сплавов.

1.2. Глубокая вытяжка осесимметричных и коробчатых деталей.

1.3. Влияние анизотропии механических свойств листовых материалов на процессы обработки металлов давлением.

В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли полые изделия различной конфигурации (цилиндрического, квадратного и прямоугольного поперечных сечений), изготавливаемые методами глубокой вытяжки. Многооперационной вытяжкой изготавливают высокие коробчатые детали при относительной высоте Нпр/В > 0,6.0,8, где Нпр и В высота детали с учетом припуска на обрезку и ширина (длина) коробчатой детали квадратного поперечного сечения соответственно. Формы и размеры исходных заготовок и переходов устанавливают по разверткам и рекомендуемым степеням вытяжки в соответствии со справочной литературой. В зависимости от величин угловых радиусов изделий вытяжка квадратных и прямоугольных в плане коробок может осуществляться по разным схемам.

Конструкции изделий ответственного назначения определяют применение высокопрочных материалов. В последнее время при изготовлении деталей из высокопрочных материалов нашло применение медленное горячее деформирование, которое позволяет значительно повысить пластические свойства материала и снизить силу деформирования, а также достичь больших степеней деформации.

Листовой материал, подвергаемый процессам деформирования, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением.

В настоящее время достаточно широко изучено влияние начальной анизотропии на процесс вытяжки цилиндрических деталей. Практически не изучено влияние анизотропии на процессы изотермической вытяжки коробчатых изделий. Имеющиеся отдельные экспериментальные материалы по вытяжке коробчатых деталей не позволяют разработать научно обоснованные рекомендации для проектирования технологических процессов вытяжки коробчатых деталей. Разработка научного обоснования режимов процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ при выполнении научных исследований (гранты № НШ-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), грантами РФФИ № 04-0100378 (2004-2006 гг.) и № 07-01-00041 (2007-2008 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект № РНП 2.1.2.8355).

Цель работы. Повышение технологичности операций изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов путем научного обоснования технологических режимов деформирования при кратковременной ползучести, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик.

Методы исследования. Теоретические исследования процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей выполнены на основе теории кратковременной ползучести анизотропного материала. Расчет силовых режимов процессов изотермической вытяжки коробчатых деталей осуществлен исходя из экстремальной верхнеграничной теоремы. В процессе изотермической вытяжки коробок из высокопрочных анизотропных материалов учитывается деформационное и скоростное упрочнение. Анализ напряженного и деформированного состояний заготовки в процессах изотермической вытяжки осуществлен численно на ЭВМ путем совместного решения приближенного дифференциального уравнения равновесия с уравнением состояния анизотропного материала. Предельные возможности формоизменения оценивались по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, феноменологическим критериям разрушения (энергетическому или деформационному) анизотропного материала, связанного с накоплением микроповреждений и критерию локальной потери устойчивости. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура. Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики.

Автор защищает

- основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей по схемам «круг -цилиндр - квадрат» и «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из трансверсаль-но-изотропных материалов в режиме кратковременной ползучести;

- результаты теоретических исследований изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных высокопрочных материалов при кратковременной ползучести;

- установленные количественные зависимости влияния технологических параметров, скорости перемещения пуансона, анизотропии механических свойств материала на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояний заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величиной накопленных микроповреждений и критерием локальной потери устойчивости заготовки в режиме кратковременной ползучести;- результаты экспериментальных исследований процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечных сечения из высокопрочных титанового ВТ6С и алюминиевого АМгб сплавов в режиме кратковременной ползучести;

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов изотермической вытяжки коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий;

- предложенный технологический процесс изготовления высоких коробчатых деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 в режиме кратковременной ползучести.

Научная новизна: выявлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования по различным критериям разрушения от технологических параметров, скорости перемещения пуансона и анизотропии механических свойств листового материала на основе разработанных математических моделей изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг - цилиндр - квадрат» и «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг - цилиндр - квадрат», «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из высокопрочных анизотропных материалов.

Экспериментально определены механические характеристики титанового сплава ВТ23 при различных температурно-скоростных режимах обработки. Определены величины коэффициентов анизотропии в направлении прокатки и параметры уравнения состояния.

Реализация работы. Разработанные рекомендации по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей были востребованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 изотермической вытяжкой в режиме кратковременной ползучести на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Технико-экономическая эффективность нового технологического процесса связана с сокращением сроков подготовки производства, уменьшением металлоемкости заготовок, трудоемкости изготовления деталей, повышением качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Основы теории пластичности и ползучести», «Штамповка анизотропных материалов», «Механика процессов пластического формоизменения» и «Технология листовой штамповки», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на XXXII-XXXIV международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2006-2008 гг.), 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 Тульского государственного университета (г. Тула, 2005 — 2008 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 4 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК; 4 статьях межвузовских сборниках научных трудов, 1 тезисе доклада международной научно-технической конференции общим объемом 2,9 печ. л.; из них авторских -2,1 печ. л.

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

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 167 наименований, 3 приложений и включает 98 страниц машинописного текста, содержит 48 рисунков и 8 таблиц. Общий объем - 170 страниц.

5.6. Основные результаты и выводы

1. Экспериментально определены механические характеристики титанового сплава ВТ23 при различных температурно-скоростных режимах обработки. Найдены величины коэффициентов анизотропии и параметры уравнения состояния.

2. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов операции изотермической вытяжки коробчатых деталей из алюминиевого АМгб и титанового ВТ6С сплавов. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций изотермической вытяжки высоких квадратных коробчатых деталей указывает на хорошее их согласование (расхождение не превышает 12 %).

3. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения в режиме кратковременной ползучести. Эти рекомендации использованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 изотермической вытяжкой в режиме кратковременной ползучести, обеспечивающих сокращение сроков подготовки производства на 10%, уменьшение металлоемкости заготовок за счет сокращения величины припусков на 10%, трудоемкости изготовления деталей на 30%, повышение качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

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 150400 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении технологичности операций изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из высокопрочных трансверсально-изотропных материалов путем научного обоснования технологических режимов деформирования при кратковременной ползучести, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик.

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

1. Разработаны математические модели изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения по схемам «круг - цилиндр - квадрат» и «круг - выпуклый квадрат - квадрат» из трансверсально-изотропных высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести. Предложены расчетные схемы изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения.

2. Выполнены теоретические исследования изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечений из трансверсально-изотропных высокопрочных материалов при кратковременной ползучести. Разработаны алгоритм расчета силовых, деформационных параметров и предельных возможностей формоизменения, а также программное обеспечение для ЭВМ.

3. Установленные количественные зависимости влияния технологических параметров, условий трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки, скорости перемещения пуансона, анизотропии механических свойств материала на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величиной накопленных микроповреждений и критерием локальной потери устойчивости заготовки.

4. Показано, что с увеличением скорости перемещения пуансона Vn, коэффициента трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки (Л и относительной величины давления прижима q величина относительной силы Р возрастает.

Установлено, что с увеличением величин относительных радиусов закругления матрицы гм и прижима гпр, уменьшением скорости перемещения пуансона Vn, относительной величины давления прижима q, коэффициента трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки ц. предельная угловая степени вытяжки Кугл, вычисленная по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и критерию локальной потери устойчивости заготовки, растет. Предельные возможности деформирования при многооперационной изотермической вытяжке коробчатых деталей могут ограничиваться максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага деформации, критерием локальной потери устойчивости заготовки, а также допустимой величиной накопленных микроповреждений (х = 0,25).

5. Оценено влияние анизотропии механических свойств на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования. Уменьшение коэффициента анизотропии R от 1,0 до 0,2 при фиксированной скорости перемещения пуансона Vn сопровождается увеличением относительной величины силы процесса Р в 4 раза. Рост коэффициента анизотропии R от 1,0 до 2,0 приводит к уменьшению относительной величины силы процесса Р в 2 раза. Увеличение коэффициента нормальной анизотропии R сопровождается увеличением предельной величины угловой степени вытяжки Кугл, вычисленной по всем исследованным условиям устойчивого протекания технологического процесса изотермической вытяжки коробчатых деталей.

6. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов изотермической многооперационной вытяжки высоких коробчатых деталей из титанового ВТ6С и алюминиевого АМгб сплавов. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения указывает на хорошее их согласование (расхождение не превышает 12 %). Экспериментально определены механические характеристики титанового сплава ВТ23 при различных температурно-скоростных режимах обработки. Найдены величины коэффициентов анизотропии и параметры уравнения состояния.

7. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию технологических процессов изотермической вытяжки высоких коробчатых деталей квадратного поперечного сечения из анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести. Эти рекомендации использованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Дефлектор» из титановых сплавов ВТ6С и ВТ23 изотермической вытяжкой в режиме кратковременной ползучести, обеспечивающих сокращение сроков подготовки производства на 10%, уменьшение металлоемкости заготовок на 10%, трудоемкости изготовления деталей на 30%, повышение качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе.

1. Аверкиев А.Ю. Методы оценки штампуемости листового металла. -М.: Машиностроение, 1985. 176 с.

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

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

4. Аминов О.В., Лазаренко Э.С., Романов К.И. Двухкулачковый пла-стомер для растяжения образцов материала с постоянной скоростью деформации в условиях сверхпластичности // Заводская лаборатория. 1999. - Т. 65.-№5.-С. 46-52.

5. Аминов О.В., Романов К.И. Ползучесть кольцевой пластинки в условиях больших деформаций // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1999 — №2. -С. 104-114.

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

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

8. Базык А.С., Тихонов А.С. Применение эффекта сверхпластичности в современной металлообработке. М.: НИИМАШ, 1977. - 64 с.

9. Башяров Р.Я. О вытяжке деталей сложной формы // Машиноведение. 1971. - № 5. - С. 15-20.

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

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

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

13. Вайнтрауб Д.А. Расчет технологического процесса вытяжки высоких прямоугольных деталей // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. — Тула: Приокское книжное издательство, 1968. — С. 55-63.

14. Вайнтрауб Д.А. Технология глубокой вытяжки прямоугольных коробок. ЛДНТП, 1957. - 98 с.

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

16. Васин Р.А., Еникеев Ф.У. Введение в механику сверхпластичности: В 2-х ч. Часть I. - Уфа: Гилем, 1998. - 280 с.

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

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

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

20. Горбунов М.Н. Технология заготовительных штамповочных работ в производстве летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. -351 с.

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

22. Григорьев А.С. О теории и задачах равновесия оболочек при больших деформациях // Известия АН СССР. Механика твердого тела. -1970.-№1.-С. 163-168.

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

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

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

26. Джонсон А. Ползучесть металлов при сложном напряженном состоянии // Механика. Сборник переводов. 1962. - № 4. - С. 91-145.

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

28. Еникеев Ф.У. Определение параметров сигмоидальной кривой сверхпластичности // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2001. - № 4. - С. 18 - 22.

29. Ершов В.И., Глазков В.И., Каширин М.Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1990.-311 с.

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

31. Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник / Под общ. ред. С.А. Шестерикова. М.: Машиностроение, 1983. - 101 с.

32. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Д.: Машиностроение, 1980. —432 с.

33. Изотермическая штамповка листовых анизотропных материалов / С.П. Яковлев, Я.А. Соболев, С.С. Яковлев, Д.А. Чупраков // Кузнечно-штамповочное производство. 1999. - № 12. - С. 9 - 13.

34. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных металлов / С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.С. Яковлев, Я.А. Соболев. М: Машиностроение-1, Изд-во ТулГУ, 2004. - 427 с.

35. Изотермическое деформирование металлов / С.З. Фиглин, В.В. Бойцов, Ю.Г. Калпин, Ю.И. Каплин. М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.

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

37. Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. -М.: Металлургия, 1984. 264 с.

38. Качанов J1.M. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969.420 с.

39. Качанов JI.M. Теория ползучести. — М.: Физматгиз, 1960. 456 с.

40. Ковалев В.Г. Экспериментальное определение напряжений при вытяжке коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство». -1965.-№ 10.

41. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. Т.2. Горячая штамповка // Под ред. Е.И. Семенова. - М.: Машиностроение, 1986. - 592 с.

42. 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.

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

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

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

46. Колмогоров В.Л. Напряжение, деформация, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

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

48. Короткое В.А., Юдин Л.Г., Яковлев С.П. Влияние анизотропии механических свойств материала при многооперационной вытяжке // Кузнечно-штамповочное производство. 1987. - №6. - С. 31-32.

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

50. Лазаренко Э.С., Малинин Н.Н., Романов К.И. Диаграммы растяжения в условиях горячего формоизменения металлов // Расчет на прочность. 1983. - Вып. 24. - С. 95-101.

51. Лазаренко Э.С., Малинин Н.Н., Романов К.И. Кратковременная ползучесть и разрушение алюминиевых и магниевых сплавов. Сообщение I // Известия вузов. Машиностроение. 1982. - №3. - С. 25-28.

52. Лазаренко Э.С., Малинин Н.Н., Романов К.И. Кратковременная ползучесть и разрушение алюминиевых и магниевых сплавов. Сообщение II // Известия вузов. Машиностроение. 1982. - №7. - С. 19-23.

53. Ларин С.Н., Яковлев Б.С. Силовые и деформационные параметры изотермической пневмоформовки элементов ячеистых панелей // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 49-50.

54. Лисицын Б.Д., Андреева В.Н., Тянутов А.Г. Экспериментальное исследование вытяжки коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство». 1965. - № 12. - С. 25-30.

55. Лисицын В.Д. Исследование напряженно-деформированного состояния при многооперационной вытяжке коробчатых изделий // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов». — Тула: Приок-ское книжное издательство, 1968. С. 112-118.

56. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986. - 216 с.

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

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

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

60. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки / Под ред. В.А. Андрейченко, Л.Г. Юдина, С.П. Яковлева. Кишинев: Universitas, 1993. - 238 с.

61. Механика процессов изотермического формоизменения элементов многослойных листовых конструкций / С.П. Яковлев, С.С. Яковлев, В.Н. Чудин, Я.А. Соболев. Тула: ТулГУ, 2001. - 254 с.

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

63. Митин А.А., Яковлев Б.С. Процессы горячего формообразования высокопрочных материалов // XXX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2004. -Том 1.-С. 70.

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

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

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

67. Никольский Л.А., Фиглин С.З., Бойцов В.В. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1975. - 285.

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

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

70. Пилипенко О.В., Платонов В.И. Вытяжка с утонением стенки анизотропного материала в режиме ползучести // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: ТулГУ, 2004. - Том 1. - Вып. 1. — С. 168- 177.

71. Пилипенко О.В., Соболев Я.А., Чусов А.В. Механические характеристики титанового сплава ВТ23 при ползучести // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 4. - С. 68-71.

72. Поликарпов Е.Ю. Вытяжка ступенчатых деталей из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. — 2004. — Вып. 2. — С. 86-93.

73. Поликарпов Е.Ю., Подлесный С.В. Силовые режимы и предельные возможности формоизменения многооперационной вытяжки ступенчатых осесимметричных деталей из анизотропного материала // Известия Тул

74. ГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. 2005. - Вып. 2. - С. 88-97.

75. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1976. - 267 с.

76. Поляков Ю.Л. Листовая штамповка легированных сплавов. М.: Машиностроение, 1980. - 96 с.

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

78. 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.

79. Применение теории ползучести при обработке металлов давлением. / А.А. Поздеев, В.И. Тарновский, В.И. Еремеев. М.: Металлургия, 1973,- 192 с.

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

81. Пэжина П. Основные вопросы вязко-пластичности. М.: Мир, 1968.- 176 с.

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

83. Работнов Ю.Н., Милейко С.Т. Кратковременная ползучесть. М.: Наука, 1970. - 224 с.

84. Ренне И.П., Панченко Е.В. Определение параметров уравнения сверхпластического состояния листовых материалов из опыта на двухосное растяжение // Проблемы прочности. 1978. - № 8. - С. 31-35.

85. Романов К.И. Механика горячего формоизменения металлов. -М.: Машиностроение, 1993. 240 с.

86. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Д.: Машиностроение, 1979. - 520 с.

87. Рубенкова JI.A. Определение формы заготовки для вытяжки коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1969. - № 6.

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

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

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

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

92. Семенов Е.И. Технология и оборудование ковки и горячей штамповка. М.: Машиностроение, 1999. - 384 с.

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

94. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М.: Машиностроение, 1979. - 118 с.

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

96. Соболев Я.А., Чусов А.В., Крутов М.В. Влияние температуры обработки на механические характеристики титанового сплава ВТ23 // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. — Тула: Изд-во ТулГУ. — 2007. -Вып. 2.-С. 119-122.

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

98. Соснин О.В. Анизотропная ползучесть упрочняющихся материалов // Инженерный журнал. Механика твердого тела. 1968. - № 4. - С. 143146.

99. Соснин О.В. Об анизотропной ползучести материалов // Журнал прикладной механики и технической физики. 1965. - №6. - С. 99-104.

100. Соснин О.В. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Сообщение 1. Ползучесть и разрушение неупрочняю-щихся материалов // Проблемы прочности. 1973. - № 5. - С. 45-49.

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

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

103. Теория и технология изотермической штамповки труднодефор-мируемых и малопластичных сплавов / С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.С. Яковлев, В.А. Андрейченко. — Тула: ТулГУ, 2000.- 220 с.

104. Теория ковки и штамповки / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1992. - 720 с.

105. Теория обработки металлов давлением / И.Я. Тарновский, А.А. Поздеев, О.А. Ганаго и др. М.: Металлургия, 1963. - 672 с.

106. 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.-598с.

107. Технологические решения и процессы сверхпластичного формообразования и диффузионной сварки. Обзор / Д.А. Семенов, В.Н. Чудин, О.В. Егоров, Я.А. Соболев и др. - М.: Изд-во ЦНТИ «Поиск», 1986. - 65 с.

108. Толоконников JT.А., Яковлев С.П., Чудин В.Н. К вопросу о вытяжке материала с плоскостной анизотропией // Прикладная механика. Киев: АН УССР, 1971. - Т.9. - С.113-116. Т VII - вып. 9.

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

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

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

112. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. М.: Машгиз, 1959.-328 с.

113. Ханин А.И. Кратковременная ползучесть сверхпластичных сплавов. Латунь Л63 // Известия вузов. Машиностроение. 1987. - №8. - С. 12-16.

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

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

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

117. Чудин В.Н, Яковлев Б.С. Вытяжка и протяжка коробчатых изделий // Вестник машиностроения. 2003. - № 3. — С. 60-64.

118. Чудин В.Н. Вытяжка листовых изделий коробчатых форм // Куз-нечно-штамповочное производство. — 2002. № 6. - С. 3-8.

119. Чудин В.Н. Листовая вытяжка нелинейно-вязкого материала // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1986. - №2. - С. 133-137.

120. Чудин В.Н. Прогнозирование разрушения заготовок при горячем деформировании // Известия вузов. Машиностроение. 1990. - №2. - С. 99102.

121. Чудин В.Н., Яковлев Б.С. Влияние плоскостной анизотропии на процесс вытяжки коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2003. - № 5. — С. 8-12.

122. Чудин В.Н., Яковлев Б.С. К анализу процесса вытяжки коробчатых деталей изделия из анизотропного материала в режиме ползучести // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. -Тула: ТулГУ, 2003. Часть 2. - С. 225-229.

123. Чудин В.Н., Яковлев Б.С. Распределение напряжений во фланце при вытяжке коробки из анизотропного упрочняющегося материала // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: ТулГУ, 2004. -Том 1. - Вып. 1.-С. 215-221.

124. Чудин В.Н., Яковлев Б.С., Платонов В.И. Вытяжка некруглой заготовки из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. 2003. — Вып. 1.-С. 100-107.

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

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

127. Щипунов Г.И., Дьячков В.Д., Булдаков В.И. Кинематика фланца в процессе листовой вытяжки деталей коробчатых форм // Кузнечно-штамповочное производство. — 1971. № 12. — С. 20-24.

128. Яковлев Б.С., Чусов А.В. Изотермическая вытяжка низких коробчатых деталей с малыми угловыми радиусами // XXXII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. -М.: МАТИ, 2006.- Том 1.- С. 240-241.

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

130. Яковлев С.П., Чудин В.Н. Вытяжка коробок из анизотропного материала // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2003. - № 8. — С. 13-15.

131. Яковлев С.П., Чудин В.Н. Вытяжка релаксирующего листового анизотропного металла // Машиноведение. 1983. - № 5. С. 115-118.

132. Яковлев С.П., Чудин В.Н. Учет анизотропии материала при расчете первого перехода вытяжки прямоугольной коробки // Кузнечно-штамповочное производство. 1973. - № 10. - С. 23-25.

133. Яковлев С.П., Чудин В.Н. Энергетическая оценка усилий вытяжки, обжима и раздачи с нагревом // Известия ВУЗов. Машиностроение. №9. - 1982.-С. 132-135.

134. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Валиев С.А. К анализу вытяжки высоких квадратных коробок из анизотропного материала // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1974. - №12. - С. 111-114.

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

136. Яковлев С.С. Деформирование анизотропного листового материала в условиях кратковременной ползучести // Вести АН Белоруссии. -Минск, 1994. №3. - С. 32-39.

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

138. Яковлев С.С., Логвинова С.В., Черняев А.В. Вытяжка анизотропного материала в радиальную матрицу в режиме ползучести // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002.-Часть 1. - С. 152-161.

139. Яковлев С.С., Яковлев С.П. Теория и технология изотермической штамповки анизотропных листовых материалов в режиме кратковременной ползучести. Тула: ТулГУ, 1996. - 126 с.

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

141. Bartle P.M. Diffusion Bonding: a look at the future // Weld. 11. -1975. - P. 799-804.

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

143. Cornfield G.C., Johnson R.H. The Forming of Superplastic Sheet Metal // Int. J. Mech. Sci. 1970. - vol.12. - P. 479-490.

144. Dunford D.V., Partridge P.G. Superplasticity in Aerospace // Aluminum. Cranfield. 1985. - P.257.

145. Holt D.L. An analysis of the building of a superplastic shirt by lateral pressure // International Journal of Mechanical Sciences, 1970, Vol. 12. P. 491497.

146. Jovane F. An approximate analysis of the superplastic forming of a thin circular diaphragm: theory and experiments. // International Journal of Mechanical Sciences, 1968, Vol. 10, № 5. P. 403-427.

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

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