Изотермическое формоизменение куполообразных деталей из анизотропного листового материала

• Автор: Сидякин, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 168 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕФОРМИ-РУЕМЫХ СПЛАВОВ
1.1. Анализ существующих технологий изготовления куполообразных деталей из листового материала. Новые пути повышения эффективности их изготовления
1.2. Анализ современного состояния теории изотермического формоизменения труднодеформируемых сплавов
1.3. Основные выводы и постановка задач исследования
2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ВЯЗКОМ ТЕЧЕНИИ МАТЕРИАЛА
2.1. Определяющие соотношения
2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала
2.3. Критерий локализации деформирования анизотропного материала
в изотермических условиях
2.4. Основные результаты и выводы
3. ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ПНЕВМОФОРМОВКА КУПОЛООБРАЗНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРАНСВЕРСАЛЬНО-ИЗОТРОПНОГО ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА В РЕЖИМЕ ВЯЗКОГО ТЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА
3.1. Основные предположения. Геометрическая модель деформирования и характеристики деформированного состояния
3.2. Напряженное и деформированное состояние оболочки
3.3. Силовые и деформационные параметры, предельные возможности формоизменения

3.4. Влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств материала на напряженное и деформированное состояния заготовки, предельные степени деформации
3.5. Основные результаты и выводы
4. ШТАМПОВКА КУПОЛООБРАЗНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КРУГЛЫХ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК С ПЛОСКОСТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ В РЕЖИМЕ ВЯЗКОГО ТЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА
4.1. Основные предположения и соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния оболочки
4.2. Деформирование заготовки, поведение которой описывается энергетической теории ползучести и повреждаемости
4.3. Деформирование заготовки, поведение которой описывается кинетической теории ползучести и повреждаемости
4.4. Влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств материала на напряженное и деформированное состояния заготовки, предельные степени деформации
4.5. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Экспериментальные исследования изотермического формоизменения газом куполообразных деталей
5.2. Технологические процессы формообразования однослойных оболочек газом в опытном производстве
5.3. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.4. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Важной задачей, стоящей перед современным машиностроением, является повышение эффективности и конкурентоспособности процессов изготовления изделий из металлов и сплавов методами обработки давлением, обеспечивающих максимально возможные эксплуатационные характеристики.
Совершенствование конструкций изделий ответственного назначения определяет применение высокопрочных материалов и изготовление деталей и узлов со специальными, зависящими от условий эксплуатации, характеристиками. Сложность технологических процессов вызывает в производстве их длительную отработку, влияющую в конечном итоге на трудоемкость и качество изделий.
К числу наиболее перспективных и принципиально новых технологических процессов, направленных на совершенствование современного производства, относится медленное горячее формоизменение листовых заготовок избыточным давлением газа (изотермическая пневмоформовка). Технологические принципы формоизменения листовых заготовок изотермической пневмоформовкой могут быть применены в производстве куполообразных деталей из высокопрочных, малопластичных алюминиевых и титановых сплавов.
Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала, технологическими режимами его получения, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением (ОМД) при различных температурно-скоростных режимах деформирования.
Широкое внедрение в промышленность процессов пневмоформовки при изготовлении куполообразных деталей сдерживается недостаточно раз-

2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала
Предельные возможности формоизменения при пластической обработке материалов и деформировании в режиме вязкого течения материала часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения. В основу этих моделей положен принцип накопления повреждаемости материала при деформировании. Наибольшее распространение получили деформационные и энергетические критерии разрушения, а в качестве характеристики повреждаемости материала обычно принимается степень использования ресурса пластичности, представляющая собой отношение накопленной эквивалентной деформации или удельной (пластической) работы деформации к их предельным величинам при заданных характеристиках напряженного и деформированного состояния элементарного объема в очаге пластической деформации.
Предельные величины эквивалентной деформаций и удельной работы деформации определяются из диаграммы пластичности и ползучести, полученной экспериментальным путем на основе испытаний материала в различных условиях деформирования. При теоретическом анализе процессов ОМД оценивается напряженное и деформированное состояния выделенного элемента очага деформации в процессе его формообразования, определяется повреждаемость материала заготовки на каждом этапе деформирования. В дальнейшем находится накопленная повреждаемость в процессе деформирования путем линейного или нелинейного принципа накопления повреждений. Предельные возможности деформирования определяются при достижении величины накопленной повреждаемости в процессе формоизменения, равной 1 или меньшего значения в зависимости от условий эксплуатации получаемого изделия. В настоящее время феноменологические модели разрушения изотропного материала при пластическом деформировании развиты в рабо-