Исследование процессов деформирования трубчатых заготовок эластичными и сыпучими средами

• Автор: Марьин, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 151 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ТРУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ
1.1. Математическое моделирование процессов упруго пластического деформирования заготовок при формообразовании трубчатых деталей
1.2. Способы штамповки трубчатых деталей, рабочие тела и наполнители
Глава 2. МОДЕЛИ РАСЧЕТА ДАВЛЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДОЙ, РАЗДАЧИ ТРУБ И ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА "ТРОЙНИК"
2.1. Модель поведения сыпучего гранулированного материала при нагружении
2.2. Метод верхней оценки энергосиловых параметров и кинематических характеристик пластического течения наполнителя и трубчатой заготовки и его конечно-элементная реализация
2.3. Моделирование выдавливания пластического
наполнителя
2.4. Моделирование деформирования трубной заготовки на основе гипотезы о плоской деформации
2.5. Моделирование процессов деформирования трубчатых заготовок при изготовлении тройников программными комплексами АтДоГогт и МвС-Магс

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК ЭЛАСТИЧНЫМИ И СЫПУЧИМИ СРЕДАМИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ
3 Л. Задачи и содержание экспериментальных исследований
3.2. Выбор оборудования, технологической оснастки и нагрев заготовки
3.3. Методы замера дифференцированной термической интенсификации
3.4. Инструментальная оснастка и силовые устройства для деформирования трубчатых заготовок
3.5. Трение, подготовка трубчатой заготовки и ее форма
3.6. Исследование точности геометрических параметров и
состояния поверхностей изготовленных патрубков
3.7. Металлографические исследования и физикомеханические испытания
3.8. Испытания на вибропрочность, герметичность и прочность 121 Глава 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СХЕМЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК ЭЛАСТИЧНЫМИ И СЫПУЧИМИ СРЕДАМИ
4.1. Перспективы применения титановых сплавов в конструкциях трубопроводов
4.2. Перспективные процессы деформирования трубчатых заготовок с применением электротермического воздействия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Сокращение сроков освоения новых изделий, снижение себестоимости их изготовления и металлоемкости применяемой оснастки, повышение конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения оказывают соответствующие стимулирующее воздействие на разработку научно-обоснованных методов расчета новой техники и технологий. В настоящее время это сопряжено с недостатком инвестиций, высокой стоимостью кредитов, жесткими требованиями и нестабильностью товарного рынка, в связи с чем, особенно актуальной становится проблема разработки систем компьютерного моделирования ресурсосберегающих технологий и оборудования, обеспечивающих минимальную трудоемкость изделий при наилучшем их качестве. В свою очередь, создание развитых систем моделирования невозможно без решения большого круга теоретических, экспериментальных, технологических и компьютернопрограммных задач. К таким задачам, в первую очередь, относятся разработка более полных и точных математических моделей процессов пластического формоизменения.
Таким образом, одной из важных задач механики деформируемого твердого тела является исследование напряженно-деформированного состояния материалов при формообразовании из них разнообразных деталей.
Особое значение эти задачи приобретают в современном машиностроении, например, в авиастроении, где широко используются методы пластического деформирования при изготовлении деталей для летательных аппаратов. Среди всего разнообразия деталей самолета значительное место занимают детали элементов систем трубопроводов (патрубки, фитинги, тройники, переходники), почти все они производятся с помощью операций формовки, раздачи и гибки. При этом в качестве наполнителя или пуансона, деформирующего трубу, могут быть использованы новые синтетические эластичные материалы.
В последнее десятилетие в связи с необходимостью непрерывной модернизации изделий на первый план выходят задачи пластического деформирования, в которых используются универсальные формообразующие элементы штамповой оснастки. В этом отношении большой интерес представляют процессы формообразования трубчатых деталей сыпучими средами, которые слагаются из эластичных и металлических гранул (шариков). Использование сыпучих материалов может существенно расширить технологические возможности обработки металлов за счет фения

ческой плоскости. Угол раствора а этого конуса определяется значением параметра :

При перемещении точки напряженного состояния таким образом,

5ст,, = 0,F = О
непосредствеьшо из (2.3) имеем
— = const, £, = const, а(Н,) = const. а
При этом точка напряженного состояния перемещается по одной и той же образующей конуса, угол раствора которого остается неизменным. Таким образом, данная эволюция напряжений может быть названа нейтральным нагружением.
При эволюциях точки напряженного состояния таких, что 5F
да,, v
бо„. > 0,8F = 0,F = О
имеем

>0, 8а > 0 при ст<0, 8Е,>0 при а (^)>0.
При этом, если а < 0, то угол раствора а конуса монотонно возрастает. Таким образом, эта эволюция может быть так называемым активным нагружением.
Кроме того, отметим, что поле напряжений, соответствующее связи /7(су,т,^)= 0, обладает важным экстремальным свойством в данной точке нагружения: работа на данном пути деформирования совершаемая действительными напряжениями всегда меньше или равна работе, которую совершили бы любые другие допустимые напряжения ад на том же пути деформирования.
Поверхность внутреннего ограничения (2.3) /7(а,у,^)= 0 может быть
принята в качестве поверхности нагружения для уравнений (2.7) связи упругопластических деформаций с напряжениями.