Моделирование процессов пластического формоизменения с учетом деформационной повреждаемости

• Автор: Тришина, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССАХ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ
1.1 Физические механизмы деформационной повреждамости
1.2 Механические аспекты и критерии деформационной повреждаемости при пластическом формоизменении металлов
1.3 Изучаемые процессы пластического формоизменения конструкционных материалов
1.4 Постановка задачи диссертационного исследования
2 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ ДЕФОРМАЦИОННОЙ
ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА
2.1 Основные уравнения
2.2 Основные уравнения осесимметричной пластической деформации
2.3 Основные соотношения деформационной повреждаемости
2.4 Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ
3.1 Методика экспериментального анализа деформационной повреждаемости
3.2 Экспериментальный анализ деформационной повреждаемости
3.3 Выводы
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ С ПРОГНОЗИРОВНИЕМ
ИХ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ
4.1 Анализ процесса вытяжки осесимметричных оболочек

4.1.1 Характеристика процессов вытяжки осесимметричных изделий
4.1.2 Основные уравнения и граничные условия
4.1.3 Определение напряжений и скоростей пластического течения
4.1.4 Накопленные деформации и пластическая повреждаемость материала
4.1.5 Прогнозирование пластического разрушения
4.2 Многооперационная вытяжка осесимметричных оболочек
4.3 Перспективные процессы с локализованным очагом деформации
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Процессы пластического формообразования изделий являются очень эффективным технологическим методом производства заготовок и деталей в современном машиностроении, авиастроении, ракетно-космической технике. Традиционный преимущественно макромеханический подход к проектированию и разработке процессов обработки давлением (ОД) изделий с высокими эксплуатационными характеристиками далеко не всегда соответствует предъявляемым требованиям [1, 2]. Успешное решение этой проблемы требует использования связанного физико-механического подхода с прогнозированием макро- и мезоструктурных параметров обрабатываемых давлением материалов на основе современных положений теории пластичности и механики деформационной повреждаемости материалов [3]. Основные соотношения и реологические модели деформируемых тел в теории пластичности включают механические характеристики материалов, которые определяются на основе системы макро-опытов над макрообразцами [4]. Закономерности изменения структуры металлов (микродефектов, величины зерна поликристаллических агрегатов, внутренней энергии упрочнения и т.д.) в макро-опытах не изучаются. Механика повреждаемости деформируемых материалов является быстро развивающейся научной областью. Она изучает закономерности поведения и надежности деформируемых материалов с учетом кинетики их повреждаемости микродефектами. Исследованию процессов пластического деформирования с использованием концепции повреждаемости посвящены работы российских ученых: Л.М. Качанова, Ю.Н. Работнова, В.В. Новожилова, С.И. Губкина, В.Л. Колмогорова, В.Е. Панина, В.В. Болотина,
С.Д. Волкова, И.А. Кийко, P.A. Васина, С.А. Шестерикова, М.А. Юмашева,
В.Н. Кукуджанова, Р.В. Гольдштейна, Ю.Г. Коротких, В.Г. Малинина, Ю.Н. Радаева, Г.Д. Деля, A.A. Богатова, В.А. Огородникова, В.В. Дудукаленко и др. и зарубежных ученых Ч. Чена, С. Кобояшн, Ф.А. Макклинтока, А.Л. Гурсона, Д. Крайчиновича, К.Г. Гамильтона, Дж.А. Ламетре, В. Твергарда,

її’]' = 2Т^-ау - 2т^

г Т-Т0 л Ттах Т

Ттах ?

Тілах То
а4“,)

+ <Л'Мк
Скалярная величина к принимает вид:

4т(из)т

/ ~ гр Ч

, Ттах То

д*У J

Ттах-Т’оТ

. (2.25)
(2.26)
где К5,А5 - функции физико-механическихпараметров материала.
Таким образом, при анализе процессов пластического формоизменения целесообразно рассматривать эволюцию поверхности нагружения с учетом влияющих на нее факторов.
2.2. Основные уравнения осесимметричной пластической деформации
В дальнейшем рассматривются процессы осесимметричного пластического формоизменения. Для их анализа и моделирования используется система основных уравнений (2.1) - (2.5) применительно к осесимметричной пластической деформации. Основные уравнения, описывающие осесимметричное формоизменение материалов с прогнозируемой повреждаемостью, имеют в системе цилиндрических координат г, г , 0 следующий вид [3]
дсхг дтГ2 ^ <уг ад _ ^
дг дг
8тгг + 817 г тп _ р
дг дг г
(2.27)
(2.28)