Изотермическое прямое и ортогональное выдавливание элементов трубопроводов из высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести

• Автор: Брагин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

1.1. Методы анализа процессов обработки металлов давлением

1.2. Анализ современного состояния теории изотермического формообразования высокопрочных сплавов

1.3. Теоретические и экспериментальные исследования операций выдавливания

1.4. Основные выводы и постановка задач исследования

2. ПРЯМОЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Математическая модель осесимметричной операции горячего выдавливания фланцевых втулок

2.2. Силовые режимы

2.3. Повреждаемость материала детали при осесимметричном прямом выдавливание фланцевых втулок
2.4. Прямое изотермическое выдавливание элементов трубопроводов при плоском деформированном состоянии
2.4.1. Математическая модель изотермического выдавливания элементов трубопроводов при плоском деформированном состоянии
2.4.2. Силовые режимы
2.4.3. Повреждаемость материала детали
2.5. Основные результаты и выводы
3. ОРТОГОНАЛЬНОЕ ГОРЯЧЕЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДОВ В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
3.1. Математическая модель ортогонального горячего выдавливания элементов трубопроводов в режиме кратковременной ползучести
3.1.1. Первый этап деформирования
3.2.1. Второй этап деформирования
3.2. Влияние скорости перемещения инструмента и условий трения на величину относительного давления при ортогональном горячем выдавливании элементов трубопроводов
3.3. Повреждаемость материала детали
3.4. Основные результаты и выводы

4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
4.1. Экспериментально-технологические работы по изотермической штамповке элементов трубопроводов в режиме кратковременной ползучести
4.1.1. Изотермическое выдавливание заготовок и их элементов
4.1.2. Горячая штамповка в разъемных матрицах
4.2. Использование результатов исследований в учебном процессе
4.3. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Важной проблемой, стоящей перед современным машиностроением, является повышение эффективности и конкурентоспособности процессов изготовления изделий из металлов и сплавов методами обработки давлением, обеспечивающими максимально возможные эксплуатационные характеристики.
Космические летательные аппараты и связанное с ними наземное оборудование имеют сложную систему гидротрубопроводов. Высокие давления и криогенная температура требуют применения высокопрочных материалов типа титановых сплавов: ВТ6С, ВТ14, ВТ20, высокопрочных сплавов алюминия: 1201, АМгб. Соединительные элементы труб (фланцевые втулки и др.) рационально изготавливать изотермической штамповкой, что обеспечивает их точность под сборку и качественную сварку без потери прочности и герметичности. При изотермической штамповке существенна зависимость давления, степени формообразования, повреждаемости материала от температурно-скоростных условий деформирования.
Эффективной технологией производства сложных по геометрии элементов трубопроводов (угольники, тройники, крестовины) энергетических установок является горячее изотермическое выдавливание в ортогональных направлениях. Изотермическое выдавливание позволяет получать сложные по геометрии изделия при минимальных припусках под мехобработку. Выдавливание осуществляют в разъемных матрицах на типовом прессовом оборудовании или, что более эффективно, на специализированных многоплунжерных прессах. При штамповке существенна зависимость режимов технологии и, следовательно, качества изделий от скорости, т.к. деформируемый горячий металл проявляет вязкие свойства. Кроме того, деформирование сопровождается изменениями механической сплошности материала, что определяет качество изделия.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи исследований:
1. Разработать математические модели изотермического прямого и ортогонального выдавливания осесимметричных заготовок из высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести в условиях плоского и осесимметричного напряженного и деформированного состояний.
2. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования операций изотермического прямого и ортогонального выдавливания.
3. Установить влияние технологических параметров, условий трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки, скорости перемещения пуансона на напряженное и деформированное состояние, силовые режимы и предельные возможности изотермического прямого и ортогонального выдавливания.
4. Разработать пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операций изотермического прямого и ортогонального выдавливания осесимметричных заготовок из высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести.
5. Использовать результаты исследований в промышленности и учебном процессе.