Развитие теории и технологии листовой пневмоформовки изделий в режиме сверхпластичности

• Автор: Панченко, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 352 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ В РЕЖИМАХ СВЕРХПЛАСТИЧНСТИ

1.1 Особенности поведения материалов при сверхпластическом деформировании

1.2 Температурно-структурные условия, определяющие сверхпла-стичное поведение материалов

1.2.1. Температурные условия сверхпластичности сплавов

1.2.2. Скоростные условия сверхпластичности сплавов

^ 1.3. Механические уравнения состояния, описывающие сверхпластичное поведение материала

1.4. Экспериментальное определение параметра т и зависимостей

1.5. Опыт промышленного использования пневмоформовки изделий

в режиме сверхпластичности и проблемы при ее реализации

1.6. Основные выводы и постановка задач исследования

2. МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ СПЛАВОВ АМгЗ, АМгб, АМц,
Л63, ВТбс
* 2.1. Выбор материалов для исследований
2.1.1 Образцы для испытаний
2.2. Методики определения оптимальной температуры сверхпластичности
2.2.1. Методика определения оптимальной температуры СП из опыта растяжения
2.2.2. Методика определения оптимальной температуры СП по изменению модуля упругости
2.3. Методики построения зависимостей пг(аи) и £и(сги)
2.3.1. Методика построения зависимостей т(сги) и (аи) из опыта растяжения плоских образцов
2.3.2. Методика построения зависимостей £и(сги) и т(^и) из опыта пневмоформовки
2.4. Экспериментальное оборудование для выполнения исследований
2.4.1. Установки для испытания образцов на растяжение

2.4.2. Экспериментальные установки для проведения опытов пневмоформовки в режиме сверхпластичности
2.4.3. Устройство для записи диаграмм /г(/)
2.4.4. Установка для измерения модуля упругости материалов для определения оптимального температурного интервала сверхпластичности
2.5. Экспериментальное определение основных характеристик сверхпластичности сплавов АМгЗ, АМгб, АМц, Л63,
ВТбс
2.5.1. Результаты экспериментального определения оптимальной температуры СП состояния
2.5.2 Экспериментальное определение технологических характери-* стик СП на основе результатов испытаний на растяжение плоских образцов
2.5.3 Экспериментальное определение характеристик сверхпластичности по результатам свободной пневмоформовки
2.6 Экспериментальное определение характера изменения толщины сферического купола при свободной ПФ
2.7 Основные результаты и выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПНЕВМОФОРМОВКИ В РЕЖИМЕ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ
3.1. Теоретический анализ формообразования при пневмоформовке осесимметричной детали с фланцем из сплава АМгб
® 3.2. Теоретический анализ формоизменения при пневмоформовке
изделий типа "поддон", “коробка” из сплава ВТбс
3.3. Анализ схем формообразования осесимметричных изделий со ступенчатым изменением диаметра
3.4. Теоретический анализ формообразования при пневмоформовке осесимметричной двухступенчатой детали из сплава ВТбс в режиме сверхпластичности
3.4.1. Определение основных технологических параметров на стадии свободной формовки оболочки
3.4.2. Определение основных технологических параметров на II стадии формоизменения оболочки
3.4.3. Определение основных технологических параметров на III стадии формоизменения оболочки
3.4.4. Определение основных технологических параметров на IV стадии формоизменения оболочки
3.5. Согласование параметров процесса пневмоформовки изделия
_ (давления и времени формовки) по стадиям формообразования

3.5.1 Программа управления пневмоформовкой изделия
3.6. Обсуждение результатов теоретического анализа процесса пневмоформовки осесимметричных изделий со ступенчатым изменением диаметра
3.7 Основные результаты и выводы
4. КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ПНЕВМОФОРМОВКИ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК В РЕЖИМЕ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ
4.1. Математическая постановка технологических задач ОМД
4.2. Вариационный метод решения технологических задач ОМД
4.3. Основные соотношения для решения технологических задач в
* условиях осесимметричной деформации
4.4. Использование МКЭ для представления основных расчетных соотношений
4.5. Получение разрешающей системы алгебраических уравнений
4.6. Алгоритм решения задачи формоизменения в условиях сверх-пластического деформирования
4.7. Основные результаты и выводы
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПНЕВМОФОРМОВКИ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК В РЕЖИМЕ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
5.1. Постановка задач свободной пневмоформовки оболочек из ли-ствых заготовок в режиме сверхпластичности
• 5.2. Моделирование процесса пневмоформовки круглой листовой
заготовки в режиме сверхпластичности
5.2.1. Деформированное состояние
5.2.2. Анализ утонения стенки заготовки
5.2.3. Моделирование программы нагружения
5.3. Моделирование процесса пневмоформовки с управлением толщиной стенки формуемой оболочки
5.4. Моделирование процесса пневмоформовки в матрицу
5.4.1. Постановка задачи пневмоформовки в матрицу
5.4.2. Пневмоформовка в одноступенчатую матрицу
5.4.3. Моделирование процесса пневмоформовки в режиме сверхпластичности в матрицу заданной формы
5.5. Основные результаты и выводы
6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Опытно-производственный участок и оборудование для пнев-

Рис. 1.15. Схема к определению скоростей V/ и V2 соответствующих текущему значению h по кривым hi(t) и h2(t), построенным из опытов свободной пневмоформовки сферического купола с давлениями Pi и Р2 (методика автора)
Как показано в работе [150], в которой задача о распределении толщины при свободной формовке купола решена в предположении, что m=const, независимо от распределения скорости деформации, разнотол-щинность тем больше, чем меньше значение коэффициента т (рис. 1.16 и ♦ рис. 1.17).
На рис. 1.16 показано влияние коэффициента т на характер разно-толщинности, определяемой отношением фактической толщины S к средней Scp по профилю сечения при h/a-1. Как видно, среднее значение толщины, рассчитанное по зависимости (1.34), соответствует значению >//7=0,445, независимо от значения т.
На рис. 1.17 показано изменение фактора утонения в вершине купола (отношения толщины в вершине купола к средней толщине) в зависимости от относительной его высоты при различных значениях коэффициента т [150].