Разработка методики проектирования гидроформовки осесимметричных тонкостенных изделий типа расширителя из циркониевых трубчатых заготовок

• Автор: Соловьев, Михаил Викторович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

 2 ОГЛАВЛЕНИЕ
Используемые сокращения
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ
ЭЛАСТИЧНЫМИ СРЕДАМИ И ЖИДКОСТЬЮ
1Л. Раздача трубных заготовок при помощи эластичных материалов
1.2. Детали, изготавливаемые методом гидроформовки
1.3. Гидроформовка полых деталей
1.4. Г идроформовка полых осесимметричных деталей большой длины раздачей жидкостью высокого давления с осевым подпором
1.5. Г идроформовка полых осесимметричных деталей большой длины раздачей жидкостью высокого давления
1.6. Другие методы изготовления полых осесимметричных деталей
1.7. Оборудование для гидроформовки
1.8. Материал труб, подвергаемых раздаче
1.9. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ
БОЛЬШОЙ ДЛИН Ы ПРИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКЕ
2.1. Методика теоретического исследования процесса
2.2. Решение на основе уравнений равновесия и пластичности
2.3. Решение численным методом
2.3.1. Численная реализация метода
2.4. Учет влияния краевого эффекта
2.5. Анализ полученных данных
2.6. Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА 86 ДЕФОРМИРОВАНИЯ

3.1. Исследование на растяжение продольных, поперечных и
трубных образцов сплава Э
3.2. Численный эксперимент
3.3 Исследование процесса образования поперечной складки на
кольцевых образцах
3.4 Исследование процесса деформирования со свободными торцами 105 без осевой силы
3.5 Результаты виртуального эксперимента
3.6 Проведение натурного эксперимента
3.7 Исследование деформированного состояния
3.7.1 Метод координатных сеток
3.7.2. Подготовка заготовок
3.8. Анализ полученных данных
3.9. Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ГИДРОФОРМОВКИ ТОНКОСТЕННЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ БОЛЬШОЙ ДЛИН Ы ИЗ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК
4.1. Инженерный метод расчета процесса
4.2. Определение длины трубной заготовки.
4.3. Энергосиловые параметры процесса.
4.3.1. Расчет силы смыкания полуматриц
4.3.2. Расчет осевой сжимающей силы боковых пуансонов.
4.3.3. Определение суммарной работы деформирования.
4.4. Установка для гидроформовки
4.5. Выводы по главе 4 ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА Приложение

142 '

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ д - давление рабочей жидкости Q - сжимающая осевая сила
<тв, аг, аг — тангенциальное, осевое радиальное напряжения соответственно
сг,, ст2 — главные нормальные напряжения
ег. — интенсивность напряжения
а0 2 — условный предел текучести при растяжении
а, — предел прочности при растяжении
ст, — напряжение текучести
£в, г,, гг — тангенциальная, осевая, радиальная деформации соответственно е1 — интенсивность деформации
5в, 8г, 5Г — истинные тангенциальная, осевая, радиальная деформации соответственно
г. — текущий радиус заготовки в радиальном направлении
гшах — максимальный радиус заготовки в радиальном направлении г0, й0 — начальный радиус и диаметр заготовки соответственно я,.— текущая толщина стенки заготовки — начальная толщина стенки заготовки Н0 — общая длина заготовки
Я,— общая длина детали на данном переходе деформирования с!0 — наружный исходный диаметр заготовки 50 — начальная толщина заготовки I — длина раздаваемой части
д. — диаметр заготовки в купольной части на данном переходе г — радиус перехода из цилиндрической в фасонную часть.
Ка = Д / Я0 — относительный диаметр раздаваемой части К1 = Ы с10 — относительная длина раздаваемой части

состояние. Изменение напряженного состояния должно быть направлено на увеличение по абсолютной величине сжимающих напряжений, что в соответствии с (2.8) позволит увеличитьбтйх.
Реализация данной модели расчета напряженно—деформированного состояния позволяет без значительных затрат получить с принятыми допущениями компоненты тензоров напряжения и деформации как функцию формы заготовки. Данная модель позволяет по заданным геометрическим размерам детали определить потребное внутреннее давление, осевую силу и определить возможность проведения операции деформирования с указанными геометрическими параметрами. Для того чтобы получить значения потребного внутреннего давления как параметр технологического процесса, меняющийся от его начала до завершения, необходимо ввести предположение об этапах заполнения фасонной части матрицы материалом заготовки.
Предположим, что для начала деформирования заготовка подверглась нагружению внутренним давлением q и осевой силой Q, которые перевели материал заготовки в пластическое состояние. Учитывая принятые допущения, полагаем, что деформирующаяся заготовка примет форму с минимальной энергией, что можно выразить как:
что в начальный момент времени эквивалентно геометрической форме заготовки с минимальной площадью поверхности. Минимальная площадь , поверхности заготовки соответствует минимальной длине образующей Ь (рис. 2.3):
откуда следует:
^- = Лх-2а = 0,
<Ьс
т.е. минимум длины и, соответственно минимум энергии, приходится при X
а/2.
I2 = х2 + Ьг + [ь2 + (а - х)2 ],