Технологическое обеспечение заданных механических характеристик тонкостенного цилиндрического корпуса

• Автор: Нгием Суан Чинь
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТОННКОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРОВ В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВОГО И СИЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ И МЕТОДОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
1.1. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований теплового и напряженно-деформированного состояния тонкостенных цилиндров при термомеханическом нагружении
1.1.1. Термопластический анализ напряжённо-деформированного состояния тонкостенного цилиндра
1.1.2. Прочность цилиндра при функционировании
1.1.3. Расчёт усилия извлечения цилиндра
1.2. Обзор методов формирования требуемых механических свойств стенки и качества ее поверхности в технологиях изготовления стальных тонкостенных цилиндрических изделий
1.2.1. Последовательная многопереходная вытяжка с утонением из предварительно отожжённого (или закаленного) зафосфатиро-ванного полуфабриката
1.2.2. Последовательная комплексная обработка прутковой заготовки полугорячим выдавливанием, фосфатированием и многопереходной вытяжкой с утонением
1.2.3.Технологические способы удаления (залечивания) поверхностных дефектов заготовок
ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОГО МНОГОСЛОЙНОГО ЦИЛИНДРА ПРИ
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
2.1.Основные физические аспекты функционирования тонкостенных цилиндров в условиях интенсивных тепловых и силовых нагрузок
2.2. Математическая модель связанной задачи термопластичности
для двухслойного цилиндра при термомеханическом нагружении
2.2.1. Тепловая задача
2.2.2. Задача напряженно-деформированного состояния
2.3. Результаты численных экспериментов по исследованию факторов, влияющих на функционирование тонкостенного цилиндра
2.3.1 Расчётная схема и исходные данные

2.3.2. Анализ температурных полей цилиндра при нагружении
2.3.3. Анализ термопластического деформирования тонкостенного цилиндра при функционировании
2.3.4. Анализ влияния механических свойств материалов цилиндра
на усилие извлечения цилиндра после функционирования
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ЗАЛЕЧИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ В СТЕНКЕ ПОЛУФАБРИКАТА ПРИ ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКЕ
3.1. Постановка задачи осесимметричного обратного полугорячего выдавливания
3.2. Определение полной мощности процесса полугорячей деформации
3.2.1. Базовый функционал пластической деформации вязкопластической среды
3.2.2. Выбор метода и решение задачи определения полной мощности
3.2.3. Определение начального кинематически возможного поля скоростей
3.3. Расчет температурного поля стенки полуфабриката
3.4. Расчёт напряжённого состояния стенки полуфабриката после охлаждения
3.4.1. Расчёт напряжённо- деформационного состояния заготовки
в прогрессе полугорячего выдавливания
3.4.2. Расчёт напряжённого состояния стенки полуфабриката после охлаждения
3.5. Определение удельной работы активации залечивания поверхностных дефектов
3.6. Эффект залечивания поверхностных дефектов в зависимости от степени деформации при полугорячем выдавливании
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ОКОНЧАТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕНКИ ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ВЫТЯЖКЕ ПОЛУФАБРИКАТА ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ
4.1. Пластическое формоизменение при каскадной вытяжке через несколько матриц
4.2. Методика проектирования технологии изготовления

тонкостенного цилиндрического изделия с требуемым распределением механических свойств из прутковой горячекатаной
заготовки
4.3 Пример расчёта технологии изготовления проектируемого изделия по чертежу
4.3.1. Исходные данные
4.3.2. Расчёт полуфабриката последней (п) и предпоследней (п-1) вытяжки
4.3.3. Проектирование технологии изготовления цилиндрической тонкостенной детали на базе операций полугорячего обратного
выдавливания
4.3.4 Технология изготовления корпусной детали на базе полугорячего выдавливания. Оборудование и инструмент
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

При постановке и решении тепловой задачи были приняты следующие допущения:
- температурное поле одномерное;
- передача тепла на границе газ - цилиндр происходит за счет конвективного теплообмена и описывается законом Ньютона-Рихмана (граничные условия третьего рода);
- тепловой контакт на границе раздела слоев считается идеальным (граничные условия четвертого рода).
Математическая формулировка задачи представляется в следующем виде:
1. Уравнение теплопроводности:
где t, г - временная и пространственная координаты (время, радиус); ps = ps(T5),cs = cs(Ts),A? = X‘(TS) - плотность, удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности материала рассматриваемого слоя, to-момент времени соответствующий началу нагружения; г®, г* - внутренний и наружный радиусы рассматриваемого слоя в расчетном сечении; s - индекс слоя; s, - число рассматриваемых слоев;
2. В качестве начального условия для уравнения теплопроводности принимается для каждого слоя одинаковость температур во всех внутренних точках каждого слоя, т.е.:
3. Тепловое воздействие рабочих газов на внутреннюю поверхность цилиндра определяется законом Ньютона-Рихмана:
где 1Н - время начала теплового воздействия рабочих газов; Д1г -продолжительность теплового воздействия рабочих газов; аг = аг(0, ТГ=ТГ^) - коэффициент теплоотдачи и температура рабочих газов, являющиеся для данного расчетного сечения функцией времени;
Т! =T0S при t = to, 8=1,2,
(2.2)
(2.3)