Научное обоснование технологических режимов изотермической пневмоформовки элементов ячеистых листовых конструкций из анизотропных высокопрочных материалов в режиме ползучести

• Автор: Ларин, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 229 с. : ил.

- СОДЕРЖАНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕ-ФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ
1Л. Анализ существующих технологических процессов изготовления ячеистых элементов многослойных листовых конструкций
1.2. Уравнения механического состояния при медленном изотермическом деформировании. Критерии разрушения
1.3. Влияние анизотропии механических свойств листовых материалов на процессы обработки металлов давлением

1.4. Основные выводы и постановка задач исследования

2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРО-ф ЦЕССОВ ДЕФОРСМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ

МАТЕРИАЛОВ В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ

2.1. Определяющие соотношения

2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала

2.3. Основные результаты и выводы

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ ПОЛЗУЧЕСТИ
3.1. Изотермическое свободное деформирование листовой заготовки из анизотропного материала в прямоугольную матрицу в режиме ползучести
# 3.1.1. Геометрические параметры деформируемой заготовки
3.1.2. Напряженное и деформированное состояния заготовки
3.1.3. Деформирование заготовки, уравнение состояния которой подчиняется энергетической теории ползучести и повреждаемости
3.1.4. Деформирование заготовки, уравнение состояния которой подчиняется кинетической теории ползучести и повреждаемости
3.2. Изотермическое стесненное деформирование анизотропной листовой заготовки, закрепленной по контуру, в прямоугольную матрицу в условиях ползучего течения
3.2.1. Характер формоизменения. Напряженное и деформированное состояние оболочки
3.2.2. Силовые режимы и повреждаемость
ф 3.2.2.1. Деформирование материала, подчиняющегося энергетической
теории ползучести и повреждаемости

_ 3.2.2.2. Деформирования материала, подчиняющегося кинетической
теории ползучести и повреждаемости
3.3. Влияние путей нагружения, анизотропии механических свойств, накопления повреждаемости, геометрических размеров матрицы на силовые режимы, характер формоизменения и предельные возможности формоизменения
3.4. Основные результаты и выводы
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ КВАДРАТНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ ПОЛЗУЧЕСТИ
4.1. Изотермическое свободное деформирование листовой заготовки из анизотропного материала в квадратную матрицу в режиф ме ползучести
4.1.1. Геометрические параметры деформируемой заготовки
4.1.2. Напряженное и деформированное состояния заготовки
4.1.3. Деформирование материала заготовки, подчиняющегося энергетической теории ползучести и повреждаемости
4.1.4. Деформирование заготовки, уравнение состояния которой подчиняется кинетической теории ползучести и повреждаемости
4.2. Особенности стесненного деформирования анизотропной листовой заготовки, закрепленной по контуру, в квадратную матрицу в режиме ползучести
4.3. Влияние условий нагружения, анизотропии механических свойств материала, накопления повреждаемости, геометрических размеров детали на напряженное и деформированное состояния заготовки, предельные степени формоизменения
ф 4.4. Основные результаты и выводы
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ
5.1. Экспериментальные исследования процессов изготовления элементов ячеистых многослойных листовых конструкций
5.2. Использование результатов исследований в промышленности
5.3. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.4. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

^ ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей задачей современной промышленности является создание новых ресурсосберегающих технологий, повышение производительности труда и качества продукции. Процессы обработки металлов давлением относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий, позволяющих повысить производительность труда, снизить энергоматериалоемкость производства, обеспечить высокое качество изготавливаемых изделий.
'♦ Совершенствование конструкций изделий ответственного назначения
определяет применение высокопрочных материалов и изготовление деталей и узлов со специальными, зависящими от условий эксплуатации, характеристиками. Сложность технологических процессов вызывает в производстве их длительную отработку, влияющую в конечном итоге на трудоемкость и качество изделий. Все это вызывает необходимость изыскания новых принципов технологии, повышение точности расчета её параметров и сближения на этой основе стадий проектирования изделий и технологической подготовки производства. Создание новых и совершенствование известных технологических процессов обработки давлением листовых заготовок должно основываться на глубоких теоретических и экспериментальных исследованиях деформирования анизотропных листовых заготовок.
К числу наиболее перспективных и принципиально новых технологических процессов, направленных на совершенствование современного производства, относится медленное горячее формоизменение листовых заготовок избыточным давлением газа (пневмоформовка) с предварительной или одновременной диффузионной сваркой. Технологические принципы формоизменения листовых заготовок избыточным давлением газа и диффузионной сваркой могут быть применены в производстве ячеистых листовых конст-

^ откуда получим следующее выражение для определения толщины купола в
рассматриваемой точке
(3.15)
3.1.2. Напряженное и деформированное состояние заготовки
Вырезая из листовой заготовки элемент меридиональными и окружными сечениями и принимая, что напряжения равномерно распределенными по толщине, запишем уравнение равновесия безмоментной оболочки, нагруженной равномерным давлением р так
Определим отношение скоростей деформаций ^хс и %ус в точке купола ячейки «с» из ассоциированного закона течения (2.9) так
(3.16)
Ру Рх Ь
¥хс _КуКх(Ух-ау) + Куах
%ус ^Хау + -Йд-Лу (СГу — СТд.)
(3.17)

Решая совместно систему уравнений (3.16) и (3.17), найдем

^ ^ ^лгс-^хО- + Ку) + ^ус^х^у Ру %сусЯу{ 1 + Лл) + ^Л,Лу Рх
(3.18')
ах=а
. СхсЫ + &у) + %Сус&хйу У^усЯу(1 + Кх) + ^хсКхКу
>ус1Хх1Ху

(3.18)