Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов

• Автор: Безотосный, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ИЗОТРОПНЫХ И АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Анализ существующих технологических процессов изготовления корпусов баллонов высокого давления и предъявляемые к ним требования
1.2. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий
1.3. Методы математического моделирования процессов обработки металлов давлением. Критерии деформируемости
1.4. Анизотропия механических свойств материала заготовок
1.5. Основные выводы и постановка задач исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАСТИЧЕСКОГО
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Условие текучести и ассоциированный закон пластического
течения ортотропного материала
2.2. Кинематика течения материала. Напряженное состояние заготовки
2.3. Силовые режимы
2.4. Деформированное состояние заготовки
2.5. Учет упрочнения
2.6. Повреждаемость материала при пластическом формоизменении
2.7. Основные результаты и выводы
3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ,
АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВУХСЛОЙНЫХ ЗАГОТОВКОК НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ, СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ
3.1. Напряженное и деформированное состояния заготовки
3.2. Силовые режимы
3.3. Повреждаемость материала
3.4. Неоднородность интенсивности деформации в стенке изготовляемой детал и
3.5. Предельные возможности формоизменения
3.6. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности формообразования
3.7. Основные результаты и выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Экспериментальное определение характеристик механических свойств двухслойной стали 12X3ГНМФБА+08X13
4.2. Экспериментальные исследования силовых режимов процесса вытяжки с утонением стенки
4.3. Основные результаты и выводы
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Технологический процесс изготовления баллонов высокого
давления методами глубокой вытяжки из двухслойного материала
5.1.1. Рекомендации по проектированию технологических процессов глубокой вытяжки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов
5.1.2. Опыт разработки и внедрения технологического процесса
изготовления баллонов высокого давления
5.1.3. Закатка горловины баллона
5.1.4. Механические и металлографические исследования полуфабрикатов 5-й вытяжки и вытяжки с утонением стенки из стали 12X3 ГНМФБА+08Х13
5.1.4.1. Механические и металлографические исследования полуфабрикатов 5 -й вытяжки
5.1.4.2. Механические и металлографические исследования полуфабрикатов вытяжки с утонением стенки
5.2. Гидроиспытания до разрушения баллонов БГ-7,3.30
5.3. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.4. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (текст программы)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (акт об использовании результатов исследований в промышленности)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (акты об использовании результатов исследований в учебном процессе)
В настоящее время перед машиностроением стоит необходимость повышения эффективности производства и качества получаемых изделий. В различных отраслях промышленности широкое распространение нашли цилиндрические изделия с толстым дном и тонкой стенкой, изготавливаемые методами обработки металлов давлением, к которым предъявляются высокие требования по качеству, точности геометрических размеров, чистоте поверхности, уровню механических свойств. В результате пластической деформации достигается не только необходимое формоизменение, но и формируются необходимые механические свойства (предел текучести, предел прочности, показатели пластичности) в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации. Эти задачи следует решать при минимальном количестве технологических операций. Материалы, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала и технологическими режимами его получения. Анизотропия механических свойств материала заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением, в частности, операций глубокой вытяжки.
В машиностроении на современном этапе находят широкое применение двухслойные материалы для изготовления цилиндрических сосудов высокого давления с повышенной коррозионной стойкостью. К таким изделиям предъявляются высокие требования по надежности, т.к. в процессе эксплуатации они испытывают внутреннее давление до 30 МПа. Процессы пластического формоизменения двухслойных анизотропных материалов в настоящее время мало изучены. Таким образом, развитие теории вытяжки с утонением пустотелых цилиндрических изделий из двухслойных анизотропных материалов приобретает особую актуальность.

РФ(р)
(2.49)
р ф
Из последнего уравнения следует, что
#(Р)_£>Р
(2.50)
Ф Р '
После интегрирования имеем
/(р) = £>р1пр + С.
(2.51)
Заметим, что, полагая в соотношении (2.48') с = 0, получим уравнение для определения Ф(0) в случае изотропного материала. В дальнейшем при определении поля скоростей все величины, относящиеся к слою 1 будем обозначать индексом 1, а величины, относящиеся к слою 2 индексом 2.
По аналогии со случаем вытяжки с утонением стенки изотропного материала подберем в первой области функции
Функции |/11(0) и У21(0) должны удовлетворять граничным условиям, а 4^12(©) и ¥22(9) ' нулевым однородным граничным условиям [58]. Сами функции Ф] (0) и Ф2(0) должны удовлетворять дифференциальному уравнению (2.48') в точках 0 = 0 и
Ч/п(в) = 4е20+5|е_20-Д|/4, ЧГі2(Є) = -Ко5і(1-е20)«|,
а для второй области
у2іт = А2е2Є+В2е-2д-І>2/4, у22(в) = -У0Ь2(е-2а-е-2Є)М2.
Решение в каждой области будем искать в виде
Ф^0) = Vе + %~20 ~ А/4 - А бі (е20 -1) #!, Ф2(9) = Л2е2в +В2е~2в -П2/4-У082(е~2в -е~2а)М2.
11[Ф1(0)] = 0, 12[Ф2(а) = 0.
(2.52)