Изотермическая вытяжка коробчатых деталей из высокопрочных анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести

• Автор: Яковлев, Борис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 184 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ
1.1. Уравнения механического состояния
1.2. Вытяжка цилиндрических и коробчатых деталей
1.3. Анизотропия механических свойств материала заготовок
1.4. Основные выводы и постановка задач исследований
2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОРОБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
2.1. Однооперационная вытяжка невысоких коробок
2.2. Определяющие соотношения
2.3. Предельные степени вытяжки
2.4. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала
2.5. Локализация деформации
2.6. Основные результаты и выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ВЫТЯЖКИ КВАДРАТНЫХ КОРОБОК
ИЗ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Вытяжка квадратных коробок
3.1.1. Схема процесса деформирования
3.1.2 Кинематика течения материала
3.1.3. Сила процесса
3.2. Влияние технологических параметров вытяжки квадратных коробок на силовые режимы
3.3. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы изотермической вытяжки квадратной коробки из листовой заготовки
3.4. Основные результаты и выводы
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРВОЙ ОПЕРАЦИИ ВЫТЯЖКИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КОРОБОК ИЗ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА
4.1. Коробки с большими угловыми радиусами
4.1.1. Основные уравнения и соотношения

4.1.2. Влияние технологических параметров вытяжки прямоугольных коробок с большими угловыми радиусами на силовые режимы
4.1.3. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы изотермической вытяжки прямоугольных коробок с большими угловыми радиусами
4.2. Коробки с небольшими угловыми радиусами
4.3. Коробки с малыми угловыми радиусами
4.3.1. Влияние технологических параметров вытяжки прямоугольных коробок с малыми угловыми радиусами на силовые режимы
4.3.2. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы изотермической вытяжки прямоугольных коробок с большими угловыми радиусами
4.4. Напряженное и деформированное состояния во фланце заготовки при вытяжке прямоугольной коробки из материала, обладающего плоскостной анизотропией механических свойств
4.5. Напряженное и деформированное состояния во фланце заготовки при вытяжке прямоугольной коробки из трансверсально-изотропного материала
4.6. Предельные возможности формообразования
4.7. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ
5.1. Экспериментальные исследования первой операции вытяжки квадратных и прямоугольных коробок из анизотропного материа
5.2. Рекомендации .по .проектированию, .технологических, процессов первой операции вытяжки квадратных и прямоугольных коробок из анизотропного материала
5.3. Технологический процесс изготовления заготовки детали «Кожух»
5.4. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.5. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Важнейшим фактором развития промышленности является разработка новых и совершенствование существующих технологических процессов, в частности, процессов обработки металлов давлением. Создание устойчивой технологии обработки давлением возможно на основе широкого теоретического и экспериментального анализа этих процессов.
Значительное место в обработке металлов давлением занимает листовая штамповка, с каждым годом увеличивается количество листового проката, перерабатываемого в различных отраслях промышленности. Совершенствование конструкций изделий ответственного назначения определяет применение высокопрочных материалов и изготовление деталей узлов со специальными, зависящими от условий эксплуатации, характеристиками. К числу наиболее перспективных и принципиально новых технологических процессов, направленных на совершенствование современного производства, относятся процессы медленного горячего формоизменения в режиме вязкого течения материала.
Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением при различных термомеханических режимах деформирования. Анизотропия существенно влияет на формоизменяющие процессы листовой штамповки, особенно на вытяжку. Процесс вытяжки находит широкое распространение во многих отраслях машиностроения для получения полых изделий различной конфигурации (цилиндрические, конические, квадратные, прямоугольные и т.д.). Анизотропия при вытяжке, особенно коробчатых деталей, влияет на образование неровного края изделия (фестонов и впадин), на неравномерность толщины

Предельные величины эквивалентной деформаций и удельной работы деформации определяются из диаграммы пластичности и ползучести, полученной экспериментальным путем на основе испытаний материала в различных условиях деформирования. При теоретическом анализе процессов обработки металлов давлением оценивается напряженное и деформированное состояния выделенного элемента очага деформации в процессе его формообразования, определяется повреждаемость материала заготовки на каждом этапе деформирования. В дальнейшем находится накопленная повреждаемость в процессе деформирования путем линейного или нелинейного принципа накопления повреждений. Предельные возможности деформирования определяются при достижении величины накопленной повреждаемости в процессе формоизменения, равной 1 или меньшего значения в зависимости от условий эксплуатации изготавливаемого изделия.
Приведем феноменологический критерий разрушения анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести анизотропного материала. В настоящее время феноменологические модели разрушения изотропного материала при пластическом деформировании развиты в работах B.JI. Колмогорова, A.A. Богатова, Л.Г. Степанского, Г.Д. Деля, В.А. Огородникова и других, а при деформировании в режиме ползучести - в исследованиях Ю.Н. Работнова, С.А. Шестерикова, О.В. Соснина, H.H. Малинина, К.И. Романова и др.
Феноменологический критерий разрушения заготовки из анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести разработан на основании экспериментальных исследований [10, 11, 26, 30, 38, 39, 45, 69, 77 81, 117]. Принимается, что при вязкопластическом (ползуче-пластическом) формоизменении эквивалентная деформация в момент разрушения гепр и
удельная работа разрушения Апр существенно зависят от показателя напряженного состояния с/ае и относительной величины эквивалентной скорости