Вытяжка с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов

• Автор: Агеева, Анастасия Игоревна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Теоретические и экспериментальные исследования процессов глубокой вытяжки цилиндрических деталей

1.2. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы штамповки

1.3. Основные выводы и постановка задач исследования

2. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО ТЕЛА ПРИ ХОЛОДНОМ ПЛАСТИЧЕСКОМ ФОРМООБРАЗОВАНИИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 3 О
2.1. Условие текучести и ассоциированный закон пластического течения ортотропного материала

2.2. Плоское напряженное состояние анизотропного материала

2.3. Математические модели упрочнения анизотропного материала

2.4. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала
2.5. Основные результаты и выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Основные уравнения и соотношения
3.2. Кинематика течения материала
3.3. Скорости деформаций
3.4. Распределение интенсивностей скоростей деформаций вдоль траекторий течения материала
3.5. Распределение интенсивности деформации вдоль траекторий течения материала
3.6. Напряженное состояние в очаге деформации
3.7. Силовые режимы вытяжки с утонением
3.8. Предельные степени деформации
3.9. Основные результаты и выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ РЕЖИМОВ И ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПЕРАЦИИ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
4.1. Напряженное состояние. Силовые режимы
4.2. Неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке цилиндрической детали
4.3. Повреждаемость материала
4.4. Предельные возможности формообразования
4.5. Влияние анизотропии механических свойств материала заготовки на силовые режимы и предельные возможности формообразования
4.6. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Экспериментальные исследования силовых режимов
5.2. Рекомендации по проектированию технологических процессов
5.3. Технологический процесс изготовления толстостенных цилиндрических заготовок изделий специального назначения
5.4. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.5. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1. Текст программы
Приложение 2. Акт внедрения
Приложение 3. Акт внедрения в учебный процесс

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства. Это стимулирует разработку высокоэффективных технологий, отвечающих указанным требованиям и реализующих экономию материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат. Процессы обработки металлов давлением (ОМД) относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий.
Материалы, подвергаемые штамповке, как правило, обладают анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов ОМД.
В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли толстостенные цилиндрические детали, изготавливаемые вытяжкой и вытяжкой с утонением стенки. К ним предъявляются повышенные требования к механическим характеристикам и показателям качества. Вытяжку с утонением применяют при изготовлении цилиндрических деталей высотой до 10 диаметров из материалов, обладающих достаточной пластичностью в холодном состоянии. Вытяжка-с утонением позволяет получать детали, имеющие относительно точные размеры и высокие прочностные свойства, в два-три раза превышающие прочность исходного материала. Это обеспечивается упрочнением металла при деформировании в сочетании с соответствующей термической обработкой. Процессы пластического деформирования цилиндрических анизотропных заготовок в коническом (осесимметричное напряженное и деформированное состояния) канале мало изучены.
При разработке технологических процессов вытяжки с утонением стенки толстостенных цилиндрических деталей из анизотропных материалов в на-

деформационные и энергетические критерии разрушения, а в качестве характеристики повреждаемости материала обычно принимается степень использования ресурса пластичности, представляющая собой отношение накопленной интенсивности деформации или удельной (пластической) работы деформации к их предельным величинам при заданных характеристиках напряженного и деформированного состояния элементарного объема в очаге пластической деформации.
В настоящее время феноменологические модели разрушения изотропного материала при пластическом деформировании развиты в работах В.Л. Колмогорова, A.A. Богатова, Л.Г. Степанского, Г.Д. Деля, В.А. Огородникова, Б.А. Мигачева и др. [15, 49-51].
В этих исследованиях показано, что при пластическом формоизменении величина интенсивности деформации в момент разрушения г1Пр существенно зависит от показателя напряженного состояния <т/ог- и параметра вида напряженного состояния Лоде-Надаи jj. Здесь ст = (оі + С2 + стз)/3 - среднее напряжение; оу, су 2 и <73 - главные напряжения; аг- - интенсивность напряжения; рст =(2(72 ~ а1 -стз)/(ст3 ~0l) “ параметр вида напряженного состояния Лоде-Надаи.
Предлагается условие деформируемости связывать со степенью использования ресурса пластичности:
a>e=8j —<1. (2.16)
О іпр
Здесь юе - повреждаемость материала при пластическом формоизменении по деформационной модели разрушения, Sjnp = є,-Ир(ст/ст,-,а, ß, у); стг-
- интенсивность напряжения; а, ß, у - углы между первой главной осью напряжений и главными осями анизотропии х, у и z. Отметим, что до деформации (при t=t(y) ше = 0,ав момент разрушения (при t = tp) сое = 1.