Исследование многопереходных процессов формовки-вытяжки деталей летательных аппаратов

• Автор: Ульвис, Николай Витальевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ДНИЩ

1.1. Классификация и конструкторско — технологический анализ днищ

1.2. Анализ существующих процессов изготовления деталей типа днищ

1.2.1. Традиционные методы штамповки

1.2.2. Способы интенсификации процессов формовки и вытяжки

1.3. Методы расчета процессов формовки-вытяжки деталей типа днищ

1.3.1. Расчет напряженно-деформированного состояния

1.3.2. Расчеты упругой отдачи листового материала

1.4. Выводы
1.5. Цель и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОПЕРЕХОДНых процессов ФОРМОВКИ-ВЫТЯЖКИ
2.1. Исходные положения
2.2. Исходные уравнения
2.3. Теоретические расчеты процессов формовки- вытяжки
2.3.1. Общее решение
2.3.2. Учет механических свойств материала заготовки для многопереходного процесса:
2.3.3. Разработка программного обеспечения для моделирования процессов формовки-вытяжки днищ
2.3.4. Теоретические расчеты многопереходного процесса формовки-вытяжки листовых заготовок
2.4. Расчеты пружинения
2.4.1. Расчет пружинения при подвижной периферии детали
2.4.2. Расчет пружинения при неподвижной периферии детали
2.4.3. Изменения пружинения при многопереходном процессе формовки-вытяжки в зависимости от некоторых факторов
2.5. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИСЛЕДОВАНИЯ МНОГОПЕРЕХОДНых процессов ФОРМОВКИ - ВЫТЯЖКИ
3.1. Условия проведения экспериментов
3.2. Исследование механических свойств материала заготовки
3.3. Исследование многопереходной формовки-вытяжки
3.4. Исследование форм получаемых днищ формовкой-вытяжкой
3.5. Рекомендации для снижения трудоемкости и повышения качества деталей, получаемых многопереходной формовкой-вытяжкой
3.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Геометрические величины
5 - толщина стенки заготовки;
5У; - исходная толщина стенки заготовки; р - текущий радиус детали (координата); рс - текущий радиус заготовки (координата); а - половина центрального угла детали; ас — половина центрального угла заготовки; к — высота детали (заготовки);
Яд - окружной радиус детали (заготовки);
Кт - меридиональный радиус детали (заготовки);
Д/ - величина утяжки фланца в очаг деформации;
Ь'о - исходная площадь поперечного сечения заготовки; Г - площадь поперечного сечения заготовки;
Напряжения, силы, моменты
р - внешние силы; д — внешнее давление; о-,, ег2, <т3 - главные нормальные напряжения;
о; - напряжение текучести; сг, — интенсивность напряжений;
А, п - константы материала; сг ,ав,а - меридиональные, окружные напряжения и напряжение по нормали к поверхности;
И - коэффициент трения.
Перемещения, деформации
Е( - интенсивность деформаций;
Е|’ £2’ 83 ~ линейные (логарифмические) деформации.
ВВЕДЕНИЕ
В конструкциях современных летательных аппаратов содержатся большое число емкостей, резервуаров, автоклавов, баков, баллонов, которые работают при значительных внутренних и внешних давлениях, в активных химических средах, а также для длительного хранения и перевозки различных веществ.
Значительное место среди деталей представленных конструкций занимают различные по конфигурации и форме днища, изготавливаемые различными методами листовой и объемной штамповки. Наибольшее распространение получили методы листовой штамповки: формовка, вытяжка, а также совмещение этих операций в одном процессе.
Днища имеют различные геометрические размеры и формы. Они изготавливаются из различных материалов: алюминиевых, титановых сплавов, сталей и т. д. В зависимости от используемого материала с его пластическими и механическими свойствами, от высоты получаемой детали, от ее геометрической формы будет зависеть количество переходов при штамповке, объем технологического оснащение, оборудование и т.д. Эти характеристики определяют в конечном итоге трудоемкость и себестоимость изготовления деталей типа днищ.
В настоящее время при изготовлении-днищ сохраняется большой объем различных ручных доводочных работ, связанных с необходимостью получения днищ с заданной , геометрической точностью, так как после первого и последующих переходов листовой штамповки появляется эффект упругой отдачи (пружинение) заготовки- после снятия: внешней нагрузки, когда ее форма изменяется по сравнению с формой формообразующей оснастки. Объем доводочных работ не может быть достаточно большим, что влечет за собой повышение трудоемкости всего процесса изготовления днищ летательных аппаратов.
Поэтому задача совершенствования технологии изготовления днищ летательных аппаратов формовкой-вытяжкой является актуальной.
Представленная работа выполнена на кафедре «Технология производства летательных аппаратов» ФГБОУ ВПО «МАТИ - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского», где были проведены основные теоретические и экспериментальные исследования. Специальные экспериментальные исследования проводились на РКЗ ГКНПЦ им. Хруничева.
В теоретическом плане работа связана с совершенствованием методов расчета многопереходной формовки-вытяжки в операциях листовой штамповки при изготовлении

• а
(1.42)
Коэффициент кд может быть выбран: для углеродистых, легированных и коррозионно-стойких сталей - 0,995-0,998 (при относительной глубине днища Я/Бд =0,124-0,45); для алюминиевых сплавов - 0,993-0,997 (при относительной глубине днища Я/О п =0,12 + 0,32).
Определение радиуса кривизны, компенсирующего упругую отдачу сжаторастянутой зоны.
Схема для определения величины упругой отдачи сжато-растянутой зоны представлена на рис. 1.23.
Рис. 1.23. Расчетная схема для определения радиуса кривизны, компенсирующий упругую
По известным значениям А/,/,у,Д (рис. 1.23) определяем из геометрических соотношений радиус кривизны сжато растянутой зоны К2, компенсирующий упругую отдачу, по следующей формуле:
отдачу сжато-растянутой зоны:
контур днища после снятия нагрузки;

отдачу
- контур днища под нагрузкой;
2 (Я + /)
) +(Я,+/)2
(1.43)