Уменьшение дефектов сплошности тонколистовых деталей летательных аппаратов магнитно-импульсной обработкой

• Автор: Бобин, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание Список условных обозначений и сокращений

Основные понятия и определения

Введение

Глава 1 Современное состояние, цель и задачи исследования

1.1 Штампованные тонколистовые детали конструкции летательного аппарата

1.2 Анализ номенклатуры деталей летательного аппарата, требующих уменьшения технологических дефектов
1.3 Анализ существующих технологий изготовления деталей для уменьшения технологических дефектов
1.4 Анализ технологии импульсной обработки материалов деталей летательного аппарата

1.5 Анализ методов моделирования магнитно-импульсной обработки

1.6 Выводы по главе, цели и задачи диссертации

Глава 2 Теоретические исследования процесса уменьшения технологических дефектов в тонколистовых деталях летательных аппаратов импульсным давлением
2.1 Математическая модель и ее численная реализация для исследования влияния импульсной обработки давлением на материалы
2.2 Исследование кинематики смыкания пор различных форм при импульсном воздействии
2.3 Исследования влияния импульсного воздействия на дефекты сплошности в алюминиевых сплавах
2.4 Исследование влияния формы и характера импульса нагрузки на смыкание дефектов сплошности
2.5 Импульс давления в зоне дефекта сплошности
2.6 Обобщение полученных результатов
2.7 Ударный контакт штампуемой листовой детали с формообразующей оснасткой

2.8 Выводы по главе
Глава 3 Экспериментальные исследования влияния импульсной
обработки давлением на технологические дефекты
3.1 Высокоскоростная съемка процессов магнитно-импульсного 70 формообразования тонколистовых деталей для определения скоростей удара заготовки об оснастку
3.2 Сравнение структуры сплава Д16АТ после квазистатического и 76 высокоскоростного пластического деформирования
3.3 Исследование изменения микроструктуры алюминиевых сплавов 83 после обработки импульсным магнитным полем
3.4 Выводы по главе
Глава 4 Внедрение в производство результатов исследований
4.1 Особенности конструкций индукторов
4.2 Рекомендации по разработке конструкций оснастки
4.3 Рекомендации по разработке технологического процесса магнитно- 96 импульсной штамповки тонколистовых деталей летательных аппаратов
4.4 Рекомендации по планировке участка магнитно-импульсной 101 обработки
4.5 Выводы по главе
Общие выводы
Список использованных источников
Приложение А

Список условных обозначений и сокращений
Ьц -ширина шины индуктора;
С - емкость конденсаторной батареи МИУ;
ср - скорость распространения упругой волны в материале;
е - удельная внутренняя энергия;
- электромагнитная сила, действующая на единицу объема (/ = х,г,г) ; /с - собственная частота МИУ;
(7 - модуль сдвига;
Н,Л- высота и радиус цилиндра с дефектом сплошности;
ЯБ, /?Б - исходная ширина борта и высота борта после формообразования; Яд, X - высота и длина дефекта сплошности;
/гв - зазор между индуктором и заготовкой;
/гпл - высота пластины;
/п - импульс давления в зоне поры;
]т - величина максимального значения плотности тока в заготовке; кв - коэффициент вытянутости дефекта;
Хс - индуктивность цепи МИУ;
/х - координата точки по высоте формуемого борта;
/р - длина рабочей части индуктора; т - масса;
Р - амплитуда давления ИМИ; р - давление;
рп - давление в зоне поры;
q* - степень смыкания дефекта сплошности;
Кс - сопротивление цепи установки;
ЯзВЬШ,ДБвып, гг- - радиусы заготовки и борта при гибке-формовке, радиус сопряжения стенки и борта (гиба);
1.5 Анализ методов моделирования магнитно-импульсной обработки
При многофакторном анализе процессов импульсной обработки деталей, при постановке задач оптимизации и определении наиболее эффективных режимов наиболее рационально применять численное моделирование.
Так в работах [18, 62-63] проводилось моделирование процессов штамповки листовых деталей давлением ИМП с учетом ударного контакта с оснасткой использованием упругопластической модели типа Прандтля — Рейса:
— а.
1 др _ ди да
р 3/ дг дг " г

р — = —2- + —-+а — 3/ дг дг
да 35,. , 35
—— н —+ а,
дг дг г
д£в,

дЕ _ сг„ др

3/ р 3£

ди да
дг дг
(1.7)

= а:

ди 1 др дг 3 р 3?
„ I и др
— 2 р
3? I г Ър 3?

'= 2
3© 1 др

Зг 3/? 3?
( Зг
"ЧаГ

Численное решение проводилось в двумерной постановке в рамках явной разностной схемы типа Уилкинса с использованием треугольных ячеек.
Некоторые нелинейные задачи могут быть решены с помощью

аналитических методов. Однако круг задач ограничен и возникают сложности в связи с учетом волновых и инерционных явлений.
Из численных методов прежде всего следует назвать метод конечных разностей (МКР) и метод конечных элементов (МКЭ). Однако МКЭ в основном применяется для расчета статических задач упругих конструкций