Разработка технологии холодной гибки деталей сферических конструкций методом последовательных локальных нажатий

• Автор: Левшаков, Валерий Михайлович
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1 Анализ конструктивных особенностей и технологии изготовления элементов сферических конструкций, применяемых в кораблестроении

1.1 Анализ конструктивных особенностей сферических

оболочек и технологии их изготовления

1.2 Оценка применяемых технологий и оборудования для изготовления крупногабаритных конструкций

сферической формы

1.3 Характеристика и оценка технических возможностей применения горячей гибки заготовок сферической формы
1.4 Характеристика и оценка технических возможностей применения холодной гибки заготовок сферической формы

Выводы и постановка задач исследований

2 Исследование напряженно-деформированного состояния

при холодной гибке заготовок деталей сферической формы

2.1 Деформация пластины при вдавливании жесткой сферы

2.2 Деформация пластины при вдавливании жесткой сферы
в кольцевую матрицу
2.3 Деформация пластины, нагруженной на внутреннем контуре равномерно распределенной нагрузкой
2.4 Анализ нагрузок и деформаций при деформировании
пластины жестким сферическим штампом
Выводы
3 Экспериментальные исследования остаточных деформаций опытно-штатных заготовок деталей при их холодной гибке
3.1 Влияние размеров заготовок деталей на их остаточные деформации после холодной гибки
3.2 Исследование деформаций толстостенных заготовок деталей сферической формы при холодной гибке
3.3 Разработка методики определения параметров холодной
гибки заготовок деталей сферической формы
Выводы

4 Влияние холодной гибки заготовок деталей сферической
формы из высокопрочных сталей на их механические свойства
4.1 Влияние холодной гибки заготовок деталей сферической
формы на механические свойства высокопрочных сталей
4.2 Исследование предельной пластичности сталей марок КП80
и КП100 после холодной гибки заготовок деталей сферической формы
4.3 Влияние холодной гибки заготовок деталей сферической
формы на циклическую прочность сталей марок КП80 и КП100
4.4 Влияние холодной гибки заготовок деталей сферической
формы на длительную прочность сталей марок КП80 и КП100
4.5 Влияние холодной гибки заготовок деталей сферической формы из сталей марок КП80 и КП100 на стойкость их к образованию трещин
Выводы
5 Разработка технологии холодной гибки деталей сферических конструкций корпуса методами локального давления
5.1 Разработка технических требований к технологии, оборудованию и оснастке для холодной гибки заготовок деталей сферической формы
5.2 Разработка нормативно-технологической документации
и оценка результатов внедрения разработанных методик и типовых технологических процессов
5.3 Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий
гибки и оборудования на принципах локального давления
5.4 Методика определения основных параметров ротационнолокального деформирования заготовок корпусных деталей
Выводы
Заключение
Литература
Приложения. Акты внедрения

Современный этап развития судостроения характеризуется повышен-
* ным вниманием к ресурсосберегающим, надежным технологиям, к числу которых относится холодная гибка корпусных деталей сложной формы методом последовательных локальных нажатий (ПЛН).
В судостроении и смежных отраслях промышленности расширяется применение конструкций типа оболочек, сферических переборок, днищ и их элементов. Прочные конструкции проектируются из сталей и сплавов толщиной от 10 до 100 мм. Увеличение габаритов, толщины и прочностных характеристик заготовок, повышение требований к качеству и эксплуатацион-
* ной надежности ответственных конструкций морской техники, прежде всего подводных лодок (ПЛ), ставят новые задачи по изготовлению их элементов, требуют развития и изыскания новых методов технологического обеспечения процессов.
Ответственные конструкции ПЛ, в первую очередь - прочные сферические переборки имеют габариты, как правило, превышающие возможности V их изготовления целиком на существующем оборудовании. Размеры заказных листов недостаточны для изготовления сферических переборок, поэтому переборки разбиваются поясами и меридиональными сечениями на элементы - «лепестки» и «крышки».
В практике строительства ПЛ для получения деталей заданной пространственной формы (формообразования заготовок) ответственных сферических конструкций ранее широко применялась горячая штамповка, которая имеет ряд существенных недостатков. К ним, в первую очередь относятся: ^ высокая трудоемкость, неблагоприятные условия труда и экологические проблемы; большие энергозатраты; значительный угар металла при нагревах (до 1,5-1,8%); большие производственные площади для фондоемкого нагревательного оборудования; необходимость дополнительных вспомогательных

2.3 Деформация пластины, нагруженной на внутреннем контуре равномерно распределенной нагрузкой
Эта схема характерна для гибки в универсальной кольцевой матрице сферическим пуансоном меньшего диаметра без облегания заготовки по всей поверхности матрицы. Для защемленной по контуру пластины (рис. 2.10) распределение прогибов и напряжений будет следующим [2, 6]
И'(Г)
1 6уЮ
(Ь2 +2г2)1пу-| г2 +—р | +
1г+г2

(21г-Ьг)
, г <Ь, (2.47)
где Р = лЬ2д - суммарная нагрузка.
Рис. 2.10 - Круглая пластина, защемленная по контуру и нагруженная равномерно распределенной нагрузкой по кругу радиуса Ь:
1 - сферический пуансон, 2 - пластина, 3 - матрица
Максимальное значение прогиба при г
16 лО
Ь 1п
(2.48)
При Ъ = 1 формулы (2.34) и (2.48) совпадают. Изгибающие моменты вычисляем по формуле