Исследование процесса обжима тонкостенных труб в производстве лейнеров газовых баллонов

• Автор: Шишкин, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. ОБЗОР СПОСОБОВ ОБЖИМА И СПОСОБОВ РАСЧЕТА

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

1.1. Применение и конструкции газовых баллонов высокого давления

1.2. Применение операции обжима и основные проблемы

1.3. Анализ существующих способов обжима трубных заготовок

1.4. Способы интенсификации процесса обжима

1.4.1. Силовая интенсификация

1.4.2. Термическая интенсификация

1.4.3. Интенсификация за счет применения высоких скоростей
деформации
1.4.4. Обжим в режиме сверхпластичности
1.4.5. Косвенные методы интенсификации
1.5. Анализ методов расчета напряженно-деформированного состояния при обжиме
1.5.1. Инженерные методы расчета
1.5.2. Численные методы расчета
1.6. Методы расчета на устойчивость в окружном направлении при обжиме тонкостенных труб
1.7. Выводы. Цель и задачи исследования
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЖИМА ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК
2.1. Схема процесса обжима и постановка задачи
2.2. Математическая модель обжима
2.2.1. Расчет напряженно-деформированного состояния при обжиме
2.2.2. Механизм потери устойчивости в окружном направлении при обжиме по жесткой матрице

2.2.3. Математическая модель потери устойчивости от окружных сжимающих напряжений
2.2.4. Расчет на устойчивость при сжатии тонких полос на вогнутом
цилиндрическом основании
2.3. Разработка методики инженерного расчета обжима особотонкостенных заготовок
2.4. Выводы
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИМА ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК
3.1. Условия проведения экспериментов
3.2. Исследование механических свойств материалов при сжатии
3.3. Исследование механизма потери устойчивости в окружном направлении при обжиме
3.4. Исследование процесса обжима трубных заготовок
3.4.1. Обжим осевым усилием, приложенным к торцу заготовки
3.4.2. Обжим особотонкостенных заготовок при помощи технологических вставок
3.5. Экспериментальные работы по изготовлению лейнера для газового баллона высокого давления
3.6. Технологические рекомендации
3.7. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение 1. Программа расчета процесса обжима по сферической матрице с
образованием цилиндрического участка с учетом термической
интенсификации «OBZH-SF.BAS» и результаты расчета
Приложение 2. Программа расчета процесса обжима по конической матрице с образованием цилиндрического участка с учетом термической интенсификации «OBZH-KON.BAS» и результаты расчета при а= 20°

Приложение 3. Программа по прогнозированию потери устойчивости в окружном направлении при обжиме тонкостенных заготовок «Ри.ВАЗ»....185 Приложение 4. Укрупненный технологический процесс изготовления лейнера
газового баллона с эллиптическими днищами
Приложение 5. Акт внедрения результатов диссертационной работы на ОАО «НПП
«Звезда» имени академика Г.И.Северина»
Приложение 6. Акт внедрения результатов диссертационной работы в учебный процесс в «МАТИ - РГТУ имени К.Э.Циолковского»

- плоское напряженное состояние в очаге деформации;
<Г„=0; (1.1)
- неизменяемость живой площади сечения оболочки
pS = Рс^0=^к^ку (1-2)
где р, S - текущие радиус и толщина стенки заготовки; Sk - толщина стенки на
кромке;
- упрочнение отсутствует
as-const (1.3)
- процесс условно монотонный.
В качестве основных условий и уравнений использовались:
- условие пластичности Губера - Мизеса для плоского напряженного состояния

' — (7 Г

У, — л/СГ,„ — <Т„.СГд +<Т0 (1.4)
где ат - меридиональное напряжение, Од - окружное напряжение, оа - напряжение текучести;
- уравнения равновесия Лапласа (безмоментная оболочка)
5 К V (1’5)

cos а) = рр sin а
V ру^ су _ осу о ос / — руру о 111 ос . /1 г
Кт ёаК т ’ * (16)
где р - давление оболочки на матрицу.
В результате совместного решения уравнений получено потребное усилие обжима:
Р = 2npcS{

max , (1-2)
= ^>x>oj; (1.8)
параметр х определяется в зависимости от коэффициента обжима из выражений