Механика импульсного воздействия и ее приложение к обработке давлением деталей из алюминиевых сплавов

• Автор: Курлаев, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.04, 05.03.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 348 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ Ю
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ИМПУЛЬСНЫМИ МЕТОДАМИ

1.1. Технологические дефекты штампуемых изделий из алюминиевых сплавов

1.2. Механизмы изменения качества деталей при обработке давлением

1.3. Применение методов импульсной обработки давлением для повышения качества изделий.

1.4. Возможности магнитноимпульсной обработки.

1.5. Моделирование процессов импульсной обработки

1.6 Магнитноимпульсные установки и индукторы

1.7. Анализ технологических особенностей магнитноимпульсной обработки

1.8. Залечивание дефектов сплошности в алюминиевых сплавах и изменение эксплуатационных свойств штампуемых изделий
1.9. Выводы по главе, цель и задачи диссертации
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ ПРИ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ .
2.1. Математическая модель для исследования влияния импульсной обработки на материалы и ее численная реализация.
2.2. Тестовые расчеты прохождения упругих волн в сплошных телах переменного сечения, системах тел и телах с множеством пор
2.3. Изменение дефектов сплошности материалов при ударном воздействии.
2.4. Использование коэффициента пористости как характеристики
материала.
2.5 Ударный контакт штампуемой листовой детали с формообразующей оснасткой.
2.6. Разглаживание гофров листовой детали при ударе об оснастку
2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВЯ НА ДЕФЕКТЫ СПЛОШНОСТИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.
3.1. Математическая постановка и численная реализация.
3.2. Механическое воздействие ИМП на дефекты сплошности материалов
3.3. Уменьшение объема дефектов сплошности в зависимости от амплитуды нагрузки ИМП
3.4. Возможные диапазоны параметров МИО в зависимости от плотности импульсных токов
3.5. Выбор материала индукторов.
3.6. Уменьшение несплошностей при компактировании элементов в соединении наконечникэлектрожгут при обжиме ИМП
3.7. Выводы по главе
Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ.
4.1. Импульс давления в зоне поры.
4.2. Влияние формы и времени действия импульсного нагружения на динамику смыкания пор.
4.3. Влияние динамического предела текучести материала на динамику смыкания пор
4.4. Определение эффективных параметров амплитуды нагрузки при импульсной обработке при импульсной обработке материалов с дефектами сплошности.
4.5. Определение эффективных параметров обработки материалов с дефектами сплошности давлением ИМИ в зависимости от времени действия нагрузки
4.6. Оптимизация параметров магнитноимпульсного деформирования
для получения листовых деталей с заданной точностью.
4.7. Инженерная методика определения наиболее эффективных режимов магнитноимпульсного формообразования листовых деталей
4.8. Выводы по главе
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ И ДЕТАЛИ ИЗ НИХ
5.1. Изменение структуры алюминиевых сплавов при магнитноимпульсной обработке давлением
5.2. Исследование ударного воздействия на несплошность в материале
5.3. Изменение пористости алюминиевых сплавов после магнитноимпульсной обработки давлением
5.4. Экспериментальные данные по влиянию магнитноимпульсной обработки на служебные свойства алюминиевых сплавов.
5.5. Исследование формообразования листовых деталей давлением ИМГ1
5.6. Экспериментальное исследование разглаживания гофров при ударе
5.7. Экспериментальное определение точностных характеристик листовых деталей с отбортовкой по контуру при магнитноимпульсной штамповке
5.8. Определение динамического условного предела текучести алюминиевых сплавов при магнитноимпульсной обработке.
5.9. Выводы по главе
Глава 6. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
6.1. Технологические рекомендации по обработке деталей давлением ИМП
6.2. Особенности конструкций индукторов для магнитноимпульсной обработки тонколистовых деталей
6.3. Технологическая оснастка и приспособления для магнитноимпульсной обработки тонколистовых деталей.
6.4. Повышение техникоэкономических показателей при внедрении процессов обработки листовых деталей давлением ИМП.
6.5. Внедрение в производство обжима наконечников электрожгутов давлением ИМП
6.6. Внедрение магнитноимпульсной обработки деталей трубопроводов
6.7. Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В дальнейшем повреждаемость или пористость, возникшая после больших пластических деформациях при штамповке, приводит в процессе циклического нагружения при работе машины к дальнейшему росту микроиовреждений, их слиянию и возникновению трещин, а в итоге к разрушению детали 5. Следует вывод, что решить эту проблему может специальная обработка давлением зон больших пластических деформаций штампованных деталей. МИО является одним из видов такой обработки. При этом возможно одновременное повышение качество формообразования деталей при магнитноимпульсной штамповке. При выполнении операции гибкиформовки выпуклого борта имеют место оба вида дефектов гофры 1 и пористость в зонах больших пластических деформаций растяжения на радиусе гиба 2 рис. При выполнении операции гибки для изготовления деталей с прямым бортом рис. При выполнении отбортовки отверстия рис. Рис. Максимальные габариты деталей с отбортовкой по контуру для одного перехода штамповки составляют 0x0мм. Детали изготавливаются из листовых алюминиевых сплавов толщиной от 0,5 мм до 6,0 мм. Радиусы гиба определяются конструкцией и составляют 2,0. Классификатор листовых деталей представлен в Приложении 2. Далее, в соответствии с Классификатором деталей рис. Детали трубопроводов подвергаются наиболее сложному спектру нагрузок внутреннему давлению рабочей жидкости до . МПа пульсирующему давлению потока вибрациям от двигателя и планера монтажными напряжениями, вызванные неточностью изготовления. Анализ статистических данных и литературных источников 5,6 показал рис. На перечисленные
дефекты падают до отказов трубопроводов. Разгерметизация соединений составляет приблизительно . Разрушение в зоне раздачи 1 и радиусе перехода 2, возникает как на радиусе гиба листовой детали, вследствие эксплуатационных колебаний и вибраций. Число дефектов этой группы составляет приблизительно 4 от общего количества отказов трубопроводов 5. В местах изгиба трубопроводов 2 разрушение начинается на внешней поверхности детали вследствие утонения стенки и овальности сечения. Колебания давления рабочей жидкости приводят к повторностатическому упругому деформированию овального сечения и, как в следствие, к усталостному разрушению. Усталостные разрушения сварных и паяных швов 3 вызваны поперечными колебаниями трубопроводов, пульсацией жидкости и инерционными перегрузками. Трещины, возникающие вблизи крепления трубопроводов в зажимах, хомутах и колодках 4, начинается от внешней поверхности и имеют кольцевое направление. Наиболее нагруженная внутренняя поверхность трубопровода может иметь ряд технологических или металлургических дефектов 5 продольные риски, микротрещины, шероховатость. Усталостное разрушение начинается от указанных концентраторов напряжений. Для трубопроводов применяют холоднотянутые и холоднокатаные трубы как из А1сплавов материалов АМг2 АМгб АМц, так и других сплавов ХНТ ХН5Д2Т ОТ40 ОТ41. Диаметр от 6 до 0мм и толщина стенки т0,5. Часто применяются соединения сварные и паяные конструкции деталей трубопроводов. Классификатор деталей трубопроводов представлен в Приложении 3. Приведенный анализ свидетельствует, что для увеличения усталостной долговечности трубопроводов необходимо снимать остаточные напряжения, возникшие при изготовлении деталей и монтаже соединений, повышать пластичность материала, улучшать структуру материала в особенности сварного шва, залечивать потенциальные микроконцентраторы напряжений в виде дефектов сплошности материала, микротрещин, а также царапин, возникших при изготовлении заготовок и деталей. Далее, в соответствии с табл. ЛЛ приборное оборудование вносит наибольший вклад в общее число отказов. Это относится и к электрокоммуникациям, обычно имеющим вид многожильных электрожгутов с клеммами на конце, которые по ОСТ 1 7 называются наконечниками. Сборку наконечников с электрожгутами обычно осуществляют пайкой или пластическим обжимом наконечника на жгуте в соответствии с ОСТ 1 7 и ОСТ 1 2. Сечение электрожгутов составляет от 6 до мм2. Материал наконечников алюминиевый сплав ДМ или медь М2 диаметром от 6 до мм, толщиной 0,8. Однако наличие несплошностей между жилами электрожгута при обжиме наконечника рис.