Научные основы и новые процессы формообразования корпусных конструкций из анизотропных материалов при кратковременной ползучести

• Автор: Соболев, Яков Алексеевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 390 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕ-МЫХ СПЛАВОВ
1.1. Анализ существующих технологий изготовления многослойных конструкций и куполообразных деталей из листового материала. Новые пути повышения эффективности их изготовления
1.2. Уравнения механического состояния при медленном изотермическом деформировании. Критерии разрушения и локальной устойчивости материала
1.3. Методы математического моделирования процессов обработки металлов давлением
1.4. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на процессы обработки металлов давлением
1.5. Основные выводы и постановка задач исследования
2. ОСНОВНОЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
2.1. Определяющие соотношения при кратковременной ползучести
2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала при деформировании в режиме кратковременной ползучести
2.2.1. Феноменологические критерии разрушения
2.2.2. Виды функциональных зависимостей в критериях разрушения
2.2.3. Учет повреждаемости при исследовании горячего деформирования в режиме кратковременной ползучести

2.3. Критерий локализации деформирования анизотропного материала
в изотермических условиях
2.3.1. Плоское напряженное состояние
2.3.2. Плоское напряженное и плоское деформированное состояние
2.4. Механические характеристики листовых алюминиевых и титановых сплавов при повышенных температурах
2.4.1. Экспериментальные исследования характеристик анизотропии механических свойств, параметров уравнений состояний и критериев разрушения при вязкопластическом деформировании
2.4.2. Экспериментальные исследования характеристик анизотропии механических свойств, параметров уравнений состояний и критериев разрушения при вязком течении материала
2.5. Основные результаты и выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ РАДИАТОРНЫХ И ТРЕХСЛОЙНЫХ ГОФ-РОВЫХ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
3.1. Горячая пневмоформовка длинной листовой оболочки из анизотропного материала
3.1.1. Напряженное и деформированное состояние оболочки
3.1.2. Предельные возможности и силовые режимы деформирования материала при вязком (ползучем) течении
3.1.2.1. Деформирование материала, подчиняющегося энергетической теории ползучести и повреждаемости
3.1.2.2. Деформирование материала, подчиняющегося кинетическим уравнениям ползучести и повреждаемости
3.1.2.3. Деформирование материала в режиме кратковременной ползучести

3.2. Формообразование угловых элементов многослойных конструкций из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести
3.2.1. Напряженное и деформированное состояние оболочки
3.2.2. Силовые режимы и повреждаемость материала
3.2.2.1. Деформирование материала, подчиняющегося энергетической теории ползучести и повреждаемости
3.2.2.2. Деформирование материала, подчиняющегося кинетическим уравнениям ползучести и повреждаемости
3.3. Исследование влияния анизотропии механических свойств, закона нагружения, учета накопления повреждаемости на напряженное и деформированное состояние заготовки, предельные возможности формоизменения :
3.4. Теоретические исследования штамповки трехслойных листовых конструкций в условиях кратковременной ползучести
3.4.1. Схемы деформирования трехслойный листовых конструкций
4.4.2. Напряженное и деформированное состояние оболочки
3.4.3. Предельные возможности и силовые режимы деформирования
3.4.3.1. Деформирование материала, подчиняющегося энергетической теории ползучести и повреждаемости
3.4.3.2. Деформирование материала, подчиняющегося кинетическим уравнениям ползучести и повреждаемости
3.4.3.3. Деформирование материала в режиме кратковременной ползучести
3.4.4. Исследование влияния анизотропии механических свойств, закона нагружения, учета накопления повреждаемости на силовые режимы и предельные возможности деформирования
3.5. Основные результаты и выводы

проанализированы операции горячей осадки, деформирования труб, пневмоформовки тонколистовых оболочек. Экспериментальные константы уравнений состояния, привлекаемых для анализа технологических задач, получены на основе опубликованных экспериментальных данных [80, 94, 97-99].
Целый ряд работ [68, 97-99, 102, 109,110, 139] посвящен отработке методик и экспериментальному определению констант уравнений состояния и разрушения при вязком течении материала. В результате экспериментов, например, установлено, что ползучесть и повреждаемость сплава ВТ 14 в различных температурных интервалах описывается различными теоретическими зависимостями. В интервале температур 800...920° С для данного материала справедлива энергетическая теория ползучести и повреждаемости, а
при температурах 950... 1000°С- кинетическая теория ползучести и повреждаемости. Указанные особенности обусловлены физическими свойствами материала, в частности тем, что титан относится к полиморфным металлам и имеет две аллотропические модификации.
Рассмотрим далее вопросы, связанные с локальной устойчивостью деформаций и разрушением заготовок. Неустойчивость деформаций при листовой штамповке - вытяжке и формообразовании листовых пустотелых оболочек двухосным растяжением связана с локализацией деформаций и образованием утонения, предшествующего разрушению. При вытяжке это возможно в условиях схемы растяжения - сжатия во фланце заготовки, при формовке - в условиях двухосного растяжения. В первом случае это может привести к отрыву донной части заготовки, во втором - к разрыву в куполе формуемой оболочки.
Вопросы о локализации деформации в листовой штамповке изотропных и анизотропных материалов анализируются с использованием двух критериев локальной устойчивости деформации: неотрицательности добавочных нагрузок [41, 185, 186] и энергетического критерия [58, 86, 102, 135].