Вытяжка с утонением толстостенных изделий в условиях вязкопластичности

Аннотация

Приведен расчет кинематики течения материала и силовых параметров операции вытяжки с утонением толстостенных изделий. При формоизменении заготовок из высокопрочных материалов применяют нагрев зоны деформации. Деформируемый материал склонен к упрочнению и разупрочнению (релаксации), т. е. находится в условиях вязкопластичности. При заданной деформации релаксация напряжений зависит от скорости деформации и, следовательно, от скорости вытяжки. Расчет силовых параметров вытяжки проведен с использованием экстремальной верхнеграничной теоремы пластичности, выраженной в мощностях внешних и внутренних сил. Определяющие соотношения получены в соответствии с кинематикой деформирования. Кинематическая схема построена с применением разрывного поля скоростей перемещений в осесимметричной постановке. Поле скоростей состоит из жестких блоков, блока деформаций и поверхностей разрыва скоростей. Определены соотношения для расчета мощностей в блоке деформаций и на поверхностях разрыва. Выполнен расчет силовых параметров операции вытяжки с утонением заготовок из высокопрочных сплавов АМг6 и ВТ6с с нагревом зоны деформации. Построены графики изменения удельных сил вытяжки с утонением в зависимости от скорости проведения операции. Показано, что удельные силы уменьшаются при снижении скорости перемещения инструмента. Отмечено, что уменьшение скорости деформаций способствует снижению уровня потери сплошности материала заготовки

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Платонов В.И., Черняев А.В. Вытяжка с утонением толстостенных изделий в условиях вязкопластичности. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2025, № 4 (155), c. 90--101. EDN: IPYQZG

Литература

[1] Воронцов А.Л., Ступников В.П., Стратьев В.К. и др. Исследование вытяжки по внутренней поверхности для повышения эффективности изготовления или реновации деталей типа ступенчатых втулок. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2011, № 2 (83), с. 87--101. EDN: NUHZQX

[2] Унксов Е.П., Джонсон У., Колмогоров В.Л. и др. Теория пластических деформаций металлов. М., Машиностроение, 1983.

[3] Ренне И.П. Предпосылки теоретического и экспериментального изучения процесса вытяжки с утонением стенки. В кн.: Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула, Приокское книжн. изд-во, 1968, с. 160--169.

[4] Чемезов Д.А. Процесс вытяжки с утонением стенки полуфабриката. Инновационная наука, 2016, № 8-2, с. 96--99. EDN: WHTMFT

[5] Нечепуренко Ю.Г. Перспективные технологии изготовления цилиндрических изделий. Тула, ТулГУ, 2001.

[6] Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула, ТулГУ, 2000.

[7] Яковлев С.С., Яковлев С.П., Чудин В.Н. и др. Изотермическое формоизменение анизотропных материалов жестким инструментом в режиме кратковременной ползучести. М., Машиностроение, 2009.

[8] Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев, Квант, 1997.

[9] Чудин В.Н., Платонов В.И. Вытяжка с утонением при вязкопластическом деформировании анизотропного материала. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2023, № 2 (145), с. 73--82. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/0236-3941-2023-2-73-82

[10] Платонов В.И., Пасынков А.А., Чудин В.Н. Технологические режимы вытяжки анизотропного релаксирующего материала. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2022, № 2, с. 22--25. DOI: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2022-2-22-25

[11] Чуйко В.М., Ярушина В.М. Ползучесть и релаксация напряжений в пластине, нагружаемой по контуру круглого отверстия. Прикладная механика и техническая физика, 2005, т. 46, № 4, с. 146--153. EDN: MUCMJT

[12] Зильберг Ю.В. О физическом содержании аналитических моделей процессов. КШП. ОМД, 2008, № 5, с. 10--15. EDN: JSBMRR

[13] Горев Б.В., Панамарев В.А., Перетятько В.Н. Энергетический вариант теории ползучести в обработке металлов давлением. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2011, № 6, с. 16--18. EDN: QCFHBN

[14] Овчинников А.Г., ред. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки. М., Машиностроение, 1985.

[15] Чудин В.Н., Черняев А.В., Тесаков А.М. К расчету напряжений при вытяжке анизотропного вязкопластичного материала. Цветные металлы, 2021, № 5, с. 84--88. DOI: https://doi.org/10.17580/tsm.2021.05.11

[16] Романов К.И. Механика горячего формоизменения металлов. М., Машиностроение, 1993.

[17] Дель Г.Д. Технологическая механика. М., Машиностроение, 1978.

[18] Черняев А.В., Чудин В.Н., Тесаков А.М. Последовательно-совмещенная вытяжка заготовки при вязкопластическом деформировании. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2019, № 1, с. 3--7. DOI: https://doi.org/10.30987/article_5c129147c32b90.29812449

[19] Демин В.А., Черняев А.В., Платонов В.И. и др. Методика экспериментального определения механических свойств металла при растяжении с повышенной температурой. Цветные металлы, 2019, № 5, с. 66--73. DOI: https://doi.org/10.17580/tsm.2019.05.08

[20] Черняев А.В., Усенко Н.А., Коротков В.А. и др. Определение влияния скорости деформации на сопротивление деформированию при статическом растяжении с повышенной температурой. Цветные металлы, 2019, № 5, с. 60--65. DOI: https://doi.org/10.17580/tsm.2019.05.07