Исследование процесса неосесимметричной формовки полостей в листовых заготовках при изготовлении деталей летательных аппаратов
Диссертация
На этапе подготовки серийного производства, при отработке технологического процесса и внедрении новой технологии ошибки в оценке штампуемости листовых деталей могут привести к значительным материальным и временным затратам, увеличению объёма доводочных работ. По указанным причинам перспективным направлением является грамотное применение современных средств инженерного анализа, позволяющих… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Номенклатура деталей планера самолёта, получаемых формовкой листовых заготовок
- 1. 2. Анализ существующих методов и технологических схем листовой формовки полостей. Классификация процессов листовой штамповки с применением операции формовки
- Штамповка в жестких штампах
- Специальные способы штамповки
- 1. 3. Современное состояние теоретических исследований в области листовой формовки полостей
- Аналитические решения
- Инженерный метод
- Метод характеристик
- Численные решения «
- Метод переменных параметров упругости
- Вариационные методы
- Метод конечных элементов
- 1. 4. Выводы и задачи исследования
- ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТ
- 2. 1. Расчёт параметров неосесимметричной полости с использо ванием вариационного метода
- Основные допущения, принимаемые при расчёте
- Анализ процесса формовки осесимметричных полостей
- Учёт упрочнения
- Алгоритм и блок-схема расчёта параметров формовки осесимметричной полости
- Результаты расчёта параметров осесимметричной формовки.73 Влияние прямолинейной части фланца на размеры криволинейной части фланца
- Анализ формоизменения прямолинейной части фланца
- Определение сил среза
- Реологическая модель материала
- Алгоритм расчёта параметров неосесимметричной (прямоугольной) формовки полости в листовой заготовке из сплава
- ВТ
- Результаты расчёта параметров неосесимметричной формовки
- 2. 2. Расчёт параметров неосесимметричной полости с использованием метода конечных элементов
- Конечноэлементное моделирование (Pre-processing)
- Геометрическая модель
- Задание свойств элемента
- Задание характеристик материала
- Нагрузки и граничные условия
- Результаты конечноэлементного расчёта неосесимметричной формовки
- 2. 3. Сравнительный анализ представленных моделей формовки
- ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
- 3. 1. Цель и задачи экспериментальных исследований
- 3. 2. Оборудование, оснастка и заготовки для проведения экспериментальных исследований
- Источник питания для электроконтактного нагрева
- Штамповал оснастка
- Подготовка заготовки для формовки полости в листовой заготовке с электроконтактным нагревом
- Выбор пресса
- 3. 3. Оценка адекватности полученной математической модели процесса формовки
- Описание выполнения эксперимента
- Выполнение измерений и определение полей деформации
- Распределение толщины в зоне очага деформации заготовки
- Оценка предельных возможностей процесса неосесиммет-ричной формовки полостей в листовых заготовках из сплава ВТ
- 3. 4. Исследование влияния параметров формовки с электроконтактным нагревом на физико-механические свойства деталей
- Исследование хрупкости поверхностного слоя
- Исследование микротвердости поверхностного слоя
- Исследование механических свойств сплава ВТ20 после высокотемпературного формообразования деталей
- Испытания на усталостную прочность
- 3. 5. Выводы
Список литературы
- Грошиков А.И., Малофеев В. А. Заготовительно-штамповочные работы в самолётостроении. М., «Машиностроение», 1976,440 с.
- Мельников ЭЛ. Справочник по холодной штамповке оболочковых деталей. -3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 2003. -288 е., ил.
- Листовая штамповка: Расчёт технологических параметров: Справочник/ В. И. Ершов, О. В. Попов, A.C. Чумадин и др. М.: Изд-во МАИ, 1999.-516 е.: ил.
- Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью.-Изд. 2-е.-М.: Машиностроение, 1967.
- Громова А.Н., Завьялова В. И., Коробов В. К. Изготовление деталей из листов и профилей при серийном производстве.- М.: 0боронгиз, 1960.
- Справочник технолога-машиностроителя./Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. -Изд.4-е. -М.: Машиностроение, 1986. В 2 т. Т.1
- Ресурсосберегающие технологии изготовления штампосварных конструкций летательных аппаратов / В. И. Муравьёв, Б. Н. Марьин, В.И. Меркулов- Под ред. В. И. Муравьёва: Учебное пособие.-Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2001,-176 с.
- Современные технологии авиастроения/Коллектив авторов- Под ред. А. Г. Братухина, Ю. Л. Иванова -М.: Машиностроение, 1999.-832 е.: ил.
- Красов A.C. Формовка местных глубоких полостей с дифференцированным нагревом. Кузнечно-штамповочное производство.2000. № 6. с. 16−21.
- Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. 6-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. — 520 е., ил.
- Аверкиев Ю.А., Аверкиев АЛО. Технология холодной штамповки: Учебник для вузов по специальностям «Машины и технологияобработки металлов давлением» и «Обработка металлов давлением». -М.: Машиностроение, 1989.-304 е.: ил.
- Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолётов: Учебник для вузов.-2-e изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1981.
- Киселёв А.И. Штамповка днищ давлением жидкости. М.: Изд-во МАИ, 1998.-152 е.: ил.
- М.Н. Горбунов, A.C. Красов, Местная формовка листового материала с нагревом. Кузнечно-штамповочное производство № 10, 1972 г.
- В.П. Романовский. Анализ напряженно-деформированного состояния в начальной стадии процесса глубокой вытяжки. Кузнечно-штамповочное производство № 12, 1967 г.
- Романовский В.П. Технологические расчёты при вытяжке деталей с широким фланцем. — Вестник машиностроения, 1954, № 9
- Катков В.Ф. Исследование процесса глубокой вытяжки изделий сложной формы // Исследования в области глубокой вытяжки металлов: Труды МАТИ. № 29. Оборонгиз, 1956.
- Сторожев М.В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1977. 423 с. с ил.
- R. Hill. The mathematical theory of plasticity. Oxford, 1985, P.355.
- Демьянушко И.В., Биргер И. А. Расчет на прочность вращающихся дисков. М.: Машиностроение, 1978. 247 с.
- Образцов И.Ф. и др. Строительная механика летательных аппаратов / Образцов И. Ф., Булычев JI.A., Васильев ВВ. и др.- Под ред. Образцова И. Ф. М.: Машиностроение, 1986. 536 с.
- Угодчиков А.Г., Коротких Ю. Г. Некоторые методы решения на ЭЦВМ физически нелинейных задач теории пластин и оболочек. Киев: Наукова думка, 1971−219 с.
- Качанов JI.M. Основы теории пластичности. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1969. — 420 с.
- Колмогоров B.JI. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970, 229 с.
- Колмогоров В.JI. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986, 688 с.
- Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975, 399 с.
- Малинин H.H. Технологические задачи пластичности и ползучести. Высшая школа, 1979, 119 с.
- Биргер И.А. Круглые пластины и оболочки вращения. М.: Оборонгиз, 1961. — 368 е.,
- Теория обработки металлов давлением. Евстратов В. А. Харьков: Вшца школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1981. -248 с.
- Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. М.: Мир, 1986.-318 е., ил.
- Чумадин A.C. Методы расчёта предельных деформаций в операциях листовой штамповки: Учеб. пособие. М.: Изд-во «МАТИ» — РГТУ имени К. Э. Циолковского, 2002. -53 с.
- Пластичность и разрушение/Под ред. В. JI. Колмогорова.—М.: Металлургия, 1977.—336 с.
- Шенрок Ю.А. Некоторые пути интенсификации технологических процессов изготовления деталей из высокопрочных материалов // Кузнечно-штамповочное производство, 1982, № 1. G. 24−25.
- Bathe, К. J. Finite Element Procedures, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.
- Riks, E. «Some Computational Aspects of the Stability Analysis of Nonlinear Structures», Сотр. Methods in Appl. Mech. and Eng., 47, 1984.
- Бузлаев Д. Компьютерное моделирование листовой штамповки с применением современных материалов/ САПР и графика, № 6, 2004, с.28−30.
- Лысов М.И., Закиров И. М. Пластическое формообразование тонкостенных деталей авиатехники. М.: Машиностроение, 1983, 176 е., ил.
- MSC.Marc Volume В: Element Library, Version 2005
- MSC.Marc Volume A: Theory and User Information, Version 2005
- MSC.Marc Volume C: Program Input, Version 2005
- Быковцев Г. И., Ивлев Д. Д., Теория пластичности. Владивосток: Дальнаука, 1998. 528 с.
- Г. Я. Гунн Теоретические основы обработки металлов давлением. (Теория пластичности), Учебник для вузов. М., «Металлургия», 1980. 456 с.
- Дэннис Дж., мл., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.- 440 е., ил.
- Пластометрические исследования металлов/ H.A. Мочалов, A.M. Галкин, С. Н. Мочалов, Д. Ю. Парфёнов. М.: Интермет Инжиниринг, 2003. -318 е.: ил.
- A.M. Дмитриев, A.JI. Воронцов Аппроксимация кривых упрочнения металлов. // Кузнечно-штамповочное производство и обработка металлов давлением, 2002, № 6, стр. 16−21.
- Чумадин A.C. Методы построения и аппроксимации кривых упрочнения металлов и сплавов: Учеб. пособие. М.: «МАТИ» — РГТУ им. К. Э. Циолковского, 2001. — 43 с.
- Меркулов В.И. Разработка, исследование и освоение процессов деформирования штампосварных конструкций летательных аппаратов. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук, Владивосток, 2002.
- Крылов В.И. Приближенное вычисление интегралов. Москва, 1967 г., 500 стр. с ил.
- Теоретические основы авиа- и ракетостроения (в конспектах лекций): учеб. пособие для вузов / A.C. Чумадин, В. И. Ершов, В. А. Барвинок и др. М.: Дрофа, 2005. — 784 е.: ил. — (Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов).
- Муравьев В.И., Войтов В. Н. Особенности релаксации остаточных напряжений в сварных крупногабаритных конструкциях из титановых сплавов // Вестник КнАГТУ. Прогрессивная технология обработки металлов. Комсосольск-на-Амуре, 1995. Сб.З. Вып. 1. С.80−87.
- Технологическое обеспечение аэродинамических обводов современного самолёта / Коллектив авторов, М.: Машиностроение — 1,2001, — 435 е.: ил.
- Соловцев С.С., Байер. Интенсификация местной формовкиосесимметричных заготовок//Кузнечно-штамповочное производство. 1965. №. 7.
- Технологичность конструкций изделий: Справочник/Т.К. Алферова, Ю. Д. Амиров, П. Н. Волков и др.- Под ред. Ю. Д. Амирова. — М.: Машиностроение, 1985. — (Б-ка конструктора).
- Горбунов М.Н., Архангельская JI.B. Формовка осесимметричных деталей из листа с предварительным образованием рифта на фланце заготовки//ИВУЗ. Авиационная техника. 1983. № 4.
- Ершов В.И., Ливенко Н. Д., Архангельская Л. В., Наделяев И. В. Формовка тонкостенных днищ.//Кузнечно-штамповочное производство. 1988. № 2.
- Пашкевич А.Г., Орехов A.B., Архангельская Л. В. Технологические параметры процесса пневмотермической формовки куполообразных деталей//ИВУЗ, Авиационная техника. 1984. № 1.
- Панченко Е.В. Экспериментальное определение параметров М и К механического уравнения состояния материалов при пневмоформовке в режиме сверхпластичности//Исследование в области пластичности и обработки металлов давлением Тула, ТПИ, 1977.
- Пашкевич А.Г., Орехов A.B., Архангельская Л. В., Титов В. М. Разностенность куполообразных деталей при пневмотермической формовке//ИВУЗ. Машиностроение. 1983. № 3.
- Пашкевич А.Г., Орехов A.B., Тюпич Ю. П., Пешков В. П. Пневмотермическая формовка коробчатых деталей/ЛСузнечно-штамповочное производство. 1978. № 3.
- Пашкевич А.Г., Орехов A.B., Тюпич Ю. П. Управление распределением толщины при пневмотермической формовкелистовых деталей в режиме сверхпластичности/ТКузнечно-штамповочное производство. 1978. № 8.
- Мелащенко В.Д. Однопереходная штамповка-вытяжка деталей сложных форм в жесткую матрицу электрогидроимпульсным методом//Кузнечно-штамповочное производство. 1978. № 9.
- Алюшин Ю. А., Еленев С. А. Применение энергетического метода для расчета и анализа процессов пластического формоизменения металлов.— В кн.: Исследование процессов пластической деформации металлов. М.: Наука, 1965, с. 106—133.
- Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка.— М: Машгиз, 1960.— 151 с.
- Громов Н. П. Теория обработки металлов давлением. 2-е изд.— М.: Металлургия, 1978.— 360 с.
- Кроха В. А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации.— М.: Машиностроение, 1968.— 131 с.
- Огородников В. А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением.— Кузнеч.-штамповоч. пр-во, 1977, № 3, с. 15—18.
- Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию.-3-е изд.— Л.: Машиностроение, 1978.— 368 с.
- Смирнов-Алиев Г. А. Чикидовский В. П. Экспериментальные исследования в обработке металлом давлением.— Л.: Машиностроение, 1972.— 360 с.
- Тарновский И. Я., Поздеев А. А. По поводу энергетических принципов расчета в теории обработки металлов давлением.— Кузнеч.-штамповоч. пр-во, 1970, № 6, с. 47—48.
- Тарновский И. Я., Поздеев А. А., Ганаго О. А. Деформациии усилия при обработке металлов давлением.— М.: Машгиз, 1959.—304 с.
- Третьяков А. В., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением: Справочник.— 2-е изд.— М.: Металлургия, 1973.— 224 с.
- Унксов Е. П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением.— М.: Машгиз, 1955.— 280 с.
- Унксов Е. П. Методы моделирования процессов обработки металлов давлением.—Кузнеч.-штамповоч. пр-во, 1975, № 4, с. 1—5.
- Гольденблат И. И., Кочнов В. А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов.— М.: Машиностроение, 1968.—192 с.
- Гоффман О., Закс Г. Введение в теорию пластичности для инженеров/Пер, с англ.: Под ред. Э. И. Григолюка.—М.: Машгиз, 1957.— 351 с.
- Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости.— М.: Машиностроение, 1971.—200 с.
- Джонсон В., Кудо X. Механика процесса выдавливания металла/Пер. с англ.: Под ред. М. 3. Ерманка.—М.: Металлургия, 1965.—174 с.
- Овчинников А. Г. Исследование процессов выдавливания. Дисс. докт. техн. наук. М., 1975.—275 с.
- Реология. Теория и приложения/ Под ред. Ф. Эйриха: Пер. с англ.— М.: Изд-во иностр. лит., 1962.— 824 с.
- Седов JI. И. Механика сплошной среды.-— М.: Наука, 1970.— Т.1. 492 с.
- Филин А. П. Прикладная механика твердого деформируемого тела.—М.: Наука, 1975—Т. 1. 832 с.
- Хензелъ А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1982. — 360 с.
- Ефимов В. К, Бровман М- Я. Сопротивление деформациив процессах прокатки. М.: Металлургия, 1996. — 254 с.
- Суяров Д. И., Лель Р. В., Гилевич Ф. С. Упрочнения и разупрочнения металлов и сплавов при горячей пластической деформации. Горький: ГПИ, 1975. — 75 с.
- Соколов JI. Д., Скуднов В. А. Закономерности пластичности металлов— М.: ОНТИ BHJIC, 1980. 130 с.
- Кузнецов В. Н., Басалов Ю. Г. Теория и технология процессов пластической деформации: Сб. науч. тр. М.: МИСиС, 1997. С. 548−552.
- Пресняков А. А. Очаг деформации при ОМД. Алма-Ата: Наука, 1988.-136 с.
- Красневский С. М., Макушок Е. М., Щукин В. Я. Разрушение металлов при пластическом деформировании. — Минск: Наука и техника, 1983.-173 с.
- Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка/Под общ. ред. Л. И. Рудмана. — М.: Машиностроение, 1988. — (Б-ка конструктора).
- Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение метал лов. М.: Металлургия, 1986. — 224 с.
- Богатое А. А., Мижирицкий О. И., Смирнов С. В. Ресурс пластичностиметаллов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. — 144 с.
- Кочанов Л. М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1 974 311 с.