Тульский государственный университет, Тула, Россия:

С. Н. Ларин, профессор каф. «Механика пластического формоизменения», докт. техн. наук, эл. почта: mpf-tula@rambler.ru
А. А. Пасынков, доцент каф. «Механика пластического формоизменения», канд. техн. наук, эл. почта: mpf-tula@rambler.ru

Российский университет транспорта (МИИТ), Москва, Россия:

В. Н. Чудин, профессор каф. «Сопротивление материалов и строительная механика», докт. техн. наук

Пустотелые цилиндрические и конические изделия с внутренними утолщениями на торцах нередко востребованы в узлах различной техники в качестве корпусов. При проектировании специальной техники к таким изделиям предъявляют особые требования по массе и прочности, соблюдение которых может обеспечить применение высокопрочных цветных сплавов. Обработка давлением данных изделий нередко очень трудозатратна. Изотермическое деформирование в этом случае позволяет достигнуть больших степеней деформации и меньших удельных давлений. Использован энергетическмй метод расчета, рассмотрен процесс высадки внутреннего утолщения на коническом корпусе в режиме вязкопластичности. Сделан вывод о нестационарности процесса. Принято состояние вязкопластичности при осесимметричной схеме деформаций. Приведены технологическая схема и соотношения для расчета кинематики, давления и повреждаемости материала заготовки при высадке с нагревом. Расчеты выполнены для высадки корпусной заготовки конуса изделия из высокопрочного алюминиевого сплава AMг6 и хромоникелевого сплава BHC25 при температурах и скоростях, обеспечивающих режим вязкопластического течения. Получены расчетные данные. Установлено влияние ползучести на деформационное упрочнение и разупрочнение материала заготовки. Выявлено, что релаксация увеличивается по мере уменьшения скорости (увеличения длительности) высадки. Определен характер изменения давления операции и повреждаемости материала в процессе деформирования. Установлено влияние ползучести на давление операции и степени формообразования при наборе утолщения. Представлены образцы изделий и схемы рабочего пространства штампов для высадки трубных заготовок.

Работа выполнена в рамках гранта по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации НШ-2601.2020.8.

1. Яковлев С. П., Чудин В. Н, Яковлев С. С. и др. Изотермическое деформирование высокопрочных материалов. — М. : Машиностроение, 2003. — 427 с.
2. Романов К. И. Механика горячего формоизменения металлов. — М. : Машиностроение, 1993. — 240 с.
3. Чудин В. Н. Расчетная модель нестационарного деформирования / КШП-ОМД. 2016. № 5. С. 20–22.
4. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести : учебник. — М. : Машиностроение, 1968. — 400 с.
5. Гун Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением (теория пластичности) : учебник для вузов под ред. П. И. Полухина. — М. : Металлургия, 1980. — 456 с.

6. Теория обработки металлов давлением ; под ред. В. А. Голенкова, С. П. Яковлева. — М. : Машиностроение, 2009. — 442 с.
7. Чудин В. Н., Черняев А. В. К расчету процессов осесимметричного вязкопластического деформирования // Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 7. С. 42–47.
8. Перепелкин А. А., Черняев А. В., Чудин В. Н. Горячее выдав ливание внутренних концевых утолщений на корпусах // Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 1. С. 191–202.
9. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. — М. : Металлургия, 1986. — 688 с.
10. Яковлев С. П., Яковлев С. С., Андрейченко В. А. Обработка давлением анизотропных материалов. — Кишинев : Квант, 1997. — 330 с.
11. Zhua S., Zhuanga X., Xucd D., Zhua Y., Zhao Z. Flange forming at an arbitrary tube location through upsetting with a controllable deformation zone // Journal of Materials Processing Technology. 2019. Vol. 273. 116230.
12. Alves L. M., Afonso R. M., Silva C. M. A., Martins P. A. F. Joining tubes to sheets by boss forming and upsetting // Journal of Materials Processing Technology. 2018. Vol. 252. P. 773–781.
13. Al-Tamimia A., Darvizeha R., Davey K. Experimental investigation into finite similitude for metal forming processes // Journal of Materials Processing Technology. 2018. Vol. 262. P. 622–637.
14. Frank Su Y.-H., Chen Y. C., Tsao Y. A. Workability of sprayformed 7075 Al alloy reinforced with SiCp at elevated tempe ratures // Materials Science and Engineering. 2004. Vol. 364, Iss. 1-2, 15. P. 296–304.
15. Caiab Y., Sunab C. Y., Wangab W. R., Lic Y. L., Wand L., Qian L. Y. An isothermal forming process with multi-stage variable speed for magnesium component assisted by sensitivity analysis // Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 729. P. 9–20. ID 139821219.
16. Huanga Z., Lucasa M., Adams M. J. Modelling wall boundary conditions in an elasto-viscoplastic material forming pro cess // Journal of Materials Processing Technology. 2000. Vol. 107, Iss. 1-3. P. 267–275.
17. Демин В. А., Черняев А. В., Платонов В. И., Коротков В. А. Методика экспериментального определения механических и пластических свойств материала при растяжении с повышенной температурой // Цветные металлы. 2019. № 5. С. 66–73.
18. Черняев А. В., Усенко Н. А., Коротков В. А., Платонов В. И. Определение влияния скорости деформации на сопротивление дефор мированию при статическом растяжении с повышенной температурой // Цветные металлы. 2019. № 5. С. 60–66.