Тульский государственный университет, Тула, Россия:

В. Д. Кухарь, заведующий кафедрой «Теоретическая механика», профессор, докт. техн. наук
В. А. Коротков, доцент кафедры «Механика пластического формоизменения», канд. техн. наук
С. С. Яковлев, аспирант, эл. почта: yakovlev-ss-science@yandex.ru
А. А. Шишкина, магистрант

Разработан новый метод рифления внутренней поверхности оболочек, заключающийся в локальном пластическом формоизменении инструментом ограниченной длины. На основании ранее проведенных теоретических исследований процесса нанесения рифлей методом компьютерного моделирования проведены экспериментальные исследования рифления внутренней поверхности оболочки с помощью нового разработанного экспериментального штампа и гидравлической испытательной машины. Исследовали процессы нанесения рифлей на стальной заготовке, а также съема готового полуфабриката с инструмента. Проведены оценка влияния формы заходной части рабочих оправок, при помощи которых осуществляется рифление, и установлены рациональные из них относительно получаемого качества изделия. Проведены оценка усилия рифления и съема изделия и их сравнение с результатами компьютерного моделирования. Также в работе определены усилия, требуемые для формирования одной рифли, так как процесс является локальным. Приведено изображение экспериментального штампа, разработанного специально для проведения исследований рифления внутренней поверхности цилиндрической оболочки, а также показаны заготовки до изменения формы и конечные изделия после рифления. Установлено, что компьютерное моделирование адекватно отражает процессы нанесения рифления, что подтверждено сравнительным анализом теоретических и экспериментальных данных. Сделаны выводы о возможности использования разработанного метода локального формоизменения для осуществления рифления внутренней поверхности стальной цилиндрической оболочки.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-29-20212, https://rscf.ru/ project/22-29-20212/, и правительства Тульской области.

1. Кухарь В. Д., Коротков В. А., Яковлев С. С., Шишкина А. А. Комплексное исследование рифления внутренней поверхности цилиндрической оболочки локальным пластическим деформированием // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102. № 1. С. 62–64.
2. Zhang J. H., Liu X. M., Zhang G. S. et al. Microstructure evolution and formation of gradient structure in Zr upon surface corrugation rolling treatment // J. Mater. Sci. 2021. Vol. 56. P. 12898–12908.
3. Журавлев Г. М., Калинин А. А., Гречишкин Е. А. Расчет силовых параметров процесса обжатия тонкостенных цилиндрических деталей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 10. С. 278–283.
4. Harikrishnan S., Murthy K. P. S. Inconsistent performance of a tandemshaped charge warhead // Defence Science Journal. 2010. Vol. 60, Iss. 2. P. 164–168.
5. Трегубов В. И., Иванов Ю. А. Экспериментальная отработка редуцирования заготовок рифленым пуансоном в коническую матрицу // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 1. С. 178–182.
6. Зубченко А. С. Марочник сталей и сплавов. — М. : Машиностроение, 2003. — 784 c.
7. Пат. 2654410 РФ. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления / Ю. А. Иванов, В. А. Коротков, В. Д. Кухарь, С. Н. Ларин, О. Н. Митин, В. И. Трегубов, С. С. Яковлев ; заявл. 16.05.2017 ; опубл. 17.05.2018, Бюл. № 14.
8. Грязев М. В., Яковлев С. С., Травин В. Ю. Экспериментальные исследования силовых режимов операции вытяжки с утонением стенки осесимметричных деталей из двухслойной стали // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. № 6-1. С. 220–223.
9. Выдрин А. В., Храмков Е. В., Буняшин М. В. Механизм формирования и расчет концевой разнотолщинности трубных плетей между раскатным и извлекательно-калибровочным станами // Черные металлы. 2017. № 3. С. 47–50.
10. Koshmin A. N., Aleschenko A. S., Patrin P. V. et al. Study of conditions for thermal deformation of additively grown billets from VT6 titanium alloy using finite element simulation // Metallurgist. 2021. Vol. 64. No. 11-12. P. 1223–1233.
11. Li Z., Lu S., Zhang T. et al. A simple and low-cost lubrication method for improvement in the surface quality of incremental sheet metal forming // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2018. Vol. 71. No. 7. P. 1715–1719.
12. Пасынков А. А., Серегина А. И. Оценка напряженно-деформированного состояния при высадке трубных заготовок из высокопрочных сплавов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 11-2. С. 285–296.