Набережночелнинский институт КФУ, Набережные Челны, Россия

В. Г. Шибаков, заведующий кафедрой машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: vladshib50@gmail.com
Д. Л. Панкратов, директор высшей инженерной школы, докт. техн. наук, эл. почта: pankratovdl@gmail.com
А. М. Валиев, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: cct-ineka@yandex.ru
Р. В. Шибаков, доцент, канд. техн. наук

Увеличение грузоподъемности транспортной техники требует повышения прочности нагруженных элементов конструкции, в частности автомобиля. Одним из направлений решения данной задачи является использование новых экономно легированных марок сталей с повышенным пределом текучести. Освоение таких сталей в прессовых цехах в процессах листовой штамповки толстолистового горячекатаного проката требует оценки механических свойств поставляемого металлургическими предприятиями металла. В основном входной контроль свойств осуществляется стандартными испытаниями образцов на растяжение. Подготовка стандартных образцов достаточно трудоемкий и длительный процесс, состоящий из вырезки из проката «карточек», их рубки ножницами на образцы, последующим фрезерованием наклепанных при рубке боковых поверхностей. В дальнейшем образцы передают в лабораторию для испытаний. Технологические пробы (метод Эриксона, многократный или однократный изгиб образцов на заданный угол) либо малопригодны для испытания толстолистовых материалов, либо дают не количественную, а качественную оценку свойств металла, который трудно сопоставлять со стандартным методом испытания на растяжение. В работе обосновано применение технологической пробы пробивкой в толстолистовом прокате отверстия с записью диаграммы (Р-h) «Сила деформирования — перемещение пуансона». Установлена корреляция между прочностными (σ_в, σ_т), пластическими (δ, ψ) характеристиками металла и координатой экстремума (P_max, h_n) диаграммы (Р-h) при пробивке. Технологическая проба не требует изготовления специальных образцов, может быть реализована на производственном участке пробивкой отверстия непосредственно в прокате, или в процессе штамповки деталей, что способствует получению оперативной информации о соответствии деформируемого металла условиям поставки.

1. ГОСТ 1497–2023. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 01.07.2024.
2. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке. — 6-е изд., перераб. и доп. — Л. : Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1979. — 520 с.
3. Бурдуковский В. Г. Технология листовой штамповки : учебное пособие. — Екатеринбург : Изд-во Уральского ун-та, 2019. — 224 с.
4. Banabic D. Formability of metallic materials. Plastic anisotropy, for mability testing, forming limits. — Berlin : Springer Berlin, Heidelberg, 2000. — 334 p.
5. Mrklein M., Grobel D., Loffler M., Schneider T. et al. Sheet-bulk metal forming – forming of functional components from sheet metals // Proceedings of ICNFT 2015, August, 6 – 9, Glasgow, UK / MATEC Web of Conferences. 2015. Vol. 21. 01001.
6. ТУ 14-101-809-2010. Прокат горячекатанный из микролегированной стали с высоким пределом текучести для холодной штамповки деталей автомобиля «КАМАЗ». ОАО «ММК». Технические условия. — Введ. 15.09.2010.
7. ГОСТ 188.95–97. Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа. — Введ. 01.01.1998.
8. Wang N.-M., Budiansky B. Analysis of sheet metal stamping by a finiteelement method // J. Appl. Mech. 1978. Vol. 45, Iss. 1. P. 73–82.
9. Мамутов В. С., Мамутов А. В. Компьютерное моделирование процессов листовой штамповки : учебное пособие. — СПб., 2016. — 192 с.
10. Patil S. P., Prajapati K.G., Jenkouk V., Olivier H. et al. Experimental and numerical studies of sheet metal forming with damage using gas detonation process // Metals. 2017. Vol. 7. 556.
11. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике : пер. с англ. — М. : Мир, 1975. — 534 с.

12. Морозов О. И. Моделирование и анализ НДС разделительных операций листовой штамповки // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2021. № 3(95). С. 21–26.
13. Виноградов А. И., Шибаков В. Г., Панкратов Д. Л. Автоматизация процесса изготовления длинномерных изделий из толстолистовых материалов // Фундаментальные исследования. 2014. Вып. 9. Ч. 9. С. 1929–1934.
14. Кокорин В. Н., Морозов О. И., Мишов Н. В., Шиллер Н. П. Моделирование напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации при изменении межинструментального зазора // В сборнике: Вузовская наука в современных условиях. Сборник материалов 55-й научно-технической конференции. В 3 ч. Ульяновск, 2021. С. 81–84.
15. Галимов Э. Р., Шибаков В. Г., Виноградов А. И., Шибаков Р. В. и др. Метод оценки штампуемости листового металла по сопротивлению деформации в процессе пробивки-вырубки // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 19. С. 260–262.
16. Шибаков В. Г., Виноградов А. И. Управление автоматизированной прессовой линией на основе системы измерения параметров металла заготовки // В сборнике: Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации. Сборник научных трудов XII-й Международной научно-практической конференции в 4-х томах. 2015. С. 283–286.
17. ГОСТ 24812–81. Испытание изделий на воздействие механических факторов. — Введ. 01.07.1982.