Повышение эффективности штамповки полых изделий с коническими поверхностями и фланцами за счет совершенствования операции раздачи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат технических наук Яновская, Елена Александровна

• Яновская, Елена Александровна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Яновская, Елена Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПЕРАЦИЯ РАЗДАЧИ. СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ

1.1 .Анализ объектов производства и их классификация

1.2.Теоретический аспект раздачи

1.2.1. Развитие методов теоретического анализа

1.2.2. Анализ напряженно-деформированного состояния трубных заготовок

1.3. Техно логические процессы изготовления трубных изделий раздачей

1.4. Предельные состояния трубных заготовок в процессе формоизменения

1.4.1. Влияние механических свойств металлов на штампуемость

1.4.2. Способы интенсификации процессов штамповки трубных заготовок

1.5. Вопросы устойчивости осесимметричных оболочек

1.6. Изменение толщины трубных заготовок при их формоизменении

и локализация деформации

1.7.Постановка задач исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОПЕРАЦИИ РАЗДАЧИ

2.1. Анализ осесимметричного напряженно-деформированного

состояния трубной заготовки методом совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и условия пластичности Мизеса

2.1.1. Поля напряжений при раздаче

2.1.2. Поля деформаций при раздаче

-33. ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАГОТОВОК ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ

ФОРМОИЗМЕНЕНИИ

ЗЛ. Особенности потери устойчивости заготовок при нагружении

осевыми силами

3.2. Математические модели потери устойчивости заготовок.

Определяющие соотношения

3.2.1. Модели потери устойчивости пластины и стержня при их осадке между параллельными плитами

3.2.2. Математическая модель потери устойчивости цилиндрической оболочки, деформируемой осевыми сжимающими нагрузками

3.3.3. Обсуждение результатов моделирования

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Проектирование и реализация технологических процессов изготовления полых осесимметричных изделий с фланцами и коническими поверхностями

4.2. Энергосиловые параметры операции неравномерной раздачи

4.3. Предельные состояния трубных заготовок, связанные с изменением толщины стенки с локальным разрушением и устойчивостью при пластическом формоизменении

4.4. Исследование трубных заготовок на потерю устойчивости в виде круговых волн

4.4.1. Компьютерное моделирование потери устойчивости трубных заготовок

4.4.2. Экспериментальные исследования устойчивости труб

4.5. Металлографический анализ заготовок и изделий

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности штамповки полых изделий с коническими поверхностями и фланцами за счет совершенствования операции раздачи»

ВВЕДЕНИЕ.

В различных отраслях промышленности широкое распространение нашли осесимметричные детали, изготавливаемые способами обработки металлов давлением, к которым предъявляются высокие требования по качеству, точности геометрических размеров, чистоте поверхности, к уровню механических характеристик. Эти требования по экономическим соображениям следует выполнять при минимальном количестве технологических операций.

В большой класс осесимметричных деталей объединяются изделия общемашиностроительного назначения, в том числе и детали трубопроводной арматуры - это полые цилиндрические, конические, сферические изделия без фланцев и с фланцами. Наращивание темпов развития строительной индустрии, машиностроения, добывающей промышленности и ряда других отраслей повышает спрос на эти изделия. Разнообразие форм, широкий диапазон размеров и марок применяемых материалов приводит к необходимости при разработке технологии изготовления изделий использовать соответствующие расчетные схемы и математический аппарат для оценки возможностей тех или иных штамповочных операций. В последние годы наметилась устойчивая тенденция использования в качестве заготовок трубного проката при изготовлении полых изделии, что существенно повышает коэффициент использования металла и сводит к минимуму трудоемкость дальнейшей механической обработки в связи с уменьшением припусков. Указанные обстоятельства, а также сведение к минимуму числа переходов повышает конкурентоспособность технологических процессов штамповки полых осесимметричных изделий. Введение в технологическую практику современных методов математического и компьютерного анализа дает возможность получить точную картину распределения напряжений и деформаций по объему заготовки и определить размеры, форму и изменение

толщины стенки заготовки в любой момент формоизменения трубной заготовки, а также ресурс деформационной способности. Поскольку основной операцией получения фланцев на трубных заготовках, в том числе фланцев, расположенных под заданным углом к оси трубы, является раздача и в технической литературе все еще мало уделяется внимания созданию расчетных моделей этой операции, то работа, направленная на повышение эффективности технологических процессов штамповки полых изделий из трубных заготовок на основе совершенствования операции раздачи, является актуальной.

Объектом исследования в данной работе являются технологические процессы штамповки трубных изделий, имеющих фланцы, для соединения трубопроводов различного назначения.

Цель работы. Повышение эффективности штамповки полых изделий, например, переходников с фланцами и коническими поверхностями, за счет совершенствования операции раздачи с разработкой математической модели осесимметричной деформации и получением расчетных зависимостей для оценки напряженно-деформированного состояния трубной заготовки.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать математическую модель процесса раздачи полых изделий, имеющих конические участки и фланцы;

- получить основные уравнения и соотношения для анализа операции раздачи, протекающей в условиях плоского напряженного состояния;

- выполнить теоретические и экспериментальные исследования раздачи изделий, имеющих плоские фланцы и конические поверхности;

- установить влияние технологических параметров процесса раздачи, соотношения геометрических параметров заготовки и изделия на кинематику течения и напряженно-деформированное состояние, энергосиловые режимы и предельные возможности операции;

- построить компьютерные и математическую модели потери

устойчивости цилиндрических оболочек и получить соотношения, позволяющие определить величину прогиба и критические напряжения и силы, ответственные за потерю устойчивости трубных заготовок;

экспериментально исследовать варианты возможной потери устойчивости трубной заготовки и разработать рекомендации для их устранения.

Методы исследования. Теоретические исследования процесса раздачи выполнены на основе теории пластичности и теории обработки металлов давлением. Предельные возможности операции раздачи оценены методами безмоментной теории устойчивости цилиндрических и конических оболочек. Системы дифференциальных уравнений решены классическими методами математического анализа. Экспериментальные исследования выполнены с использованием современного деформирующего оборудования и регистрирующей аппаратуры.

На защиту выносятся:

- установленные зависимости влияния технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях, упрочнения на кинематику течения металла, напряженное и деформированное состояние заготовки и предельные возможности операции раздачи;

математическую модель операции раздачи, отличающуюся универсальностью, так как содержит неявную функцию, описывающую поверхность, которую требуется получить с помощью рассматриваемой операции;

- аналитические уравнения и соотношения для анализа операции раздачи в условиях плоского напряженно-деформированного состояния;

- математическую и компьютерные модели потери устойчивости цилиндрической трубной заготовки;

- результаты теоретического и экспериментального исследований раздачи полых изделий из трубных заготовок.

Научная новизна заключается в:

- установленных взаимосвязях величин и характера изменения напряженного и деформированного состояния по очагу деформации и геометрических соотношений заготовки и изделия с учетом условий трения и упрочнения;

математической модели операции раздачи, обеспечивающей уточненный расчет напряжений и деформаций трубной заготовки в процессе формоизменения с учетом поворота оси заготовки на заданный угол по отношению к оси фланца;

- математической и компьютерных моделях для прогнозирования возникновения дефектов в виде круговых волн, связанных с потерей устойчивости недеформируемого участка трубы в зависимости от относительной толщины и высоты заготовки и разработанных рекомендациях по устранению возможных дефектов;

- основных уравнениях и соотношениях теоретического анализа операции раздачи для оценки предельных возможностей формоизменения в зависимости от технологических параметров.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны технологические процессы раздачи и рекомендации по их реализации, позволяющие получить полые изделия с коническими поверхностями и фланцами из трубных заготовок, достигая максимальных степеней деформаций без искажения формы или разрушения при сокращении количества штамповочных переходов.

Реализация работы. Разработанные технологические процессы штамповки полых изделий с фланцами и коническими поверхностями приняты к использованию ОАО «Научно-производственная фирма по внедрению научных и инженерно-технических инноваций» (ВНИТИ) г. Санкт-Петербург. Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлениям 150400

«Технологические машины и оборудование» и 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», инженеров, обучающихся по специальности 150201.65 «Машины и технологии обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Теория обработки металлов давлением», «Конструирование и производство технологической оснастки для обработки материалов давлением», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов и магистерских диссертаций.

Аппробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на международных научно-технических конференциях «Новые наукоемкие технологии, оборудование и оснастка для обработки материалов давлением» 26 - 28 апреля 2010 г. г. Краматорск (Украина); «Современные металлические материалы и технологии» (СММТ-2011) 22 - 24 июня 2011 г. Санкт-Петербург; на VIII Международном конгрессе «Машины, технологии, материалы» 19-21 сентября 2011 г. Варна, Болгария; на постоянно действующем семинаре кафедры «Системы пластического деформирования» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 7 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в Перечень ВАК России, 10 материалах международных научно-технических конференций и материалах одного патента.

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе научно-технической задачи, сформулирована научная новизна и практическая значимость, приведены положения, выносимые на защиту и краткое содержание разделов диссертации.

В первой главе рассмотрено современное состояние теории и технологии штамповки изделий с фланцами и коническими поверхностями из трубных заготовок, проведен анализ существующих технологических

процессов раздачи, намечены пути повышения их эффективности. Многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых направлены на усовершенствование методов анализа процессов пластического формоизменения и устойчивости заготовок, на разработку новых технологических процессов штамповки полых изделий из листовых и трубных заготовок, приведены примеры оценки напряженно-деформированного состояния пластических областей различными методами.

Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса раздачи, универсальных математических моделей не существует, поэтому каждый конкретный случай требует своей схематизации и определения технологических параметров, оказывающих влияние на стабильное протекание формоизменяющих операций.

Во второй главе разработаны математические модели, позволяющие провести реконструкцию полей напряжений и деформаций трубных заготовок, находящихся в условиях осесимметричного напряженного состояния. На основе моделей получены зависимости напряжений, действующих в стенке трубной заготовки, от технологических параметров и основные соотношения для деформаций и соответствующих им перемещений.

Третья глава посвящена теоретическому анализу вопросов устойчивости заготовок при их пластическом формоизменении. На основе безмоментной теории оболочек получены зависимости, позволяющие прогнозировать величины прогиба в момент потери устойчивости и определить критические силы и напряжения, которые могут вызвать нежелательное формоизменение заготовок в виде круговых волн на не деформируемом участке трубной заготовки. По разработанной модели можно прогнозировать количество полуволн на определенной длине трубной заготовки. Представляет интерес соотношение, полученное в результате решения дифференциального

уравнения равновесия четвертого порядка, для определения величины прогиба в зависимости от высотной координаты, что дает возможность определить геометрию боковой поверхности после потери устойчивости.

В четвертой главе описаны результаты экспериментальных исследований по апробации разработанных технологических процессов раздачи. Неравномерной раздаче в холодном состоянии подвергались трубные заготовки из сплавов цветных металлов двух марок: меди М1 и алюминиевого сплава Д16. Получены качественные детали с наклонным фланцем. Другой группой изделий являются цилиндрические трубные детали с фланцами и коническими участками, изготавливаемые из бесшовных труб из стали 20 и 12Х18Н10Т. Исследовано изменение радиального напряжения на операции раздачи в зависимости от основных технологических параметров. Разработанные компьютерные модели позволили проанализировать условия потери устойчивости трубных заготовок разной высоты, определить характер изменения силовых параметров, перемещений точек поверхности, интенсивность и скорости деформаций различных точек боковой поверхности. В ходе физических экспериментов нашло подтверждение положение о том, что при определенных условиях трубная заготовка теряет устойчивость в виде образования круговых волн в месте передачи технологической силы на недеформируемом участке трубы, а также в виде появления трещин на краевой части раздаваемого участка.

Проведенный микроструктурный анализ показал, что зерна вытягиваются в направлении преимущественного течения металла, при этом сплошность металла не нарушается даже при больших значениях относительных деформаций. Судя по значениям микротвердости по толщине стенки полой детали, возрастающей по мере приближения к контактной поверхности между заготовкой и пуансоном, можно заключить, что в результате формоизменения раздачей возникает неравномерность деформации.

1. ОПЕРАЦИЯ РАЗДАЧИ. СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ.

1.1. Анализ объектов производства и их классификация.

Во многих отраслях промышленности, таких как энергетическое машиностроение, автомобилестроение, строительная индустрия, химическая и нефтегазовая промышленность применяются полые переходники с коническими поверхностями и трубные изделия с фланцами. Первая группа деталей используется при монтаже трубопроводов, для возможности перехода с одного диаметра на другой, с целью изменения скорости потока перекачиваемой жидкости или газа. Вторая группа обеспечивает возможность соединения различных веток трубопроводов при изменении их направления. Геометрические характеристики, материалы и технические требования к переходникам сформулированы в действующем стандарте [1].

Примеры переходников без фланцев концентрических и эксцентрических показаны на рис. 1.1 а,б соответственно.

Переходники цилиндрические и конические, имеющие фланцы, изображены на рис. 1.1, в,г,д. Соединение таких фланцев универсально и используется практически для любых сред, давлений и диаметров.

Как показал анализ, самым распространенным принципом классификации деталей является их разбиение по конструктивно-технологическим признакам. Этот принцип также был положен в основу созданного Е.И. Исаченковым классификатора, в котором каждая деталь от простой до самой сложной формы, характеризуется сочетанием двух конструктивных элементов: борта и стенки [2]. Классификация рассматриваемых типовых деталей приведена в табл. 1.1. Традиционными технологическими процессами их изготовления являются отбортовка, вытяжка, раздача, обжим и комбинация этих операций. Детали открытого типа целесообразно изготавливать операциями обжима и раздачи.

Таблица 1.1

Сочетание определяющ их признаков

Борг без стенки

Борт с плоской стенкой

Борт с криволинейн ой стенкой

Борт замкнутого контура

Одинарной кривизны

Без фланца

С фланцем

Двойной кривизны

Без фланца

С фланцем

Стенка -борт

Борт — стенка — борт

Борт — стенка — борт — стенка

Рис. 1.1. Детали-представители

Исходными материалами для вытяжки и отбортовки является тонколистовой прокат, для раздачи и обжима чаще всего используют трубы [3], изготовленные холодной или горячей прокаткой, что существенно повышает коэффициент использования металла. Каждая из названных операций имеет свою область применения, преимущества и недостатки. Так, например, вытяжка и отбортовка имеют ограничения по высоте получаемых изделий и необходимости дополнительных операций: пробивки отверстия в заготовке для отбортовки, а также вырубки заготовки и пробивки донной части изделия при вытяжке. Так как формообразование фланцев на концах труб связано преимущественно с раздачей, то в данной работе ограничимся рассмотрением только этой операции.

1.2. Теоретический аспект раздачи.

1.2.1. Развитие методов теоретического анализа.

Существенный вклад в развитие теории и технологии раздачи трубных заготовок внесли Ю.А.Авервиев, А.Ю.Аверкиев [4], А.Э. Артес [5], Г.Я.Гун [6], Г.Д.Дель [7], А.А.Ильюшин [8], Л.М. Качанов [9], Б.В. Кучеряев [10], Н.Н.Малинин [11], Р.И.Непершин [12], В.А.Огородников [13], О.В.Пилипенко [14], Е.А.Попов [15], Г. А.Смирнов-Аляев [16], В.В.Соколовский [17], Л.А.Шофман [18], создавая и развивая методы теоретического исследования и проектирования технологических процессов, которые стали классическими.

Заготовка, подвергаемая раздаче, представляет собой в общем случае пространственную оболочку, элементы которой совершают пространственные перемещения под действием только одного инструмента -пуансона, контактирующего с ее внутренней поверхностью. Это позволяет рассматривать в качестве граничных условий отсутствие напряжений на свободной поверхности. Деформирование элементов пластической области характеризуется изменением линейных размеров, в том числе толщины

стенки трубы, и изменением кривизны ее срединной поверхности. Поэтому решение задачи по определению полей напряжений и деформаций для оценки допустимого формоизменения должно осуществляться в соответствии с теорией течения. Однако замкнутые решения в виде аналитических зависимостей возможны только в случае учета ограниченного числа факторов, оказывающих влияние на распределение напряжений и деформаций в заготовке. Развитию этого научного направления посвящены труды Г. Закса [19], Э. Зибеля [20], С.И. Губкина [21], Р.И. Непершина [22], Е.А. Попова [15], В.Н. Чудина [23], С.П. Яковлева, С.С. Яковлева [24] и многих других исследователей, в основе которых лежит деформационная теория пластичности. Если позволяют условия конкретной задачи, то дифференциальные уравнения равновесия и условия пластичности используют в виде преобразованных аналитических функций зависимости механических характеристик от величин деформаций и скоростей деформаций с приближенным учетом нестационарности процесса и граничных условий. Не прекращаются работы по совершенствованию математических моделей и основанных на них методов получения более точных решений, что является развитием теории обработки металлов давлением и способствует повышению эффективности разрабатываемых технологических процессов.

В статье [25] приведен теоретический анализ операций листовой штамповки на основе условия пластичности Треска - Сен-Венана при идеальной пластичности и отсутствии объемных сил. Привлечен ассоциированный с условием пластичности закон течения в скоростях деформации. Напряжения расчитаны энергетическим методом баланса мощностей. Приведенные результаты служат теоретическим обоснованием методов расчета размеров заготовок для отбортовки. В статье также приведен анализ операций вытяжки, раздачи, обжима и чистого изгиба полосы.

Инженерная теория пластичности [19] нашла широкое применение в

практике разработки новых технологических процессов штамповки из труб. В основу теории положены приближенные дифференциальные уравнения равновесия и условие пластичности при рассмотрении задач плоского напряженно-деформированного состояния. Авторами приводятся достаточно большое количество примеров использования созданных расчетных методов применительно к конкретным операциям при изготовлении деталей различных форм. Разработчики получили методы исследования достаточной точности для оценки деформации заготовок и их геометрических размеров.

Автор работы [26] с привлечением теории пластинок и оболочек A.A. Ильюшина, вводя некоторые ограничения, сокращающие область применения результатов, и допущения, несущественно снижающие точность, получил основные соотношения между силами и моментами, пригодные для практического использования при решении задач волочения и штамповки. В работе много внимания уделено решению основных уравнений равновесия осесимметричных оболочек, отличающихся от общеизвестных формул безмоментной теории оболочек наличием добавочных членов, зависящих от

относительной толщины стенки J— (s, г - соответственно толщина и радиус

кривизны рассматриваемого участка трубной заготовки). Расчеты велись с учетом постоянства сопротивления деформированию <js - const, то есть

упрочнением металла пренебрегали.

Благодаря основополагающим работам [15, 27] обобщающего характера сложные методы механики сплошных сред стали доступны и с успехом используются в инженерной практике. Раскрывается механика пластических деформаций и приведены многочисленные примеры расчета сил и деформаций с помощью различных, дополняющих друг друга теоретических методов.

Фундаментальная работа [28] существенно обогатила теорию и практику процессов изготовления различных по форме изделий из труб.

Автором разработаны обобщенные уравнения равновесия, пригодные для расчета различных операций формоизменения труб, отличающися знаками напряжений, а также дан анализ приближенных уравнений пластичности применительно к разным условиям штамповки. Уделено внимание законам упрочнения при обработке давлением, что уточняет теоретический анализ операций. Даны рекомендации по учету влияния изгиба и изменения толщины деформируемых труб. При превышении напряжениями критических значений автор приводит возможные способы интенсификации процессов, например, локальный нагрев заготовки в зоне деформирования, что расширяет области применения конкретных операций. Достоверность приведенных теоретических методов подтверждается многочисленными экспериментами автора.

Еще одним примером использования классических методов теоретического анализа является работа [29]. Автор прогнозирует изменение толщины заготовки при обжиме или раздаче, руководствуясь линейным, параболическим и синусоидальным законами изменения толщины стенки трубы. Исходная системы уравнений и порядок ее решения объединены в общую методику теоретического анализа операций раздачи и обжима оболочек.

Развитием теоретических методов исследования операций листовой штамповки, в том числе раздачи и обжима, стали результаты исследований, приведенных в работах [4, 30-32]. С помощью разработанных методов исследования раздачи и обжима получены поля напряжений и деформаций в пластической области с учетом изменения толщины заготовки, расчитаны потребные силы и работы деформации, приведен метод уточненного определения длины трубной заготовки для проведения обжима и раздачи, учтено влияние упрочнения в процессе деформирования, условий трения на контактных поверхностях заготовки и инструмента, угла конусности инструмента и анизотропии механических свойств металла трубной

заготовки. Результаты даны в виде основных уравнений и соотношений для теоретического анализа операций обжима и раздачи. Характер изменения напряженно-деформированного состояния наглядно проиллюстрирован соответствующими графиками.

В работе [33] уделено внимание формоизменению особо тонкостенных труб с помощью эластичной среды. Для определения внутреннего давления наполнителя использован энергетический метод. Основными допущениями являлись: суперпозиция сдвига и изгиба, что приводит к тому, что деформация происходит только в средней части заготовки, свободной от действия прижима, также принята гипотеза прямых нормалей при их повороте в связи с изменением кривизны деформируемой оболочки Кирхгофа - Лява. Приведена методика определения энерго-силовых параметров раздачи и полей деформаций заготовки. Специфика штамповки эластичной средой не дает возможности применять этод метод при необходимости нагрева заготовки.

Теоретическому анализу отбортовки отверстий в тонких листовых заготовках посвящена работа [34], в которой прослеживается взаимовлияние изменения толщины детали и деформационного упрочнения. Из сравнительных соотношений следует, что с1е1 не равна приращению

интенсивности деформаций , поэтому интегрирование

дифференциальных уравнений связи напряжений и деформаций возможно только для радиальных путей деформаций, при которых отношение приращений компонент главных деформаций остаются постоянными.

Распространены динамические способы воздействия на трубную заготовку, среди которых важное место занимает магнито-импульсная штамповка [35]. Метод ее анализа базируется на энергетическом условии пластичности и уравнениях Прандля - Рейса теории пластического течения. Задача решалась методом предельного сопротивления с использованием уравнения движения. В качестве результатов отмечается, что в области

малых перемещений метод дает заниженные результаты, а в области больших перемещений завышенные. В области средних перемещений -обжим средней части трубной заготовки отклонения данных не превышают 25%. Решение с учетом больших перемещений при обжиме средней части оболочки существенно уменьшает ошибку. Недостатком способа является необходимость использования энергетических установок сверхвысоких напряжений, что само по себе является небезопасным и требует специально обученного персонала для обслуживания установок магнито-импульсной штамповки.

В случае толстостенных труб используют другой подход, так как напряженное состояние необходимо расчитывать во всем объеме деформируемого металла [36, 37]. Разрешающие уравнения построены на основе экстремального принципа динамики жесткопластического тела, соотношений теории течения и метода конечных элементов. Деформированное состояние определяется из условия минимума введенного в расмотрение функционала, а напряжения по известным уравнениям связи. В работе [38] анализ пластического напряженно-деформированного состояния толстостенных труб при раздаче пуансоном заданной криволинейной формы проведен обратным методом решения задачи стационарного пластического течения при совпадении направлений главных напряжений в меридиональной плоскости с линиями тока и нормалями к ним. Идеально гладкий профиль пуансона определяется построением линий тока при расчетах напряженного состояния и поля скоростей в пластической области при условии пластичности Мизеса и учетом деформационного упрочнения материала и граничных условий для напряжений на свободной границе. На основе представленного метода разработан алгоритм и вычислительная программа. Достоинством идеального профиля, полученного расчетным методом является минимальная работа пластического формоизменения заготовки и однородная деформация по толщине стенки

после раздачи.

1.2.2. Анализ напряженно-деформированного состояния трубных заготовок.

Одним из основных аспектов теоретического анализа является прогнозирование и оценка напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе формоизменения, от которого зависит качество получаемых изделий и устойчивое протекание технологического процесса штамповки. В работе [39] приведен приближенный анализ напряженно-деформированного состояния трубной заготовки при раздаче концевого участка жестким пуансоном. Процесс деформации представлялся монотонным без учета изменения толщины трубы. Расчеты проверялись экспериментально, для чего трубы 028x1,5 из алюминиевого сплава АМгЗ подвергались раздаче с предварительным нагревом до 380...400°С. Угол конусности заготовок после предварительного перехода составлял 10°, затем они вновь нагревались и раздавались пуансоном с углом конусности 30°. Расхождение расчетных и экспериментальных данных по определению силы штамповки и изменению толщины стенки не превышало соответсвенно 20% и 10%.

Автор работы [40] предложил инженерное решение напряженно-деформированного состояния толстостенной трубы конечных размеров под действием осевой нагрузки и внутреннего равномерно распределенного давления. Перемещения после приложения нагрузки определялись методом сеток, после чего рассчитывались деформации. Основными результатами исследований являются следующие. Получены форомулы для расчета главных деформаций и главных нормальных напряжений. Интенсивность деформации любого контура трубы равна главной тангенциальной деформации, поэтому упрочнение зависит только от ее величины. Главная деформация в направлении оси трубы распределяется равномерно по высоте

и поперечному сечению, что упорядочивает структурные изменения и механические характеристики.

В работе [41] показано, что при анализе напряжений в условиях плоской деформации, существуют решения, определяемые метрической функцией координат. В основе подхода лежит метод линий скольжения, обладающий преимуществом при переходе к криволинейной системе координат.

Автор работы [42] показал, что для анализа напряженно-деформированного состояния материала, находящегося в пластическом состоянии, необходимо знать соотношения главных напряжений а]:сг2:сг3 в соответствующей точке или показатель вида напряженного состояния. Однако определить главные напряжения в произвольной точке нельзя, так как неизвестно, какую диаграмму деформирования и для каких соотношений главных напряжений или значений показателя вида напряженного состояния следует использовать в расчетах. В задачу работы входил подбор исходной диаграммы деформирования, наиболее близкой диаграмме деформирования материала в исследуемой точке детали. На основе теории В.Л. Колмогорова [43] получены показатели вида деформированного состояния, полностью опредяляемые величиной интенсивности деформаций характеризующей деформацию на октаэдрической секущей площадке, а первоначальное значение показателя вида напряженного состояния можно определить по показателю деформированного состояния ввиду их равенства. Поэтому силовые факторы расчитываются без выполнения полного анализа НДС, что упрощает решение задачи. Автором рекомендуется использовать методику для расчета силовых факторов процесса холодного пластического деформирования в средах с высоким гидростатическим давлением.

В статье [44] дан подробный анализ НДС при формообразовании тонкостенных оболочек больших габаритных размеров с криволинейной образующей внутренним давлением газа или жидкости. Установлены

закономерности распределения напряжений и деформаций для начального и конечного момента деформирования. Получены зависимости для расчета давления пластического формоизменения с учетом геометрических параметров оболочки и прочностных характеристик материала. Предельная степень тангенциальной деформации определяется величиной равномерного относительного удлинения материала. Предложены аналитические зависимости для расчета толщины стенки оболочки. В последующем метод получил развитие [45] для конусообразных заготовок, деформируемых в криволинейную оболочку, материал которой считается изотропным.

г

Показано, что в точке образующей с параметром — = 2, кроме плоского

напряженного состояния имеет место плоское деформированное состояние и меридиональная деформация меняет знак, из сжимающей становится растягивающей. В зависимостях учтен фактор анизотропии.

Качановым Л.М. в известной публикации [9] приведены частные случаи анализа напряженного состояния оболочек цилиндрической и сферической формы. Предлагаемые зависимости отличаются простотой при приемлемой точности определения силовых параметров и напряжений. Обоснованы различия в расчетах тонкостенных и толстостенных труб.

1.3. Технологические процессы изготовления трубных изделий раздачей.

Проектирование и реализация технологических процессов, основной операцией которых является раздача, требует от разработчиков знаний о предельных возможностях формоизменения для тех или иных материалов, об особенностях кинематики течения металла, о влиянии контактного трения на величину и характер изменения напряжений, о типовых конструкциях штампового инструмента, способах интенсификации процессов деформирования раздачей.

Рациональному совмещению операций раздачи и обжима при изготовлении деталей с коническо-цилиндрическими поверхностями посвящена работа [46]. Авторам удалось перевести изготовление детали с горячего деформирования с увеличенными припусками на формоизменение в холодном состоянии, что позволило повысить качество и точностные параметры изделий уменьшением припусков на дальнейшую механообработку. Однако теоретическая проработка операций в статье отсутствует.

Группой исследователей предложены комплексы технологических процессов формоизменения особо ответственных деталей машиностроения, таких как корпусные оболочки разных форм и размеров, оболочки камер сгорания, сферические и тороидальные оболочки и сосуды, элементы трубопроводной арматуры летательных аппаратов [47]. Созданные теоретические методы позволяют определить силовые и деформационные параметры, а также предельные возможности применяемых операций. Однако сами методы не раскрываются.

Результаты работы [48] базируются на экспериментальных исследованиях и сравнении способов получения фланцев на концах труб. За счет применения различных схем деформирования получены детали отличающиеся радиусом сопряжения фланца и стенки, а также кривизной фланца на различных стадиях раздачи. Установлены значения рациональных углов конусности пуансонов для последовательной раздачи на плоский фланец и сопровождающие формоизменение силы штамповки. Определены значения коэффициентов раздачи для представленных схем деформирования. Следует отметить, что исследования проведены только для одного типоразмера труб и одной марки алюминиевого сплава, что не дает возможности распространить результаты на заготовки с другими размерами и из других сплавов.

Ряд работ [49-52] посвящен реализации технологии раздачи и конструированию штампов с жесткими и эластичными рабочими частями для изготовления элементов трубопроводов. В работе [53] теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность раздачи трубных заготовк без применения матрицы. Пуансон имеет заходную часть, служащую внутренним подпором, которая сопрягается с плоским участком радиусом 11=4... 12 мм. Авторами экспериментально установлен характер влияния параметра Я на силу штамповки и ширину получаемого фланца.

Перспективным направлением исследований является раздача трубных заготовок жидкостью [54] и эластичными элементами [55]. В этом случае штампы используют упрощенной конструкции, что удешевляет процесс производства изделий особенно в условиях мелкосерийного проиводства. Другим преимуществом является отсутствие задиров на поверхности контакта с эластичным элементом или жидкостью, что благоприятно влияет на качество поверхности изделий. С другой стороны, при штамповке жидкостью необходимо дополнительное устройство - гидростанция.

В работе [56] описана операция раздачи сварных шовных труб секторным разжимным инструментом, однако существенным недостатком является сложность и высокая стоимость применяемых штампов и огранка калибруемых деталей.

Пакетный способ раздачи одновременно двух трубных заготовок, вставленных одна в другую, предложен в работе [57]. Рассматривается поведение слоя смазочного материала, помещенного между заготовками, рассчитаны напряжения в стенках труб и построены эпюры на характерных участках пластической области. Установлено, что по сравнению с раздачей одной заготовки, напряжения в опасных сечениях уменьшаются на 20%.

В работах [58, 59] даны примеры реализации технологии раздачи трубных заготовок применительно к единичному и мелкосерийному производству с использованием упрощенной оснастки, представляющей

собой комплект конических пуансонов и матриц, имеющих разные углы наклона образующей и диаметры. Проведен расчет [59] геометрических параметров трубной заготовки (коэффициента раздачи и исходной длины). В работе [60] реализована технология обжима и раздачи деталей сферической и конической формы из высокопрочного чугуна. До этого опыт штамповки чугуна имел неудачный исход: изделия разрушались. Авторы исследования [61] опытным путем показали возможность выворота трубной кольцевой заготовки из высокопрочного чугуна на плоский фланец. Даже при значительных растягивающих напряжениях деталь отштампована в полугорячем состоянии без дефектов.

Раздаче сложных по форме деталей с переменной кривизной стенки посвящена работа [62]. Перед реализацией технологии раздачи процесс всесторонне моделировался с применением программного комплекса РАМ-БТАМР 20, что дало авторам возмлжность изучить особенности кинематики течения и скорректировать параметры штампового инструмента для формообразования качесвенных деталей необходимой формы. Сравнение результатов компьтерного моделирования с физическим экспериментом дало хорошую сходимость при разнице численных значений в пределах 10%.

1.4. Предельные состояния трубных заготовок в процессе формоизменения.

1.4.1. Влияние механических свойств металлов на штампуемость.

Согласно [63], под штампуемостью понимают обобщенную характеристику, отражающую возможность пластической обработки металла до требуемых степеней деформации при штамповке по принятой схеме, качеству, стойкости инструмента, энергетическим и силовым параметрам и приобретению требуемой формы. Характеристика зависит от исходных механических свойств металла, необходимость выбора которого

осуществляется для каждого технологического процесса изготовления изделия индивидуально. В основном, штампуемость определяется пределами текучести а5 и прочности ав, показателями деформационного упрочнения п, т и параметром анизотропии Яо.

Понятие допустимое формоизменение трактуется как возможность получения максимальных степеней деформаций в процессе технологических операций за счет высокой штампуемости металла и управления внешними условиями деформирования. Допустимое формоизменение зависит от свойств и физического состояния металла, условий штамповки, относительных размеров и формы детали, ее технологичности, содержания технологического процесса, конструкции и технического состояния штампового инструмента, применяемого оборудования. Кроме того, допустимое формоизменение зависит от напряженно-деформированного состояния штампуемого металла.

Технологическая деформируемость - это комплекс свойств тела, включающий штампуемость и допустимое формоизменение, и зависит от пластичности и сопротивления металла пластическим деформациям.

В современной практике методы оценки штампуемости включают: физико-химические исследования, механические испытания, технологические пробы, статистические наблюдения, экспериментально-расчетные методы.

Увеличение штампуемости способствует повышению качества изделий, обеспечивает снижение брака и экономию металла. Пластическое формоизменение металла характеризуется большой неравномерностью полей напряжений и деформаций, что, принимая во внимание наличие у листовой или трубной заготовки геометрических и структурных неоднородностей, может привести к возникновению сосредоточенного утонения, волнистости, накоплению трещин и другим нежелательным локальным явления [64].

Численно показатели штампуемости могут быть оценены т = — (еи, еу -

главные деформации удлинения), критические величины деформации по двум главным осям при двухосном растяжении:

£и = П; £у -ПУ.Ш.

Согласно теории тонких оболочек, деформации еи и су, а, следовательно, и показатель т зависит от перемещений и главных радиусов кривизны срединной поверхности деформируемой заготовки. Отмечается [65], что устойчивость к волнообразованию прямо пропорционально квадрату толщины заготовки и повышается с увеличением показателя упрочнения п и ростом натяжения заготовки. Тонкостенные трубы обладают малой изгибной жесткостью и легко выпучиваются. Возникновение сжимающих или сдвигающих напряжений критической величины неизбежно приводят к потере устойчивости заготовки. Следовательно, условие устойчивости формоизменения тонкостенной заготовки против волнообразования совпадает с условием наличия двухосного растяжения:

Если принять, что аи ><т„, то условие устойчивости (1.1) можно заменить неравенством <ту > 0 или, для критического состояния, равенством о\, = 0.

Зависимость истинных напряжений а от деформаций е, полученная при испытаниях на одноосное растяжение для большинства металлов в области пластической деформации (¿>0,05), хорошо описывается степенной

функцией сг = С£п [66]. Показатель деформационного упрочнения равен максимальной однородной логарифмической деформации:

при которой начинается образование шейки, характеризуемое окончанием равномерного относительного удлинения 5р. Коэффициент С выражается

через предел прочности ав\

Xf7v

и

(1.1)

п = ек= ]п(1 + др),

(1.2)

(1.3)

С

Для малоуглеродистой стали —- = 1,7... 1,9

о „

Автором работы [67] предложен критерий оценки штампуемости с учетом нормальной анизотропии, выражаемой коэффициентом Я:

П = 1,2247.,

1+ R

2 + R (и + 1)

/

ехр

V n J

п+1

(1.4)

Классификация факторов, влияющих на штампуемость и допустимое формоизменение приведены в работе [68]. Здесь же подробно рассмотрена операция раздачи трубы и представлены зависимости для определения критического диаметра трубной заготовки при раздаче ступенчатым пуансоном. Определена связь между предельным коэффициентом раздачи Кр и показателем штампуемости П:

KD = ехр

П(п +1) 1,2247пае"

\2

1

cosa 2s

(R +1) d

О е-п

п,

(1.5)

где а - угол конусности пуансона; - исходная толщина стенки трубной заготовки; с1 - диаметр трубы.

Работа [69] посвящена анализу и количественной оценке предельных деформаций заготовки в операциях листовой штамповки по условиям деформируемости и устойчивости пластического деформирования. Приведены энергетический и феноменологический критерии деформирования. Первый является критерием положительности добавочных нагрузок

0, (1.6)

/

где с1Р\ - обобщенные силы, вызвавшие обобщенные перемещения <яУ;. Второй критерий используют для оценки ресурса пластичности материала для процессов, реализуемых в условиях сложного или простого монотонного деформирования:

л

0,2 / е,

¥ = /(1 + 0,2/) г ' < 1, (1 -7)

где / = ; е,- - интенсивность деформаций в рассматриваемый

с1е1

момент;

* 1 и /-

е. - накопленная интенсивность деформации в опасной области;

ер(г}(е^) - значение диаграммы пластичности, которое отвечает значению е1

пути деформирования;

а- среднее нормальное напряжение.

В серии работ [70-72] авторами замечено, что при определенных условиях раздача и обжим из-за смены знака напряжений переходят в выворот трубной заготовки с получением деталей с двойной стенкой. Определены критические углы конуса инструмента, при которых происходит отрыв стенки заготовки с изменением направления перемещения краевой части трубы. Это явление потери устойчивости деформируемой части трубы используют для штамповки деталей другой формы, например, для изготовления колб термосов, имеющих двойную стенку.

Предельные деформации при раздаче с учетом анизоторопии механических свойств материала определены авторами работы [73]. Приведен подробный теоретический анализ НДС, на основе которого получены численные оценки статического критерия устойчивости и критической окружной деформации.

Экспериментальной проверке возможности формоизменения при раздаче посвящена работа [74]. Предельное значение коэффициента раздачи однозначно определяется максимальной величиной удлинения кромки заготовки 5, достигнутой к моменту разрушения:

Кр= гЧ- (1-8)

Заключение диссертации по теме «Технологии и машины обработки давлением», Яновская, Елена Александровна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая существенное значение для машиностроения, заключающаяся в повышении эффективности штамповки полых изделий с коническими поверхностями и фланцами за счет совершенствования операции раздачи.

2. Установлены взаимосвязи величин и характера изменения радиальных и окружных напряжений с условиями трения на контактных поверхностях, с углами наклона фланца и оси конического участка по отношению к оси заготовки, с другими геометрическими характеристиками, в том числе с изменением толщины стенки трубной заготовки, что дает возможность уточнить результаты расчетов напряжений по сравнению с имеющимися методиками.

3. На основе установленных взаимосвязей разработана математическая модель операции раздачи, которая позволяет анализировать не только напряженное и деформированное состояние трубной заготовки, но и рассчитать величины перемещений срединной поверхности при изменении кривизны изделия в процессе пластического формоизменения. Другой особенностью разработанной математической модели раздачи коническим пуансоном является учет возможности поворота осей заготовки и конического участка на заданный угол у, что расширяет область применения модели и делает ее достаточно универсальной.

4. Разработанная на основе безмоментной теории устойчивости оболочек математическая модель, позволяет прогнозировать возможность возникновения дефектов в виде круговых волн, связанных с потерей устойчивости недеформированного участка трубы в зависимости от ее относительной толщины — и высотных размеров. Получена аналитическая Я зависимость, характеризующая величину прогиба в момент потери устойчивости цилиндрической трубной заготовки.

- 1585. Экспериментами подтверждена достоверность теоретических положений диссертационной работы, в частности показано, что во избежание возникновения трещин на краевой части раздаваемой трубы в технологический процесс необходимо ввести операцию разупрочняющего отжига при холодной штамповке или применить температурную интенсификацию. С помощью численного эксперимента на разработанных компьютерных моделях установлены критические силы и напряжения, ответственные за потерю устойчивости заготовок разной высоты, прослежено за изменением формы круговой складки на разных этапах деформирования. Установлено, что момент потери устойчивости с образованием круговой волны наступает скачком при напряжениях, значительно больших напряжения текучести.

6. Металлографические исследования позволили установить, что сплошность тонкостенных заготовок не нарушается даже при значительных степенях деформации, что подтверждает необходимое качество изделий.

7. Полученные результаты и рекомендации приняты к внедрению на ОАО «Научно-производственная фирма по внедрению научных и инженерно-технических инноваций» (ВНИТИ) г. Санкт-Петербург. Техническая новизна штамповой оснастки для неравномерной раздачи защищена патентом на полезную модель. Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлениям 150400 «Технологические машины и оборудование» и 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», а также инженеров, обучающихся по специальности 150201.65 «Машины и технологии обработки металлов давлением».

- 159

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Яновская, Елена Александровна, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 17378-2001. Переходы концентрические и эксцентрические стальные, приварные, бесшовные. - М.: Росстандарт, 2001.

2. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки./Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др.//Под общ. ред. А.Г. Овчинникова. - М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.

3. Попов Е.А. Использование трубной заготовки вместо листовой // Новые процессы обработки металлов давлением. - М., 1962. - С. 144 - 150.

4. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки: Учебн. для вузов. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.

5. Артес А.Э., Лыжников E.H., Филичкин Д.В. Технология производства поковок шаровых пробок.// Кузнечно-штамповочное производство. - №5. - 2005. - С. 20 - 21.

6. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением: Учеб. пособие для вузов. - М.: Металлургия, 1983. -352 с.

7. Дель Г.Д. Технологическая механика. - М.: Машиностроение, 1978.- 174 с.

8. Ильюшин A.A. Механика сплошной среды. - М.: МГУ, 1978. -

287 с.

9. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. - М.: Наука, 1969. -

420 с.

10. Кучеряев Б.В. Механика сплошных сред. Теоретические основы обработки давлением композитных материалов с задачами и решениями, примерами и упражнениями.- М.: МИСиС, 2006. - 604 с.

11. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. -М.: Машиностроение. - 1975. - 400 с.

12. Непершин Р.И. Раздача тонкостенной трубы криволинейным пуансоном.// Вестник МГТУ «Станкин». - 2009. - №4. - С.54-60.

- 16013. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. - Киев: Вища школа, 1983. - 175 с.

14. Пилипенко О.В. Влияние анизотропии механических свойств трубных заготовок на технологические параметры раздачи.// Известия ТулГУ. Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып.1. - С. 149-158.

15. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. - М.:

Машиностроение, 1977. - 278 с.

16. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическим деформациям. - Л.: Машгиз, 1949. - 248 с.

17. Соколовский В.В. Теория пластичности. - М.: Высшая школа, 1969. - 608 с.

18. Шофман Л.А. Теория и расчёты процессов холодной штамповки. - М.: Машиностроение, 1964. - 375 с.

19. Гоффман О., Закс Г. Введение в теорию пластичности для инженеров. - М.:ГНТИ, 1957. - 279 с.

20. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. -

ОНТИ, 1934.

21. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением. - М.: ГНТИ

Металлургия, 1947. - 532 с.

22. Непершин Р.И. Методы решения задач осесимметричной деформации идеально жестко-пластического тела./ Пластическое формоизменение металлов. - М.: Наука, 1967. - С.95-104.

23. Чудин В.Н. Процессы формообразования при ползучести и сверхпластичности.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1997. - №7. -С.20-23.

24. Голенков В.А., Яковлев С.П., Головин С.А., Яковлев С.С., Кухарь В .Д. Теория обработки металлов давлением. - М.: Машиностроение, 2009. -442 с.

25. Звороно Б.П. Использование закона течения при анализе

процессов листовой штамповки.// Кузнечно-штамповочное производство. -1966.-№11.-С.22-26.

26. Казакевич И.И. Расчет процессов осесимметричного деформирования осесимметричных оболочек. Машины и технология обработки металлов давлением. Вып. 98. - М.: Машгиз, 1960. - С. 174-202.

27. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. - М.: Машиностроение, 1977. - 423 с.

28. Горбунов М.Н. Штамповка деталей из трубчатых заготовок. - М.:

Машгиз, i960.- 190 с.

29. Попов О.В. Изготовление цельноштампованных тонкостенных деталей переменного сечения. -М.: Машиностроение, 1974. - 120 с.

30. Аверкиев А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме.// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - №1. - 2000. - С. 6 - 9.

31. Аверкиев А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме.// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - №2. - 2000. - С. 7 - 9.

32. Аверкиев А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме. Часть 2. Обжим конической матрицей.// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - №3. - 2000. - С. 7 - 11.

33. Давыдов О.Ю., Егоров В.Г., Танский В.А. Определение энергосиловых параметров штамповки осесимметричных деталей из особотонкостенных труб.// Заготовительные производства в машиностроении. - 2008. - №2. - С. 37-41.

34. Назарян Э.А., Араб H.H. Деформация при отбортовке круглых отверстий в тонких пластинах.// Заготовительные производства в машиностроении. - 2009. - №3. - С. 22-26.

35. Колесников С.М., Головащенко С.Ф. Методика расчета деформирующего давления при динамическом формообразовании тонкостенных трубчатых заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство.

- 162- 1991. -№8.-C.14-16.

36. Селедкин Е.М. Напряженно-деформированное состояние в толстостенных трубах при импульсном нагружении.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1997. - №10. - С. 11-14.

37. Кухарь В.Д., Пасько А.Н., Проскуряков Н.Е., Яковлева О.Б. Раздача и обжим трубчатых заготовок давлением импульсного магнитного поля.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1997. - №10. - С. 14-17.

38. Непершин Р.И. Раздача толстостенной трубной заготовки криволинейным идеально гладким пуансоном.// Вестник МГТУ «Станкин». -2011. -№2(14).-С.29-34.

39. Чумадин A.C., Ершов В.И. Исследование процесса раздачи конических заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1987. - №4. - С.15-16.

40. Денисов В.Т. Напряженно-деформированное состояние толстостенной трубы под действием внутреннего давления и осевого усилия.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1974. - №3. - С. 19-22.

41. Бровман М.Я. К расчету напряжений при плоской деформации в процессах обработки металлов давлением. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - №9. - 2008. - С. 13 - 18.

42. Абрамов JIM. Анализ напряженно-деформированного состояния материала при больших пластических деформациях в условиях простого нагружения.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1989. - №3. - С. 18-19.

43. Пластичность и разрушение./ В.Л.Колмогоров, А.А.Богатов, Б.А.Мигачев и др.//Под ред. В.Л.Колмогорова. - М.: Металлургия, 1977. -336 с.

44. Кренделев Л.А., Колесников Н.Л. Анализ напряженно-деформированного состояния при формообразовании осесимметричных тонкостенных оболочек.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1967. -№12. - С.17-22.

45. Кренделев Л.А., Колесников Н.Л. Напряженно-деформированное

состояние при формообразовании тонкостенных конусообразных оболочек.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1974. - №6. - С.12-15.

46. Бачевский Н.И., Каржавин В.В., Филимонов И.Е. Холодное деформирование тонкостенных оболочек с коническо-цилиндрическими поверхностями.// Вестник машиностроения. - 1982. - №7. - С.59-61.

47. Колмыков В.А., Ковригин JI.A., Ефремов И.С. и др. Комплексы технологий и научное обеспечение производственных процессов пластического формообразования особо ответственных деталей машиностроения из высокопрочных анизотропных материалов.// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2008. - №7. -СЛ 8-21.

48. Каюшин В.А., Ренне И.П. Экспериментальное исследование способов отбортовки фланцев на концах труб последовательной раздачей коническим и плоским пуансонами // Кузнечно-штамповочное производство. - 1983.-№12.-С. 11-14.

49. Алюшин Ю.А., Аверкиев А.Ю., Шипилов А.Н. Штамп для изготовления полых цилиндрических деталей с внутренними фланцами.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1985. - №10. - С.22.

50. Комаров А.Д., Киселев В.А., Беляев A.C., Моисеев В.К. Штамп для формовки деталей из трубчатых заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1985.-№10.-С. 16.

51. Марьин Б.Н. Сборно-разборные пуансоны для изготовления элементов трубопроводов.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. -№1. - С.28-30.

52. Каюшин В.А., Ренне И.П. Инструмент для отбортовки концов труб.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1981. - №3. - С. 14-16.

53. Каюшин В .А., Ренне И.П. Исследование отбортовки концов труб непрерывной раздачей жёстким пуансоном без применения матрицы.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1982. - №2. - С. 28 - 30.

- 16454. Марьин Б.Н. Новые схемы раздачи трубных заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - №2. - С.21-22.

55. Глазков В.И. Раздача трубных заготовок резиной с осевым подпором.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1969. - №10. - С. 18-19.

56. Макаров В.А. Применение процессов обжима и раздачи при штамповке концов труб и патрубков.// Кузнечно-штамповочное

производство. - 1999. - №1. - С.25-28.

57. Марьин Б.Н. Расчет процесса раздачи трубной заготовки пакетным способом.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - №1. -С.17-18.

58. Кондратенко В.Г., Афанасенко С.В., Евсюков С.А. Штамповка полых конических деталей в единичном и мелкосерийном производстве.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1987. - №4. - С.18-19.

59. Ершов В.И., Глазков В.И., Каширин М.Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. - М.: Машиностроение, 1990.-312 с.

60. Артес А.Э., Третьюхин В.В. Исследование технологических возможностей использования центробежно-литых труб для штамповки деталей арматуростроения.// Заготовительные производства в машиностроении. - 2008. - №10. - С.22-24.

61. Артес А.Э., Сосенушкин E.H., Третьюхин В.В. Технологические возможности горячей объемной штамповки деталей арматуры из центробежнолитых чугунных труб.// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2008. - №10. - С.30-32.

62. Демин В.А., Бужилов А.И. Исследование процесса раздачи трубных заготовок коническим инструментом с цилиндрическим уступом для получения деталей сложной формы.// Заготовительные производства в машиностроении. - 2010. - №5. - С.33-35.

-16563. Аверкиев А.Ю. Тенденции развития методов оценки штампуемости листового проката // Кузнечно-штамповочное производство. -№5.-1991.-С. 13-16.

64. Головлев В.Д. Вопросы штампуемости листового металла.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1981. - №8. - С.32-34.

65. Щеглов Б.А. Влияние механических свойств на штампуемость тонколистовых металлов.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1971. -№2. - С.10-12.

66. Аверкиев А.Ю. Оценка штампуемости листового проката.// Кузнечно-штамповочное производство. -№10.-1987.-С.6-8.

67. Аверкиев Ю.А. Оценка штампуемости листового и трубного проката. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1990. - №2. - С. 19-24.

68. Аверкиев А.Ю. Методика оценки штампуемости листового материала. - М.: Машиностроение, 1985. - 176 с.

69. Грушко A.B., Огородников В.А. Предельное формоизменение в операциях листовой штамповки./ Удосконаления процес1в i обладнания обробки тиском в металургп i машинобудуванш. - Краматорск: ДГМА, 2004. - С.186-190.

70. Горбунов М.Н. Мозгов В. А. Определение границ между областями обжима (раздачи) и выворота. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1973. - №2. - С. 16 - 18.

71. Попов О.В., Мозгов В. А. Выворот труб. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1969. - №10. - С. 24 - 25.

72. Ершов В.И., Глазков В.И., Каширин М.Ф., Ковалев А.Д. Штамповка торов и патрубков из труб. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1979. - №11. - С. 18 - 19.

73. Шульга С.А., Аверкиев А.Ю. Предельные возможности при раздаче анизотропных труб и отбортовке отверстий в листовых заготовках.// Известия вузов. Машиностроение. - 1989. - №11. - С. 126-129.

-16674. Глазков В.И. Возможности формоизменения при раздаче и отбортовке. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1972. - №7. - С. 28 -29.

75. Глазков В.И., Ковалев А.Д. Возможности формоизменения при раздаче и отбортовке с нагревом. // Кузнечно-штамповочное производство. -1973.- №9. -С. 15-17.

76. Аверкиев Ю.А. Об определении наибольшей степени деформации при обжиме пустотелых цилиндрических заготовок в конической матрице. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1966. -№11. -С. 19-22.

77. Марченков И. А., Шубин И.Н. Влияние трения на деформированное состояние в очаге деформации при раздаче трубных заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - №2. - С. 10-11.

78. Степанский Л.Г. Энергетический критерий разрушения металла при обработке давлением.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1988. -№9. - С. 1-5.

79. Ершов В.И. Раздача трубчатых заготовок при переменном сопротивлении деформированию.// Кузнечно-штамповочное производство. -1965.-№2.-С. 14-19.

80. Попов О.В. Основы методики теоретического анализа при штамповке деталей из труб и применением термической и силовой интенсификации.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1971. - №6. - С. 14-18.

81. Пашкевич А.Г., Глазков В.И., Ершов В.И. и др. Интенсификация процесса обжима полых цилиндрических заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1976. - №3. - С. 36 - 39.

82. Калиновский И.П., Чудин В.Н., Мозгов В.А. К расчёту технологических параметров обжима трубы с нагревом.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1980. - №1. - С. 20 - 21.

83. Попов О.В., Ершов В.И. Получение местных утолщений на тонкостенных трубах.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1964. -№10.-С. 9-13.

84. Калиновский И.П., Попов О.В., Чудин В.Н., Мозгов В.А. Обжим, раздача и осадка труб.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1982. - №1. -С. 21-22.

85. Яковлев С.С., Пилипенко О.В. Изотермическая вытяжка анизотропных материалов. -М.: Машиностроение-1, 2007. - 212 с.

86. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С., Соболев Я.А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. - М.: Машиностроение-1, 2003. - 427 с.

87. Пашкевич А.Г., Горленко A.M., Орехов A.B. Формоизменение при раздаче-формовке трубных заготовок в режиме сверхпластичности.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1989. - №1. - С. 16 - 18.

88. Пашкевич А.Г., Орехов A.B., Коротаева Н.Ю., Титов В.М. Раздача труб в режиме сверхпластичности.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1979. - №10. - С. 20 - 21.

89. Пушкарев В.Ф., Иванов A.B. Раздача и обжим труб с вибрацией ультразвуковой частоты.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1971. -№7.-С. 28-30.

90. Чумадин A.C. Один из способов интенсификации процесса раздачи труб.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1990. - №8. - С. 29 -30.

91. Пикуль В.В. К теории устойчивости оболочек.// Вестник ДВО РАН. - 2006. - №4. - С.81-86.

92. Друккер Д. Определение устойчивого неупругого материала.// Механика. Периодический сборник переводов иностранных статей. - М.: Иностранная литература, 1960 . - №2. - С.55-70.

93. Малинин Н.И., Романов К.И. Локальная устойчивость цилиндрической оболочки в условиях ползучести.// Известия вузов. Машиностроение. - 1980. - №5. - С.27-29.

94. Давыдов О.Ю., Егоров В.Г., Чудаков П.Д. Анализ деформирования тонкостенных труб в закрытой матрице.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1997. - №5. - С.4-6.

95. Ренне И.П., Каюшин В.А. Раздача трубы коническим пуансоном, ограничиваемая потерей устойчивости цилиндрической формы заготовки.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1988. - №3. - С.20-21.

96. Ренне И.П., Каюшин В.А. Экспериментальное исследование устойчивости пластической деформации кромки трубы при раздаче коническим пуансоном.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1988. -№9. - С.16-17.

97. Степанский Л.Г. К расчету усилий и деформаций при обработке металлов давлением.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1959. - №3. -С.13-18.

98. Алтыкис A.B. Образование зажимов при свободной осадке поковок с центральным отверстием.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1960. -№6.-С.10-12.

99. Колесов Ю.Б. Повышение устойчивости заготовок против гофрообразования на основе синтеза энергетического метода и теоретического эксперимента.// Кузнечно-штамповочное производство. -

1991. - №4. - С.7-8.

100. Колесов Ю.Б. Повышение устойчивости заготовок против гофро-и конусообразования на основе синтеза энергетического метода и теоретического эксперимента.// Кузнечно-штамповочное производство. -

1992.-№8.-С.9-10.

101. Горбунов М.Н., Пашкевич А.Г., Каширин М.Ф., Орехов A.B. Предотвращение гофрообразования при обжиме тонкостенных

цилиндрических оболочек.//Кузнечно-штамповочное производство. - 1977. -№1. - С.18-19.

102. Пашкевич А.Г., Каширин М.Ф. Устойчивость цилиндрических оболочек в процессах штамповки осевым усилием.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1974. - №3. - С.18-19.

103. Демченко Н.И. Экспериментальное определение максимальной критической длины трубчатой заготовки.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1970. - №2. - С. 15-17.

104. Рузанов Ф.И. Устойчивость процесса деформации ортотропного металла в условиях плоского напряженного состояния./ Пластическое формоизменение металла./ Под ред. А.Д.Томленова. - М.: Наука, 1967. -С.81-94.

105. Хилл Р. Математическая теория пластичности. - М.: ГИТТЛ, 1956.-408 с.

106. Теория ковки и штамповки./ Е.П.Унксов, У.Джонсон, В.Л.Колмогоров и др./ Под общей ред. Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова. - М.: Машиностроение, 1992. - 720 с.

107. Пилипенко О.В. Условие потери устойчивости в виде гофров при обжиме трубной заготовки из анизотропного материала.// Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, 2006. - Вып.З. - С.44-54.

108. Сосенушкин E.H., Третьякова Е.И., Махдиян А. Статический критерий устойчивости трубных анизотропных заготовок.// Известия ТулГУ. Технические науки. - 2008. - Вып.2. - С.169-176.

109. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. - М.: Наука. - 1967.-984 с.

ПО. Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формоизменяющих операциях листовой штамповки. - Рига: Зинатне, 1978. - 127 с.

111. Шалаев В.Д. Изменение толщины трубчатых заготовок при обжиме и раздаче.//Труды МВТУ им. Н.Э.Баумана «Машины и технологии

обработки металлов давлением». - Вып. 111. - М.: Машиностроение, 1964. -С.170- 179.

112. Попов Е.А., Оцхели В.И. Анализ напряженно-деформированного состояния при обжиме трубчатых заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1973. - №5. - С. 18 - 22.

113. Маслов В.Д., Чистяков В.П., Попов И.П. Повышение равномерности толщины стенки штампованных конических оболочек.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1986. - №6. - С. 19.

114. Попов И.П., Маслов В.Д. Направленное изменение толщины заготовки в формоизменяющих операциях листовой штамповки.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - №6. - С. 19 - 21.

115. Непершин Р.И. Идеальные процессы обжима и раздачи толстостенных трубных заготовок.// Кузнечно-штамповочное производство.

-2010. - №6. - С.23 - 29.

116. Нечепуренко Ю.Г., Трегубов В.И., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Теория формообразующих операций листовой штамповки. - Тула: Изд. ТулГУ, 2007. - 245с.

117. Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. Избранные работы. - М.: Наука, 1971. - 808 с.

118. Алфутов H.A. Основы расчета на устойчивость упругих систем.-М.: Наука, 1978.-312 с.

119. Ляв А. Математическая теория упругости. - М.-Л.: ГРОЛН, 1935. - 674 с.

120. Тимошенко С.П., Лессельс Дж. Прикладная теория упругости. -М.-Ленинград: НТИ, 1931.-392 с.

121. Ильюшин А.А, Победря Б.Е. Основы математической теории термовязкоупругости. - М.: Наука, 1970. - 280с.

122. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов. - Тула: Изд. ТулГУ, 2007. - 150 с.

123. Клюшников В.Д. Лекции по устойчивости деформируемых систем. - М.: Изд. Московского универ., 1986. - 224 с.

124. Iguchi S. Die Eigenshwingungen und Klangfiguren der vieseitig freien rechteckigen Platte// Ingenier - Archiv. Fiinftes und sechstes (schluss) Heft. -XXL Band. 1953. - p. 303-322.

125. Alexander, J.M. An approximate analysis of the collapse of thin cylindrical shells under axial loading. //Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics. - Vol. 13. - 1960. - P. 10-15.

126. Singace, A.A., Elsobky, H., Reddy, T.Y. On the eccentricity factor in the progressive crushing of tubes.// International Journal of Solids and Structures Vol.32, - 1995. - P.3589-3602.

127. Wierzbicki, Т., Bhat, S.U., Abramowicz, W., Brodkin, D. Alexander revisited - A two folding elements model of progressive crushing of tubes.// International Journal of Solids and Structures. - Vol.29. - 1992. - P.3269-3288.

128. Непершин Р.И. Пластическая потеря устойчивости при осевом сжатии трубы. - Вестник СГАУ, 2011. - №3(27). -4.1. - С.329-336.

129. Bardi F.C., Yun H.D., Kyriakides S. On the axisymmetric progressive crushing of circular tubes under axial compression.// International Journal of Solids and Structures. - Vol.40. - 2003. - P. 3137-3155.

130. Артес А.Э., Рогозников П.А., Лыжников Е.И., Филичкин Д.В., Голыпев Н.А. Совершенствование технологии штамповки деталей промышленной арматуры.// Арматуростроение. - 2005. - №3. - С.26-28.

131. Шевчук С.А., Шевчук О.А., Артес А.Э., Третьюхин В.В. Штамповка деталей арматуры в мелкосерийном производстве.// Арматуростроение. - 2006. - №4(43). - С.72-74.

132. Артес А.Э., Сосенушкин Е.Н., Третьюхин В.В., Махдиян А. Групповые технологические процессы штамповки трубных переходов в мелкосерийном и серийном производстве.// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2007. - №7. - С. 18-24.

- 172133. Сосенушкин E.H. Ресурсосберегающие технологии изготовления деталей трубопроводной арматуры. // Технология машиностроения. - 2010. -№3. - С.14-16.

134. Сосенушкин E.H., Артес А.Э., Яновская Е.А., Хачатрян Д.В. Трубные заготовки: технологический аспект раздачи и обжима.// Вестник МГТУ «Станкин». - 2010. - №4(12). - С.36-41.

135. Марочник сталей и сплавов./ Под ред. A.C. Зубченко. - М.: Машиностроение, 2003. - 784 с.

136. Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизортопных материалов. - М.: Машиностроение, 1990. - 304 с.

137. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. - Кишинёв: Квант. - 1997. - 331с.

138. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов. -М.: Машиностроение, 1998. - 446 с.

139. Попов Е.А., Шевченко A.A. Предельная степень деформации при раздаче труб.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1970. - №3. - С. 12 -19.

140. Калиновский И.П., Чудин В.Н., Мозгов В.А. Штамповка переходников с наклонными фланцами из сплава АМгб.// Кузнечно-штамповочное производство. - 1983. - №12. - С. 17-19.

141. ГОСТ 8734-85. Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент. - М.: Издательство стандартов, 1985. -12 с.

142. ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. - М.: Изд. Госстандарта СССР.

143. Марочник сталей и сплавов/В.Г. Сорокин, A.B. Волосникова, С.А. Вяткин и др./ Под общ. ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение,

1989.-640 с.

144. DEFORM ™ 3D Version 6.1 User Manual.

145. Власов A.B. Расчет поврежденности металла при холодной радиальной ковке по результатам конечноэлементного моделирования в программе DEFORM 3D.// В сб. научных трудов IX Конгресса «Кузнец -2009». - Рязань: Изд. Тяжпрессмаш, 2009. - С.204-217.