|
95 3.3.Исследование влияния анизотропии механических свойств, закона нагружения, учета накопления повреждаемости на напряженное и деформированное состояние заготовки, предельные возможности формоизменения Рассмотрим пример использования полученного решения для анализа процесса горячего изотермического формоизменения элементов конструкций с длинными прямоугольными каналами из специальных алюминиевых и титановых сплавов в режиме вязкого течения материала при известном законе изменения давления от времени. Механические характеристики этих материалов при формоизменении в условиях вязкого течения материала приведены в разделе 2. На основе выполненных теоретических исследований процессов изотермического формоизменения элементов конструкции с длинными прямоугольными каналами разработаны алгоритм расчета силовых, деформационных параметров и предельных возможностей формоизменения, а также программное обеспечение для персонального компьютера IBM PG. '_______ На рис. 3.2 и 3.3 представлены графические зависимости относительных предельных величин радиуса закругления углового элемента мембраны р* = р* /h$ , толщины мембраны h* = h* /Aq и времени разрушения t* от относительной высоты прямоугольного канала W = Н\/к§ для алюминиевого АМгб сплава, поведение которого описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости, при температуре обработки 450° С при заданном законе нагружения (рPq +ап(Пр МПа ). Из анализа графических зависимостей (рис. 3.2 и 3.3) следует, что с ростом относительной высоты прямоугольного канала W осуществляется плавное уменьшение времени разрушения t*, увеличение радиуса мембраны |
130 3.3. Исследование влияния анизотропии механических свойств, закона нагружения, учета накопления повреждаемости на напряженное и деформированное состояние заготовки, предельные возможности формоизменения Приведенные выше соотношения для анализа процессов изотермического свободного деформирования узкой прямоугольной мембраны и формообразования угловых элементов многослойных конструкций позволили установить влияние анизотропии механических свойств исходного материала, закона нагружения, геометрических размеров заготовки на напряженное и деформированное состояния, геометрические размеры изделия, кинематику течения материала и предельные возможности исследуемых процессов изотермической пневмоформовки в режиме кратковременной ползучести, связанные с накоплением микроповреждений и локальной потерей устойчивости заготовки. Рассмотрены возможные варианты формоизменения при известном законе изменения давления от времени, а также рассмотрены случаи формоизменения при постоянной скорости деформации и постоянном давлении. Разработан алгоритм расчета исследованных процессов и программное обеспечение для персонального компьютера IBM PC. Расчеты выполнены для ряда специальных алюминиевых и титановых сплавов, коэффициенты анизотропии и константы уравнений состояний которых при вязком и вязкопластическом течении приведены в разделе 2.4. В результате расчета определялись половина углов раствора дуги а, величины эквивалентного напряжения и эквивалентной скорости деформации , изменения толщины h по дуге окружности и высоты Н заготовки в зависимости от времени деформирования t, а также предельные возможности пневмоформовки, определяемые феноменологическими критериями разрушения и локальной потерей устойчивости. 198 Расчеты выполнены для алюминиевого сплава АМгб при температуре обработки Т = 450°С, поведение которого описывается энергетической теорией ползучести и повреждаемости, и для титанового сплава ВТ 14 при температуре Т = 950° С, поведение которого описывается кинетической теорией ползучести и повреждаемости. Механические характеристики этих материалов при формоизменении в условиях вязкого течения материала приведены в разделе 2.4. В результате расчетов определялись меридиональные ох и окружные оу напряжения, эквивалентное напряжение ое и эквивалентная скорость деформации толщины в вершине куполообразной заготовки hc и в точках малой ha и большой hjj осей эллипсоида, высота купола Н, величины накопленных микроповреждений ае или coj в базовых точках куполообразной заготовки от времени деформирования t, а также предельные возможности формоизменения. Рассмотрим особенности деформирования материала, подчиняющегося энергетической теории ползучести и повреждаемости. На рис. 4.3 иллюстрируется изменение относительной величины давления р-р!аео во времени деформирования t при постоянных эквивалентных скоростях деформации в центре купола <^е[ (b/a-1,5 ). Большим эквивалентным скоростям деформации отвечает большая величина максимума давления газа, которая смещается в сторону начала координат, а вид кривой р = р(/) носит более резкий характер. В зависимости от условий нагружения изменяется геометрический характер деформирования оболочки в базовых точках "а", ”Ь", "с". Наибольшее утонение имеет место в центре купола (точка "с"), наименьшее в точке "Ь" (рис. 4.4 4.8). 226 4.2.5. Влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств материала на напряженное и деформированное состояния заготовки, предельные степени деформации Рассмотрим пример использования полученных решений для анализа процесса горячего изотермического формоизменения сферических оболочек из специальных алюминиевых и титановых сплавов в режиме вязкого течения материала при известном законе изменения давления от времени, а также при постоянной эквивалентной скорости деформации в вершине полусферы. Механические характеристики этих материалов при формоизменении в условиях вязкого течения материала приведены в разделе 2.4. Отметим, что для алюминиевого сплава АМгб при температуре обработки Т = 450° С и для титанового сплава ВТ6 при температуре Т = 860°С справедлива энергетическая теория ползучести и повреждаемости, а для титанового сплава ВТ14 при температуре Т = 950°С кинетическая теория ползучести и повреждаемости. На основе выполненных теоретических исследований процессов изотермического формоизменения сферических оболочек разработаны алгоритм расчета силовых, деформационных параметров и предельных возможностей формоизменения, а также программное обеспечение для персонального компьютера IBM PC. В результате расчетов определялись меридиональные ат и окружные <5t напряжения, эквивалентное напряжение и эквивалентная скорость деформации 'се, толщины в вершине куполообразной заготовки hc и в месте ее закрепления , высота полусферы Н, величины накопленных микроповреждений юе или в вершине куполообразной заготовки и в месте ее закрепления от времени деформирования t, а также предельные возможности |