|
15 сложных многослойных конструкций с различной конфигурацией силового набора [8, 32-34, 62, 103]. i Повышение пластичности материала при повышенной температуре обработки обеспечивает лучшее воспроизводство изделий сложной формы за одну формообразующую операцию и дает возможность уменьшить или полностью исключить дорогостоящие операции механической обработки, уменьшить расход металла [32-34]. Разработка и внедрение технологических процессов обработки давлением с нагревом высокопрочных материалов на основе титана, алюминия, магния, а также ряда сталей и сплавов на основе железа встречает практические затруднения и часто сдерживается, уступая место менее рациональным процессам механической обработки. Поэтому необходимо проводить глубокие теоретические и экспериментальные исследования процессов изотермического деформирования пирамидальных и ячеистых элементов жесткости многослойных конструкций, учитывающие анизотропию механических свойств, упрочнение, вязкие свойства материала заготовки, термомеханические режимы формоизменения и другие особенности процессов. 1.2. Уравнения механического состояния при медленном изотермическом деформировании. Критерии разрушения и локальной устойчивости материала Теория горячей обработки металлов основана на законах и уравнениях механики сплошной среды, вид и метод решения которых зависят от выбранного способа описания течения среды, а также от уравнения состояния, пригодного для отражения реономных свойств материала при повышенной температуре. |
22 резанием, пайки, прокатки, сварки плавлением, клепки, раздувание канала внутренним давлением и т.д. [27, 71-76, 180, 181, 198, 199, 204]. Это достаточно трудоемкие технологические процессы обработки, требующие высокой исходной точности заготовок и полуфабрикатов, длительного цикла об' работки, приводящие к высокому расходу металла, а также к применению большого числа сборочных единиц и крепежных деталей, что повышает себестоимость изготовления изделия в условиях мелкого и среднесерийного производства. Несомненные преимущества по сравнению с традиционными метода. ми изготовления имеют ресурсосберегающие и безотходные технологические процессы горячего деформирования листовых заготовок избыточным давлением газа (газостатическая формовка) с предварительной или одновременной диффузионной сваркой в целях получения сложных многослойных конструкций с различной конфигурацией силового набора [1-14, 27, 71-76, 121, 180, 198, 199,204]. Основными преимуществами газостатической формовки, по сравнению с традиционными методами формоизменения, являются: высокая деформируемость сплавов и сравнительно небольшие усилия формоизменения, что позволяет использовать менее мощное оборудование, снизить трудоемкость и энергоемкость производства различных тонкостенных изделий, увеличить фондоотдачу основного оборудования, снизить капитальные затраты на производственное оборудование, а также получать крупногабаритные детали, штамповка которых в обычных условиях невозможна. Повышение пластичности материала при повышенной температуре обработки обеспечивает лучшее воспроизводство изделий сложной формы за одну формообразующую операцию и дает возможность уменьшить или полностью исключить дорогостоящие операции механической обработки, уменьшить расход металла [71-76]. 24 Технологические методы производства куполообразных деталей в настоящее время связаны с горячей многооперационной вытяжкой и с последующими процессами механической обработки резанием. Технологические принципы формоизменения листовых заготовок избыточным давлением газа могут быть также применены и в производстве куполообразных деталей [74, 139]. Разработка и внедрение технологических процессов обработки давлением с нагревом высокопрочных материалов на основе титана, алюминия, магния, а также ряда сталей и сплавов на основе железа встречает практические затруднения и часто сдерживается, уступая место менее рациональным процессам механической обработки. Поэтому необходимо проводить глубокие теоретические и экспериментальные исследования процессов изотермической штамповки с расширением наших представлений по механике деформирования материала и возможностей учета реальных свойств анизотропии материала, неоднородности, упрочнения и вязкости для расчетов оптимальных технологических параметров процессов деформирования. Традиционные операции на этой основе приобретут новое содержание и их возможности расширятся. Кроме того, расчетные методы проектирования обеспечат совмещение стадий конструкторской разработки изделий и технологической подготовки их производства. В машиностроении, таким образом, есть проблема повышения качества изделий летательных аппаратов, и она решается созданием новых конструкторско-технологических решений и разработкой на их основе эффективных наукоемких технологий. 25 1.2. Уравнения механического состояния при медленном изотермическом деформировании. Критерии разрушения и локальной устойчивости материала Теория горячей обработки металлов основана на законах и уравнениях механики сплошной среды, вид и метод решения которых зависят от выбранного способа описания течения среды, а также от уравнения состояния, пригодного для отражения реономных свойств материала при повышенной температуре. Накоплено большое количество результатов экспериментальных и теоретических исследований, в которых аппарат теории ползучести использован для изучения процессов горячего формоизменения. Развиваются различные аналитические и численные методы расчетов, для определения параметров уравнений состояния проводятся специальные эксперименты. Горячий металл при обработке давлением проявляет вязкие свойства, которые оказывают существенное влияние на технологические параметры процессов штамповки, особенно при температурных режимах обработки в интервале (0,4...0,8) от температуры плавления. К таким процессам относятся листовая штамповка с нагревом, изотермическая объемная штамповка [19, 77, 82, 88, 117, 177], деформирование в условиях сверхпластичности [21, 38, 121, 202, 233, 234], штамповка с местным нагревом очага деформации [42, 52], горячее формообразование листовых материалов газовой средой [102, 144, 197-199], сварка давлением [230, 236], деформирование композитов и другие процессы, реализуемые на гидропрессовом оборудовании. Необходимость использования таких процессов вызвана возможностью достижения высоких степеней деформаций и значительным снижением удельных усилий обработки, в том числе и для материалов, плохо поддающихся формоизменению при обычных условиях. Диапазон скоростей деформирования связан в общем случае с требуемыми степенями деформации, |