|
28 Определение локальных и интегральных характеристик технологических процессов с заданной точностью возможно путем численного интегрирования системы дифференциальных уравнений методом, предложенным А.Г. Овчинниковым [60]. В соответствии с этим методом система дифференциальных уравнений осесимметричной задачи для идеально пластичного тела сводится к дифференциальному уравнению в частных производных четвертого порядка относительно функции тока. Анализ процессов, протекающих в условиях деформации ползучести, часто удобно выполнять с привлечением метода баланса мощностей в рамках метода верхних оценок усилий. Вопрос об использовании того или иного уравнения состояния решается для каждого конкретного процесса формообразования в зависимости от температурно-скоростных условий обработки. При этом необходимо иметь диаграммы ползучести и диаграммы мгновенных кривых растяжения. Чудиным В.Н. в рамках метода верхних оценок усилий для прямого и обратного выдавливания, формообразования оребрений, набора утолщений получены расчетные соотношения для удельных усилий, роста повреждений, предельных деформаций и критического времени (скорости) операций. Рассмотрено также выдавливание в режиме сверхпластичности. В рамках верхнеграничных решений им же с помощью разрывных плоских полей скоростей получены соотношения для расчета удельных усилий и текущего состояния повреждаемости заготовок в критических точках при заданных конечных деформациях в процессах сжатия заготовок при термокалибровке, объемной штамповке и сварке давлением. Расчетные данные сопоставлены с экспериментами. Делается оценка прогнозируемого расчетами качества по данным испытаний на прочность и металлографии. Практические результаты технологии и теоретические данные показывают, что основные факторы горячего деформирования, в том числе усилие, предельные деформаций, разрушение заготовок, обуславливаются темпера |
40 Достаточно точное решение можно получить в задачах плоского напряженного состояния при условии радиального течения (вытяжка, обжим, раздача) [130, 178]. Одним из приближенных методов решения задач обработки металлов давлением является инженерный метод, или метод осредненных напряжений. Основное его развитие принадлежит Е.П. Унксову, Е.А. Попову, М.В. Сторожеву [130, 174, 192]. Этот метод основан на совместном замкнутом решении приближенных уравнений равновесия и приближенного линейного условия текучести. Допущениями метода является также то, что нормальные напряжения принимаются функцией одной координаты, касательные напряжения в плоскости симметрии заготовки отсутствуют и являются также функцией одной координаты, определяющей положение контактной поверхности. Первое и второе допущения упрощают задачу по определению напряжений. Процессы деформирования нелинейно-вязкого материала, в том числе осадка, прокатка, выдавливание, проанализированы инженерным методом в работах [102-105]. Получены простые для технологической практики расчетные соотношения. Определение локальных и интегральных характеристик технологических процессов с заданной точностью возможно путем численного интегрирования системы дифференциальных уравнений методом, предложенным А.Г. Овчинниковым [119]. В соответствии с этим методом система дифференциальных уравнений осесимметричной задачи для идеально пластичного тела сводится к дифференциальному уравнению в частных производных четвертого порядка относительно функции тока. Анализ процессов, протекающих в условиях деформации ползучести, часто удобно выполнять с привлечением метода баланса мощностей в рамках метода верхних оценок усилий. Вопрос об использовании того или иного уравнения состояния (1.11)(1.16) решается для каждого конкретного процесса формообразования в за 41 висимости от температурно-скоростных условий обработки. При этом необходимо иметь диаграммы ползучести и диаграммы мгновенных кривых растяжения. Чудиным В.Н. в рамках метода верхних оценок усилий для прямого и обратного выдавливания, формообразования оребрений, набора утолщений получены расчетные соотношения для удельных усилий, роста повреждений, предельных деформаций и критического времени (скорости) операций. Рассмотрено также выдавливание в режиме сверхпластичности. В рамках верхнеграничных решений им же с помощью разрывных плоских. полей скоростей получены соотношения для расчета удельных усилий и текущего состояния повреждаемости заготовок в критических точках при заданных конечных деформациях в процессах сжатия заготовок при термокалибровке, объемной штамповке и сварке давлением. Расчетные данные сопоставлены с экспериментами. Делается оценка прогнозируемого расчетами качества по данным испытаний на прочность и металлографии. Практические результаты технологии и теоретические данные показы-вают, что основные факторы горячего деформирования, в том числе усилие, предельные деформаций, разрушение заготовок, определяются температурно-скоростными условиями обработки. Наряду с прочими эти условия являются определяющими. В этой связи открываются возможности построения принципиально новых технологических решений, позволяющих наиболее выгодно реализовать в нужных направлениях требования конструкций изделий. Это особенно необходимо при обработке титановых, магниевых, алюминиевых сплавов, жаропрочных сталей, применяемых в технике ответственного назначения. Авторами работ [214, 215] условия локальной устойчивости деформаций при вытяжке монолиста и двухосном растяжений композита анализируются на основе статического критерия. Установлена функциональная зависимость критических напряжений и деформаций от режима времени (дли'■ РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ библиотека 43 Приближенное решение этой задачи в предположении, что в деформированном состоянии мембрана имеет постоянную толщину и срединная поверхность ее является сферой, дано в статьях [38, 39]. В работах [102, 139] показано, что предположение о постоянстве толщины неверно, так как в действительности наблюдается большая неравномерность деформации по толщине. В работах [102, 107, 139, 224] приведены результаты решения смешанным методом трех задач деформирования круглых мембран: свободной формовки, деформирования в штампе конической формы, вытяжки с заданной скоростью смещения центра. Выявлено распределение поврежденности вдоль дуги меридиана и показано, что особенно интенсивное накопление повреждений происходит на заключительной стадии деформирования, когда скорости деформаций резко увеличиваются и несущая способность мембраны исчерпывается. Решение указанных задач получено без использования теории оболочек, поэтому разработанные варианты МКЭ дают возможность не только определить локальные характеристики процесса формоизменения, но и оценить справедливость применения в условиях ползучести допущений, положенных в основу различных методов решения технологических задач. Формовка длинных, прямоугольных, закрепленных вдоль длинных сторон мембран, а также процессы деформирования длинных трехслойных панелей изучены в работе [139] с помощью безмоментной теории оболочек в условиях плоской деформации. В работе [139] решены задачи установившегося деформирования тонкостенных труб в матрицах на основе кинетических уравнений, т.е. рассмотрена связанная задача ползучести и повреждаемости трубы и на этой основе дана оценка прочности заготовки в процессе формоизменения. Практические результаты технологии и теоретические данные показывают, что основные факторы горячего деформирования, в том числе усилие, предельные деформации, разрушение заготовок, определяются температур |