ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ПРОЦЕССОВ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА

Представленная система дифференциальных уравнений для анализа осесимметричного пластиче-ского течения процессов вытяжки с утонением из дилатирующего материала и использование точных методов решения позволяют проводить оценку силовых режимов с полным анализом напряженно-деформированного состояния. На основе полученных полей распределения деформаций и напряжений с использованием пакета программ и положений механики рассеянной повреждаемости можно провести компьютерное моделирование процесса вытяжки с утонением и довольно точно рассчитать деформационную повреждаемость , существенно влияющую на эксплуатационные свойства готовых изделий и формирование эксплуатационных свойств в готовой детали. Полученные результаты по изучению динамики повреждаемости позволяют сделать следующие выводы. При увеличении степени деформации от 0,27 до 0,57 накопленная повреждаемость увеличивается на величину 0,29, а также при увеличении угла конусности матрицы от 6⁰ до 15⁰ повреждаемость увеличивается на величину 0,05. При увеличении коэффициента трения заготовки-матрицы от 0,03 до 0,15 повреждаемость увеличивается на 0,08, а при увеличении коэффициента трения заготовки-пуансона от 0,03 до 0,15 повреждаемость уменьшается на величину 0,03.Выявлено, что повреждаемость материала неравномерно распределяется по толщине стенок детали. Наибольшая величина повреждаемости в слоях на контакте с инструментом. Увеличение повреждаемости в зоне контакта материала с пуансоном и матрицей связано с большими накопленными деформациями в этих зонах. Повреждаемость при степенях деформации на операциях вытяжке с утонением =0,415, не превышающих допустимую, составляет примерно = 0,2..0,27. Наибольшая величина повреждаемости материала при изготовлении изделий из углеродистых сталей меньше величины допустимой повреждаемости [w] = 0,65…0,7, при достижении которой возможно образование полостных дефектов. В целом умеренная повреждаемость материала готовых изделий объясняется рациональным выбором режимов обработки. Прогнозирование накопления поврежденности необходимо также для обеспечения требуемых механических свойств материала готового изделия.

дилатирующий материал, вытяжка, осесимметричный пластический процесс, система дифференциальных уравнений, dilatant material, stretching, axisymmetric plastic process, the system of differential equations

1. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И., Волков В.И. Технологические методы повышения надежности деталей машин: справочник. - М.: Машиностроение, 1995. - 302 с.

2. Качанов Л. М. Основы механики разрушения. - М.: Наука, 1974. - 312 с.

3. Комплексные задачи теории пластичности / Н. Д. Тутышкин, Ю. В. Полтавец, А. Е. Гвоздев [и др.]; под ред. Н. Д. Тутышкина, А. Е. Гвоздева. - Тула: Шар, 1999. - 378 с.

4. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. - Екатеринбург: Уральский государственный технический университет (УПИ), 2001. - 836 с.

5. Богатов А. А. Механические свойства и модели разрушения металлов: учебное пособие для вузов. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2002. - 329 с.

6. Постановка задачи расчета деформационной повреждаемости металлов и сплавов / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, В.И. Золотухин, Д.А. Провоторов // Производство проката. - 2015. - №10. - С. 18-26.

7. Влияние деформационной повреждаемости на формирование механических свойств малоуглеродистых сталей / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов // Производство проката. - 2015. - № 12. - С. 9-13.

8. Расчет деформационной повреждаемости в процессах обратного выдавливания металлических изделий / А.Е. Гвоздев, Г.М. Журавлёв, А.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев // Технология металлов. - 2016. - №1. - С.23-32.

9. Механические свойства конструкционных и инструментальных сталей в состоянии предпревращения при термомеханическом воздействии / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, О.В. Кузовлева, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Деформация и разрушение материалов. - 2013. - № 11. - С. 39-42.

10. Особенности протекания процессов разупрочнения при горячей деформации алюминия, меди и их сплавов / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, Д.Н. Боголюбова, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Материаловедение. - 2014. - № 6. - С. 48-55.

11. Условия проявления нестабильности цементита при термоциклировании углеродистых сталей / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, А.В. Маляров, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, М.Е. Пруцков // Материаловедение. - 2014. - № 10. - С. 48-55.

12. Роль процесса зародышеобразования в развитии некоторых фазовых переходов первого рода / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, И.В. Тихонова, А.Г. Колмаков // Материаловедение. - 2015. - № 1. - С. 15-21.

13. Макаров Э.С., Гвоздев А.Е., Журавлев Г.М. Теория пластичности дилатирующих сред: монография / под ред. проф. А.Е. Гвоздева. - 2-е изд., перераб. и доп. - Тула: Изд-во ТулГу, 2015. - 337 с.

14. Противоизносные свойства консистентного смазочного композиционного материала, содержащего смесь гидросиликатов магния / В. В. Медведева, А. Д. Бреки, Н. А. Крылов, С. Е. Александров, А. Е. Гвоздев, Н. Е. Стариков, Н. Н. Сергеев, А. Н. Сергеев, Д. В. Малий // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2016. - №. 2 (19). - С. 30-40.