WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

СВЕДЕНИЯ

О СОИСКАТЕЛЕ И ПРЕДСТОЯЩЕЙ ЗАЩИТЕ

Ф.И.О.:

ГЕРМЕЗИ МАСУД

Тема диссертации:

Совершенствование методов расчета предельного формоизменения тонкостенных заготовок при изготовлении деталей летательных аппаратов

Специальность:

05.07.02 – Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Отрасль науки:

Технические науки

Шифр совета:

Д 212.110.02

Тел. ученого секретаря диссертационного совета

915-31-29

E-mail:

dc2mati@yandex.ru

Предполагаемая дата защиты диссертации:

05 июня 2008г. в 15-00

Место защиты диссертации:

г. Москва, Берниковская наб., дом 14, каф. ИЛА, ауд. 102-5

Председатель

диссертационного Совета

Д 212.110.02, д.т.н., профессор Соколов В.П.

Ученый секретарь

диссертационного Совета

Д 212.110.02, к.т.н., доцент Силуянова М.В.

На правах рукописи

Экз. №_____

ГЕРМЕЗИ МАСУД

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА

ПРЕДЕЛЬНОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ЗАГОТОВОК

ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.07.02

"Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского на кафедре «Технология производства летательных аппаратов»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Чумадин Анатолий Семенович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Тарасов Владимир Алексеевич

кандидат технических наук, профессор

Шпунькин Николай Фомич

Ведущая организация:

Национальный институт авиационных технологий

(НИАТ)

Защита состоится « » июня 2008 г. в _____часов на заседании диссертационного совета Д 212.110.02 при ГОУ ВПО «МАТИ» - Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского, по адресу: 109240, г. Москва, Берниковская наб., 14, стр. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МАТИ» - Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах (заверенных печатью учреждения) просим присылать по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д. 3, ГОУ ВПО «МАТИ» - Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.110.02.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.110.02,

кандидат технических наук, доцент Силуянова М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Летательный аппарат состоит из десятков тысяч различных металлических деталей (первичных элементов конструкции), большую часть которых получают методами листовой штамповкой. В настоящее время перед авиастроением стоит задача повышения эффективности производства и качества изготавливаемых деталей.

На выбор методов и средств листовой штамповки большое влияние оказывают свойства материала, вид заготовки-полуфабриката, форма получаемой детали и программы выпуска изделий. Несмотря на многочисленные исследования процессов листовой штамповки и вековой опыт промышленного применения, разработать оптимальный вариант технологического процесса применительно к изготовлению конкретной детали представляет и в наше время достаточно сложную задачу. Это приводит к большим объемам экспериментальных и доводочных работ на стадии технологической подготовки производства.

Большая трудоемкость работ на этом этапе производства деталей летательных аппаратов связана в значительной мере с тем, что при листовой штамповке возможности пластического деформирования исходной заготовки (листа, трубы, профиля) всегда ограничены, поэтому и в теоретическом, и в практическом плане важное значение приобретают методы расчета (прогнозирования) предельных деформаций, превышение которых ведет к появлению того или иного дефекта в деформируемой заготовке (трещин, гофров, складок, поверхностей с «апельсиновой» коркой, локального утонения, неравномерного утонения заготовки т.п.).

Наиболее значимым дефектом в процессах пластического деформирования является разрушение заготовки. Это в конечном итоге ограничивает возможности получения из традиционных полуфабрикатов большой номенклатуры деталей или усложняет технологию их изготовления, делая ее многопереходной или многооперационной.

Поэтому задача совершенствования методов расчета (прогнозирования) предельных деформаций тонкостенных полуфабрикатов при изготовлении деталей летательных аппаратов является актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка рациональных методов расчета предельных деформаций в процессах листовой штамповки деталей летательных аппаратов для повышения качества разработки технологического процесса и, в конечном итоге, для повышения качества получаемой детали.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- проведены теоретические исследования процессов листовой штамповки и определены методы решения поставленной задачи;

- разработаны усовершенствованные математические модели предельных деформаций в процессах листовой штамповки, основанные на энергетических и кинематических критериях с учетом реальных механических характеристик материала (с учетом непостоянства показателя деформационного упрочнения материала);

- созданы новые компьютерные модели расчетов параметров получаемых деталей при предельном деформировании листовых заготовок в процессе формовки;

- проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность разработанных теоретических моделей предельного деформирования.

Методы исследования, использовавшиеся в работе:

- теоретический анализ процессов листовой штамповки с использованием основных положений теории пластичности;

- численные методы интегрирования дифференциальных уравнений и базовые принципы программирования и передачи информации;

- экспериментальные методы исследования и обработки результатов на образцах и натурных заготовках из тонколистового материала.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработаны усовершенствованные математические модели предельного деформирования листовых полуфабрикатов по критериям возникновения «рассеянной» и локализованной «шеек» с учетом реальных механических характеристик материала заготовки;

- разработана усовершенствованная математическая модель предельного деформирования листовых полуфабрикатов по критерию возникновения трещины.

- разработаны усовершенствованные математические модели расчетов параметров получаемых деталей при формовке листовых заготовок на момент их предельной высоты.

Достоверность полученных результатов подтверждается обоснованностью принятых допущений, корректностью построения математических моделей и удовлетворительным совпадением теоретических расчетов с результатами экспериментальных работ.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработаны компьютерные модели для автоматизированного расчета предельного деформирования в операциях листовой штамповки с учетом влиянии реальных механических свойств листовой заготовки, которые могут быть использовать на всех стадиях проектирования и освоения новых технологических процессов в промышленном производстве;

- получены аналитические выражения для уточненного расчета предельных деформаций листовых заготовок в процессе формовки с учетом влияния основных факторов процесса формовки;

- оценено влияние непостоянства показателя деформационного упрочнения материала на предельные деформации тонкостенных заготовок;

В конечном итоге практическое значение работы состоит в более точном прогнозировании предельного формоизменения заготовки в конкретном процессе листовой штамповки, что повышает технологичность конструкции детали.

Апробация работы. Основные результаты работы отражены в 10 публикациях, в том числе в 3 научных статьях и 7 тезисах докладов на российских и международных научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех основных глав, общих выводов, списка литературы и материалов приложений. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 6 таблиц и список литературы из 61 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан конструкторско-технологический анализ объекта производства (летательного аппарата), проанализированы существующие способы изготовления деталей методами листовой штамповки и методы расчета предельного формоизменения тонкостенных полуфабрикатов.

Анализ литературных источников свидетельствует, что исследованию формообразующих операций листовой штамповки посвящено большое количество работ российских и зарубежных ученых и специалистов.

Вопросы теории пластичности и обработки металлов давлением, включая листовую штамповку, рассмотрены в работах А.А. Ильюшина, Н.Н. Малинина, А.Д. Томленова, М.В. Сторожева, Е.А. Попова, Е.И. Исаченкова, М.Н. Горбунова, О.В. Попова, В.И. Ершова, Р. Хилла, У. Джонсона, П. Мейлора, В. Бекофена, В. Хосфорда, Р. Каддела и др.

Наиболее изученными являются традиционные процессы листовой штамповки: раздача и обжим труб, формовка, вытяжка, отбортовка и гибка листового материала (рис. 1). Расчеты напряженно-деформированного состояния в этих процессах осуществляют, как правило, инженерным методом, методом баланса работ, методом линий скольжения и вариационными методами расчета.

Рис.1. Основные формообразующие операции листовой штамповки

Расчеты предельного формоизменения в процессах листовой штамповки рассмотрены в работах А.Д. Томленова, В.Д. Головлева, А.Д. Матвеева, Г.Д. Деля, В.Ф. Каткова, В.И. Глазкова, В.И. Ершова, Р. Хилла, Г. Закса, З. Марчиняка и др. Используются различные подходы для расчета (прогнозирования) предельных деформаций: теоретический, теоретико-эмпирический и эмпирический. В теоретическом плане наибольшее распространение получили методы расчета предельных деформаций, основанные на энергетических и кинематических критериях предельного деформирования.

Проведенные исследования показали, что методы расчета предельных деформаций, превышение которых приводит к разрушению заготовки, еще далеки от совершенства. Это в конечном итоге ограничивает возможности получения из традиционных полуфабрикатов большой номенклатуры деталей или усложняет технологию их изготовления, делая ее многопереходной или многооперационной.

Проведенный анализ способов изготовления деталей методами листовой штамповки и методов расчета предельного формоизменения тонкостенных полуфабрикатов позволил сформулировать цель и задачи исследования.

Во второй главе проведены теоретические исследования методов расчета предельных деформаций, основанных на энергетических и кинематических критериях предельного деформирования, а также на критерии образования трещины в момент резкого изменения толщины заготовки, где dS/dH ± (рис. 2).

а) б) в)

Рис. 2. Моменты образования рассеянной (а), локализованной (б) шеек и образование трещины (в) по различным критериям

С использованием степенной аппроксимации кривой упрочнения материала в виде

, (1)

где S – напряжение текучести материала, К – эмпирический коэффициент, а показатель деформационного упрочнения «n» не является константой, были разработаны новые уточненные математические модели предельного деформирования, учитывающие реальные механические характеристики материала заготовки.

По энергетическому критерию (критерию положительности добавочных нагрузок) рассматривается решение двух задач: деформирование плоской заготовки (рис. 3) и процесс формовки листовой заготовки (рис. 4).

Рис. 3. Схема деформирования плоской листовой заготовки

Рис. 4. Схема формовки листовой заготовки жидкостью

С учетом изменения параметра деформационного упрочнения «n» в виде, в соответствии с зависимостью (1), получено новое аналитическое выражение для расчета предельных деформаций рас при различных схемах деформирования плоской заготовки (от одноосного до двухосного растяжений):

, (2)

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»