WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |

ОБЪЯВЛЕНИЕ О ЗАЩИТЕ КАНДИДАТСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

Ф.И.О

Тан Вин Аунг

Название диссертации

Исследование процесса изготовления деталей летательных аппаратов из листовых заготовок изгибом с дополнительным нагружением в радиальном направлении

Специальность

05. 07. 02 "Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов"

Отрасль науки

Технические науки

Шифр совета

Д 212.110.02

Тел. ученого секретаря

915-31-29

E-mail

dc2mati@yandex.ru

Предполагаемая дата защиты

17 декабря 2009 г. в 13-00

Место защиты диссертации

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

Автореферат и текст объявления были размещены на сайте «МАТИ»Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского в сети Интернет 13 ноября 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Силуянова М.В.

На правах рукописи

Тан Вин Аунг

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ИЗ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗГИБОМ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ НАГРУЖЕНИЕМ В РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

Специальность 05.07.02

"Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

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

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ершов В.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Макаров К.А.

Кандидат технических наук, доцент

Филимонов А.С.

Ведущее предприятие: Национальный институт авиационных

технологий

Защита состоится «_17_»___декабря___2009 г. в «__13__» часов _00_ мин. на заседании диссертационного совета Д 212.110.02 ГОУ ВПО «МАТИ»-Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского по адресу: 109240, Москва, Берниковская наб.,14, стр.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МАТИ»-Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского.

Автореферат разослан «__13__»___ноября_____2009 г.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, 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 Д212.110.02.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.110.02

доктор технических наук, доцент Силуянова М.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Среди процессов обработки металлов давлением, применяемых при изготовлении летательного аппарата и других видов машин, наи­более широко распространена гибка различных полуфабрикатов. Изгиб используется для получения деталей из листовых, профильных и труб­чатых заготовок. К таким деталям относятся, например, листовые обшивки и монолитные панели одинарной и двойной кривизны, элемен­ты набора (стрингеры, шпангоуты, диафрагмы, жёсткости и т.п.).

При использовании процесса изгиба листовых заготовок снижается материалоемкость. Снижение материалоемкости продукции позволяет снизить стоимость изделия в результате уменьшения веса заготовок и трудоемкости их обработки. Уменьшение веса изделия при выполнении всех технических требований, предъявляемых к нему, возможно при использовании новых высокопрочных материалов, обладающих, кроме того, некоторыми другими необходимыми свойства­ми такими, как, например, жаростойкость, коррозионная стойкость, высокая усталостная прочность и т.д. Важным средством снижения веса является использование такой формы и размеров деталей, при которых обеспечивается их максимальная прочность и жёсткость.

При снижении веса значительно повышается эксплуатационная эффективность летательного аппарата, так как уменьшаются энергетические затраты, необходимые для перемещения аппарата с заданной скоростью. При снижении веса планера (корпуса) и сохранении прежнего взлётного веса может быть увеличена дальность полета за счёт увеличения веса горючего. Если не требуется увеличения дальности полёта, то уменьшение материало­ёмкости позволяет увеличить полезную нагрузку, что снижает эксп­луатационные расходы на единицу массы.

Будучи широко распространенной как самостоятельная операция, гибка входит в виде составного элемента в различные про­цессы, как например, обжим и раздачу, вытяжку, отбортовку по выпук­лому, вогнутому и прямолинейному бортам, гибку (малковку) и подсеч­ку профилей, обтяжку и обтяжку с растяжением, формообразование на рогообразном сердечнике и многие другие. Поэтому, очевидно, неко­торые проблемы, встающие при использовании этих процессов, могут быть решены, если устраняются трудности, возникающие при гибке.

Поэтому задача поиска оптимальных режимов дополнительного силового нагружения путем создания более полной и точной методики расчета технологических параметров процесса гибки листовых заготовок является актуальной.

Объектом исследования являются процессы гибки листовых заготовок в условиях дополнительного радиального нагружения, связанное с ним последующее пружинение и минимальный допустимый радиус изгиба.

Предметом исследования являются параметры процесса гибки и условия формоизменения, влияющие на точность деталей после снятия нагрузки. В частности, напряженно-деформированное состояние и основные геометрические характеристики получаемых деталей с учетом пружинения, а также влияние дополнительного силового нагружения.

Цель исследования: повышение жесткости профилей, полученных гибкой листового материала и уменьшение трудоемкости их изготовления.

Проблемы: уменьшения радиуса изгиба, устранения пружинения после снятия нагрузки и уменьшения объема доводочных работ.

Для достижения цели были поставлены и решены следующее задачи:

  • выполнен теоретический анализ напряженно-деформированных состояний и технологических параметров процессов гибки листових заготовок в условиях дополнительного силового нагружения;
  • создана методика расчета напряженно-деформированного состояния, параметров пружинения и радиус изгиба листовых заготовок;
  • выполнена экспериментальная проверка решений, полученных при теоретических исследованиях процесса изгиба листовых заготовок.

Методологические основы. Теоретические исследования процесса гибки базируются на основных положениях теории пластичности и методах исследовния процессов пластического деформирования листовых заготовок, что позволило решить задачу неосесимметричного деформирования. Теоретические исследования пружинения велись на основе теоремы об упругой разгрузке Ильюшина А.А.

Экспериментальные методы исследования и обработки результатов на образцах натурных заготовок из листового материала.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • получены расчеты зависимости напряженно-деформированного состояния и технологических параметров при гибке с дополнительным радиальным нагружением;
  • определены оптимальные режимы гибки с дополнительным радиальным нагружением;
  • исследован процесс одновременного изгиба нескольких заготовок.

Достоверность результатов. Достоверность полученных в диссертации результатов, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием математического аппарата, основанного на теории пластичности и теории разгрузки, и удовлетворительным совпадением результатов экспериментов с предсказанными теоретическими исследованиями.

Практическая значимость. Разработан и исследован процесс изгиба с дополнительным радиальным нагружением. Установлено, что предлагаемый процесс изгиба имеет высокую производительность, низкую себестоимость за счет исключения доработки. Установлено, что минимальный радиус изгиба уменьшается в 1,6-2,0 раза для заготовок из сплава титана ОТ4 и в 2-3 раза для заготовок из Д16АТ и уменьшение угла пружинения в 1,5-2,0 раза.

Апробация работы. Основые результаты работы докладывались на международной молодежной конфереции «XXXIII Гагаринские чтения» в 2007 г., «XXXIV Гагаринские чтения» в 2008 г., «XXXV Гагаринские чтения» в 2009 г., и на научной конференции XXXII академических чтений по космонавтике, проводившихся в МГТУ в 2008 году.

Публикации. Содержание работы изложено в 2 статьях, 5 тезисах докладов к научно-практическим конференциям.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений. Полный объем работы составляет (114) страниц, в том числе основной текст (104) страниц, (42) рисунка и (4) таблиц, список литературы (79) наименования, (6) страниц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, задано направление исследований, определено научное и практическое значение решаемой проблемы.

В первой главе проведен анализ литературных данных. Очевидно, что гибка листовых заготовок широко распространена при изготовлении деталей летательных аппаратов. Теоретический анализ процесса гибки проводился как российскими, так и зарубежными учеными: Губкиным С.И., Горбуновым М.Н., Ершовым В.И., Закировым И.М., Звороно Б.П., Исаченковым Е.И., Лысовым М.И., Малининым Н.Н., Матвеевым А.Д., Мошниным Е.Н., Поповым Е.А., Смирновым-Аляевым Г.А., Томленовым А.Д. и многими другими.

Обзор литературных источников показывает, что процессом гибки изготавливаются (рис.1):

  1. элементы силового набора: детали шпангоутов (рис. 1 е, и), нервюр (рис 1 з) и лонжеронов (рис. 1 л), стрингеры (рис. 1 а, б, в, д), детали типа "компенсатор";
  2. элементы гидро- и пневмосистем;
  3. детали крепления трубопроводов и хомуты (рис. 1г) для фиксации электрожгутов;

и другие детали из листовых, профильных и трубных заготовок.

При изготовлении деталей гибкой используется значительное количество схем, позволяющих реализовать процесс, среди которых можно выделить некоторые, часто используемые на практике:

  1. В штампах: консольная, свободная V-образная, V- образная с подчеканкой, U- образная, - образная, гибка полосы на ребро;
  2. Эластичными средами;
  3. Прокаткой;
  4. Гибка полосы путем разгонок;
  5. Ротационная гибка кольца;
  6. Высокоэнергетические методы формоизменения.

Рис. 1. Типовые детали летательных аппаратов, изготавливаемые гибкой

При реализации процессов гибки профильных заготовок применяются гибка осадкой, гибка в штампах, гибка прокаткой, гибка наматыванием, гибка заталкиванием в фильеру и некоторые другие.

Перечисленные схемы принято относить к традиционным. Общим недостатком традиционных схем гибки является невозможность придания детали окончательной схемы с высокой точностью.

Для повышения точности и предельных возможностей процессов применяют такие способы интенсификации, как термическая, силовая и некоторые другие. Наиболее широко распространенная силовая интенсификация является изменением механической схемы деформаций, что возможно при нагружении очага деформации некоторыми дополнитель­ными видами внешних нагрузок (нормальных и касательных), наличие кото­рых не является обязательным для осуществления заданного формоизменения, т.е. при использовании совмещенных процессов обработки давлением.

Однако, несмотря на многочисленные теоретические и экспериментальные исследования процесса гибки, разработка оптимального варианта технологического процесса изготовления конкретной детали представляет достаточно сложную задачу, так как на итоговую точность значительное влияние указывает большое количество факторов: свойства материала, геометрия заготовки и детали, схема нагружения, направление и величина интенсифицирующих нагрузок и некоторые другие.

Такое разнообразие задач и значительная сложность расчетных случаев при использовании известных зависимостей и методик расчета требуют проведения дополнительных теоретических и экспериментальных исследований для каждой конкретной задачи.

Во второй главе приведен теоретический анализ процесса изгиба с дополнительным радиальным нагружением. Предложена методика расчетов процесса изгиба с дополнительным радиальным нагружением.

а)

б)

Рис. 2. Изгиб с радиальным сжатием: а - усилие сжатия приложено во все время процесса, б - усилие сжатия приложено после окончания гибки

Анализ процесса изгиба с последующим радиальным сжатием про­ведем при следующих основных допущениях:

  • влияние неравномерности внешней нагрузки f1,2 на направление главных осей незначительно;
  • сдвиговые деформации, вызванные тангенциальной составляю­щей внешней нагрузки, равны нулю;
  • материал заготовки обладает упрочением по линейному закону;
  • интенсивность деформации численно логарифмической деформации.

Решая совместно уравнение равновесия

и условие пластичности

с использованием граничных условий: при и при, получим законы распределения напряжений по очагу деформаций в виде:

  • для зоны растяжения

, (1)

  • для зоны сжатия

. (2)

Pages:     || 2 |






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