Разработка процессов формообразования и проектирование инструмента для объемной штамповки и прессования изделий с заданными характеристиками на основе математического моделирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат технических наук Чумаченко, Сергей Евгеньевич

• Чумаченко, Сергей Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чумаченко, Сергей Евгеньевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Основные направления развития программного обеспечения и организации пакетов МКЭ, предназначенных для расчетов и проектирования технологических процессов ОМД

2. Моделирование и расчет напряженно-деформированного состояния в элементах штампового инструмента оснастки и специальных конструкциях

2.1. Постановка задачи о деформировании твердого тела

2.2 . Конечно-элементная аппроксимация задач расчета

элементов КПО

2.2.1 Дискретизация многосвязных областей

2.2.2 Основные уравнения МКЭ

2.3. Структура и функциональные возможности пакета SPLEN-K

2.4. Проверка точности и оценка сходимости алгоритмов решения

2.5. Расчет корпуса редуктора

2.6. Расчет и проектирование рациональных форм неоднородных неодносвязных металлокерамических конструкций

3. Проектирование и анализ процессов осесимметричной объемной штамповки

3.1. Постановка краевой задачи о формоизменении металла под действием давления

3.2. Получение разрешающих уравнений МКЭ и алгоритм

построения решения

3.3. Моделирование, анализ и решение технологических задач, возникающих при проектировании процессов штамповки

3.3.1 Комплексный расчет формоизменения заготовки и конфигурации штампов для получения фрикционного

диска из титанового сплава ВТ6

3.3.2 Устранение дефектов течения металла при штамповке шестерен и расчет элементов многопереходной технологии получения подшипниковых колец

3.3.3 Усовершенствование операций малоотходной технологии

получения подшипниковых колец из горячекатаного прутка на основе повторного использования дисковых отходов

4. Моделирование и расчет рациональных режимов прессования труднодеформируемых алюминиевых сплавов с использованием активного действия сил трения

4.1. Возможности управления свойствами пресс-изделий при прессовании труднодеформируемых алюминиевых сплавов

4.2. Моделирование и оптимизация процессов СПАТ

4.2.1 Условия трения на поверхности контакта заготовки и инструмента и их реализация

4.2.2 Моделирование СПАТ и сравнение построенных имитационных прогнозов течения металла с известными экспериментальными данными

4.2.3 Примеры расчета эффективных режимов СПАТ с точки зрения получения равномерного распределения деформаций

в пресс-изделии

5. Методические рекомендации по использованию вычислительных систем SPLEN-K, SPLEN-S и их модификаций для проектирования технологических процессов объемной штамповки и расчетов элементов штампового инструмента, оснастки и оборудования

5.1. Формализация задачи принятия решений при проектировании

5.2. Функциональные возможности вычислительных систем программного комплекса SPLEN

5.3 Методика и особенности применения систем SPLEN-K и

SPLEN-S при проектировании технологий КШП

5.4. Практическое использование системы SPLEN-K в учебном

процессе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка процессов формообразования и проектирование инструмента для объемной штамповки и прессования изделий с заданными характеристиками на основе математического моделирования»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время многие вопросы, связанные с проектированием прогрессивной техники и технологии металлообработки в условиях ограничений на добычу сырья и энергии, решаются с привлечением энерго- и ме-таллосберегающих малооперационных технологических процессов, основанных на высокоэффективных методах обработки металлов давлением (ОМД).

Экспериментальные исследования в этой области чрезвычайно дорогостоящи, требуют привлечения высококлассных специалистов и специальной техники и могут значительно повысить стоимость и замедлить разработку новых техпроцессов или усовершенствование существующих. Условия же рынка и конкуренции между предприятиями требуют расширения и удешевления выпускаемой номенклатуры изделий, оперативной возможности переналадки оборудования при переходе от штамповки одной поковки к штамповке другой и мобильной разработки новых техпроцессов.

В настоящее время все большее распространение получают материалы, имеющие высокую прочность при небольшой их плотности. Такими показателями обладают изделия из труднодеформируемых алюминиевых сплавов, получаемых прессованием. Однако эти сплавы отличаются чрезвычайной чувствительностью к условиям формоизменения и небольшим ресурсом пластичности, поэтому определение режимов их деформирования является важной задачей для возможности получения высококачественной продукции при сокращении времени на разработку технологии ее получения.

Решение этих актуальных задач невозможно без создания соответствующей компьютерной системы проектирования ответственных элементов техпроцессов, основанной на математическом моделировании, методах и алгоритмах, позволяющих прогнозировать напряженное состояние деформируемого материала при обработке его давлением.

Целью работы является разработка методики принятия технологических и конструкторских решений для процессов штамповки и прессования, направленных на получение заданного комплекса конечных характеристик изделий, на основе создания вычислительных систем имитационного моделирования процессов ОМД применительно к расчетам напряженно-деформированного состояния (НДС) штамповой оснастки и анализу течения металла.

Анализ рассмотренных экспериментальных и теоретических методов моделирования элементов технологических процессов показал, что для получения полной и достоверной картины напряженно-деформированного состояния поковки в процессе формоизменения, расчета элементов штамповой оснастки и инструмента наиболее эффективным является метод конечных элементов. В работе обоснован выбор компоновки вычислительных систем с использованием объектных модулей универсального типа. Показано, что такие системы не требуют больших вычислительных ресурсов ЭВМ, могут быть быстро адаптированы для различных конструкторских и технологических задач без существенных дополнительных затрат, позволяют совместить основные достоинства как универсальных, так и проблемно-ориентированных пакетов. Результатом разработки и развития данного направления является вычислительный комплекс 8РЬЕ1чГ.

Разработана математическая модель упругопластического формоиз-

«

менения и создана вычислительная система 8РЬЕ1чГ-К, предназначенная для расчетов плоско-напряженного, плоско-деформированного и осесимметрич-ного НДС штамповой оснастки и специальных конструкций. Численно исследованы устойчивость и сходимость предложенного алгоритма решения. Реализованы алгоритмы разбиения неодносвязных областей на конечные элементы с последующей процедурой регуляризации построенной сетки и перенумерацией ее узлов с целью уменьшения размерности матрицы жесткости системы и ускорения расчетов. Разработанная система представления результатов расчетов позволяет конструктору, работающему с системой: 1) в наглядном виде представить рассчитанное НДС конструкции; 2) определить прогибы конструкции или поверхности штампа при заданных нагрузках; 3) определить концентраторы напряжений и оценить прочностные характеристики анализируемых конструкций; 4) оперативно изменить конструкцию с целью снижения (изменения) концентраторов напряжения, повышения работоспособности и жесткости, исключения или определения зон пластической деформации.

На основе построенной модели, выполнены расчеты по проверке надежности крепления корпуса редуктора. Осуществлен выбор рациональных форм композитных конструкций с каркасом из сплава, содержащего редко-

земельные металлы, с целью сокращения его расхода при сохранении необходимого уровня жесткости и прочности всей конструкции. Исследовано влияние различных вариантов приложения нагрузок к металлокерамической конструкции и установлено с достаточной степенью достоверности, в каком диапазоне и с каким запасом прочности она может выполнять свои основные функции. Найдены углы приложения нагрузки, предельные для данной конструкции, т.е. углы, при которых возникающее напряженное состояние является критическим и возможно разрушение.

Разработана математическая модель и алгоритмы решения задач формоизменения металла при ОМД в процессах объемной штамповки. Приведена методика выполнения комплексного проектирования технологических процессов штамповки и прессования на конкретном кузнечно-прессовом оборудовании (КПО) с использованием созданных вычислительных систем с целью выработки рекомендаций по совершенствованию этих технологических процессов, улучшению качества получаемых изделий и получению заданного комплекса их характеристик. Использование этой методики при разработке технологии получения диска из титанового сплава ВТ6 позволило не только спроектировать гравюры штампов, обеспечивающих бездефектное течение металла, но и дать рекомендации по конструкции штампового инструмента на основе анализа характеристик его НДС с учетом реальных нагрузок, возникающих в процессе формоизменения.

На примере расчета течения металла и формообразования "башенных" поковок разработана методика подбора оптимальных форм штамповой оснастки при многопереходной объемной штамповке. Впервые с использованием созданной вычислительной системы решена задача комплексного использования дисковых отходов после штамповки "башенных" поковок под подшипниковые кольца. Внедрение рассчитанных элементов технологии штамповки с выворотом позволило значительно снизить себестоимость продукции и увеличить коэффициент использования металла.

На базе вычислительного комплекса БРЬЕИ реализован алгоритм решения физически нелинейной задачи с заранее неизвестными границами и заданными на них специфическими граничными условиями, имитирующими активное действие сил трения. Для проверки адекватности результатов, по-

лученных при имитационном моделировании физических процессов, протекающих в пресс-изделии при его деформировании, выполнены расчеты, позволившие сравнить прогнозы течения металла с известными экспериментальными данными. Показано, соответствующее экспериментальным данным влияние скоростного режима деформирования на напряженно деформированное состояние прессуемого изделия и пресс-остатка в контейнере. Показано, что предложенный алгоритм построения прогноза НДС в изделии при активном прессовании может быть эффективно использован при разработке систем управления для получения изделий с заданным набором свойств.

Обобщение изложенного материала позволило сформировать комплексный подход к проектированию технологических процессов объемной штамповки и расчету элементов штампового инструмента, оснастки и оборудования с помощью разработанных вычислительных систем.

Работа выполнена в проблемной научно-исследовательской лаборатории деформации сверхпластичных материалов Московского государственного института стали и сплавов (Технологического Университета).

На защиту выносится:

1. Разработанные математические модели и алгоритмы решения задач формоизменения металла в процессах штамповки и прессования, а также методика построения комплексного решения этих задач с учетом НДС штам-повой оснастки, основанная на использовании базовых вычислительных систем программного комплекса 8РЬЕ1чГ.

2. Методика расчета формообразующих операций при многопереходной штамповке и формоизменении плоской шайбы с разворотом в кольцо.

3. Теоретически обоснованные режимы прессования сплава АМгб обеспечивающие требуемую однородность получаемых пресс-изделий по длине и поперечному сечению.

4. Решение упругой задачи проектирования штампового инструмента и деталей кузнечно-прессового оборудования и выполненные оригинальные расчеты по разработке композитных конструкций.

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОГРАММНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ ПАКЕТОВ МКЭ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОМД

Разработка технологий получения изделий давлением обычно связана с преодолением таких нежелательных локальных явлений как плохое заполнение полостей штампов, расслоение металла, быстрый износ отдельных участков поверхности инструмента и т.п. Решение задачи совершенствования существующих и разработки новых технологических процессов, а также проектирования и создания оптимальных конструкций кузнечно-прессового оборудования должно начинаться с исследования напряженно-деформированного состояния, возникающего в конструкциях штамповой оснастки и деформируемого объекта. Методы механики и обработки металлов давлением (ОМД) позволяют описать основные закономерности кинематики процесса с учетом скоростей, деформации, упрочнения, изменения температуры и других технологических параметров процесса. Математическое моделирование процессов формоизменения при ОМД базируется на теории напряженно-деформированного состояния и уравнениях, описывающих реологическое поведение сплошной среды. Существуют два основных способа моделирования элементов технологических процессов - теоретический и экспериментальный. Так как постановка любого эксперимента основана на определенных теоретических предпосылках, экспериментальные методы принято называть экспериментально-теоретическими. В этом случае искомые величины определяются либо непосредственно путем их измерения и наблюдения, либо после математической обработки первичных опытных данных. Наибольшее распространение для анализа работоспособности инструмента и оборудования получили метод электротензометрии и поляризационно-оптический метод. При анализе пластического формоизменения широко используются делительные сетки, муар, измерение твердости, оптически чувствительные покрытия и др. [1]. Однако для получения достоверной информации по той или иной величине целесообразно выбирать тот экспериментальный метод, который позволил бы непосредственно определять эту величину с целью уменьшения погрешности метода.

Кроме того, на выбор метода большое влияние оказывают условия проведения эксперимента. Так часть методов практически неприемлемлема для испытаний в производственных условиях, а необходимость специального оборудования ограничивает возможности использования других. Таким образом, применение экспериментально-теоретических методов исследования не только требует значительных затрат на проведение испытаний, но и не позволяет получить полный объем информации по исследуемому процессу.

Теоретические методы подразумевают исследование реальных процессов с помощью математических моделей. При этом построить и получить аналитическое решение такого процесса возможно лишь в исключительных случаях. Как правило, это удается только для простых областей и несложных моделей. В теории ОМД разработан ряд способов решения задач, которые используют различные упрощения и гипотезы о состоянии сплошной среды. Примером этому может служить метод "линий скольжения" [2], основанный на ряде гипотез. В частности, при построении сетки линий скольжения полагают, что тело может принимать только два состояния - абсолютно жесткое и пластическое.

Другим методом, дающих возможность получения приближенных решений, является метод "плоских сечений". При его использовании предполагают, что в процессе деформирования поверхность, перпендикулярная направлению течения, является главной и напряжения на этой поверхности распределены равномерно. Разновидностью этого метода является "инженерный метод решения", предложенный Унксовым E.H.

Предложение заменить точные решения уравнений математической теории пластичности приближенными нашло отражение в методе "сопротивления материалов пластическому деформированию", разработанном Смирновым-Аляевым Г.А. [3]. Однако эффективность этого метода во многом зависит от правильного выбора упрощающих допущений для каждого конкретного случая.

В настоящее время, в связи с бурным развитием быстродействующей вычислительной техники, наибольшее распространение получили численные методы. В их число входят метод конечных разностей (явный и неявный метод сеток, метод прогонки и др. [4-6]), "вариационные методы", основанные

на использовании энергетических принципов механики сплошной среды и включающих в себя метод конечных элементов (МКЭ) [7-8] и граничных интегральных уравнений [9-10], а также метод конформных отображений [11].

При использовании этих методов соображения простоты при формулировке определяющих уравнений не имеют принципиального значения, и это позволяет реализовывать сложные модели сред и осуществлять анализ нестационарных процессов.

Метод конформных отображений представляет собой сочетание аналитического и численного методов. Задача решается в два этапа. На первом этапе строится опорное решение, на втором - поправочное. Опорное решение включает в себя приближенное численное конформное отображение криволинейной области на каноническую область, границы которой не зависят от поля скоростей, построение опорного поля скоростей и определение границы области пластического течения путем минимизации функционала полной мощности. Модель среды принимается жестко-пластической. На втором этапе, при построении поправочного решения, учитываются сложные реологические свойства деформируемой среды. Основные трудности этого метода связаны со сложностями построения конформных отображений.

Метод конечных разностей заключается в аппроксимации дифференциальных операторов в уравнениях более простыми алгебраическими операторами и применим, в принципе, к любой системе дифференциальных уравнений. Однако реализация учета граничных условий задачи в этом случае является чрезмерно сложной процедурой.

Среди численных методов наиболее популярными остаются метод конечных элементов (МКЭ) и метод граничных интегральных уравнений. МКЭ позволяет, разбив тело на элементы конечных размеров, свести систему дифференциальных уравнений к системе алгебраических уравнений с ленточными матрицами. Решение таких систем требует существенно меньшего числа вычислительных операций для получения результата, а возможность задания смешанных граничных условий позволяет моделировать сложные контактные взаимодействия на поверхности инструмента [12].

Метод граничных интегральных уравнений является разновидностью МКЭ. В данном случае конечные элементы используются не для аппрокси-

мации всей области деформируемого объема, а только его границы. Метод показал высокую точность в зонах концентрации напряжений и простоту реализации бесконечных областей [13]. Однако распространение метода на нелинейные и неоднородные задачи является неоправданно сложной процедурой. В правой части разрешающих уравнений появляется интеграл по объему от функции координат, для определения которого необходимо дискрети-зировать всю рассматриваемую область. Поэтому наибольшими возможностями для реализации моделирования средствами вычислительной техники течения материалов со сложными реологическими свойствами и контактного взаимодействия их с деформирующим инструментом обладает МКЭ.

В настоящее время в нашей стране и, особенно, за рубежом существует большое количество пакетов прикладных программ как для расчета напряженно-деформированного состояния машиностроительных деталей и узлов, строительных конструкций и т.д., так и расчета формоизменения материала при различных процессах обработки давлением с помощью МКЭ. При этом можно отметить два основных направления в разработке программного обеспечения МКЭ [14].

Первое направление связано с созданием проблемно-ориентированных пакетов программ целевого назначения, которые применяются в основном в авиационной промышленности и строительных отраслях для расчета на прочность, жесткость и устойчивость наиболее ответственных деталей и конструкций.

Второе - связано с созданием универсальных пакетов общего назначения, что обусловлено широким применением электронно-вычислительных машин (ЭВМ) в смежных отраслях, а также значительной стоимостью и трудоемкостью разработки программного обеспечения в условиях какого-то одного предприятия или организации. Кроме того, второе направление связано с концентрацией наиболее квалифицированных разработчиков алгоритмов и программ в специализированных организациях, что позволяет значительно повысить научно-технический уровень создаваемых программных средств и снизить затраты на их разработку. При этом предполагается, что организации, приобретающие вычислительную технику, могут одновременно приоб-

рести соответствующее программное обеспечение для выполнения расчетов с помощью МКЭ без каких-либо самостоятельных доработок этих программ.

Основным преимуществом проблемно-ориентированных пакетов, по сравнению с универсальными, является более высокое быстродействие и значительно меньшие требования к ресурсам ЭВМ, необходимым для выполнения расчетов. Это преимущество достигается за счет учета специфики конкретных задач при разработке алгоритма решения путем уменьшения числа обращений к внешним запоминающим устройствам, специального представления полученных результатов и т.д. Данные пакеты программ можно использовать на ЭВМ средней мощности типа IBM PC совместимых, что существенно расширяет круг потенциальных пользователей данным программным продуктом. Вторым преимуществом этих пакетов является специально ориентированный сервис, который позволяет, не перегружая пакет дополнительными программными модулями, организовать подготовку данных и выдачу результатов в удобной и привычной для конструкторов и расчетчиков форме. Сервис включает, например, широко распространенные в строительных задачах системы повторителей при построении сеток коробчатых периодических конструкций (пакеты РКТП, ЛИРА, ПАРСЕК, ПЛАНК), создание специальных баз данных исходной информации ( пакеты ДИАНА, РИПАК, ФРОНТ, ФИТИНГ, Форм-2Д).

Сервис может быть связан также с методикой решения задач. Так, например, в состав пакета программ ПРОЧНОСТЬ входит подсистема ПОЛЕ, которая предназначена для решения пространственных задач с использованием граничных интегральных уравнений. Это позволяет сократить объем исходной информации за счет отсутствия разбиения внутренней части области и построения сетки элементов только на границе исследуемого объекта.

Аналогичными возможностями обладает пакет BELLAN и ряд других пакетов, использующих для решения конструкционных задач метод граничных интегральных уравнений. Однако, как отмечалось ранее, данное преимущество исчезает, если задача является нелинейной, т.е. величина искомых напряжений превышает предел текучести.

Наиболее существенное преимущество ориентированного сервиса заключается в создании дополнительных программных модулей, которые с по-

мощью заранее выбранных критериев позволяют сделать специальную оценку напряженно-деформированного состояния заданной детали и конструкции с точки зрения прочности, жесткости, разрушения, устойчивости и т.д. [14]. Указанные возможности заложены в большинство пакетов программ, выполняющих конструкционные расчеты (ФРОНТ, ФИТИНГ, BELLAN, СПРИНТ ИСПА и др.).

За рубежом наиболее распространенными проблемно-ориентированными пакетами, предназначенными для конструкционных расчетов, являются ADINA, NASTRAN, ЕРАСА, PAFEC, PLANS, FID АР и д.р. В качестве примера рассмотрим NASTRAN (NAsa STRuctural ANalysis) [15], который предназначен для статических и динамических прочностных расчетов, а также тепловых расчетов сложных пространственных, балочных и мембранных конструкций в авиационно-космической промышленности. NASTRAN обладает большими возможностями по автоматизации подготовки данных и графическому представлению получаемых результатов.

Вместе с тем проблемно-ориентированные пакеты обладают и рядом недостатков, основной из которых заключается в трудности использования этих пакетов в других областях инженерных расчетов, например для расчета технологических процессов обработки металлов давлением. Необходимые в этих случаях доработки значительно усложняют структуру и содержание пакета, увеличивают время счета и объем требуемой оперативной памяти. Значительную трудность вызывает в этом случае доработка сервисных программ, поэтому от них приходится или совсем отказаться, или делать эти программы заново.

Например, в пакетах ФРОНТ, ДИАНА, NASTRAN и д.т., которые изначально были предназначены для расчета авиационных конструкций, имеющих дискретную структуру, отсутствуют программы построения сечений и изолиний напряжений и деформаций в сечениях конструкции, что являясь избыточной информацией при оценке авиационных конструкций, оказывается необходимым при исследовании напряженно-деформированного состояния деталей и узлов металлургического оборудования. Попытка расширения возможностей пакетов ЛИРА, СПРИНТ, РКТП для решения пространственных задач с помощью объемных элементов требует предваритель-

ного определения расположения сечения для рассматриваемой детали, где необходимо построение изолиний до решения задачи, что связано с рядом трудностей, так как сетка после решения может быть сильно деформирована. При этом, если сечение задано неудачно, то сетку необходимо перестраивать, а решение задачи повторить. Это очевидное следствие ориентации пакетов на коробчатые, панельные и пространственные строительные конструкции, которые имеют дискретную структуру.

При формировании сетки для расчета строительных конструкций часто вместо универсальных программ дискретизации используются повторители блоков сетки, так как эти конструкции имеют периодическую форму. Однако для сложных пространственных деталей машиностроения (например, станин прессов, клетей прокатных станов, корпусных деталей редукторов и т.д.) использовать повторители сетки при подготовке информации невозможно, поэтому объем работы по подготовке данных без автоматизации построения сетки резко возрастает.

Программы графического представления исходной информации и результатов расчетов существенно связаны как с методикой разбиения тела на конечные элементы (например, пакет РКТП), так и с методом решения (пакет ПОЛЕ). Это хорошо видно на примере разработки программ удаления невидимых линий, которые действительно существенно упрощаются при регулярной или специальной перенумерованной сетке, а также, если сетка задана только на поверхности объекта.

Из отечественных программных средств, предназначенных для расчета нелинейных процессов, наиболее известны такие, как РАСТР-СИГМА [16], предназначенный для моделирования образования и развития трещин в конструкциях специального назначения, РАПИД [17]- расчет процессов штамповки, прессования, волочения и ФОРМ-2Д [18-20], предназначенный для выполнения расчетов горячей осесимметричной штамповки. Наиболее законченной с точки зрения предоставляемых возможностей можно считать последнюю из упомянутых разработок. Однако используемый метод решения и закрытая процедура регенерации сетки конечных элементов на каждом шаге по времени хоть и позволяют использовать пакет в автономном режиме,

но существенно замедляют процесс расчетов, особенно в том случае, когда процедура перестройки сетки не является обязательной.

Попытки скомпоновать из нескольких существующих пакетов новый, для решения задач из другой области научно-технических расчетов, обычно оканчиваются неудачей. Это, как правило, объясняется специфической организацией передачи данных внутри блочной структуры этих пакетов, а также большими трудностями по стыковке пакетов друг с другом. Применение же стандартизованного формата данных зачастую усложняет процедуру доступа к ним, что плохо сказывается на производительности расчетов и неоправданно увеличивает требования к системным ресурсам вычислительной техники. Нередко разработчики изначально заимствуют те или иные возможности для своего пакета из других систем. Наиболее часто это проявляется в области задания исходных данных (графический препроцессор) и представлении результатов (графический постпроцессор). Примером тому может служить система РАПИД, выполняющая подготовку данных в AutoCAD. В этом случае использование такого программного продукта подразумевает приобретение и освоение дополнительных программных средств, их поддержку и обновление. Но при наличии собственного графического интерфейса такие возможности можно считать удачным расширением пакета (ФОРМ-2Д).

Из зарубежных программных средств, являющихся объектно-ориентированными можно упомянуть SHPROL - моделирование процесса прокатки в калибрах [21] и LARS TRAN - моделирование процесса формовки листового материала [22]; CATIA - моделирование процесса калибровки [23].

Разработка проблемно-ориентированных пакетов программ МКЭ требует создания для каждой новой области их применения своего программного обеспечения, при этом имеет место многократное дублирование существующих модулей и подпрограмм, что, в конечном счете, значительно снижает эффективность и рентабельность создания подобных программных средств.

Более перспективным и экономически целесообразным является разработка универсальных пакетов общего назначения, которые сводят к минимуму затраты на адаптацию пакета в другой области применения. В этих пакетах существенное место занимают программы автоматизации разбиения

произвольной области на конечные элементы и подготовки исходных данных для решения задачи. Универсальный сервис предъявляет повышенные требования к ЭВМ в части быстродействия и требуемой оперативной памяти, а также к наличию соответствующих периферийных устройств, реализующих программные средства интерактивной и машинной графики. Наибольшее распространение такие пакеты получили в ведущих Европейских государствах (Англия, Франция, Германия ) и, прежде всего, в США.

Пакет ANTARES, разработанный фирмой UES, Inc., Software Products Center (USA) [24], позволяет рассчитывать технологические процессы штамповки, прокатки, раскатки колец с учетом эффектов трения и температурного режима. Могут быть учтены специфические особенности кузнечно-прес-сового оборудования, рассчитан процесс движения инструмента для гидравлических и механических прессов (КГШП, винтовые и т.п.) и молотов. С учетом нагрева и охлаждения штамповой оснастки может быть рассчитано ее напряженно-деформированное состояние. К системе может быть подключена обширная база по механическим свойствам деформируемых материалов.

Эта универсальная вычислительная система разработана для персональных компьютерных систем с мощными вычислительными возможностями. Особенностью эксплуатации пакета является непременное использование операционной системы UnixWare.

Столь же мощными сервисными возможностями обладают пакеты DEFORM-PC System (Design Environment for FORMing) [25] и DST разработки фирмы Deformation Control Technology, Inc. (USA).

Пакет DEFORM-PC - это развитие широко известного пакета ALPID (Analysis of Large Plastic Incremental Deformation) [26,27], который стал значительно проще и удобнее в эксплуатации. За счет проведенной модернизации в нем повышена так же скорость выполнения расчетов. Вычислительная система ориентирована на расчет плоских и осесимметричных задач обработки металлов давлением, штамповой оснастки и различных конструкций с учетом нестационарного поля температур. Подсистема AMG (Automatic Mesh Generation) позволяет оперативно строить и перестраивать (в случае необходимости) сетку конечных элементов. Система DEFORM-PC устанавливается на компьютеры с процессором PENTIUM и при наличии графической обо-

лочки WINDOWS или WINDOWS-NT. Имеет высокие требования к системным ресурсам.

В дополнение к сказанному, пакет DCT включает в себя систему обучения (так называемый HELP), позволяет анализировать остаточные напряжения при больших пластических деформациях. Предусмотрена возможность автоматизированной перекладки деформируемой заготовки из штампа в штамп при многопереходной штамповке с учетом накопленных деформаций в реальных температурных условиях.

Характерными особенностями всех универсальных пакетов является наличие собственных средств автоматизации разбиения области на конечные элементы и подготовки исходных данных, возможность оперативного графического представления исходной и полученной информации, организация диалогового режима на стадии подготовки данных и анализа результатов. Наличие системы прерываний позволяет управлять ходом решения задачи на любой стадии и вносить соответствующие коррективы. Вывод результатов решения организован по нескольким уровням, отличающимся по объему и форме представления информации. Уровень определяется пользователем по запросу. Однако использование всей гаммы возможностей пакетов такого ранга осложняется очень высокими требованиями к вычислительному оборудованию. Например, для мобильной работы программы ALPID требуются рабочие станции типа CRAY или CDC-205 и даже в этом случае время расчета может превышать 200 часов [27].

В нашей стране пока отсутствуют программные средства МКЭ, реализующие весь комплекс вышеперечисленных возможностей универсальных пакетов. Это связано, прежде всего, с весьма ограниченным распространением соответствующих профессиональных, технических и программных средств интерактивной графики, которые необходимы для автоматизации подготовки исходных данных и оценки полученных результатов.

Наиболее близким по своему состоянию к универсальным пакетам являются пакеты МИР и ИСПА, ориентированные на IBM PC/AT совместимые компьютеры и предназначенные для проведения расчетов прочностного анализа. Однако отдельные удачные разработки программных средств МКЭ не составляют серьезной конкуренции аналогичным зарубежным пакетам. По-

этому пока не удается широко по всей стране, или хотя бы в одной отрасли, поднять выполнение инженерно-конструкторских и технологических расчетов на высший мировой уровень.

Таким образом, наиболее перспективным является создание проблемно-ориентированных пакетов, состоящих из универсальных блоков и модулей. Это позволит использовать преимущества ориентированных пакетов, которые не требуют больших вычислительных ресурсов ЭВМ, и могут быть быстро адаптированы для различных конструкторских и технологических задач без дополнительных затрат.

Основой создаваемого нового пакета становится математический аппарат, описывающий поставленную перед разработчиком задачу и носящий уникальный характер. Блоки, выполняющие сервисные функции, такие как разбиение области на конечные элементы, задание формы штампов и технологических параметров процесса, выполнение процедур перекладки заготовки из штампа в штамп, интерполяция полей напряжений и деформаций со старой сетки на новую при ее регенерации, представление результатов и многие другие, выбираются из уже написанных и отлаженных библиотек. И только в случае необходимости введения каких-либо новых, до этого не использовавшихся возможностей, выполняется их разработка. Очевидно, что затраты на разработку такого программного средства будет значительно ниже, а надежность выше, чем в случае разработки с "нуля".

Начало развития этого направления в нашей стране было положено разработкой программного комплекса SPLEN под руководством Скороходо-ва А.Н. и Чумаченко E.H. в 1978 году. В 1985-1990 годах система была модифицирована и в дальнейшем развивалась с ориентацией на персональные компьютеры (IBM PC совместимые). В работах и обсуждении результатов исследований принимали участие сотрудники Московского института стали и сплавов (Технологический Университет), Всесоюзного Научно-исследовательского института металлургического машиностроения (ВНИИМетМаш), Московского института электроники и математики (Технический Университет), Вычислительного центра АН СССР, а также представители заводов, отраслевых конструкторских и технологических бюро и институтов.

На сегодняшний день программный комплекс БРЬЕИ, развиваясь в нескольких направлениях, охватывает широкую область процессов ОМД и предоставляет возможности решения таких задач, как:

8РЬЕ1Ч-8: 1. Анализа течения металла при открытой и закрытой изотермической штамповке и штамповке в условиях сверхпластичности на гидропрессах. Специальная подсистема пакета позволяет осуществлять управление технологическими параметрами процесса с целью реализации эффекта сверхпластичности в заданных областях заготовки в процессе штамповки. 2. Моделирование формоизменения керамических материалов и расчет текущей и окончательной пористости конечного изделия.

8РЬЕ1Ч-0: 1. Анализ формоизменения оболочек и тонкостенных конструкций. С помощью этой системы рассчитывается формоизменение оболочек вращения и их критические сечения при изотермических и сверхпластических условиях. С учетом изменения во времени, могут быть рассчитаны поля структурных параметров формуемого материала, учитывается их влияние на формоизменение и энергосиловые показатели процесса. 2. Расчет "сандвичевых" панелей и реализация управления параметрами процесса с целью получения эффекта сверхпластичности в заданных областях оболочеч-ной конструкции.

8РЬЕ1Ч-К: Расчет и анализ течение металла и его напряженно-деформированного состояния при листовой прокатке.

8РЬЕ1Ч-11К: Моделирование процесса прокатки в калибрах. С помощью этой системы можно анализировать последовательность выбранных калибров для оптимального получения конечного изделия с учетом производительности процесса, заполняемости калибров, вытяжки на каждом переходе, дефектообразования, влияния температуры валков и межклетьевых пауз.

Ввод всех исходных данных в пакете 8РЬЕЫ осуществляется с использованием интерактивного препроцессора, специально ориентированного для пользователей, не имеющих опыта работы с компьютером. Эта особенность препроцессора реализована в таком интерактивном режиме работы, что в любой момент времени на экране доступна как текстовая информация по текущему режиму работы, так и текстовая информация по доступным командам, что полностью исключает необходимость в запоминании различных ко-

манд и связанных с ними функциональных клавиш. Кроме того, в набор программ входят утилиты, позволяющие поддерживать форматы данных различных графических приложений. В их числе находятся такие стандарты, как DFX (AutoCAD), для упрощения процесса разработки и проектирования конструкторской и технологической документации, WMF (большинство графических приложений ОС Windows) для эффективного представления полученных результатов в технической и научной документации и другие.

Проведенные в диссертации исследования, созданные вычислительные модули и полученные результаты направлены на дальнейшее развитие этого перспективного направления, связанного с разработкой новых математических моделей процессов, поддерживаемых программным комплексом SPLEN, а также методик его использования для комплексного проектирования новых и развития старых технологий обработки металлов давлением. В работе представлен процесс моделирования и оптимизации объемной штамповки, процесс моделирования прессования в условиях активного действия сил трения, общий подход к разработке экономичных металло- и энергосберегающих технологий получения заготовок с заданным набором свойств объемной штамповкой и примеры ее реализации.

Результаты и выводы по главе

1. Анализ рассмотренных экспериментальных и теоретических методов моделирования элементов технологических процессов показал, что для получения полной и достоверной картины напряженно-деформированного состояния поковки в процессе формоизменения, расчета элементов штампо-вой оснастки и инструмента наиболее эффективным является метод конечных элементов.

2. Обоснован выбор компоновки вычислительных систем с использованием объектных модулей универсального типа. Показано, что такие системы не требуют больших вычислительных ресурсов ЭВМ и могут быть быстро адаптированы для различных конструкторских и технологических задач без существенных дополнительных затрат, позволяют совместить основные достоинства как универсальных, так и проблемно-ориентированных пакетов.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ ШТАМПОВОГО ИНСТРУМЕНТА, ОСНАСТКИ И СПЕЦИАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

2.1. Постановка задачи о деформировании твердого тела

Для деталей штампового инструмента, оснастки и узлов металлургических машин недопустимо возникновение пластических деформаций, т.к. это может привести к потере жесткости штампов или несущей способности конструкции. Поэтому механические свойства сталей и сплавов, применяемых для их изготовления при инженерных расчетах и моделировании, аппроксимируются упругопластической средой с линейным пластическим упрочнением. Частным случаем такой реологической модели является идеальная упругопластическая среда (рис. 2.1). Введение таких упрощений для механических свойств материалов позволяет повысить скорость решения задачи за счет снижения числа операций, необходимых для линеаризации задачи в случае, если возникает необходимость определить места начала возникновения пластических деформаций.

а а

а£

ас

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Чумаченко, Сергей Евгеньевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель и создана вычислительная система SPLEN-K, предназначенная для расчетов НДС штамповой оснастки и конструкций специального назначения. Численно исследованы устойчивость и сходимость предложенного алгоритма решения.

2. Разработаны математические модели и алгоритмы решения задач формоизменения металла в процессах штамповки и прессования. Предложен алгоритм построения комплексного решения этих задач с учетом НДС штамповой оснастки, основанный на едином подходе и использовании только базовых элементов вычислительного комплекса SPLEN.

3. Выполнены комплексные расчеты всех элементов технологии течения металла и НДС штампов из жаропрочного сплава на основе никеля ЖС6 при изготовлении дискового изделия из титанового сплава ВТ6. Анализ расчетов позволил составить технологию изотермической штамповки по переходам, правильно выбрать заготовку, решить вопросы экономического характера. Из анализа НДС штампов сделан вывод о возможности облегчения нижнего штампа первого перехода в области стенки. Это сократило расход дорогостоящего сплава ЖС6 на инструмент в 1.2 раза при сохранении его прочности и жесткости. Определены наилучшее место расположения выталкивателя в штампе и его размеры. Все рекомендации по данной технологии учтены при ее внедрении на Казанском моторостроительном ПО.

4. Впервые с использованием созданной математической модели и модернизированной системы SPLEN-S (PRESS) построены режимы прессования сплава АМгб, обеспечивающие требуемую однородность получаемых пресс-изделий по длине и по поперечному сечению. Так при обратном прессовании прутка из АМгб с Но = 80 мм, Do = 50 мм в очко конической матрицы d = 18 мм (А, = 7.7), а = 50° при температуре Т = 400 °С максимальный перепад значений интенсивности деформации в поперечном сечении составил около 25%, а в основной годной части пресс-изделия около 50%. После разработки специального кинематического режима процесса прессования эти значения удалось снизить соответственно в поперечном сечении до 5.5%, а в продольном - до 4.8%.

5. Впервые с применением созданной вычислительной системы, решена задача комплексного использования дисковых отходов после штамповки башенных поковок под подшипниковые кольца. Внедрение рассчитанных элементов технологии штамповки с выворотом позволило значительно снизить себестоимость продукции и увеличить коэффициент использования металла на отдельных типах подшипников до 0.65-0.7. В среднем себестоимость каждого подшипника, полученного в результате внедрения малоотходной технологии на Курском подшипниковом заводе, была снижена на 10%.

6. Анализ результатов расчетов, полученных с помощью вычислительной системы SPLEN-K, применительно к локально-однородным неодно-связным композитным конструкциям, позволил модернизировать несущие каркасы металлокерамических зубных протезов. При этом экономия сплава SUPERPAL, содержащего редкоземельные металлы, для сборных протезов на три зуба достигала 35%, а для цельных - 50%. Для "висящего" протеза экономия металла достигла 45%.

7. Разработанная модификация вычислительной системы SPLEN-K, предназначенная для расчетов НДС и оптимизации элементов штамповой оснастки, а также для анализа локально-однородных неодносвязных конструкций специального назначения, в настоящее время используется в учебном процессе на кафедре "Обработка металлов давлением" в Московском Государственном институте стали и сплавов, на кафедре МТ-10 «Машиностроительные технологии» научно учебного комплекса «Автоматизированные металлургические машины и агрегаты» Московского Государственного Технического Университета имени Н.Э.Баумана, на кафедре Математического моделирования физико-механических систем Московского Государственного Института электроники и математики, в отделении ортопедии в Московском медицинском стоматологическом институте имени Н.А.Семашко.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чумаченко, Сергей Евгеньевич, 1998 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Чиченев H.A., Кудрин А.Б., Полухин П.И. Методы исследования процессов обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1977, -311с.

2. Томленов А.Д. Теорияпластического деформирования металлов. -М.: Металлургия, 1972, -408с.

3. Смирнов-Аляев Г.А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. M.-JL, Машгиз, 1956. -367с.

4. Гордунов М.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. -М.: Наука, 1977.-439с.

5. Самарский A.A. Введение в теорию разностных схем. -М.: Наука, 1971.-552с.

6. Самарский A.A., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнения. -М.: Наука, 1978. -592с.

7. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред: Пер. с англ. -М.: Мир, 1979. -392с.

8. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Пер. с англ. М.: Мир, 1975. - 542с.

9. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Методы граничных элементов в технике: Пер. с англ. -М.: Мир, 1984. -494с.

10. БреббияК., Уокер С. Применение метода граничных элементов в техника: Пер. с англ. -М.: Мир, 1982. -248с.

11. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1983. -351с.

12. Чумаченко E.H. Математическое моделирование пластического формоизменения материалов при обработке давлением, М.: МГИЭМ. 1998. -160с.

13. Brebbia С.A., Umetani S., Trevelyan J. Critical comparison of boundary element and finite element methods for stress analysis // Boundary Elem. Technol. Conf., Adelaide. -Berlin. -1985. -pp.225-256

14. Ананьев И.Н. Чумаченко E.H. Классен ЭЛ. Савельев В.П. Автоматизация расчетов основных деталей металлургических машин с помощью метода конечных элементов. Сб.трудов ВНИИМетМаш "Напряжения, де-

формация и Автоматизация расчетов на прочность металлургических машин" под ред. Морозова Б.А., 1989. стр.3-18

15. Riesemann W.A., Stricklin Т.A., Haisler W.E. -Nonlinear continua // Structural Mechanics Computer Programs. -1991. -p. 3-36.

16. Никитков Г.П., Программный комплекс для решения задач механики деформируемого твердого тела: Учеб.пособие. -М.: Изд.МИФИ. -84с.

17. ПолищукЕ.Г., Жиров Д.С., Вайсбурд Р.А. Система расчета пластического деформирования "РАПИД", КШП, 1997 *

18. ГунГ.Я., БибаН.В., Садыхов О.Б. и др. Автоматизированная система ФОРМ-2Д для расчета формоизменения в процессе штамповки на основе МКЭ.КШП, 1992, №9-20. стр.4-7

19. Гун Г.Я., БибаН.В., Лишний А.И. Система ФОРМ-2Д и моделирование технологии горячей штамповки. КШП, 1994, №7 стр.9-11

20. Вайо П., Сарычев Н.Г., Гинак П. Анализ процесса выбора переходов штамповки поковок с помощью компьютерного моделирования. КШП, 1998, №5, стр.29-31

21. Transactions of the ASME, Vol.112, February, 1990, J.J.Park, S.I.Oh, Application of three dimensional finite element analysis to shape rolling processes"

22. Computers & Structures, Vol.19, №1-2, pp.9-23, 1988, J.H.Argris, J.St.Doltsinis "Analysis of thermoplastic forming processes'^

23. Journal of Materials Engineering and Performance, Vol.5(6), December 1996, pp. 753-760, R.D.VanLuchene and Cramer "Numerical Modeling of a Wing Skin Peen Forming "

24. UES Inc. Shape it first on your computer. // Forging. -1995. - Spring. Vol. 6, №2

25. DonaldR. Stovicek Eliminating Trial Parts. // Forging. -1995. -Summer. Vol. 6, №3

26. Transactions of the ASME, Vol.34, June, 1989, J.A.Ficke, S.I.Oh, FEM simulation of closed die forging of isothermal titanium disk forging using ALPID

27. Transactions of the ASME, Vol.112, February, 1990, J.J.Park, S.I.Oh, Application of three dimensional finite element analysis to shape rolling processes"

28. Ильюшин A.A. Пластичность. -M.: Гостехиздат, 1948. -376c.

29. Ленский B.C. Введение в теорию пластичности. -М.: МГУ, 1969. -

92с.

30. Чумаченко Е.Н., Троицкий В.П., Чумаченко С.Е. Автоматизированный расчет тяжело нагруженных деталей и узлов металлургических машин и конструкций специального назначения. Учебное пособие. -М.: МИСиС, 1998.

31. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 392с.

32. Камель Х.А., Эйзенштейн Г.К. Автоматическое построение сетки в двух- и трехмерных составных областях. -В кн.: Расчет упругих конструкций с использованием ЭВМ (пер. с анг.) Т.2. -М.: 1974, стр.21-35

33. Уманский С.Э. Алгоритм и программа триангуляции двумерной области произвольной формы. Проблемы прочности, 1978, №5. стр.83-87

34. Бабич Ю.Н., Цыбенко А.С. Методы и алгоритмы автоматического формирования сетки треугольных элементов. Киев, ИПП АН УССР, 1978. -93с.

35. ZlamalM., On the finite element method. -Numer. Math. 1968, Vol.12, p.394-409

36. Уманский С.Э., Дувидзон И.А. Автоматическое подразделение произвольной двумерной области на конечные элементы. Проблемы прочности, 1977, №6. стр.89-92

37. Georgee, Liu J.W.H. Computer solution of large sparse positive definite systems, Prentice-Hall, New Jersey, 1981. p.332

38. Akhras G., Dhatt G., An automatic node relabelling scheme for minimizing a matrix or network band width, Int. J, Numer. Meth. Eng. Vol.10, 1976. p.787-797

39. Чумаченко Е.Н., Александрович А.И. Применение МКЭ в расчетах узлов металлургических машин в задачах ОМД: Учебное пособие. -М.: МВТУ, 1989. -72с.

40. Качанов J1.M. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1965.

41. Чумаченко Е.Н., Романюк С.Н., Логашина И.В. Расчет концентраторов напряжений в конструкциях металлургического машиностроения., Кузнечно-штамповочное производство, 1990, № 5, с.32-34.

42. Chumachenko E.N., Logachina I.V., Chumachenko S.E. Automatization of calculations when developing the technological regimes of the isothermic deforming ICSAM-94, Materials Science Forum, Vols. 170-172(1994), p.657-662

43. Чумаченко C.E. Расчет конструкций и узлов кузнечно-прессового оборудования с помощью пакета SPLEN-K. Тезисы 50-ой научной конференции студентов МИСиС. -М.: Изд-во МИСиС, 1996. стр.

44. Чумаченко С.Е. Элементы оптимизации проектирования изделий специального, назначения. Тезисы четвертой международной студенческой школы-семинара: Новые информационные технологии. В 2-х томах. -М.: МГИЭМ, 1996. 1 том. стр. 159-160

45. Лебеденко И.Ю. Ортопедическое лечение патологии твердых тканей зубов и зубных рядов с применением нового поколения стоматологических материалов и технологий.: Автореф. дис. ... док. мед. наук. -М.: 1995. -48с.

46. Олесова В.Н. Биомеханическое изучение распределения напряжений вокруг пористых и безпористых металлических зубных имплантантов. Имплантанты с памятью формы, 1992, №2. с.70-72

47. Чумаченко Е.Н., Лебеденко И.Ю., Чумаченко С.Е., Козлов В.А. Математическое моделирование НДС металлокерамических конструкций зубных протезов. Вестник машиностроения, 1997, №10. стр. 12-18

48. Чумаченко С.Е., Арутюнов С.Д., Чумаченко Е.Н., Смирнов О.М. Проектирование рациональных форм несущих каркасов в металлокерамических конструкциях. Вестник машиностроения, 1998, №1. стр.7-9

49. Е.И.Гаврилов, И.Ю.Оксман Ортопедическая стоматология, -М.: Медицина, -1978. -360с.

50. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. - М.: Машиностроение, 1979. - 184с.

51. Чумаченко E.H., Скороходов А.Н., Александрович А.И. К вопросу о применении МКЭ в задачах о деформировании несжимаемых сред Изв. вузов. 4M, 1985, №9. стр.89-92

52. Ильюшин A.A. Механика сплошной среды. Учеб. Изд. 2-е, пере-раб. и доп. -М.: МГУ, 1978. -287с.

53. Коннор Дж., Бреббиа К. Метод конечных элементов в механике жидкостей. - Л.: Судостроение, 1979. - 263с.

54. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. Пер. с англ. -М.: Мир, 1989.-510с.

55. Чумаченко E.H., Смирнов О.М., Чумаченко С.Е. Оптимизация проектирования штамповой оснастки и ответственных узлов металлургических машин. В кн. "Теория и технология процессов пластической деформации". -М.: МГИСиС, 1997. с.377-380

56. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. -М.: Машиностроение, 1966. -600с.

57. Фиглин С.З., Бойцов В.В., Калпин Ю.Г., Калпин Ю.И. Изотермическое деформирование металлов. -М.: Машиностроение, 1978. -239с.

58. Чумаченко E.H., Рогалевич Л.Э., Свешников М.В., Чумаченко С.Е. Моделирование и расчет элементов технологических процессов на базе вычислительного комплекса SPLEN-S. Кузнечно-штамповочное производство, в печати.

59. ГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. -М.: Изд-во стандартов, 1993.

60. Чумаченко E.H., Плохих Г.П., Гоношилин М.В., Чумаченко С.Е. Малоотходная технология получения подшипниковых колец из горячекатаного прутка. Вестник машиностроения, в печати.

61. E.H. Чумаченко, Г.П. Плохих Расчет оптимальных параметров кольцевых заготовок и формы штампов при изготовлении подшипниковых

колец из дисковых отходов, Кузнечно-штамповочное производство, 1998, №4, с.20-22.

62. Положительное решение по заявке на изобретение №98102994/02 «Способ штамповки цилиндрических колец», Приоритет от 20.02.98 //Г.П.Плохих, Е.Н.Чумаченко, М.В.Гоношилин.

63. В.Н. Щерба, Л.Х.Райтберг Технология прессования металлов, М.: 1995.336 с.

64. Щерба В.Н., Корноухов А.К. Влияние режимов прессования на механические свойства сплава Д16. КШП, 1988, №7. стр.13-15

65. Щерба В.Н. Научные и технологические основы управления свойствами полуфабрикатов при прессовании труднодеформируемых алюминиевых сплавов с активным действием сил трения.: Дис. ... докт. техн. наук. -М.: 1990.-490с.

66. Колачев Б.А., Ливанов В.А.. Елатин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1981. -416с.

67. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. —М.: Металлургия, 1978.-568с.

68. Бережной Б.А., Щерба В.Н., Батурин А.И. Прессование с активным действием сил трения. -М.: Металлургия, 1988. -296с.

69. Бережной В.Л. Исследование процесса продольного прессования с принудительным движением контейнера.: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. -М.: 1968.-34с.

70. Ефремов Д.Б. Исследование зависимости качества прессизделий от кинематических условий процесса прессования.: Дис. ... канд. техн. наук. -М.: 1979.-233с.

71. Щерба В.Н., Корноухов А.К., Ефремов Д.Б., Евланов С.А. Влияние режимов прессования на формирование структуры и свойств прутков сплава Д16. Цветные металлы, 1986. №2. стр.60-64

72. Щерба В.Н. Возможности управления качеством пресс-изделий в современных условиях. Цветные металлы, 1992, №11. стр.59-62

73. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазки при ОМД. Справочник. - М.: Металлургия, 1982. - 312с.

74. Исаченков Е.И. Контактное трение и смазки при ОМД. - М.: Машиностроение, 1978. - 208с.

75. Чертавских А.К.,Белосевич В.К. Трение и технологическая смазка при ОМД. - М.: Металлургия, 1968. - 362с.

76. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. Контактное трение в процессах ОМД. М.: Металлургия. 1976. 416 с.

77. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов, т.2.- М.: Гостех-издат, 1961. - 416с.

78. Ефимов А.Б., Романюк С.Н., Чумаченко E.H. Об определении закономерностей трения в процессах обработки металлов давлением. Известия РАН, Механика твердого тела, 1995, №6. стр.82-98

79. E.H. Чумаченко Моделирование контактного взаимодействия в процессах обработки металлов давлением. Кузнечно-штамповочное производство, 1996. №5. стр.2-6.

80. Калмыков В.В., Чумаченко E.H., Ананьев И.Н. Способ задания граничных условий при решении задач обработки давлением. Изв. вузов. Машиностроение. - 1985.- N12,- С. 122-125.

81. Чумаченко E.H., Чумаченко С.Е. Математическое моделирование процесса прессования с активным действием сил трения, Вестник машиностроения, 1998, №8, с. 15-17.

82. Чумаченко С.Е. Моделирование и анализ НДС при проектировании оптимальных режимов прессования. Тезисы VI международной студенческой школы-семинара: Новые информационные технологии. -М.: МГИЭМ, 1998.стр. 72-73

83. ЩербаВ.Н., Тетеркина A.A., Ефремов Д.Б., Гусев A.B. Течение металла при прессовании с активным действием сил трения. Изв.вузов.ЧМ., 1984. №11. стр.81-86

84. Охрименко Я.М., ЩербаВ.Н., Недугов A.B., Ефремов Д.Б., Боровиков А. Аналитическое определение сопротивления деформации алюминиевых сплавов. Изв.Вуз.Черная металлургия, 1983. №5. стр.52-55

85. Чумаченко E.H., Щерба В.Н., Чумаченко С.Е., Суханова A.B. Применение имитационной компьютерной модели течения металла для расчета параметров прессования. Металлург, 1998, №10. стр.31-33

86. Системный анализ и структуры управления (Кн. 8). Под общей редакцией проф. В.Г.Шорина. - М : Знание, 1975. - 304с.

87. Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 2. Системно-технические задачи создания САПР: Практ. пособие / А.Н.Данчул, ЛЛ.Полуян; под ред. А.В.Петрова - М.: Выс. Шк., 1990. - 144 с.

88. Мюллер Дж., Нортон П. Полное руководство по Windows 95 Питера Нортона / Пер. с англ. - М.: Изд. БИНОМ, 1998. - 784 е.: ил.

89. Как работать с Microsoft Office для Windows 95/ Примеры решения повседневных задач. - М.: «Microsoft Corporation», 1997. - 635 е.: ил.

90. Комягина В.Б., Коцюбинский А.О. CorelDRAW в примерах: Практ. пособ. - М.: Изд. «Нолидж», 1997. -496 е.; ил.

91. Chumachenko E.N., Smirnov О.М., Chumachenko S.E. Stress-Strain State of a Blank in Superplastic Bulk Forming Under Mutual Influence of Material Rheology and Contact Friction. ICSAM-97, Materials Science Forum, Vols.243-245(1997), pp.745-750

92. Цепин M.A., Ершов A.H., Юхтанов Д.В. Определение реологических коэффициентов сверхпластичных материалов. Изв. вузов. Черная металлургия, 1985, №3. стр.67-71

93. Цепин М.А., Ершов А.Н. Феноменологические закономерности структурной сверхплостичности. Изв.вузов Черная металлургия, 1991, №11. стр.47-49

94. Смирнов О.М., Ершов А.Н., Чумаченко С.Е., Кропотов В.А. Анализ напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе осесим-метричной штамповки осадкой с кручением. Кузнечно-штамповочное производство, 1998, №6. стр.9-12.

95. Мастеров В.А., Берковский B.C. Теория пластической деформации и обработка металлов давлением. - М. ; «Металлургия, 1980. - 400 е.; ил.

96. Ковка и штамповка: Справочник том 3/ под общей редакцией Е.И.Семенова .- М. : Машиностроение, 1987. -386 с.