Развитие технологий холодной обработки давлением на основе методик расчета напряженно-деформированного состояния материалов с учетом их неоднородности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат наук Барышников, Михаил Павлович

• Барышников, Михаил Павлович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Барышников, Михаил Павлович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОСТАНОВКИ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОСТИ СТРУКТУРЫ

1.1 Элементы теории упругости композиционных материалов

1.2 Нахождение теоретических решений в области ОМД, касаемых НДС в неоднородных структурах с точки зрения современной интерпретации

1.3 Особенности представления и деформирования межслойной границы для макроуровня как неоднородной среды

1.4 Анализ пакетов программ, предназначенных для расчёта напряженно-деформированного состояния при процессах обработки металлов давлением

1.5 Заключение к главе

ГЛАВА 2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЧИТЫВАЮЩЕЙ НЕОДНОРОДНОСТЬ СТРУКТУРЫ В УСЛОВИЯХ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

2.1 Подбор и сравнение критериев разрушения при рассмотрении структурно-неоднородных материалов

2.2 Постановка внешних граничных условий на основе представления области контактирования поверхностных слоев как некомпактной среды

2.3 Заключение к главе

ГЛАВА 3 АНАЛИЗ, ВЫБОР И РАЗРАБОТКА ПРИКЛАДНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ПРОЦЕССАХ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОСТИ СТРУКТУРЫ

3.1 Сравнительный анализ применимости программных комплексов DEFORM-3D и SIMULIA ABAQUS для моделирования на макроуровне при сжатии (осадке) биметаллических прутков

3.2 Сравнительный анализ применимости программных комплексов DEFORM-3D и SIMULIA ABAQUS для моделирования НДС на мезоуровне при растяжении структурно-неоднородного образца

3.3 Разработка прикладного математического аппарата для моделирования процесса контактного взаимодействия поверхностных слоев

3.4 Заключение по главе

ГЛАВА 4 ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ МАТЕРИАЛА С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ РЕАЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ

4.1 Сравнение результатов аналитического расчета и моделирования методом конечных элементов при определении поврежденности материалов в процессе волочения

4.2 Взаимосвязь ориентации неметаллических включений в поперечном сечении заготовки с обрывностью в процессе волочения

4.3 Обрывность металла при волочении при различных видах неметаллических включений с учетом НДС

4.4 Взаимосвязь количественного содержания неметаллических включений с НДС и обрывностью заготовки при волочении

4.5 Взаимосвязь геометрических характеристик волочильного инструмента с НДС металла

4.6 Снижение обрывности металла путем корректировки числа переходов

4.7 Заключение по главе

ГЛАВА 5 ПРИМИНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА DEFORM 2D В РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ВНЕШНЕГО СЛОЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ

5.1 Биметаллический стержень с центральной медной частью всесторонне покрытый слоем никеля в качестве центрального электрода электроискровой свечи зажигания

5.2 Особенности течения металлов при совместном прессовании

5.3 Формоизменение биметаллических прутков при выдавливании

5.3.1 Применение различных материалов при исследовании особенностей производства биметаллических электродов

5.3.2 Формоизменение оболочки биметаллических прутков

5.4 Лабораторные исследования пластической деформации поверхностного слоя биметаллического стержня при прямом прессовании

5.4.1 Пластическая деформация поверхностного слоя стержня, изготовленного с использованием технологии поперечной слоистости

5.4.2 Пластическая деформация поверхностного слоя стержня, изготовленного с использованием технологии продольно-поперечной слоистости

5.5 Разработка промышленной технологии холодной объемной штамповки биметаллических медно-никелевых электродов электроискровых свечей зажигания ДВС

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ПРОЦЕССЕ ВОЛОЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОВОЛОКИ С

5.6 Заключение по главе

248

ГЛАВА 6. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК

НАПРЯЖЕННО-

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ

250

6.1 Моделирование процесса волочения сталь-полимерной композиции с использованием математических методов

6.2 Обоснованность выбора критериев устойчивости покрытия для процесса волочения проволоки с покрытием

6.3 Разработка технологии производства проволоки с полимерным покрытием

6.3.1 Этапы подготовительных работ для нанесения покрытия

6.3.2. Создание требуемого полимерного слоя

6.3.3 Обезвоживание покрытия и температура полимеризации

6.3.4 Организация фторполимерного покрытия при волочении

6.6 Заключение по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие технологий холодной обработки давлением на основе методик расчета напряженно-деформированного состояния материалов с учетом их неоднородности»

ВВЕДЕНИЕ

Общемировое расширение сортамента, рост производительности в машиностроении, строительстве и других областях промышленности приводит к увеличению потребности в металлопродукции глубокого передела. Одной из ключевых задач, стоящих перед научно-техническим прогрессом, является получение новых искусственных материалов с заданными механическими, физическими, теплофизическими и другими свойствами. Следует отметить, что в настоящее время большое внимание уделяется композитным материалам и изделиям. Несмотря на интенсивное развитие и распространение неметаллических компонентов (полимеров, органических волокон, углеродных волокон и т.д.), основной объем производства конструкционных материалов приходится на изделия из металлов, в том числе на слоистые композиции и изделия с покрытиями.

Одним из основных способов получения изделий из металлов и сплавов является обработка давлением. Как правило результатом обработки металлов давлением (ОМД) является значительная неоднородность структуры и, как следствие, высокая анизотропия свойств по сечению деформированного металла. Текстура деформации, проявляющаяся в процессе формоизменения металла методами ОМД, и различные дефекты (например, различные неметаллические включения и поры) обеспечивают неоднородность структуры обрабатываемой заготовки. При этом к настоящему времени методика, позволяющая оценить влияние различных структурных неоднородностей на напряженно-деформированное состояние и склонность металла к разрушению, принятая всеми работающими в данном направлении учеными, отсутствует.

Неоднородность структуры как изделий в целом, так и отдельных компонентов из металлов и сплавов целесообразно рассматривать на различных масштабных уровнях.

При традиционных методах исследования, неоднородность структуры металлов можно разделить на следующие уровни:

Макроуровень. Уровень характеризуется наблюдением, ведущимся без специальных приборов. Нарушения структурной однородности определяются при помощи метода визуального наблюдения. На этом уровне определяются материалы с серьёзными различиями в физических и механических свойствах, например, материал состоящий из нескольких различных по природе металлов, отличных по цвету и твёрдости. Большой интерес в этом отношении представляют слоистые металлические композиции, значительную часть из которых составляют биметаллы. Для их изготовления наибольшее применение в промышленности получил способ совместного пластического деформирования разных металлов (СПДРМ), который позволяет получать широкий ассортимент биметаллической (БМ) продукции: листы, ленту, полосы, трубы, проволоку, прутки.

К данной масштабной составляющей можно отнести и контактную границу взаимодействия отдельных компонентов, так, последняя играет значительную роль и определяет такие важные характеристики как: характер течения материала; необходимую для его (материала) деформации нагрузку; интенсивность износа инструмента; долговечность рабочего инструмента; увеличение различных эксплуатационных характеристик; возможность повторного использования инструмента после его восстановления; возможность добиваться необходимой чистоты поверхности детали, после её обработки и т.д.

Мезоуровень. Исследования на этом уровне проводятся по средствам оптического увеличения. Является переходным уровнем изучения неоднородности структуры материала.

В качестве примера можно привести оценку влияния различных неметаллических включений на физико-механические свойства обрабатываемой заготовки и, как следствие, готового изделия. Такая оценка, в практике ОМД, представляется важной проблемой и производится для выявления предельного содержания различных неметаллических включений в структуре для предотвращения аварийных ситуаций как при производстве, так и во время эксплуатации готовых изделий. Так же оценка уровня неметаллических включений позволяет избежать

лишних экономических потерь, благодаря раннему выявлению образцов, неподходящих для дальнейшей обработки.

Микроуровень. На этом уровне микроструктура материала рассматривается как неоднородная среда, а структурные составляющие в ней являются элементами композиционного материла.

Для изучения материалов с неоднородной структурой на микроуровне, используют несколько описательных методов для представления детали в виде удобной для работы модели. Самый простой из всех подходов предлагает рассматривать подвергаемую воздействию деталь как однородную среду. Механические и физические свойства такой заготовки принимаются равными в любой её точке. С целью принятия во внимание неравномерности механических свойств обрабатываемой заготовки, вызванные неоднородностью структуры, в математическую запись расчёта НДС необходимо добавить регулировочные коэффициенты.

На практике, для нахождения значений поправочных коэффициентов применяют, применяют два метода: 1. теоретическое определение величины поправочного коэффициента с использованием различных, научно обоснованных методов; 2. определение величины поправочного коэффициента по средствам проведения лабораторных испытаний. Применение такого способа позволяет значительно упростить решение задачи. При этом становится очевидным недостаток данного подхода - невозможность оценки распределения напряжений и деформаций в объеме обрабатываемой заготовки с достаточной точностью. Данный недостаток можно нивелировать, если подойти к рассмотрению вопроса с другой стороны, и представить обрабатываемый металл в виде дискретной среды, изготовленной из композиционного материла.

Традиционно металлы и их сплавы считают материалами обладающими свойствами сплошной среды. Неоднородность структуры металлических изделий мала и ей обычно пренебрегают. При этом, в различных ситуациях и условиях, механические и физические характеристики материала, в разных точках

обрабатываемой детали становятся настолько существенными, что не принятие во внимание данного факта может служит причиной серьёзных ошибок во время моделирования различных процессов. Примером такой ситуации может является холодная пластическая деформация, после которой обработанный металл из-за произошедшего в его структуре наклёпа и образования линий скольжения, приобретает различие свойств в продольном и поперечном направлении. Важно отметить, что в работе рассматриваются только макро и мезоуровень.

При рассмотрении процессов обработки давлением не только структурно-неоднородных, но и компактных металлов важным является вопрос корректной оценки параметров НДС. В настоящее время оценка параметров НДС базируется на некоторых фундаментальных принципах механики сплошной среды (МСС).

Используя некоторые методы МСС, возможно определить поля напряжений, перемещений и температур исследуемого тела, находящегося под воздействием какой-либо системы внешних сил. Но важно отметить, что существует серьёзное несоответствие между достаточно точными методами расчёта полей напряжений и перемещений и последующими оценками прочности исследуемого материала. Одной из основных причин такой ситуации является сложность структуры реальных материалов, наличие многочисленных повреждений и не-сплошнойстей различных размеров. От легко заметных невооруженным глазом пор и трещин, до дефектов неразличимых даже в случае применения лабораторного оборудования, дающего возможность серьезного оптического увеличения. Так же значительное влияние на прочность тел оказывают такие факторы как, схема деформированного и напряженного состояния и внешние условия. В следствие выше обозначенных причин разрушение материала представляется комплексной проблемой на стыке нескольких наук: физики твердого тела, механики сплошных сред и материаловедения. Такая проблема требует тщательного системного исследования.

Несмотря на успехи физического подхода к описанию условий течения и разрушения упруго-пластичных тел, до настоящего времени попытки описать

многие особенности процесса разрушения при помощи физических методов не дали каких-либо значительных результатов.

В настоящее время с использованием континуального подхода, в рамках механики разрушения МСС, возможно произвести количественную оценку прочности исследуемых материалов. Механика разрушения решает задачу нахождения условий разрушения тел, на которые воздействуют внешние нагрузки в заранее обозначенном температурно-скоростном интервале.

Исследование явлений происходящих в сплошной среде, таких как:

- расчет температурных полей;

- анализ условий разрушения;

- расчёт полей деформаций;

- расчёт полей напряжений;

- и. т. д.;

приводит к необходимости изучения соответствующих физических полей. Соответствующие физические поля сплошной среды неизменны во времени при стационарных процессах. Вполне естественно, что динамический процесс, отличает от статического именно постоянное изменение различных, характеризующих его полей. Такое изменение происходит под влиянием внешних факторов и, по сути, является функцией от их состояния. Анализ таких динамических полей, которые представляют собой распределение значений какой-либо характеристики материла (например, деформация, напряжения, температура и т.д.) во времени и в пространстве, является решением поставленной задачи.

Чтобы поставить задачу корректно, необходимо, чтобы набор исходных данных был подобран таким образом, чтобы существующее решение было единственным, а погрешность, которая неизбежна при решении подобных задач, минимальной.

Кинематические зависимости и определяющие уравнения представляют собой математическую модель внутреннего механизма изучаемых процессов. Они не описывают условий взаимодействия тела с окружающей средой, его

начального состояния. В связи с этим необходимо дополнительно рассмотреть совокупность данных, определяющих начальное состояние тела (начальные условия) и описывающих влияние окружающей среды на протекающие в теле процессы (граничные условия). Вместе они образуют условия единственности решения рассматриваемой задачи, объединяясь в понятие краевых условий. При этом имеются в виду «края» той пространственно-временной области, в пределах которой происходит исследуемый процесс.

В итоге мы имеем условие для краевой задачи, решением которой является нахождение при помощи математической модели условий во всём объёме по заданным условиям на границах пространственно-временной области.

Таким образом, для корректного решения задачи при определении параметров НДС в процессах обработки давлением структурно-неоднородных металлов необходимо учитывать следующие основные особенности:

1. Постановка начальных условий (геометрические параметры компонентов, задание условий взаимодействия на контакте компонентов);

2. Граничные условия (описание межслойной границы, условий взаимодействия заготовки и инструмента);

3. Определение реологических свойств отдельных компонентов и системы в целом (определение уравнений состояния или уравнений связи). Создание более точной и общей теории физических уравнений связи напряженного и деформированного состояний является одной из фундаментальных проблем современной теории ОМД;

4. Определение условий перехода в первое и второе предельные состояния.

5. Разработка и выбор математического инструментария для решения краевой задачи ОМД.

В этой связи целью работы является: развитие технологий процессов волочения стальной проволоки холодного прямого выдавливания биметалличе-

ских прутков на основе комплекса методик расчета напряженно-деформированного состояния с учетом неоднородности материалов для обеспечения качества продукции.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- обоснование рациональности выбора математического инструментария, используемого для расчета напряжённо-деформированного состояния обрабатываемой заготовки, и критериев разрушения, которые позволяют учитывать неоднородность структуры деформируемого тела в процессах холодной пластической деформации металлов;

- адаптация существующей методики моделирования с использованием метода конечных элементов под задачи процессов обработки давлением неоднородных по своей структуре металлов и сплавов;

- разработка методики определения изменения межслойной границы при постановке граничных контактных условий для краевой задачи обработки металлов давлением, основанной на представлении области контактного взаимодействия как некомпактной среды;

- подтверждение адекватности предлагаемых математических моделей, полученных аналитических и математических результатов;

- теоретическое исследование характера пластического формоизменения торцевой и боковой оболочек биметаллических прутков, полученных из заготовок с поперечной и продольно-поперечной слоистостью, в зависимости от различных технологических факторов деформирования и стадий процесса холодного прямого выдавливания;

- исследование влияния параметров структурной неоднородности (количества включений по отношению к чистому металлу, их расположения по сечению обрабатываемой заготовки и свойств текучести неметаллических включений) на значение показателя разрушения при волочении стальной проволоки с использованием метода конечных элементов;

- исследование НДС при деформировании композиции «сталь-полимер» и разработка технологии волочения стальной проволоки с фторопластовым покрытием.

Методология и методы исследований. В работе использован комплексный метод, включающий математический анализ, численное моделирование, физическое моделирование, экспериментальную проверку полученных результатов в лабораторных и промышленных условиях. В исследованиях использовались экспериментальные и теоретические методы определения параметров НДС в процессах холодной пластической деформации металлов.

На защиту автором выносятся:

1. Методология постановки и решения краевой задачи теории ОМД, включающая комплекс методик постановки начальных условий (геометрические модели и граничные условия) и решение (условия наступления предельных состояний) краевой задачи теории ОМД с учетом неоднородности структуры;

2. Математический аппарат и критериальная оценка для установления условий переходов в предельные состояния при деформировании металлов и сплавов с учетом неоднородсти структуры;

3. Математическая модель контактного взаимодействия поверхностей обрабатываемого материалы и инструмента, основанная на представлении области контактирования как некомпактной пористой среды и аналитическое определение коэффициента пропорциональности между нормальными и касательными напряжениями.

Научная новизна. Признаками научной новизны обладают следующие результаты диссертации:

1. Методики постановки и решения краевой задачи теории ОМД с учетом неоднородности структуры исследуемых материалов;

2. Научно обоснованный подход к описанию граничных условий при постановке и решении краевой задачи ОМД, основанный на возможности представ-

ления области контакта двух поверхностей как некомпактной среды, образованной взаимным внедрением пиков обрабатываемого материала и неровностей рабочего инструмента;

3. Условия деформирования, при которых происходит формирование равномерной по длине толщины боковой оболочки биметаллических прутков, получаемых в процессе холодного пластического выдавливания заготовок с поперечной и продольно-поперечной слоистостью;

4. Математическая модель оценки параметров НДС, условий разрушения в процессе волочения, учитывающая неоднородность структуры в виде содержания и распределения неметаллических включений в металлической заготовке;

5. Математическая модель определения кинематических параметров и напряженного состояния материалов композиции при волочении проволоки с полимерными покрытиями.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается:

- применением современного лабораторного оборудования для оценки механических свойств, макро и микроструктуры металлов и сплавов;

- применением при математическом моделировании апробированного численного метода анализа - метода конечных элементов;

- корреляцией результатов теоретических исследований с экспериментальными данными и результатами промышленных испытаний.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Разработана методика прогнозирования механических свойств и напряжённо-деформированного состояния в процессах ОМД стальных заготовок с различного рода структурными неоднородностями (неметаллические включения, газовые поры, направленная структура вследствие неоднородности деформации), реализованная методами конечно-элементного и аналитического математического моделирования;

2. Разработан технологический процесс холодной объёмной штамповки центральных медно-никелевых электродов свечей зажигания двигателей внутреннего сгорания с заданной теплопроводностью;

3. Разработана технология производства проволоки с полимерным покрытием с последующим волочением.

4. Разработаны специальные режимы волочения стальной проволоки, учитывающие присутствие в структуре обрабатываемого металла неметаллических включений, являющихся причиной неоднородности структуры. Разработанные режимы обеспечивают снижение обрывности по переходам маршрута волочения;

5. Разработано и проверено в действии программное обеспечение, позволяющее учитывать влияние механических свойств поверхностных слоев и геометрических параметров напряженного состояния на величину энергосиловых параметров для различных процессов ОМД.

Апробация работы.

Результаты проделанной работы были представлены в докладах на следующих конференциях и семинарах: онлайн семинар «Возможности решений SIMULIA в машиностроении» (2012 г.), 71-72-ая Межрегиональные научно-технические конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (г. Магнитогорск, 2013, 2014 гг.), IX Конгресс прокатчиков (г. Череповец, 2013 г.), Международная научная конференция «Новые технологии и достижения в металлургии и инженерии материалов и процессов» (г. Ченстохова, Польша, 2014 г.), III международная научно-техническая конференция «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки металлов давлением» (г. Тула, 2014 г.), X научно-техническая конференция «Пластическая деформация металлов» (г. Днепропетровск, Украина, 2014 г.), III Международная научно-практическая конференция «Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия (г. Новосибирск,

2014 г.), 2-ая Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении - ИТММ-2014» (г. Пермь, 2014 г.).

Личный вклад автора в представленный отчёт состоит в проведении сравнительного анализа, выборе критерия разрушения и подборе корректного математического инструментария, предназначенного для расчета напряженно-деформированного состояния в процессах ОМД с учетом неоднородности структуры исследуемого материала; постановке задачи конечно-элементного моделирования, анализе, обобщении и обосновании экспериментальных и теоретических исследований.

Публикации: Результаты работы отражены в 57 статьях, в т.ч. 21 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложений. Текст диссертации изложен на 288 страницах машинописного текста, имеется 6 приложений на 12 страницах, включает 124 рисунка и 27 таблиц. Список литературы содержит 219 наименований.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОСТАНОВКИ КРАЕВОЙ

ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОСТИ СТРУКТУРЫ

Следствием обработки металлов давлением часто бывает значительная неоднородность структуры обрабатываемого тела и анизотропии его свойств не только в объеме, но и по сечению. Этот факт объясняется возникновением в обрабатываемом металле текстуры деформации и наличием многочисленных дефектов: различных пор (следствие предыдущей обработки металла) неметаллических включений и т.д. При всём вышеуказанном, на данный момент, методика, которая позволяла бы определить влияние неоднородности структуры на напряженно деформированное состояние металла и вероятность его разрушения, отсутствует. Неоднородность структуры материалов, в том числе и металлов, вполне целесообразно рассматривать в качестве композиционного материала.

Из всего выше сказанного следует, что исследование влияния структуры обрабатываемого металла и его неоднородности на напряженно-деформированное состояние в процессе формоизменения начальной заготовки представляет собой актуальную научную и техническую задачу.

1.1 Элементы теории упругости композиционных материалов

Композиционный материал представляет собой конструкционный, как металлический, так и не металлический материал, в структуре которого присутствуют элементы в виду нитей, слоёв или волокон более прочного материла, предназначенные увеличения прочностных характеристик основного материала. В настоящий момент композиционных материалов разработано достаточно много и приводить конкретные примеры не представляется значимым. По средствам комбинирования содержания компонентов и их типов можно управлять

различными физическими и механическими характеристиками разрабатываемых материалов. Например, такими как:

- различные показатели прочности;

- модуль упругости;

- жаропрочность;

- магнитные свойства;

- диэлектрические свойства;

- абразивная стойкость;

- уровень радиопоглощения;

- и т. д.

По общепринятой классификации различают на следующие группы композиционных материалов:

- дисперсноупрочненные;

- армированные волокнами;

- слоистые.

В данной работе будут рассматриваться композиционные материалы на основе металлов и сплавов, состоящие из металлической матрицы с тонкодисперсными частицами, которые в основном металле не растворяются (дисперсно-упрочненные материалы) или слоистые металлы.

Композиционные материалы отличаются от обычных сплавов значениями предела прочности, модуля упругости, коэффициента жесткости склонностью к разрушению. Прочность композитов во многом определяется свойствами включений: матрица должна перераспределять напряжения между данными элементами. Кроме того, дисперсные частицы выполняют работу торможения передвижения дислокаций в матрице. При этом матрица несёт всю нагрузку, являясь основным элементом, а дисперсные частицы играют роль упрочняющей фазы.

Следует отметить, что в настоящее время при анализе композиционных материалов основное внимание уделяется свойствам в упругой области при эксплуатационных нагрузках, а вопросы технологического деформирования рассмотрены, на наш взгляд, недостаточно.

Поочерёдно проанализируем различные методы расчёта характеристик упругости для различных вариантов структуры.

Если принять предположение, что волокна и матрица компактных материалов имеют идеальную адгезионную связь (такое допущение не всегда возможно в случае с композиционными материалами), то деформация волокон и матрицы в материале будет происходить совместно [1]

ес = ег = ет, (1.1)

где е- относительная упругая деформация; с - указание на материал; / - указание на волокно; т - указание на матрицу.

Проанализируем так называемое правило смеси. Это правило отражает влияние насыщенности материла каким-либо компонентом на его характеристики в целом. Это уравнение традиционно представляют следующим образом [1]:

X = ХУ, + X V

с 11 т т

(1.2)

где Х - какая-либо из характеристик типа композита;

V - объемная доля какого-либо компонента в смеси.

Следующее уравнение применяют для описания модуля продольной упругости, исследуемого материла:

Ех = Е/У/ + ЕтУт,

(1.3)

где Е - модуль упругости (модуль Юнга);

индекс х является указателем на ось, по которой происходит деформация растяжения или сжатия.

Представленное выше уравнение (1.3) представляет собой частный случай правила смеси, уравнение которого приведено в формуле (1.2).

Если нам предстоит иметь дело с несколько более сложной в описании моделью (волокно представлено стержнем цилиндрической формы, а матрица коаксиальной оболочкой этого стрежня) [2, 3], то необходимо учесть различные характеристики матрицы и волокон, а конкретнее различный коэффициент Пуассона. В этом случае используется следующая формула:

Е = ЕУГ + Е У + - МтУЕтЕу I1 М

Х тт Ет (1 -Мт % +[ЬтУт + (1 - Мт )Е

(1.4)

где

Ьт = 1 -Мт - 2мт; Ь/ =1-М/- 2м2; м _

М - коэффициент Пуассона.

Концентрация компонентов и их свойства влияют на продольный модуль упругости композиционных материалов, армированных однонаправленно. Эта зависимость выражается в следующей формуле:

Г лЕт(д -Б3Е) + Е г(Б2 -Б^г) Ех = [ЕУ + ЕтУт -^-Ц-^-^

х V } } т т! Т7 I ТЛ ТЛ \ , Т7 ( ТЛ ТЛ \

Ет (А - А) + Ег (Бг - А )

(1.5)

д = 1 - Мг; где 1 ^

Р2 =

\Мт У

А =■

1 + У,

У„

' + Мт; Б3 = 2м}; °4 =

2мУ .

к '

ъ =

МтУ/Е/ +МУтЕт .

МУ/Е/ +МтУтЕт '

Для приблизительных расчётов значений продольного модуля упругости, как правило, применяется формула (1.3). Это обусловлено тем, что различие значений, найденных по формулам (1.4) или (1.5) от значений, найденных по формуле (1.3) не превышает нескольких процентов. При этом нужно иметь ввиду, что значения продольного модуля упругости в этом случае получаются несколько ниже.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Барышников, Михаил Павлович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сандырин, А.И. Модели накопления повреждений и критерии разрушения конструкционных упругопластических материалов при динамическом нагружении / А.И. Сандырин // Проблемы прочности и пластичности. - 2012. -вып. 74. - С. 28-39.

2. Лебедев, А.А. Развитие теорий прочности в механике материалов / А.А. Лебедев // Проблемы прочности. - 2010. - № 4. - С. 126-146.

3. Кучер, В.Н. Конкретизация параметров модели накопления рассеянных повреждений для описания деформирования стали / В.Н. Кучер // Проблемы прочности. - 2010. - № 6. - С. 146-160.

4. Трофимов, В.Н. Модель накопления поврежденности при пластической деформации / В.Н. Трофимов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2007. - № 1. - С. 47-50.

5. Трефилов, В.И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов / В.И.Трефилов, В.Ф.Моисеев, Э.П. Печковский - Киев: Наук. думка, 1989. - 256 с.

6. Крюссар, Ш. Сравнение вязкого и усталостного разрушения / Ш. Крюс-сар, Ж. Плато, Р. Тамханкар [и др.] // Атомный механизм разрушения. - М.: Ме-таллургиздат, - 1963.- С. 535-574.

7. Broek, D. A study on ductile fracture / D. Broek - Delft : Nederlandse, 1971. - 112 p.

8. Павлов, В.А. Физические основы холодной деформации ОЦК металлов / В.А. Павлов. - М.: Наука, 1978. - 208 с.

9. Bichler, C. Direct Observation of the Residual Plastic Deformation Caused by a Single Tensile Overload / C. Bichler, R. Pippan // Proc. 2nd Symp. on Fatigue Crack Closure, Measurement and Analysis. - 1999. - P. 191-206.

10. Christ, H.-J. Cyclic stress-strain response and microstructure under variable amplitude loading / H.-J. Christ, H. Mughrabi // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. - 1996. - Vol. 19. - P. 335-348.

11. Hertzberg, R.W. Deformation and fracture mechanics of engineering materials / R.W. Hertzberg. - York: Wiley, 1996. - 786 p.

12. Murakami, Y. The stress intensity factors handbook / Y. Murakami. - New York: Pergamon press, 1987. - 224 p.

13. Tada, H. The stress analysis handbook.- 3rd edition / H. Tada, P.C. Paris, G.R. Irwin. - New York: ASME Press, 2000. - 696 p.

14. Критерии прочности и пластичности [Электронный ресурс] // ВолгГТУ, кафедра сопротивления материалов URL: http://sopro-mat.vstu.ru/metod/lek/lek_07.pdf (дата обращения 10.08.2014).

15. Соловьев, Ю.К. Некоторые вопросы, связанные с решением пространственной осесимметричной задачи теории упругости при помощи обобщенных аналитических функций / Ю.К. Соловьев //Строительная механика. Тр. Новосиб. ин-та инж. ж. д. тр-та. - 1967. - вып. 62. - С. 5-35.

16. Дильман, В.Л. Исследование аналитическими методами математических моделей напряженного состояния тонкостенных цилиндрических оболочек / В.Л. Дильман // Вестник Южно-Уральского государственного университета. -№ 17 (150). - 2009. - С. 36-59.

17. Александров, А.Я. Численный и аналитические методы исследования концентрации напряжений в задачах теории упругости / А.Я. Александров, И.П. Олегин // Труды науч.-техн. конф. по статической прочности авиационных конструкций. Из-дат. отдел ЦАГИ. - 1981. - С. 67-75.

18. Василенко, АТ. Численно-аналитическое решение задачи теории упругости для неоднородной среды со сферическими полостями или включениями / АХ Василенко, Н.Д. Панкратова // Изв. РАН. МТТ. - 1993. - № 1. - С. 82-88.

19. Чернявский, А.О. Метод конечных элементов. Основы практического применения / А.О. Чернявский // [Электронный ресурс] Кафедра «Прикладная

механика, динамика и прочность машин» ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) URL: http://pent.sopro.susu.ac.ru/LRN/0711/smm/files/fea_4c.pdf (дата обращения 05.09.2014).

20. Gurson, A.L. Cjntinuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth: part I - yield criteria and flow rules for porous ductile media / A.L. Gurson // J. Engng. Mater. Tech. - 1977. - Vol. 99. - Р. 2-15.

21. Харитонов, В.А. Влияние химического состава стали, режимов прокатки катанки и холодной деформации на свойства низкоуглеродистой проволоки / В.А. Харитонов, Л.В. Радионова, М.В. Зайцева. - Магнитогорск, 2005. -20 с.

22. Бетехтин, В.И. Пластическая деформация и разрушение кристаллических тел / В.И. Бетехтин, В.И. Владимиров, А.Г. Кадомцев [и др.] // Проблемы прочности. - 1979. - № 8. - С. 51-57.

23. Аркулис, Г.Э. Теория пластичности. Учебное пособие для вузов / Г.Э. Аркулис, В.Г. Дорогобид. - М.: Металлургия, 1987. - 352 с.

24. Аркулис, Г.Э. Совместная пластическая деформация разных металлов / Г.Э. Аркулис. - М.: Металлургия, 1964. - 272 с.

25. Аркулис, Г.Э. Исследование режимов дрессировки биметаллических полос / Г.Э. Аркулис, А.В. Шапарев, И.И. Ошеверов [и др.] // Производство металлоизделий с защитными покрытиями : Темат. Отрасл. Сб. - М.: Металлургия,

- 1984. - С. 35-36.

26. Колмогоров, Г.Л. Энергосиловые условия волочения биметаллических заготовок / Г.Л. Колмогоров, Т.В. Чернова, Ю.А. Власова [и др.] // Известия Калининградского государственного технического университета. - 2012. - № 26.

- С. 81-87.

27. Богатов, А.А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением / А.А. Богатов, О.И. Мижирицкий, С.В. Смирнов. - М.: Металлургия, 1984. -144 с.

28. Гриднев, В.Н. Прочность и пластичность холоднодеформируемой стали / В.Н. Гриднев, Ю.Я. Мешко, В.Г. Гаврилюк. - Киев: Наукова думка, 1974.

- 239 с.

29. Столяров, А.Ю. Разработка методики определения предельной деформируемости высокоуглеродистой катанки для производства металлокорда и бортовой проволоки / А.Ю. Столяров // Метиз. - № 9 (88). - 2012. - С.20-25.

30. Столяров, А.Ю. Определение глубины слоя дополнительной сдвиговой деформации при волочении тонкой проволоки / А.Ю. Столяров, В.А. Харитонов // Сталь. - 2012. - № 12. - С.45-47.

31. Сычков, А.Б. Особенности технологии производства высокоуглеродистой катанки / А.Б. Сычков, В.В. Парусов, Ю.А. Ивин [и др.] // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. -2014. - № 1. - С. 38-42.

32. Губенко, С.И. Трансформация неметаллических включений в стали / С.И. Губенко. - М.: Металлургия, 1991. - 224 с.

33. Петров, Ю.В. Прогнозирование динамической трещиностойкости конструкционных материалов на примере разрушения авиационного сплава при ударном воздействии / Ю.В. Петров, Е.В. Ситнокова // Журнал технической физики. - 2004. - том 74. - вып. 1. - С. 58-61.

34. Цепенникова, М.В. Варификация численной методики расчета разрушения конструкций из композиционных материалов / М.В. Цепенникова, И.А. Повышева, О.Ю. Сматанникова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная математика и механика.

- 2012. - № 10. - С. 225-241.

35. Anderson, T.L. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications / T.L. Anderson. - CRC Press.- 2nd edition, 1995. - 610 p.

36. Braithwaite, F. On the Fatigue and Consequent Fracture of Metals / F. Braithwaite // Minutes of Proceedings. - Vol. 13. - 1854. - P. 463-467.

37. Tao, J. Metal Electromigration Damage Healing Under Bidirectional Current Stress / J.Tao, N. W. Cheung, C. Hu // IEEE Electron Device Letters. - Vol. 14. - 1993.

- P. 554-556.

38. Золотухин, К.В. Математическое моделирование процессов волочения проволоки / К.В. Золотухин // Первый науч.-практ. семинар "Метизная промышленность XXI века: Проблемы и перспективы", Украина, г. Харцызск, 18-20 сентября 2001 г.

39. Никифоров, Б.А. Производство высокопрочной арматурной проволоки: Учебное пособие. / Б.А. Никифоров, В.А. Харитонов, E.H. Киреев. - Свердловск: УПИ, 1982. - 96 с.

40. Перлин, И.Л. Теория волочения / И.Л. Перлин, М.З. Ерманок. - М.: Металлургия, 1971. - 2-е изд. - 447 с.

41. Пирогов, В.А. Влияние содержания углерода и структурного состояния на деформационное упрочнение и деформируемость углеродистых сталей при волочении / В.А. Пирогов, И.А. Вакуленко, В.К. Бабич // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 1987. - № 2. - С. 38-39.

42. Крымчанский, И.И. Производство проволоки из углеродистых марок сталей: Учебное пособие / И.И. Крымчанский, С.А. Терских, С.И. Платов [и др.].

- Магнитогорск: МГТУ, 1999. - 106 с.

43. Харитонов, В.А. Формирование свойств углеродистой проволоки холодной деформацией: Монография / В.А. Харитонов, Л.В. Радионова. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. - 127 с.

44. 33. Sеvillаno, J. Gil. // Ргос. 5th Inter. conf. strength of materials. Aachen. : Pergamon press. Oxford. - 1981. - Р. 819-824.

45. 34. Битков, В.В. Технология и машины для производства проволоки. / В.В. Битков. - Екатеринбург: УрО РАН. - 2004. - 348 с.

46. Даненко В.Ф. Исследование влияния геометрии рабочего канала волок на усилие волочения и эксплуатационную стойкость / В.Ф. Даненко, Е.Ю. Куш-кина, Г.Н. Иванова [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета. - Вып. 5. - Том 5. - 2011. - С. 85-89.

47. Yoshida, K. Prevention of Wire Breaks in Gold Fine Wire Drawing and Improvement in Wire Straightening / K. Yoshida, T. Yamashita, A. Tanaka // The 10th International Conference on Technology of Plasticity. - 2011. - P. 297-301.

48. Se-In, Ji S.-I. The effects of non-metallic inclusion on ductile damage of high carbon steel wire in multi-pass dry drawing process / Ji S.-I. Se-In, K.-H. Lee, Y.-S. Yang [et al.] // Key Engineering materials. - 2014. - Vols. 622-623. - P. 155-161.

49. Farrugia, D., Cheong B. Multi-scale modelling for studying ductile damage of free cutting steel / D. Farrugia, B. Cheong // Конференция пользователей Simulia. - 2009. [Электронный ресурс] URL: http: //www.simulia.com/download/pdf2009/Farrugia_SCC2009.pdf (дата обращения 07.05.2014).

50. Farrugia, D. Revised plane strain mechanical testing for studying ductile damage of free cutting steel / D. Farrugia // Proceedings of the 12th International Conference on Metal Forming. - 2008. - Vol. 2. - P. 361-368.

51. Foster, A D. Constitutive modelling of damage accumulation during the hot deformation of free-cutting steels / A D. Foster, J. Lin, Y. Liu [et al.] // Proceedings of the 8th ESAFORM Conference on Material Forming. - 2005. - Vol. 1. - P. 201-204.

52. Lin, J. Development of dislocation based-unified material model for simulating microstructure evolution in multipass hot rolling / J. Lin, Y. Liu, D. Farrugia [et al.] // Philosophical Magazine. - Vol. 85. - 2005. - № 18. - P. 1967-1987.

53. Lin, J. On micro-damage in hot metal working Part 2: Constitutive modelling / J. Lin, A. D. Foster, Y. Liu [et al.] // Journal of Engineering Transactions. - 2007. -№ 55 (1). - P. 1-18.

54. Miller, K.J. The Two Thresholds of Fatigue Behaviour / K.J. Miller // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. - 1993. - № 16. - P. 931-939.

55. Miller K.J. Proc. the behavior of short fatigue cracks / K.J. Miller. - London: Mechanical engineering publications, 1986. - 560 p.

56. Miller, K.J. Proc. short fatigue cracks in fatigue and fracture of engineering materials and structures (special issue) / K.J. Miller, 1991. - 143 p.

57. Ashbaugh, N.E. Experimental and analytical estimates of fatigue crack closure in an aluminum copper alloy part I: Laser interferometry and electron fractography / N.E. Ashbaugh, B. Dattaguru, M. Khobaib [et al.] // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. - 1997. - № 20. - P. 951-961.

58. Huang, H.L. The study of fatigue in polycrystalline copper under various strain amplitude at stage I / H.L. Huang, N.J. Ho // Crack initiation and propagation, materials science and engineering. - 2000. - Vol. 293. - P. 7-14.

59. Pearson, S. Initiation of fatigue cracks in commercial aluminum alloys and the subsequent propagation of very short cracks / S. Pearson // Engineering fracture mechanics. - 1975. - Vol. 7. - P. 235-240.

60. Ravichandran, K.S. Three-dimensional crack shape effects during the growth of small surface cracks in a titanium base alloy / K.S. Ravichandran // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. - 1997. - Vol. 20. - P. 1423-1442.

61. Levitin, V. Strained Metallic Surfaces: Theory, Nanostructuring and Fatigue Strength / V. Levitin, S. Loskutov. - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany. Proc. Fatigue, 2008. - 258 p.

62. Sommer, E. Bruchmechanische Bewertung von Oberflachenrissen. / E. Sommer. - Berlin: Springer-Verlag, 1984. - 174 p.

63. Шпис, Х.-И. Поведение неметаллических включений в стали при кристаллизации и деформации. Перев. с нем. / Х.-И. Шпис // М.: Металлургия, 1971.

- 125 с.

64. 53. Виноград, М.И. Включения в стали и ее свойства / М.И. Виноград.

- М.: Металлургиздат, 1963. -252 с.

65. Губенко, С.И. Неметаллические включения в стали / С.И. Губенко, В.В. Парусов, И.В. Деревянченко. - Днепропетровск: Арт-Пресс, 2005. - 536 с.

66. Аркулис, Г.Э. Совместная пластическая деформация разных металлов / Г.Э. Аркулис. - М.: Металлургия, 1964. - 271 с.

67. Архангельский, А.В. Пластическая деформация металлов и сплавов / А.В. Архангельский, П.И. Полухин, Ю.В. Кнышев и др. // Сб. науч. тр. МИСиСа. - М.: Металлургия, 1968. - Вып .47. - С. 137-158.

68. Гуляев, А.С. К расчету давления металла на валки при прокатке биметалла / А.С. Гуляев, А.В. Лапис // Труды Гипроцветметобработка, вып. 54. 1978.- С. 30-34.

69. Кучкин, В.В. Аналитический метод определения начала совместной деформации при пакетной прокатке разнородных материалов / В.В. Кучкин, Ю.И. Рыбин // Вопросы судостроения. - М.: Металлургия. 1982. № 34. - С. 17-19.

70. Афанасьев, С.Д. Феноменологическая модель соединения разнородных металлов при совместной холодной прокатке / С.Д. Афанасьев, С.И. Ковалев, Н.И. Корягин // Известия АН СССР. Металлы. 1983. № 3. - С. 107-110.

71. Левитан, С.М. Математическая модель формирования толщины раската при прокатке многослойного пакета / С.М. Левитан, Ю.В. Коновалов, А.П. Парамошин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. - № 4. - С. 59-63.

72. Шумилин, И.М. Условия устойчивого волочения биметаллической проволоки // Сталь. - 1977. - № 12. - С. 1124-1125.

73. Кузнецов, Е.И. Устойчивость оболочек на границах очага деформации при волочении двухкомпонентных систем // XVI Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций: Тез. докл. науч.-техн. конф. 24-26 июня 1997 г.- Миасс, С. 47.

74. Коковихин Ю.И. Вопросы устойчивого волочения сталеалюминиевой проволоки / Ю.И. Коковихин, А.А. Кальченко, В.В. Рузанов В.В. // Теория и практика производства метизов: Межвуз. сб. науч. тр. - Свердловск: изд. УПИ, 1988. - С. 169-176,

75. Кузнецов, Е.И. Совершенствование процессов производства проволоки с покрытиями на основе анализа параметров волочения: автореф. дис. ... канд.

техн. наук: 05.16.05 / Кузнецов Евгений Иванович. - Магнитогорск: МГМА, 1998.

76. Кузнецов, Е.И. Слоистые композиционные покрытия в метизной промышленности. Том 1 / Е.И. Кузнецов, М.В. Чукин, М П. Барышников, О.В. Семенова. - Магнитогорск: ПМП "МиниТип", 1997. - 96 с.

77. Кузнецов, Е.И. Слоистые композиционные покрытия в метизной промышленности. Том 2 / Е.И. Кузнецов, М.В. Чукин, М.П. Барышников, О.В. Семенова.- Магнитогорск: ПМП "МиниТип"; 1997. - 208 с.

78. Кузнецов, Е.И.. Совершенствование процессов производства проволоки с покрытиями на основе анализа параметров волочения: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.05 / Кузнецов Евгений Иванович. - Магнитогорск: МГМА, 1998.

79. 135. Белов, В.К. Проблемы измерения микротопографиии поверхности и их решение / В.К. Белов, А.Ю. Леднов // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г.С. Гуна. - Магнитогорск: МГМА, 1995. - С 107-114.

80. Манчаш, Р.И. Математическая модель волочения трехслойной композиционной заготовки / Р.И. Манчаш, П.В. Стащук // Теория и практика производства метизов: Межвуз. сб. науч. тр. - Свердловск: изд. УПИ, 1986. - С. 52-56.

81. Соколов, Н.В. Технология нанесения металлических покрытий на проволоку и ленту. Конспект лекций. - Свердловск, 1980. - 96 с.

82. Никифоров, Б.А. Математическая модель граничного трения / Б.А. Никифоров, Г.А. Щеголев, Н.Т. Лошкарева, А.С. Костюченко // Теория и практика производства метизов: Межвуз. сб. науч. тр. - Свердловск: изд-во УПИ, 1986. - С. 5-12.

83. Щеголев, Г.А. Определение условий схватывания металлов с инструментом / Г.А. Щеголев, В.Л. Колмогоров, А.А. Богатов // Трение и смазка в машинах. - Челябинск, 1983. - 206 с.

84. Никифоров, Б.А. К математическому моделированию трения при обработке металлов давлением. Сообщение 1 / Б.А. Никифоров, Г.А. Щеголев,

Н.Т. Лошкарева, В.Е. Савков // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. - № 12.

- С. 63-64.

85. Белов, В.К. Анализ фазовых портретов моделированных профилей поверхности / В.К. Белов, Д.О. Беглецов, С.А. Щербаков // Математика. Приложение математики в экономических, технических и педагогических исследованиях: сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 191-196.

86. Белов, В.К. Профиль поверхности - как образ в фазовом пространстве, Математика. Приложение математики в экономических, технических и педагогических исследованиях: сб. науч. тр. / В.К. Белов. - Магнитогорск: МГТУ, 2004.

- С. 184-190.

87. Чеботько, А.Ч. Регламентация шероховатости поверхности фрактальными моделями / А.Ю. Чеботько, В.К.Белов // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2000. - С. 52-61.

88. 146. Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. - М.: Машиностроение, 1968. - 140 с.

89. Хусу, А.П. Шероховатость поверхностей / А.П. Хусу, Ю.Р. Виттенберг, В.А. Пальмов. - М.: Наука, 1975. - 344 с.

90. Белов, В.К. Статистическое моделирование профиля шероховатой поверхности / В.К. Белов, С.А. Щербаков, Д.О. Беглецов // Математика. Приложение математики в экономических, технических и педагогических исследованиях: сб. науч. тр. - Магнитогорск, МГТУ, 2003. С. 109-117.

91. Демкин, Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей [Текст] / Н.Б Демкин; под общ. ред. И.В. Крагельского. - М.: Наука, 1970. - 227 с.

92. Польцер Г. Основы трения и изнашивания [Текст] / Г. Польцер, Ф. Май-сснер; пер. с нем. О.Н. Озерского, В.Н. Пальянова; Под. Ред. М.Н. Добычина -М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

93. Белов, В.К. Описание контакта двух шероховатых поверхностей на языке фрактальной геометрии / В.К. Белов // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2006. - С. 56-66.

94. Крагельский, И.В. Узлы трения машин: Справочник / И.В. Крагель-ский, Н.М. Михин. - М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

95. Бендат Дж. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ / Дж. Бендат, А. Пирсоя А. - М.: Мир, 1989. - 540 с.

96. Лукьянов, В.С. Параметры шероховатости поверхности / В.С. Лукьянов, Я.А. Рудзит. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - 162 с.

97. Белов, В.К.Формирование микротопографии свободной поверхности, / В.К. Белов, В.Г. Бочкарев, А.Ю. Леднов, А.Ю. Чеботько // Обработка сплошных и слоистых материалов: сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. - С. 252-264.

98. Белов, В.К. Микропрофиль поверхности как странный аттрактор, / В.К. Белов, Д.О. Беглецов // Математика. Приложение математики в экономических, технических и педагогических исследованиях: сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2005. - С. 109-116.

99. Дроздова, Ю.Н. Прогнозирование изнашивания с учетом механических, физико-механических и геометрических факторов / Ю.Н. Дроздов // Тяжелое машиностроение, 2004. № 9. - С. 2-5.

100. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, В.С. Комбалов. - М.: Машиностроение, 1977. - 526с.

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

102. Аркулис, Г.Э. Теория пластичности / Г.Э. Аркулис, В.Г. Дорогобид. -М.: Металлургия, 1987. - 352 с.

103. Носко, А.Л. Численное моделирование трибологических систем (применительно к тормозным устройствам ПТМ) / А.Л. Носко, А.П. Носко // Известия вузов. Машиностроение, 2005. № 12. _ С. 8-16.

104. Колмогоров, В.Л. Механика обработки металлов давлением / В.Л. Колмогоров. - Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2001. - 836 с.

105. Гун, Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением / Г.Я. Гун. - М.: Металлургия, 1980. - 456 с.

106. Петросян, Г.Л. Пластическое деформирование порошковых материалов / Г.Л. Петросян. - М.: Металлургия, 1988. - 152 с.

107. Бальшин, М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна / М.Ю. Бальшин. - М.: Металлургия, 1972. - 535 с.

108. Жданович, Г.М. Теория прессования металлических порошков / Г.М. Жданович. - М.: Металлургия, 1969. - 262 с.

109. 167. Перельман В.Е. Формование порошковых материалов / В.Е. Пе-рельман. - М.: Металлургия, 1979. - 232 с.

110. Скороход, В.В. Реологические основы теории спекания / В.В. Скороход. - Киев: Наукова думка, 1973. - 151 с.

111. Жаров, И.А. Упругопластическая модель трения и изнашивания при качении со скольжением стальных тел / И.А. Жаров // Трение и износ - Гомель: Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси, 2004. № 1. - С. 16-21.

112. Грин, Р.Дж. Теория пластичности пористых тел / Р.Дж. Грин // Механика: сб. пер. - 1973. - № 4. - С. 109-120.

113. Чумаченко, Е.Н. Математическое моделирование в нелинейной механике / Е.Н. Чумаченко, Т.В. Полякова, С.А. Аксенов [и др.]. - М., 2009. - 44 с.

114. Алешин, В. Анализ прочности промышленных трубопроводов в ANSYS и ABAQUS / В. Алешин, В. Кобяков, В. Селезнев // САПР и графика». - 2004. - № 7.

115. NanoWeek № 87, 2009 [Электронный ресурс] / ANSYS Composite Prep-Post 12.0 - создание моделей конструкций из композиционных материалов. - Режим доступа: http://www.nanonewsnet.ru/nanoweek/87 (дата обращения 02.04.2014).

116. ANSYS [Электронный ресурс] / ANSYS Composite PrepPost - Режим доступа: http://ansys.soften.com.ua/the-decisions/103-ansys-composite-prep-post.html. (дата обращения 02.04.2014).

117. CompMechLab [Электронный ресурс] / Доступна новая версия программы Helius: CompositePro™ Version 4.0. от Firehole Technologies, Inc. - Режим доступа: http://www.fea.ru/modules.php?name=News&file=print&sid=1666. (дата обращения 02.04.2014).

118. ProCAE.ru [Электронный ресурс] / Обзор программных продуктов реализующих CAD, CAE-технологии. - Режим доступа: http://www.pro-cae.ru/articles/ 15/13.html. (дата обращения 02.04.2014).

119. Abaqus // Инжиниринговая компания ТеСИС. [Электронный ресурс] URL: http://www.tesis.com.ru/software/abaqus. (дата обращения 02.04.2014).

120. MSC Nastran - расчет и оптимизация конструкций // MSC Software [Электронный ресурс] URL: http://www.mscsoftware.ru/products/nastran. (дата обращения 02.04.2014).

121. Deform // Инжиниринговая компания ТеСИС. [Электронный ресурс] URL: http://www.tesis.com.ru/software/deform. (дата обращения 02.04.2014).

122. Мясникова, A.A. Неметаллические включения и их влияние на качество сварных соединений при дуговой сварке / A.A. Мясникова // Master's Journal. - 2012. - № 1. - С. 50-54.

123. Besson, J. Continuum Models of Ductile Fracture: A Review // International Journal of Damage Mechanics Vol. 19. - 2010. - P. 3-52.

124. Геллер, Ю. Материаловедение. (Методы анализа, лабораторные работы и задачи) Издание 6, переработанное и дополненное / Ю. Геллер, AL. Рах-штадт. - М.: Металлургия, 1989. - 455с.

125. Барышников, М.П. Aнализ возможности расчета упругих характеристик металлов и сплавов на основе представления их структуры как несплошной среды / М.П. Барышников, Ab. Бойко, М.В. Чукин // Моделирование и развитие

процессов обработки металлов давлением: межрег. сб. науч. тр. под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: МГТУ, - 2011. - С. 200-206.

126. Griffith, A.A. The phenomenon of rupture and flow in solids / A.A. Griffith // Phil. Trans. Roy. Soc., ser. A. - 1920. - Vol. 221. - P. 163-198.

127. Irwin, G.R. Analysis of stresses and strain near the end of a crack traversing a plate / G.R. Irwin // Applied mechanics. - 1957. - Vol. 24. - № 3. - P. 361-364.

128. Колмогоров, В.Л. Пластичность и разрушение / В.Л. Колмогоров А.А., Богатов Б.А. Мигачев [и др.]. - М.: Металлургия, 1970. - 336 с.

129. Колмогоров, В.Л. Напряжения, деформации, разрушение / В.Л. Колмогоров. - М.: Металлургия, 1970. - с. 229.

130. Дель, Г.Д. Технологическая механика / Г.Д. Дель. - М.: Машиностроение, 1978. - 174 с.

131. Дель, Г.Д. Критерий деформируемости металлов при обработке давлением / Г.Д. Дель, В.А. Огородников, В.Г. Нахайчук // Изв. вузов. Машиностроение. - 1975. - № 4. - С. 135-140.

132. Огородников, В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением / В.А. Огородников. - Киев: Вище школа, 1983. - 176 с.

133. Барышников, М.П. Анализ программных комплексов для расчета напряженно-деформированного состояния композиционных материалов в процессах обработки давлением / М.П. Барышников, М.В. Чукин, А.Б. Бойко // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2012. - № 4. - С. 72-74.

134. Власов, А.В. Программа расчета поврежденности при холодной пластической деформации металлов для постпроцессора DEFORM3D // Инжиниринговая компания ТеСИС. [Электронный ресурс] URL: http://www.tesis.com.ru/infocenter/downloads/deform/deform_es09_mgtu1.pdf. (дата обращения 15.07.2014).

135. Барышников, М.П. К вопросу выбора критериев разрушения при математическом моделировании процессов обработки давлением в современных

программных комплексах / М.П. Барышников, М.В. Чукин, А.Б. Бойко [и др.] // Обработка сплошных и слоистых материалов: межвуз. сб. науч. тр. под ред. М.В. Чукина. Магнитогорск: МГТУ. - 2014. - № 1 (40) - С. 48-55.

136. Cockroft, M. G. A simple criterion of fracture for ductile metals / M. G.

Cockroft, D. J. Latham. - National Engineering Laboratory, Great Britain, 1966. - 25 p.

137. ABAQUS v 6.9 manuals.

138. Демин, В.А. Проектирование процессов толстолистовой штамповки на основе прогнозирования технологических отказов / В.А. Демин - М.: Маши-ностроение-1, 2002. - 186 с.

139. Костыгов, В.Т. Расчетно-экспериментальная оценка интенсивности изнашивания / В.Т. Костыгов // Известия вузов Северокавказского региона технических наук. - Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2002. № 1. - С. 35-37.

140. Чукин, М.В. Оценка коэффициента пропорциональности в законах трения при ОМД на основе теории совместной пластической деформации некомпактных сред / М.В. Чукин, Г.С. Гун, М.П. Барышников // Обработка сплошных и слоистых материалов. Вып. 31. Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2004. - С. 118-127;

141. Чукин, М.В. Выбор функций пористости и расчет коэффициента пропорциональности при моделировании процесса контактного взаимодействия как некомпактной среды / М.В. Чукин, М.П. Барышников, А.О. Беляев // Обработка сплошных и слоистых материалов. Вып. 35. Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. - С. 112-118;

142. Чукин, М.В. Методика оценки коэффициента пропорциональности в процессах ОМД с применением средств объектно-ориентированного программирования / М.В. Чукин, М.П. Барышников, А.О. Беляев // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им Г.И.Носова. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. № 4. - С. 76-79.

143. Беляев, А.О., Чукин М.В., Барышников М.П. Автоматизированный расчет коэффициента пропорциональности в законе трения. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010610131. рег. 11.01.2010.

144. Чукин, М.В. Методика оценки коэффициента пропорциональности в процессах ОМД / М.В. Чукин, М.П. Барышников, А.О. Беляев // Неделя металлов в Москве. Сборник трудов конференций. - М.: ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ им. А.И. Целикова, 2009. - С. 397-407.

145. Коплиен, Дж. Программирование на C++. Классика CS / Дж. Коплиен.

- С.-Пб.: Питер, 2005. - 479 с.

146. Вязовик, Н.А. Программирование на Java / Н.А. Вязовик. - М.: ИНТУИТ. РУ «Интернет университет информационных технологий», 2003. -592 с.

147. Мирошниченко, Г.А. Реляционные базы данных: практические приемы оптимальных решений / Г.А. Мирошниченко. - С.-Пб.: ПХВ - Петербург, 2005. - 400 с.

148. Фаронов, В.В. Delphi. Программирование на языке высокого уровня. Учебник для вузов. С.-Пб.: Питер., 2004. - 640 с.

149. Фаронов, В.В. Программирование баз данных в Delphi 7. Учебный курс / В.В. Фаронов. - С.-Пб.: Питер, 2006. - 459 с.

150. Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты [Текст]. Карманный справочник [Пер. с англ.] / У. Болтон.

- М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004. - 320 с.

151. Dixin, Y. Numerical simulation of stress field in inclusions of large rudder arm steel castings / Y. Dixin, X. Jingpei, Z. Kefeng [et al.] // Research and Development. - 2009. - P. 906-909.

152. Klocke, F. Influence of non-metallic inclusions in super-finish wire cutting / F. Klocke, T. Nothe, M. Klotz // Proceedings of the 6th international Tooling conference Vol. II. - 2002. - P. 1183-1198.

153. Saraev, D. Finite element modeling of Al/SiCp metal matrix composites with particles aligned in stripes - a 2D-3D comparison / D. Saraev, S. Schmauder // International Journal of Plasticity. - 2003. - Vol. 19. - P. 733-747.

154. Кэнту М. Delphi 7 для профессионалов / М. Кэнту. - С.-Пб.: Питер, 2005. - 1101 с.

155. Чукин, М.В. Особенности реологических свойств конструкционных наносталей / М.В. Чукин, Г.С. Гун, М.П. Барышников и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. № 1. - С. 24-27.

156. Кроха, В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации. Справочник / В.А. Кроха // Машиностроение, 1980. - 157 с.

157. Pippan, R. Fatigue of bimaterials. Investigation of the plastic mismatch in case of cracks perpendicular to the interface / R. Pippan, F.O. Riemelmoser // Computational materials science. - 1998. - Vol. 13. - P. 108-116.

158. Медведев, Е.Б. Закономерности влияния зон затрудненной деформации на формоизменение биметаллических композиций при холодном прямом выдавливании / Е.Б. Медведев, М.П. Барышников // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2010. - № 3. - С. 28-31.

159. Рудницкий, Э.А. Особенности получения биметаллической сталемед-ной проволоки / Э.А. Рудницкий, Е.В. Феськов // Молодежь и наука: сборник материалов IX Всероссийской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 385-летию со дня основания г. Красноярска - Красноярск : Сиб. федер. ун-т.- 2013 [Электронный ресурс] URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013/section007.html (дата обращения 18.09.2014).

160. Boldetti, C. Measurement of deformation gradients in hot rolling of AA3004 / C. Boldetti, C. Pinna, I.C. Howard [et al.] // Experimental Mechanics. -2005. - Vol. 45 (6). - P. 517-525.

161. Dekkers, R. Non-metallic inclusions in liquid steel ladles / R. Dekkers. -PhD Thesis. Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgium, 2002.

162. Aratani, M. An On-Line Detection System for Nonmetallic Inclusions in Tin Mill Back Plate for Drawing-Redrawing-Can-Making / M. Aratani, Y. Tomura, H. Takada // JFE technical report. - 2007. - No. 9. P. 70-75.

163. Prillhofer, B. Nonmetallic inclusions in the secondary aluminum industry for the production of aerospace alloys / B. Prillhofer, H. Antrekowitsch, H. Bottcher [et al.] // Light Metals. - 2008. P. 603-608.

164. Baryshnikov, M.P. Modeling of drawing steel wire with regard heterogeneous structures in the softwere Simulia Abaqus / M.P. Baryshnikov, M.V. Chukin, A.B. Boiko // XV International scientific conference. Czestochowa. - 2014. - P. 184-187.

165. Laird, C. The influence of metallurgical structures on fatigue crack propagation - A review/ C. Laird, 1967. - 131 p.

166. Stolarz, J. Influence of microstructure on low-cycle fatigue in some singlephase and biphasic stainless steels / J. Stolarz // Proc. international conference on low cycle fatigue. - 2004. - № 3. - P. 3-15.

167. Blochwitz, C. In-Situ scanning electron microscope observations of the deformation behaviour of short cracks / C. Blochwitz, W. Tirschler // Materials science and engineering. - 2000. - P. 273-276.

168. Nakajima, K. The effect of microstructure on fatigue crack propagation of a+P titanium alloys / K. Nakajima, K. Terao, T. Miyata // Materials science and engineering. - 1998. - P. 176-181.

169. Richter, R. In-situ scanning electron microscopy of fatigue crack behaviour in ductile materials / R. Richter, W. Tirschler, C. Blochwitz // Materials science and engineering. - 2001. - P. 237-243.

170. Wiliams, D.B. Transmission electron microscopy: a textbook for materials science / Wiliams D.B., Carter C.B. - New York: Plenum press, 1996.

171. Барышников, М.П. Анализ влияния неоднородности структуры на напряженно-деформированное состояние проволоки в процессе волочения / М.П. Барышников, М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Б. Бойко // Известия ТулГУ. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2014. - Вып. 10: в 2 ч. Ч. 1. - С. 56-62.

172. Барышников М.П. Моделирование процесса волочения проволоки с учетом неоднородности структуры в программном комплексе SIMULIA ABAQUS / М.П. Барышников, М.В. Чукин, Г.С. Гун, А.Б. Бойко // Пластическая деформация металлов. Днепропетровск. - 2014. - С. 156-158.

173. Барышников, М.П. Методы исследования механических характеристик металлов и сплавов в процессах обработки давлением с учетом неоднородности структуры / М.П. Барышников, М.В. Чукин, А.Б. Бойко [и др.] // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова.

- 2014. - № 4. - С. 26-31.

174. Барышников, М.П. Исследование влияния неоднородности структуры на напряженно-деформированное состояние в процессах обработки давлением / М.П. Барышников, М.В. Чукин, А.Б. Бойко // Вестник ПНИПУ «Машиностроение, материаловедение», - Изд-во Пермского национ. исслед. политехн. ун-та.

- 2015. - Том 17. - № 1. - С. 14-21.

175. Карташов, М.Ф. Принцип типизации неметаллических включений / М.Ф. Карташов, А.В. Канина, А.М. Игнатова // Master's Journal. - 2014. № 1. -С. 33-38.

176. Нархов, А.В. Влияние неметаллических включений на механические свойства сталей / А. В. Нархов, Б. А. Клыпин, А. Рей [и др.]. - Ин-т «Черметин-формация»: М, 1992. - 22 с.

177. Явойский, В.И. Включения и газы в сталях / В.И. Явойский, С.А. Близ-нюков, А.Ф. Вишкарев [и др.]. - М : Металлургия, 1979. - 272 с.

178. Игнатов, М.Н. Идентификация и изучение свойств неметаллических включений в сварных соединениях / М.Н. Игнатов // Известия высших учебных

заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2013. - № 2 (26). - С. 140-148.

179. Juvonen, P. Effects of non-metallic inclusions on fatigue properties of calcium treated steels. / P. Juvonen. - Espoo: Helsinki University of technology, 2004.

180. Желтков, A.C. Расчет маршрута грубо-среднего волочения высокопрочной проволоки / A.C. Желтков, А.Н. Савенок // Сталь. - 1998. - №11. - С. 46-49.

181. Соколов, Н.В. Методические указания по расчету маршрутов волочения стальной проволоки / Н.В. Соколов. - Магнитогорск: МГМИ, 1983. - 18 с.

182. Столяров, А.Ю. Разработка рациональных маршрутов волочения проволоки для металлокорда / А.Ю. Столяров, Н.Г. Гофман, В.А. Харитонов // Сталь. - 2006. - № 7. - С. 66-69.

183. Басс, Б.А. Свечи зажигания: Справ. / Б.А. Басс. - М.: ЗАО КЖИ «За рулём», 2002. - 120 с.

184. Хазанов, З.С. Особенности работы свечей зажигания в двигателях внут-реннего сгорания с форсированным режимом работы / З.С. Хазанов. - М.: Изд-во НИИ автоприборов, 1977. - 21 с.

185. СН430-3707000. Свечи зажигания искровые. Основные сведения и технические данные. -Энгельс: Изд-во ОАО «Завод автотракторных запальных свечей», 2010. - 2 с.

186. Китушин, В.Г. Надёжность энергетических систем: Учеб. пособие: Часть 1: Теоретические основы / В.Г. Китушин.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. -256 с.

187. ГОСТ 27.002 - 83. Надёжность в технике. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1983. -146 с.

188. Скобликов, А.С. Свечи зажигания искровые для двигателей внутреннего сгорания / А.С. Скобликов, А.Н. Минеев, Б.А. Басс. - М.: Изд-во НИИ автоприборов, 1972. - 27 с.

189. Галкин, Ю.М. Электрооборудование автомобилей и тракторов / Ю.М. Галкин. - М.: Машиностроение, 1967. - 280 с.

190. Некрутман, С.В. Электрооборудование двигателей внутреннего сгорания / С.В. Некрутман. - М.: Машиностроение, 1967. - 143 с.

191. Басс, Б.А. Теоретическое и экспериментальное исследование теплового поля в свечах зажигания / Б.А. Басс, Д.Р. Яхутль // Труды НИИ автоприборов. - М.: Изд-во НИИ автоприборов, 1962. - Вып.25. - С. 23-25.

192. Яхутль, Д.Р. Расчётный и экспериментальный метод определения температурного поля и калильных чисел свечей зажигания бензиновых двигателей: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Д.Р.Яхутль; НИИАЭ. - М., 1991. -23 с.

193. ОСТ 37.003.081-98. Свечи зажигания искровые. Общие технические условия.

194. ТУ 37.003-1366-88. Свечи зажигания искровые. Методика определения верхнего предела тепловых характеристик .

195. Аркулис, Г.Э. Совместная пластическая деформация разных металлов / Г.Э. Аркулис. - М.: Металлургия, 1964. - 271 с.

196. Чукин, М.В. Подход к определению коэффициента трения граничного трения в задачах обработки металлов давлением на основе представления области контакта как некомпактной среды / М.В. Чукин, М.П. Барышников, А.О. Беляев // Известия вузов. Черная металлургия. - М.: НИТУ «МИСиС». 2010. № 3. - С. 25-28.

197. Кобелев, А.Г. Технология слоистых металлов / А.Г. Кобелев, И.Н. Потапов, Е.В. Кузнецов. - М.: Металлургия, 1991. - 248 с.

198. Пат. 3 575 343 США, МКИ4 Н01Т 21/02. Вimetal electrodes and method of making same / NI Kin GT Payne. - № 232954; Заявлено 09.02.81; Опубл. 11.03.86. - 10 с.

199. Пат. 2 955 222 США, МКИ1 Н01Т 13/00. Center electrode structure for spark plugs and process for making the same / O. Beesch. - № 822596; Заявлено 24.07.59; Опубл. 04.10.60. - 4 с.

200. Гильденгорн, М.С. Основы теории совместного прессования разно-прочных металлов и сплавов / М.С. Гильденгорн. - М.: Металлургия, 1981. -144 с.

201. Могучий, Л.Н. Обработка давлением труднообрабатываемых материалов / Л.Н. Могучий. - М.: Машиностроение, 1976. - 272 с.

202. Спусканюк, В.З. Моделирование процесса гидропрессования биметаллических заготовок / В.З. Спусканюк, А.И Янчев // Физика и техника высоких давлений. -2000. - №3. -Т.10. - С. 88-89.

203. Перлин, П.И. Исследование процессов обработки давлением многослойных металлов / П.И. Перлин // Труды ВНИИ метмаша: Сб. науч. тр. - Вып. 16. - М.: ВНИИ метмаш, 1999. - С. 129 -136.

204. Пат. 4 526 551 США, МКИ4 Н01Т 21/02. Production of electrodes / A.L. Hoffmanner, S.L. Semiatin, R.S. Podiak. - № 547956; Заявлено 02.11.83; Опубл. 02.07.85.-14 с.

205. Пат. 4 684 352 США, МКИ4 Н01Т 21/02. Method for producing a composite spark plug center electrode / R.W. Clark, D.P. Anelling. - № 815698; Заявлено 13.06.86; Опубл. 04.08.87. - 9 с.

206. Пат. 4 695 759 США, МКИ4 Н01Т 13/20. Method for producing a composite center electrode and an electrode / R.S. Podiak. - № 316206; Заявлено 29.10.81; Опубл. 22.09.87. - 7 с.

207. Трушина, С.И. Критерий устойчивости пластического формоизменения слоистых композиционных материалов / С.И. Трушина, Н.Д. Лукашин, А.П. Борисов // Технология лёгких сплавов. -1999. - № 1. - С. 177-179.

208. Пат. 3 857 145 США, МКИ1 Н01Т 13/00. Method of producing spark plug center electrode / T Yamaguchi K Izumi. - № 277044; Заявлено 01.08.72; Опубл. 31.12.74. - 5 с.

209. Унксов Е.П. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У.Джонсон, В.Л. Колмогоров и др.; Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова.- М.: Машиностроение, 1969. - 244 с.

210. Перлин, И.Л. Теория прессования металлов / И.Л.Перлин, Л.Х.Райт-барг. - М.: Металлургия, 1975. - 448 с.

211. Унксов, Е.П. К расчёту процесса прессования биметаллических труб / Е.П. Унксов, Л.Г. Степанский // Кузнечно-штамповочное производство. -1962. -№3. - С. 3-8.

212. Гильденгорн, М.С. Некоторые особенности взаимного перемещения слоёв при прессовании биметаллических труб / М.С. Гильденорн, И.Л. Перлин // Кузнечно-штамповочное производство. - 1969. - № 5. - С. 12-15.

213. Голованенко, С.А. Производство биметаллов / С.А. Голованенко, Л.В. Меандров. - М.: Металлургия, 1966. - 364 с.

214. Чукин, М.В. Кинематический критерий устойчивости при волочении бинарных систем / М,В. Чукин, М.П. Барышников, А.А. Собакарь / «Пленки и покрытия». 5 Междунар. конф. 23-25 сентября 1998 г. Санкт-Петербург, Россия.

215. Чукин, М.В. Исследование процессов нанесения полимерных композиций из суспензий / М.В. Чукин, М.П. Барышников, А.В. Краснов // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г.С. Гуна. -Магнитогорск, МГМА, 1996. - С. 230-236.

216. Чукин, М.В. Технологические особенности формирования полимерных покрытий / М.В. Чукин, М.П. Барышников, А.А. Гостев // Пути развития машиностроительного комплекса магнитогорского металлургического комбината: Сб. науч. тр. / Под ред. А.А. Гостева. - Магнитогорск, 1995. С. 131-140.

217. Колмогоров, В.Л. Течение вязкопластической смазки при волочении в режиме гидродинамического трения / В.Л. Колмогоров, Г.Л. Колмогоров // Изв. вузов. Черная металлургия, 1968. № 2. - С. 67-72.

218. Гостев, А.А. Совершенствование технологических процессов на металлургическом комбинате. / А.А.Гостев, В.П.Анцупов, М.В.Чукин и др.: М., Металлургия, 1995. -170 с.

219. Гун, Г.С. Разработка эффективных процессов волочения с функциональными покрытиями / Г.С. Гун, М.В. Чукин, М.П. Барышников и др. // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: Материалы первой междунар. науч.-техн. конф.- Череповец: ЧГУ, 1998. - С. 107-109.

ПрВОДЬ!;ЛЩ : аииТ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ

л испытанию ошшо-дрокшюш^

партии проволоки с подиг;.ернш

л с кратки,: лз доллхьт^^торьтйле-

па / тефлона/.

Б соо*—хетви^ л о реше^.ь... тзллнчиолого Ьоьет 01 й^'.вХ.х&Ьбг. лО :: проводимого по руководством ло^ерче ского директора а -11а .ио^елева п. л. , споци&льстамл ' -МША и дО "Чи&»,г про-раоотл но цодп...ерных ник^ктпй из пддатетра-

&<тор1Л1ши«а / ае^лоьа/ иа прово^о^ с пословвыел оо иьрир&^отло;! ;; йсшцта^пы.л иа ш^з'лоы^к еловое зъ.

I. С.,,он и-олодспин р^иоты: о гОХй.У?/!'. по Хо.Ой. .

^.^о-.ь ^.аиоч^: ала^из воошлиист/; и целесообразно ¡лл ое^дестш/о-Л1ш хЮ.. схода ^а производство п еъи^шщ назначения о

ъХ ло.в условилх ¿/и

рещизне в процеще работы;

Ь.1. Оценить воз./лллюств л Те^лологичлост1>лрОду^л, с зал;нтпил.и

зоцытйЯк-и иа оио^удовилш А/Й "чС.... ".

Оделить возкошость изготовлении станыхол сена: из проволоки

о ло^рлтлл^и нз шлитетра ^торзтилена,

Определить возможность дшьлел^ел ла ораоотли проволока с во-

покрытие™ в процессе волочавпя со сказкой к ооз смазям.

Сравнительные испытании на Жк-рознол^к, столлость

оОр*хьвов из оивтлол партии 1ю во о!., зтанил яере шоотим.

¿и^етодила проведения Зйсшташ.^.

4.1.0оор^довш1йе П|.вготивле,л1Н и. по.-орасотлп ц^оволоаш с пок-рытипнл из политат ..а.Л'орътилела.

варьирование полимерного покрытия производилось в условшхХ СЩ-Х ьа агрегате Ji? 4 терь_. чистого дщ нанесения полимерных и

лакокрасочных покрытий А/0 "4uio", Йзх отопление ссаки из проволоки с покрытием осуществлялось на отащэвЕ GCAi-L-XG цеха сетки. Волочение опытной партии производилось на станах сухою волоченая ut>zj/) / станы is 67, 64 / CiiU-I 4.2./йатериала для нанесения нокрыти^.

при нанесений покрытый ¿¿а проволоку использовался производили А/0 "Халогенчултериал на основе ФС-I Д. У I4-XX-26Q-S2 Композиция фторопластовая "Сталафлон"/* предеташишщш есоод водную суспензию полимера тъыкосьрсго цвета, Требования по Т. У. к материалу переданы, согласыё Акту передачи научно-техшческой шярорыации, специалистам А/0 "ЧСиЬ".

4.8.Проволока, используемая нанесении покрытии. При («ордаровщщза нокрШ'жд непользовалась провешил:

- ф X,2 ut. не тотоотапиая / под п:л};-;звомотво сетки/, ~

- у 2.'. u. ne те ûi'/.ooOp&ocтшiнад / под волочение /,

- щ после тсрм*-.чес2со.; обработки / под волочение/, - к&Ул,^г 4.4 Л ехнологиче ски е рш-дыы ярд уюрмпрованди не срытии.

При палесепкд покрытии использовались параметра подготовки повер-.■...остек под покрытие четверти* о агрегата оез изменении и дополпепин от технологи^;uïoix шютрукцлй , действующих па А/0 "ЧипЬ". длл .илждровиып :1сн_. дтид прь&адшласъ ванночка устанавливаемая до а^.ихата cyiii^i и нолп^ердзац^.

Q

Температура в Дочп 4-ю агрегата позорно: 440, ы40, 440 и. о си-

рость л^отядкк составляла Ь~4 .

4.5. Технологии изготовления сетки из проволоки с опытным полимер!^ покрытием.

При производстве сетки плетеной с ромбической ячейкой решшы плетения не отличились от дралеияемых на заводе.

4.Ç. Технологические рекшлы волочения.

Болочешш проволо1си осуществлялось по технологияеекнм регдмш применяемым па заводе, Ыаршрут волочения с Ф 2.0, Х.Зо, Х.75, 1.56, 1.37, 1.2. Скорость волочения ЬОО м/ыжн. 4.7. ¡'лотоднка отбора Образцов и их испытании. Шоволока с полимерным покрытием испытывалась в камере погоды 1-4. За цйЮ! испытаний принимались сутки, ие которых 6 часов поддерживалась температура 40 С, а 18 часов 20 С, при этом относительная влажность воздуха в камере составляла SB-XCO^ Нас тощая методика применяется при оцешш стойкости покрытии от атмосферной коррозии.

5. Результаты испытали.в

5.1. Качественная оценка поверхности покрытия на проволоке. При формировании покрытия основным дефектом являлось образование каплевидных подтеков, а также локальных участков, свободных от полимерного слоя, что связано с контактом проволоки с узлами, деталями оборудования агрегата £ 4.

Образование подтеков происходало вследствия значительного расстояния между ванной полимера и сушильным агрегатом, а также значительными колебаниями и вибрациями из-за нарушения паспортных режимов работы агрегата.

Готовая проволока с полимерным покрытием представляла собой достаточно гладкую, матовую поверхность без видимых нарушений сплошности покрытия, механически стойкую к внешним воздействиям (царапанию)

При изготовлении плетеной сатки из опытной проволоки видимых нарушений поверхности не наблюдалось.

При волочении проволоки с диаметра 2,0 ш на 1,2 мм без технологической смазки наблюдалось разрывание покрытия по всем переходам, что приводило к забиванию волок и как, следствие, обрыву. При использовании волочильной смазки покрытие не разрушалось при волочении по тому же маршруту.

5.2. Коррозионные испытания.

Зизодд н рекомендации.

На всех образцах ппрныз признаки образования локальных пятен коррозии наблюдаешь через один сутки нахождения в камере погода. При этом наблюдалась достаточно выраженная направленность коррозионных зон вдоль оси проволоки, что связано с повреждением сплошности оболочки в процессе нанесения из-за механических воздействий, неотра бо та иного способа и конструкции узла нанесения покрытия, а также вязкости композиции. Голее подвержены коррозии проволоки диаметром 2 мм (наблюдается большое количество зон, 'подверженных к орр о зио иному во здействиго). Это можно объяснить неравномерно с т ью покрытия по толщине воледствии отекания материала из-за вибраций и колебаний проволоки с образованием участков, свободных от полй-мерного слоя, а также несовэршенностью конструкции ванны для плоения.

Специальные технологии

Утверждаю: Исполнительный директор

АКТ

о внедрении результатов исследований диссертационной работы Барышникова Михаила Павловича

Комиссия в составе: председатель - Столяров А.Ю., главный технолог, к.т.н., члены комиссии - Большакова М.М., заместитель директора по качеству, к.т.н., Даушев Р.К., заместитель директора по производству, составили настоящий акт в том, что математические модели, разработанные в диссертационной работе Барышникова Михаила Павловича, позволяющие количественно оценить структурную неоднородность высокоуглеродистой катанки, а именно - объемное содержание и расположение неметаллических включений в стали, внедрены в условия* ООО «Специальные технологии» при проектировании режимов изготовления высокопрочной проволоки для армирующих материалов автомобильных шин.

Использование результатов диссертационной работы Барышникова Михаила Павловича позволило определить и установить в нормативно-технологических документах требования но максимально допустимому количеству неметаллических включений, их размерам и взаимному расположению в высокоуглеродистой катанке, тем самым стабилизировать технологический процесс и качество готовой продукции ООО «Специальные технологии», а также снизить производственные издержки, связанные с повышенной обрывностью проволоки.

Члены комиссии

Председатель комиссии

455000 РФ, Челябинская область, г. Магнитогорск, ул. 9 Мая, 3 Эл. адрес: Spcc icclmohw гмаЬоо.сот: приемная: К(3519) 49-84-03

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель Генерального директора по операционному управлению ПАО «Мотовилихинские заводы»

И.П. Медведев

2016г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов работ по договору от «20» ноября 2012 г. № 20/11-МЗ с дополнительным соглашением от «11» февраля 2013 г № 1 и дополнительным соглашением от «03» июля 2015 г. № 2

с ФГБОУ ВПО «МГТУ» (наименование организации)

по теме: Организация малотоннажного производства наноструктурированных заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами.

Краткое описание выполненной работы

Разработаны химические композиции многофукциональных сплавов, обеспечивающие достижение трудносочетаемых свойств высокого уровня. Разработаны технологические режимы изготовления наноструктурированных заготовок их многофункциональных сплавов со специальными свойствами широкого размерно-марочного сортамента. Проведен комплекс научных исследований структурно-фазовых превращений при термической обработке многофукциональных сплавов, в т.ч., сплавов на основе системы Ре-№, легированных углеродом и карбидообразующими элементами. Исследовано влияние режимов термодеформационной обработки материалов на уровень физико-механических и эксплуатационных свойств изделий, полученных из данных сплавов. Организовано малотоннажное высокотехнологичное производство заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами, отличающихся от мировых аналогов улучшенными эксплуатационными характеристиками и удовлетворяющих потребности наукоемких отраслей промышленности в современных материалах специального назначения.

Полученный результат

Разработаны методики исследований физико-механических свойств прецизионных материалов нового поколения в процессах термодеформационной обработки.

Проведены исследования, в том числе металлографические, влияния режимов обработки на качество получаемых заготовок.

Проведено обобщение результатов структурного, спектрального анализа наноструктурированных заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами, прошедших весь технологический цикл.

Разработаны технологическая инструкция РГ 25000.84509 и маршрутная ката РГ 10000.84508 процесса изготовления наноструктурированных заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами.

Предложены рекомендации по регламенту действий технологического персонала ПАО «Мотовилихинские заводы» при освоении нового размерно-марочного сортамента из многофункциональных сплавов.

Разработаны Технические Условия «Прутки горячекатаные и кованые механически обработанные из многофункциональных сплавов со специальными свойствами. Опытная

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ К й Р Т Й ТК Ш-Щ'.ШЧ 13-96

Ш0ЧЕНИЕ СТАЛЬНОЙ ^ГЛЕРОИСШ ПРССОЛОКЙ ДМ СЕТОК да сеток, вез гсошш по та 1м-15бб-еэ Числа листов 3 Лист 1 Ёэаавн ТК 176-ЙТ.ПР-113-81

ОД-1. СКЦ-2

Диаметр готовой проволоки, ни Временное сопротивление (кгс/а*2) Диамтр заготовки. а» Кассовая дола углгрсда. !• 0Внтие,5:|%еда Рекаагиуеиуй аарярут Еолочеш Р£коиенддеаое оборудование

суа-иар-нэе ср. еди-кич. 16К

1 2 з 4 5 6 7 8

0.90 1370-1700 С140-173) 2.30 2.50 2.70 0.45-0.49 0.47-0.51 0.15-0.49 84.6 67.0 88.9 27.3 26.0 27.0 6 7/6 7 252 2,00 232 2.20 242 2.35 282 1,70 262 1.90 282 2.00 232 1.45 232 1.60 282 1.70 262 1,25 232 1.35 272 1.45 302 1.05 282 1.15 282 1.23 272 0.90 252 1.00 272 1,05 192 0.90 252 0.30 иог^Й 630/7 (7/350) Ш5Я 630/6 (5/350)

1.00 1370-1700 (140-173) 2.50 2.70 2.30 0.46-0.51 0.46-0,50 0,44-0.47 84.0 86,3 88.! 23.0 24.5 26.7 7/6 7 7 192 2.25 202 2,40 232 2.55 212 2,00 232 2,19 262 2.29 232 1.75 262 1.80 302 1.85 262 1.50 302 1.50 302 1.55 252 1.30 252 1.30 252 1.35 212 1.15 212 1.15 282 1.15 242 1.00 242 1.00 242 1.00 ---•---

1.20 1370-1700 (140-173) 3.00 3.20 0.49-0.53 0.47-0.52 84.0 86.0 26.5 28.0 9 6 222 2.65 292 2.70 252 2.30 282 2.30 282 1.95 282 1.95 232 ¡.65 232 ',65 282 1.40 282 1.40 272 ! .20 272 ! ,20

1.30 1370-1700 (140-173) 3.20 3.40 0.50-0.54 0.47-0.52 03,5 35,4 26.0 24.0 п 7/6 242 2,£0 222 3.00 272 •> л с 252' 2.60 272 ' 05 252 2.25 272 1.75 232 1.90 272 1,50 252 1.65 252 ! .30 232 1.45 202 1.30 ----■--

1.40 1370-1700 (140-173) 3.40 3.60 0.43-0.54 0.47-0.52 83.0 85.0 25.5 27.0 6 Б 222 3,00 262 3,10 252 2.('0 272 2.65 2В2 2.20 282 2.25 232 1.85 232 ! .90 252 1.60 292 1.60 242 1.40 242 1.40 ---■---

1.50 <370-1700 (140-173) 3.50 3.70 0.50-0.55 0.48-0.53 81.6 83,5 25,0 26.0 6 б 242 3.05 гп 3,30 262 2.60 262 2.85 262 2.25 292 2.40 262 272 2.05 242 1,70 272 ! ,75 222 1.50 272 1.50 Ш5Й 2500/6( 6/550 ) 1Ш5Й 2500/7(7/550) [Щ5А 2500/5( 5/550)

1.80 1270-1570 (130-150) 3.50 3.70 3.90 0.50-0.55 0.48-0.53 0.45-0.50 73.0 81.3 83.2 27.0 24.5 26.0 5 6 6 262 3.00 г\~/. 3,30 242 3.40 282 2.55 262 2.85 282 2.90 292 2.15 292 2.40 292 2.45 262 1.85 272 2.05 272 2.10 252 1.60 232 ! .80 272 1.80 212 1,60 212 1.60 Ш)1$Й 2500/5(5/550) 1Ш5Й 2500/6(6/550) 1Ш5Й 2500/7(7/550)

1.80 1270-1570 (130-150) з.ео 4.00 4.20 0,51-0.56 0.48-0.53 0.45-0.50 77.5 80.0 81.6 25.5 23.0 25.0 5 5 5 252 3,20 132 з.ео 202 3,75 262 2,?5 232 3.15 232 3.30 272 2.35 272 2.70 262 2,80 242 2.05 272 2,30 272 2.40 232 1.80 242 2,00 272 2.05 192 ' 1,80 232 1.80 - ■----

2.00 1270-1570 (130-160) 3.90 4.10 0.50-0.55 0.48-0.53 73.8 76.3 23.6 22.0 5 6/5 202 3.50 212 3.65 242 3.05 232 3.20 27.52 2.60 242 2.80 252 2.25 242 2.45 21.52 2.00 202 2.20 182 2.00 | ---•

СИИ, СКЦ-2 т е х и о я о г и ч е с к п а к я р т а ТК 176-ИТ.ЯР-113-96

ВОЛОЧЕНИЕ СШЫГОИ ШШДИСТОИ ПРОЭОЛОКН ЛАЯ СЕТОК ЕЕЗ ПвКРНШ ПО ТН 11-4-1566-89 Числя листов 3 Лист 2 Взааен ТН 175-ВТ.ИР-113-91

Лизкетр готовой прополи-ки. ** Врскенгюе сспро!Е1ленке разрыЕу.!3/ка2 Снгс/инЗ) ДиенеТВ г^готсв-ни. нн Уасеявая дола !р-лородо. г ОЙяатнв,? Числи прота- 113И Рекоаендуекнй карврут иояочення Рекомендуемое оборудование

сил-нар-ное ср, еди-11 ич.

1 2 3 1 ги 2.65 222 " 2.70 5 5 7 8

г.20 1270-3 570 М30-160 ) 4.30 4,50 0.50-0.55 0.47-0,52 73. В 76,0 19.6 21.3 6/5 6/5 17.52 3.50 21 £ 1.00 ггг 3.40 3.50 222 з.оо 24 2 3.05 182 2.40 212 2.40 ¡62 2.20 162 2.20 Ш5Л 2500/5(5/550 ) 1Ш5Й 2500/6(6/550) ШЕЙ 2500/7(7/550)

3.00 1270-1570 С 130-160) 5.60 В.50 0.50-0.55 0.43-0.50 73.3 7В.7 23,3 23.0 5 6/5 23* 5.10 1эг 5.85 ги 1.15 гъг 5.15 гчг 3.85 212 1,50 24,52 3.35 25 V. 3.30 202 3.00 2 Г/. 3.40 222 3.00 ----- „

5.60 1160-1170 (120-150) 6.00 6.50 0.50-0.55 0,46-0.52 64.0 6Э.4 10.5 17.0 5 6/5 2!« 5.06 192 5.95 4.66 172 5.40 162 Л 40 т 1.30 16/ 3. ээ 172 1.45 10.52 3.60 172 3.95 172 3.6Й 1Щ5Й 2500/5(5/550) 1Ш5Й 2500/6(6/550)

1.00 И60-1(7$ (¡20-150) 6.50 7,00 0.4Е-0.52 0,43-0.51 бг. г 67.3 17.0 16,5 5/1 6/5 162 5,55 167 6.40 17* 5.40 162 5.65 5.40 16/ 5.85 172 4.30 162 5,35 т 4.45 17/ 4.В5 192 4.00 172 4,40 172 1,00 ШЩ 2500/4(4/550) (1ШИ 2500/5(5/550)

1.50 11М-1179 1120-130} 6.50 7.00 в.55-0.61 0,50-0.56 52.0 58,5 16.5 16.5 л 5 152 5.95 16;: 6,40 17 2 1.30 162 5.35 152 4.50 16/ 4.90 152 1.50 ---------

5.00 1080—1370 (110 110) 6.50 7.00 0.47-0.55 0.41-0.53 11.0 13.0 25.6 36.0 16.3 15.0 11.0 11,0 3 1/3 15^ 6.00 162 6.40 1В2 5.45 5.85 162 5.00 112 5.40 142 5.00 "— "---

5,ВО 1080-527« (110-110! 6,50 7.00 0,53-0.60 0,50-0.60 2 3/2 ш б.ео т В. 50 13-/ 5,60 152 6.00 132 5.60 — ----

0,00 1060-1370 (110-140) 7.00 0.56-0.61 27.0 11.5 г 1« 6.50 152 6.00 -— "---

Примечания. I Изготовление врпводснн производится з соответствии с треСооаимми ТИ 1?8-ЙТ.11Р-Ш)-36. 1 В случае отсутствий катанки требявного кимсоптйза раззевается изменять диагстр заготовки на +/-0,3 на подбирая Еассовув доля уг.1£рида. необходимей для получения ншнух кехаиччссргия свойств. Единичное обкзтия при этой не долит превышать 302.

Диаметр ГОТОВОЙ проволоки, мм Временное сопротивление разрыву, Н/ммг Диаметр заготовки, мм Маршрут волочения коэффициент вытяжки/диаметр проволоки Рекомендуемое оборудование

1 2 3 4 5

1.2 1370-1700 3.2 1.46/2.65 1,45/2.2 1,41/1.85 1,5/1.5 1,56/1.2 ШгБА 2500/5

1.4 1370-1700 3.6 1.47/3.0 1.44/2,5 1.48/2.05 1.45/1.7 1.47/1.4 Ш7.5А 2500/5

1.6 1270-1570 3.7 1.45/3.1 1.42/2.6 1.46/2.15 1.42/1.8 1.26/1.6 Ш/ЭА 2500/5

1.8 1270-1570 4 1.49/3.3 1.49/2.7 1 5/2.2 1.49/1.8 ШЙА 2500/4

2.0 1270-1570 4.1 1.48/3.4 1.47/2.8 1.41/2.35 1.38/2.0 ШЖА 2500/4