Вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат технических наук Бессмертная, Юлия Вячеславовна

• Бессмертная, Юлия Вячеславовна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бессмертная, Юлия Вячеславовна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ И КОРОБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ

1.1. Глубокая вытяжка осесимметричных и коробчатых деталей

1.2. Анизотропия механических свойств материала заготовок

1.3. Основные выводы и постановка задач исследований

2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО ТЕЛА

2.1. Условие текучести. Ассоциированный закон пластического течения

2.2. Плоское напряженное состояние

2.3. Математическая модель упрочнения

2.4. Экстремальная верхнеграничная теорема

2.5. Предельные степени вытяжки

2.5.1. Феноменологическая модель разрушения

2.5.2. Критерии локальной потери устойчивости

2.6. Основные результаты и выводы

3. ОДНООПЕРАЦИОННАЯ ВЫТЯЖКА КОРОБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

3.1. Схемы вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения

3.2. Вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения с большими угловыми радиусами

3.2.1. Математическая модель вытяжки коробчатых деталей с большими угловыми радиусами

3.2.2. Силовые режимы

3.3. Вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения с небольшими угловыми радиусами

3.3.1. Математическая модель вытяжки коробчатых деталей с небольшими угловыми радиусами

3.3.2. Силовые режимы

3.4. Вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения с малыми угловыми радиусами

3.4.1. Математическая модель вытяжки коробчатых деталей с малыми угловыми радиусами

3.4.2. Силовые режимы

3.5. Влияние анизотропии механических свойств заготовки на силовые режимы

3.6. Основные результаты и выводы

4. МНОГООПЕРАЦИОННАЯ ВЫТЯЖКА ВЫСОКИХ КОРОБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПО СХЕМЕ «ОВАЛ-ОВАЛ-ПРЯМОУГОЛЬНИК»

4.1. Математические модели первой и последующих операций вытяжки по схеме «овал - овал»

4.2. Математическая модель операции вытяжки по схеме «овал-прямоугольник»

4.3. Влияние технологических параметров операции вытяжки коробчатых деталей по схеме «овал-овал-прямоугольник» на силовые режимы

4.4. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения

4.5. Напряженное состояние заготовки на последующей операции вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из анизотропных заготовок

4.6. Предельные возможности формообразования

4.7. Влияние анизотропии механических свойств на напряженное состояние и предельные возможности деформирования

4.8. Основные результаты и выводы

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Рекомендации по проектированию технологических процессов вытяжки деталей прямоугольного поперечного сечения из анизотропных материалов

5.1.1. Рекомендации по проектированию технологических процессов вытяжки низких прямоугольных коробок

5.1.2. Рекомендации по проектированию технологических процессов многооперационной вытяжки высоких прямоугольных коробок

по схеме «овал-овал-прямоугольник»

5.2. Технологические процессы вытяжки деталей «Полукорпус», «Полубак левый» и «Полубак правый» прямоугольного поперечного сечения

5.3. Использование результатов исследований в учебном процессе

5.4. Основные результаты и выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов»

ВВЕДЕНИЕ

В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли полые изделия различной конфигурации (цилиндрического, квадратного и прямоугольного поперечных сечений), изготавливаемые методами глубокой вытяжки. Однооперационной вытяжкой изготавливают низкие (Нпр/В< 0,6...0,8) и многооперационной вытяжкой высокие

(Нпр 1В >0,6...0,8) коробчатые детали, где Нпр и В - высота детали с

учетом припуска на обрезку и ширина (длина) коробчатой детали прямоугольного поперечного сечения соответственно. Формы и размеры исходных заготовок и переходов устанавливают по разверткам и рекомендуемым степеням вытяжки в соответствии со справочной литературой. В зависимости от величин угловых радиусов изделий вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения может осуществляться по разным схемам.

Листовой материал, подвергаемый процессам деформирования, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов глубокой вытяжки.

В настоящее время достаточно широко изучено влияние начальной анизотропии на процесс вытяжки цилиндрических деталей. Практически не изучено влияние анизотропии на процессы вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения. Имеющиеся отдельные экспериментальные материалы по вытяжке коробчатых деталей не позволяют разработать научно обоснованные рекомендации для проектирования технологических процессов вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения. Теоретическое обоснование рациональных технологических режимов операций вытяжки низких и

высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из анизотропных материалов, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения эксплуатационных характеристик, является актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с грантами Президента Российской Федерации на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований, государственными контрактами в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы Министерства образования и науки Российской Федерации, грантами РФФИ, научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы», государственным контрактам Министерства образования и науки Российской Федерации.

Цель работы. Повышение эффективности операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов путем теоретического обоснования рациональных технологических режимов пластического деформирования.

Объект исследования. Процессы пластического деформирования анизотропных материалов.

Предмет исследования. Вытяжка коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследований, включающий теоретический анализ и экспериментальную проверку полученных результатов в лабораторных условиях. Теоретические исследования процессов вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения выполнены на основе теории пластичности Мизеса-Хилла анизотропного материала. Расчет силовых режимов процессов вытяжки коробчатых деталей осуществлен исходя из экстремальной верхнеграничной теоремы. Анализ напряженного и деформированного

состояний заготовки в процессах вытяжки коробчатых деталей осуществлен численно на ЭВМ путем совместного решения приближенного дифференциального уравнения равновесия с условием пластичности анизотропного материала. Предельные возможности формоизменения оценивались по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, феноменологическим критериям разрушения анизотропного материала, связанного с накоплением микроповреждений, и критерию локальной потери устойчивости. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура.

Автор защищает

- основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования при вытяжке низких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов;

- математические модели многооперационной вытяжки высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов по схеме «овал-овал-прямоугольник»;

- результаты теоретических исследований вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов;

установленные количественные зависимости влияния технологических параметров, анизотропии механических свойств материала на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования по различным критериям разрушения заготовки при одно- и

многооперационной вытяжке коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения;

- результаты экспериментальных исследований процессов вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения;

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, сокращение сроков подготовки производства новых изделий;

- предложенные технологические процессы изготовления коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения «Полукорпус», «Полубак левый» и «Полубак правый» из стали 08кп.

Научная новизна: выявлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величине накопленных микроповреждений и критерию локальной потери устойчивости заготовки от технологических параметров и анизотропии механических свойств листового материала на основе разработанных математических моделей вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения по различным схемам пластического деформирования из трансверсально-изотропных материалов.

Практическая значимость. Разработаны рекомендации по расчету технологических параметров вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов на основе созданного пакета прикладных программ для ЭВМ.

Реализация работы. Разработанные рекомендации по расчету технологических параметров вытяжки низких и высоких коробчатых деталей

прямоугольного поперечного сечения востребованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Полукорпус», «Полубак левый» и «Полубак правый» на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Эффективность разработанных технологических процессов связана с сокращением сроков подготовки производства, уменьшением металлоемкости заготовок, трудоемкости изготовления деталей, повышением качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ. Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров направления 150700 «Машиностроение» профиля «Машины и технология обработки металлов давлением», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на XXXVI-ХХХУ1У международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва: «МАТИ», 2010-2013 гг.), на международных НТК «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (г. Тула: «ТулГУ», 2010-2012 г.), ВНТК студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула: «ТулГУ», 2010-2012 гг.), а также на ежегодных НТК профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 2009-2013 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 8 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в «Перечень ВАК»; 3 статьях межвузовских сборниках научных трудов, 4 тезисах докладов на международных и Всероссийских научно-технических конференциях; общим объемом 5,4 п. л.; из них авторских - 2,68 п. л. Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору С.П. Яковлеву и д.т.н., профессору В.Н. Чудину за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 160 наименований, 3 приложений и включает 115 страниц машинописного текста, содержит 70 рисунков и 10 таблиц. Общий объем - 195 страниц.

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе задачи, ее научная новизна, практическая ценность, приведены положения, выносимые на защиту, и краткое содержание разделов диссертации.

В первом разделе изложено современное состояние теории и технологии изготовления осесимметричных и коробчатых деталей методами глубокой вытяжки, рассмотрены существующие методы анализа процессов обработки металлов давлением, показано влияние начальной анизотропии механических свойств исходного материала на технологические параметры процессов глубокой вытяжки осесимметричных и коробчатых деталей. Обоснована постановка задач исследований.

Во втором разделе приводятся основные уравнения и соотношения, необходимые для теоретического анализа напряженного и деформированного состояний анизотропной заготовки, силовых режимов, описаны модель накопления микроповреждений в процессе пластического формоизменения анизотропного материала и критерий локальной потери устойчивости (шейкообразования) трансверсально-изотропных материалов при плоском напряженном состоянии, которые в последующем используются при теоретических исследованиях.

В третьем разделе приведены разработанные математические модели операций вытяжки низких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения с относительно большими, с небольшими и с малыми относительными угловыми радиусами из трансверсально-изотропных материалов. Выявлено влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств листовых материалов на силовые режимы вытяжки низких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных листовых материалов.

Четвертый раздел посвящен теоретическим исследованиям вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропного материала по схеме «овал-овал-прямоугольник». Приведены результаты теоретических исследований напряженного и деформированного состояний и предельных возможностей деформирования, связанные с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величиной накопленных микроповреждений и критерием локальной потери устойчивости заготовки.

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты сопоставления теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций вытяжки низких и высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения; приведены разработанные рекомендации по расчету технологических параметров одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов. Приведены примеры использования разработанных рекомендаций в промышленности, а также в учебном процессе.

В заключении приводятся основные результаты и выводы по выполненной работе.

В приложении содержатся тексты программ для ЭВМ по расчету силовых и деформационных параметров исследуемых операций вытяжки низких и высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из анизотропных материалов, а также акты внедрения работы в промышленности и учебном процессе.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ И КОРОБЧАТЫХ

ДЕТАЛЕЙ

1.1. Глубокая вытяжка осесимметричных и коробчатых деталей

Процессы обработки металлов давлением являются высокоэффективными, экономичными способами получения металлических деталей. Большинство деталей машиностроения изготавливается листовой штамповкой. В настоящее время нашли широкое распространение операции глубокой вытяжки при изготовлении цилиндрических изделий.

Изучению предельных степеней деформации, силовых и энергетических параметров процесса при вытяжке цилиндрических изделий в матрицах с различным профилем посвящено большое количество работ советских и зарубежных авторов: С.И. Губкина, Е.А. Попова, И.А. Норицына, Л.А. Шоф-мана, Г. Закса и других [1, 2, 21, 35, 36, 45, 68, 92, 93, 119, 128, 132]. Теоретические исследования в данных работах выполнены путем совместного решения приближенных уравнений равновесия и условий пластичности. Большое внимание в этих исследованиях уделено влиянию геометрии матрицы на силу, работу деформации и предельные степени вытяжки.

Вытяжка может осуществляться без прижима в конических и радиальных матрицах. Необходимость применения прижима обусловлена недостаточной устойчивостью фланца заготовки против складкообразования на первой операции вытяжки.

Попытки сформулировать критерий потери устойчивости плоской заготовки на основе теоретических решений делаются в ряде работ [7, 26], однако приведенные решения довольно сложны.

Работы [21, 92, 93, 132] посвящены экспериментальному установлению границ применения вытяжки без прижима, как на первой, так и на после-

5 <?, л

дующих операциях. Эмпирический критерий, определяющий возможность вытяжки без складкодержателя, который широко применяется при разработке технологических процессов в промышленности, был предложен Л.А. Шофманом [132].

В работах [4, 21, 34, 43, 72, 73, 92, 93, 132, 133, 134, 138] исследовалось влияние изменения толщины заготовки в процессе формоизменения изотропного и анизотропного материала на напряженное состояние. Показано, что при степенях деформации меньше 50 % это влияние незначительно (не более 10 %). В работах [21, 68, 92, 93] представлены подробные теоретические и экспериментальные исследования силовых параметров и предельных степеней первой и последующих операций вытяжки изотропных и анизотропных материалов на конических и радиальных матрицах [43, 44, 45, 58, 72, 73, 92, 93, 132, 134, 144]. Установлены методики учета упрочнения материала, изменения толщины заготовки в процессе деформирования, влияния сил трения на поле напряжений. Предложены оптимальные условия вытяжки.

Для изготовления глубоких цилиндрических сосудов, толщина стенки которых меньше толщины дна, находит широкое применение вытяжка с утонением стенки. Достаточно большой круг работ [21, 23, 51, 52, 60, 61, 68, 70, 72, 73, 132, 133, 134, 138] посвящен теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса вытяжки с утонением стенки, в которых с помощью инженерного метода, метода баланса работ, а также методом характеристик изучались силовые параметры процесса, влияние трения и геометрии матрицы на предельные возможности формоизменения и показатели качества изготавливаемых деталей. Эти исследования позволили получить простые соотношения для расчета силы процесса и определения предельных степеней деформации.

Математические модели первой и многоступенчатой вытяжек осесим-метричных деталей из высокопрочных трансверсально-изотропных материа-

лов применительно к изготовлению полусферических деталей разработаны авторами в работах [85, 88, 89]. Выведены основные уравнения и соотношения для анализа деформированного и напряженного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения рассматриваемых процессов формообразования. Установлено влияние технологических параметров и геометрии рабочего инструмента глубокой вытяжки на силовые режимы, предельные возможности пластического формоизменения и формирование показателей качества механических свойств материала цилиндрических деталей (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств).

Целый ряд работ [27-33, 84, 86, 87] посвящен теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса реверсивной вытяжки осесиммет-ричных деталей. Реверсивная вытяжка является высокопроизводительным процессом, обеспечивающим получение изделий с высоким качеством поверхности. Реверсивная вытяжка представляет собой в большинстве случаев соединение двух операций вытяжки, выполняемых за один рабочий ход пресса, причем вторая вытяжка происходит в направлении, обратном первой, и сопровождается выворачиванием заготовки. При этом можно получить более высокую степень деформации. Этот способ применяется главным образом для вытяжки деталей крупных или средних размеров при относительной толщине заготовки (^д /) ^ ^^ > 0,25; для объединения двух операций вытяжки в одну, т.е. для получения первой вытяжки большей глубины, чем это достижимо при нормальной вытяжке; для подготовки к вытяжке ступенчатого полого колпачка и при изготовлении тонкостенных деталей сферической и параболической форм, когда требуется создание большого радиального натяга материала. За одну операцию можно получить деталь высотой к да 0,25^. Как правило, реверсивную вытяжку производят на тихоходных кривошипных прессах или, еще лучше, особенно для получения первой вытяжки увеличенной высоты, на гидравлических прессах. Изменение толщины материа-

ла по высоте вытяжки достигает в опасных сечениях —10 %, а у края детали +30%.

Реверсивную вытяжку деталей средних размеров иногда производят одновременно с вырубкой кружка, для чего в конструкцию штампа вводится вырубная матрица, устанавливаемая над вытяжной. В ряде случаев реверсивная вытяжка применяется и для одной последующей операции вытяжки с целью увеличения растягивающих и уменьшения сжимающих напряжений. Это наиболее целесообразно при вытяжке деталей со сферическим и коническим дном, а также деталей параболической или криволинейной формы. Реверсивная вытяжка применяется также для изготовления крупногабаритных полу-торовых деталей.

Для изготовления цилиндрических деталей, толщина стенки которых меньше толщины дна, как правило, применяется процесс вытяжки с утонением стенки. Дополнительным фактором в пользу этой операции является упрочнение материала и, как следствие, высокие прочностные характеристики детали. Ряд работ посвящен теоретическим исследованиям вытяжки с утонением стенки [97, 108]. В этих работах с помощью инженерного метода, метода баланса работ и метода характеристик исследовалось влияние технологических параметров на предельные возможности формоизменения и силовые режимы процесса. Методика расчета технологических параметров процесса вытяжки с утонением стенки через несколько матриц с целью сокращения числа операций, уменьшения разностенности деталей, уменьшения искривления оси описана в работах [51, 52].

Для получения глубоких цилиндрических изделий с переменной толщиной стенки по высоте применяются конические пуансоны. Этому вопросу посвящены работы [23, 51, 52]. Установлено, что при осуществлении этой операции коническим пуансоном увеличиваются возможности деформирования, уменьшаются силы вытяжки и съема готового изделия по сравнению с вытяжкой цилиндрическим пуансоном. На операциях вытяжки с утонением

стенки обычно используются матрицы с углами конусности а= 5...20°. Результаты экспериментальных исследований силовых параметров и предельных степеней утонения приведены в работах [21, 23, 51, 52, 64, 67, 92, 93, 98].

Ряд работ [21, 73, 74, 138] посвящен теоретическому и экспериментальному изучению силовых режимов, предельных степеней деформации, удельных сил, действующих на вытяжной инструмент, качества получаемых изделий при комбинированной вытяжке в матрицах различного профиля (радиального, конусного, трактрисного) цилиндрическим и коническим пуансоном изотропных и анизотропных материалов. Даны рекомендации по профилю геометрии матрицы, предложены новые способы вытяжки и испытания листового материала на способность к комбинированной вытяжке. Эти исследования позволили получить простые соотношения для расчета силы процесса и определения предельных степеней деформации.

Теоретические и экспериментальные основы прогнозирования вероятности возникновения технологического брака изложены в работе [39, 129131]. Приведены рекомендации по проектированию технологических операций, управляемых по потере устойчивости и разрушению в процессе штамповки, а также повышению точности, качества и надежности спроектированных технологических процессов. Отмечено, что штамповка тонколистовых заготовок осуществляется практически на предельных режимах, поэтому возможность технологических отказов по тем или иным видам брака весьма велика. В связи с этим становится актуальным совершенствование теории листовой штамповки в направлении более точного учета основных факторов, влияющих на процесс, и более надежного прогнозирования возможных технологических отказов.

Для изготовления деталей сложной формы, а также для металлов, обладающих малой пластичностью при вытяжке в холодном состоянии рекомендуется вытяжка с нагревом [42, 53, 103]. Различают штамповку с общим и зональным (дифференцированным) нагревом в зависимости от распределе-

ния температуры по заготовке. Во втором случае ставится цель получение неравномерного распределения температуры. В первом случае такая цель не ставится, хотя неравномерность нагрева всегда имеет место. Вытяжка с общим нагревом благодаря повышению пластичности в опасных зонах позволяет достигать больших степеней деформации до разрушения. При этом снижается сила деформирования из-за уменьшения сопротивления деформированию. Большую роль играет скорость деформирования и непосредственно зависящая от нее скорость деформации при вытяжке с общим нагревом.

В работах М.Н. Горбунова, посвященным вытяжке с дифференцированным нагревом, установлено, что не только увеличивается пластичность материала, но и предотвращается потеря устойчивости или разрушение в зонах передачи силы. Зональный нагрев заготовки в некоторых случаях позволяет вовлечь в деформирование дополнительный объем материала заготовки и соответственно увеличить степень деформирования. При зональном нагреве в заготовке с целью создания определенного распределения прочностных и пластических свойств принудительно создается перепад температуры. На распределение температуры кроме свойств заготовки влияют температуры инструмента и охладителя, время выдержки и скорость деформирования. Можно изменять распределение свойств материала в широком диапазоне, варьируя этими факторами. Оптимальное или близкое к нему распределение обычно определяют экспериментально, так как распределение температуры зависит от большого числа факторов. В условиях нестационарного очага деформации точное теоретическое решение задачи представляет большую трудность.

Мало изучено влияние исходной анизотропии механических свойств листа на вытяжку изделий коробчатой формы. Более того, теоретические исследования процесса вытяжки коробчатых деталей из анизотропного материала до настоящего времени почти не производились.

Вытяжка прямоугольных коробчатых деталей является сложным про-

цессом холодной штамповки, так как в данном случае деформация вдоль периметра прямоугольной детали переменна.

Исследование процессов вытяжки коробок выполнялось при условии изотропности материала и, как правило, с использованием условия текучести Треска-Сен-Венана, что отражено в работах Е.А. Попова, Л.А. Шофмана и др. [21, 51, 52, 62, 63, 92, 93, 132]. В этих трудах инженерным методом решены задачи о распределении напряжений во фланце заготовки при вытяжке, расчете размеров заготовки и предельного коэффициента вытяжки. Задачи о вытяжке изделий различных форм в плане решены В.Д. Кратковым. Принималось, что во фланце вытягиваемой заготовки имеет место радиальный характер течения независимо от формы получаемой детали. Решение строилось методом характеристик.

Реализация теоретического анализа кинематики течения металла и напряженного состояния во фланце заготовки при вытяжке деталей сложной формы из изотропного материала показана А.Д. Томленовым [115]. Анализ процесса осуществляется методом характеристик. В каких местах фланца необходимо создать натяжение металла, чтобы весь фланец оказался в пластическом состоянии, судят по характеру распределения напряжений. В этом случае по внутреннему контуру фланца будут действовать равномерно-распределенные нормальные напряжения.

Трудности теоретического исследования процесса вытяжки коробчатых деталей даже из изотропного материала привели к тому, что анализ этих процессов производился, в основном, экспериментально. При этом определялся характер изменения напряженного состояния во фланце, форма заготовки, назначение операционных коэффициентов вытяжки.

На основе выявления физических линий скольжения устанавливался характер распределения компонент напряжений в угловой части фланца при вытяжке прямоугольной коробки и при штамповке сферических днищ.

В работе [42] рассмотрены некоторые вопросы вытяжки с подогревом. При вытяжке коробчатых деталей значительное влияние оказывает исходная анизотропия механических свойств штампуемого материала, однако рекомендаций по её учету не дано.

В работах [47, 78, 79, 82, 123 - 127] разработаны математические модели изотермической вытяжки низких и высоких коробчатых деталей квадратного и прямоугольного поперечных сечений из трансверсально-изотропного материала в режиме кратковременной ползучести. Предложены расчетные схемы вытяжки низких и высоких коробчатых деталей квадратного и прямоугольного поперечных сечений. Выявлено влияние технологических параметров, анизотропии механических свойств, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, скорости перемещения пуансона на силовые режимы исследуемых технологических процессов.

Теоретические и экспериментальные исследования начальной стадии вытяжки круглым и квадратным пуансонами различных по форме заготовок в предположении плоского деформированного состояния показали, что поле напряжений во фланце определяется, прежде всего, формой заготовки.

Некоторыми авторами экспериментально исследовалось влияние формы заготовки при вытяжке коробчатых деталей на возможность получения ровного края изделия и распределение напряжений и деформаций [99, 128, 138]. При этом последние определялись по искажению накатных сеток на основе метода Э. Зибеля и деформационной теории пластичности.

Методы расчета технологических процессов вытяжки коробок, имеющиеся в литературе и принятые в производственной практике, основаны на эмпирических зависимостях и рекомендациях [19, 20, 51,52, 98]. К этим методам относятся метод В.П. Романовского, Б.П. Звороно, Д.А. Вайнтрауба, методика нормалей AWF и др. Расчет заготовки для вытяжки основан на геометрической развертке детали на плоскость из условия равенства площадей коробки и заготовки без учета исходной анизотропии листа. В.П. Романов-

ский предлагает оценивать общий коэффициент вытяжки, определяющий степень деформации, отношением периметра детали к периметру заготовки. Обычно его величину не рекомендуется брать ниже 0,3, а величины операционных коэффициентов вытяжки назначать, как и для вытяжки цилиндрических изделий. По рекомендациям В.П. Романовского, Д.А. Вайнтрауба или П.И. Касикова формы промежуточных переходов, как правило, задают в зависимости от относительной толщины детали и ее геометрических размеров. Единый способ расчета технологического процесса вытяжки прямоугольных коробок предложен Д.А. Вайнтраубом [19]. Способ подразумевает четыре варианта в зависимости от величин отношений высоты детали к ее длине в плане и углового радиуса к ширине детали. В этом случае за коэффициент вытяжки принимается величина, равная квадратному корню из отношения площади дна детали к полной площади ее поверхности. Так же, как и для вытяжки цилиндрических деталей, назначаются операционные коэффициенты вытяжки. Заготовкой является эллипс, рассчитанный из условия равенства площадей заготовки и детали с учетом припуска на обрезку неровной кромки.

Существующие методы расчета заготовок для вытяжки прямоугольных коробок охватывают лишь отдельные частные случаи. Довольно часто оказывается, что методы расчета, применяемые в одном случае, не пригодны при вытяжке аналогичных коробок, но с другим соотношением размеров. Это происходит потому, что способ расчета и построения формы заготовки в значительной степени зависит от относительной высоты коробки Н / В и относительного радиуса углового закругления г/ В, так как от их соотношения зависит степень вытеснения металла из угловых закруглений в боковые стенки коробки и увеличение их высоты.

В зависимости от сочетания указанных параметров коробки и различной степени вытеснения металла в боковые стенки установлены отдельные области, которым соответствуют разные способы построения формы заго-

товки, что показано в работах В.П. Романовского. Были установлены способы построения заготовок и уточнены пределы применения существующих методов расчета для случаев, ранее не рассматривавшихся в технической литературе [98].

Выбор одного или другого способа расчета технологии вытяжки в настоящее время остается неясным как с точки зрения кинематики течения, так и с точки зрения распределения напряжений, в связи с разнотолщинностью по стенке изделия и фестонообразованием.

1.2. Анизотропия механических свойств материала заготовок

Как правило, листовой материал обладает начальной анизотропией механических свойств. Материалы, у которых механические свойства в разных направлениях различны, являются анизотропными. Анизотропия проката является следствием образования текстуры предпочтительной ориентировки кристаллографических осей в зернах обрабатываемого материала, характера распределения и ориентировки фаз дефектов металла и остаточных напряжений, возникающих вследствие неоднородности пластической деформации при прокатке [3, 4, 5, 59, 69, 128, 134, 138]. При формоизменении зерна и включения приобретают вытянутую форму, которая после отжига переходит в строчечную структуру, в результате чего свойства, в том числе и механические, вдоль и поперек направления прокатки могут резко различаться.

От режимов прокатки и последующей термической обработки зависит анизотропия листа [3, 4, 5, 59, 69, 128, 134, 138, 144]. В результате изучения кинетики развития текстуры при холодной прокатке было установлено, что анизотропия в общем случае увеличивается с возрастанием деформации до определенной величины, после которого изменяется незначительно. Разбросом текстуры относительно направления прокатки можно уменьшить анизотропию механических свойств прокатанного листа.

Анизотропия механических свойств металлов проявляется в различии временного сопротивления разрыву ав, пределов текучести сто,2> относительного удлинения 5 и других параметров в разных направлениях плоскости листа.

Для характеристики анизотропии механических свойств листового материала обычно используют коэффициенты анизотропии Rß, которые равны

отношению логарифмических деформаций по ширине 85 и толщине ez образцов, вырезанных под углами а по отношению к направлению прокатки, при испытании на растяжение [120, 128, 138, 144]. Это отношение равно единице для изотропного материала. Различают трансверсально-изотропное тело, когда коэффициент анизотропии практически одинаков в различных направлениях по отношению к направлению прокатки листа, но отличен от единицы, и плоскостную анизотропию, когда коэффициент анизотропии различен в различных направлениях относительно направления прокатки в плоскости листа. Выделяют два вида анизотропии: начальная или исходная, существующая до процесса нагружения; вторичная или деформационная, т.е. изменяющаяся или возникающая в процессе формоизменения. Величина среднего коэффициента анизотропии R оказывает влияние на штампуемость листовых материалов и качество получаемых изделий. Данный параметр равен среднему арифметическому коэффициентов анизотропии в разных направлениях в плоскости листа.

Целый ряд работ [4, 41, 50, 71, 118, 128, 134, 138, 144] посвящен отработке методик и экспериментальному определению коэффициентов анизотропии. Обычно величину коэффициента анизотропии R определяют по данным измерения ширины и толщины образца в зоне расчетной длины при деформации растяжения образца на 15...20 % в области равномерной деформации. Часто величину R находят при максимальной равномерной деформации образцов. Ширину образцов рекомендуется брать не менее 15 мм, в противном случае обнаруживается тенденция увеличения разброса величины R.

Некоторые исследователи вместо замеров толщины определяли деформацию по длине и ширине образца, а затем, используя условие постоянства объема, вычисляли деформацию по толщине. Этот способ позволяет исключить относительно большие погрешности измерений толщины. Отмечается, что определение Я усложняется неоднородностью материала, которая приводит к искажению боковой поверхности образца даже в области квазиравномерной деформации. Установлено, что значение коэффициента нормальной анизотропии для большинства листовых материалов изменяется в пределах от 0,2 до 3,5.

Исследователями в работах [73, 134, 138] экспериментально показано, что анизотропия упрочнения имеет место при одноосном растяжении образцов, т.е. коэффициент анизотропии Яр зависит от степени деформации образцов, при которой он определяется. Авторами предложены методики определения анизотропии механических свойств на испытательных машинах с использованием специальных механических устройств в тензоблоках.

На силовые и деформационные параметры процессов обработки металлов давлением и на качество получаемых изделий оказывает существенное влияние анизотропия механических свойств материала заготовки [21, 26, 34, 43,73,76, 77, 114, 134, 138, 144].

Изучения операции вырубки круглых заготовок из листа показывают, что качество среза улучшается при увеличении величины Яр, вследствие чего рекомендуется использовать листы с коэффициентами анизотропии больше 1 для деталей, получаемых вырубкой. Также разделение металла получается наиболее однородным, при использовании трансверсально-изотропного материала [34].

При вытяжке плоскостная анизотропия проявляется в образовании фестонов, что приводит к обрезке края детали и потере металла.

Образование фестонов приводит к появлению расслоений и наплывов, что связано с неравномерностью толщины стенок деталей и трудностями, возникающими во время съема их с пуансонов после вытяжки.

В работах [21, 34, 134, 138] приводятся результаты экспериментального исследования фестонообразования в зависимости от исходной анизотропии заготовок и технологических параметров вытяжки. Выявлено, что степень исходной плоскостной анизотропии, коэффициент вытяжки и относительный зазор между матрицей и пуансоном существенно влияют на фестонообразо-вание. Другие факторы - геометрия инструмента, сила прижима, смазка, толщина материала - влияют незначительно. Принудительное утонение стенок вытягиваемой детали способствует уменьшению фестонов.

При вытяжке стаканов из листовых материалов с изотропными свойствами происходит утолщение стенки стакана по образующей, достигающее обычно 25.. .35 % (от исходной толщины) на крае стакана.

Толщина стенки различается не только по образующей стакана, но и по его периметру в связи с фестонообразованием, обусловленным различием механических свойств в разных направлениях, при вытяжке анизотропных материалов. Причем в большей степени изменение толщины происходит по впадине и в меньшей - по фестону. Очевидно, что в этом случае разнотолщинность стенки по образующей и по периметру характеризует качество и точность вытянутого стакана.

Анизотропия может оказывать и положительное влияние на процесс вытяжки - препятствует потере устойчивости стенки вытягиваемой детали, обеспечивает большую степень вытяжки и позволяет получить детали с большей конструктивной жесткостью.

Рекомендации по построению профильной заготовки с целью уменьшения фестонообразования при вытяжке и комбинированной вытяжке даны в работах [128, 134, 138].

Влияние анизотропии механических свойств материала на процесс вытяжки коробчатых изделий рассматривается в ряде теоретических и экспериментальных исследованиях [123, 124, 126, 128, 134, 135-137, 138, 148]. При вытяжке эллиптических и квадратных коробок отмечается влияние ориентации заготовки на матрице. Показано, что при вытяжке из круглой заготовки диаметр последней максимален при расположении ее направлением максимального коэффициента анизотропии по диагонали квадрата или вдоль большей оси эллипса.

Предельная степень вытяжки определяется величиной минимального коэффициента анизотропии, что представлено в работах [128, 134, 138]. Установлено, что при ориентации заготовки направлением минимального коэффициента анизотропии в угол коробки обрыв дна при вытяжке происходит по углу коробки. От расположения заготовки относительно вытяжного контура матрицы зависит высота коробки после вытяжки.

Авторами исследований [2, 64, 80, 81, 144] разработаны математические модели процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, получены основные уравнения и соотношения для анализа операций обжима и раздачи анизотропных трубных заготовок. Выполнены теоретические исследования операций обжима конической матрицей и раздачи коническим пуансоном трубных анизотропных заготовок. Установлено влияние технологических параметров, условий трения на контактной поверхности пуансона и заготовки, анизотропии механических свойств трубной заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, геометрические размеры заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования операций раздачи и обжима трубных заготовок коническим пуансоном.

В основу теоретических исследований анизотропного тела положены различные условия пластичности ортотропных тел - Мизеса-Хилла, Ху и Мэ-рина, Нориса и Мак-Кинена, Ивлева, Прагера, Сен-Венана, Жукова, Бастуна

и Черняка, Ашкенази [4, 5, 22, 46, 48, 49, 65, 102, 106, 121, 128, 134, 138, 144, 149-159]. Условие пластичности Мизеса-Хилла и ассоциированный закон пластического течения получили наибольшее распространение при анализе процессов обработки металлов давлением [121, 134, 144].

Предположения о квадратичной относительно напряжений форме условия текучести, несжимаемости материала, совпадении функции текучести с пластическим потенциалом скоростей деформации при изотропном упрочнении материала и отсутствии упрочнения составляют основу теории.

Ю.М. Арышенский развил один из вариантов этой теории. Получены инженерные методики для учета анизотропии и произведена реализация их при анализе силовых и деформационных параметров ряда операций листовой штамповки, в частности вытяжки [4, 34].

Экспериментальная проверка условия пластичности Мизеса-Хилла при одноосном растяжении плоских образцов и в случае сложного напряженного состояния показывает удовлетворительное согласование расчетных и опытных данных [128, 138].

Основные уравнения плоской деформации анизотропного тела разработаны авторами работ [24, 25, 121, 128]. В ряде работ [121, 128, 134, 138] рассмотрены прикладные аспекты анализа процессов обработки металлов давлением: внедрение штампа в анизотропную среду, волочение полосы через клиновую матрицу, сжатие и перекусывание полосы и т.д.

Волочение анизотропной полосы через клиновую матрицу и вытяжка с утонением стенки изучены в работах [128, 134, 138, 147]. Показано существенное влияние анизотропии на силовые параметры процесса, предельные степени деформации, оптимальный угол матрицы, равномерность распределения деформаций и относительную разностенность получаемых изделий.

Авторами в трудах [1, 34, 43, 44, 54, 72, 73, 120, 128, 134, 138] изучено влияние анизотропии пластических свойств материала на способность листовых материалов к вытяжке. Показано существенное влияние коэффициента

нормальной анизотропии на способность металла к глубокой вытяжке осе-симметричных деталей и плоскостной анизотропии в случае вытяжки несимметричных изделий.

Существенное влияние анизотропии на образование складок при вытяжке установлено В.Д. Головлевым [26]. Им показано, что в некоторых случаях игнорирование анизотропии заготовки при расчетах процессов пластического формоизменения может привести к значительным отклонениям расчетных величин критических деформаций от действительных.

Элементы теории формоизменения изотропных и анизотропных, разнородных двухслойных материалов в условиях плоского деформированного состояния получены ранее [83, 117, 144]. Разработана математическая модель деформирования двухслойных материалов в условиях плоского деформированного состояния, получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей и волочении труб из двухслойных материалов, установлены закономерности влияния геометрических параметров двухслойного материала, заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на распределение деформаций, напряжений, степени использования ресурса пластичности в основном и плакированном слоях в очаге деформации, силовые режимы, предельные возможности формоизменения цилиндрических деталей при вытяжке с утонением стенки, связанных с максимальной величиной растягивающих напряжений на выходе из очага пластической деформации и накоплением повреждаемости.

Исходная анизотропия листовых материалов изменяется и развивается деформационная анизотропия в процессе обработки давлением. В настоящее время учитывается начальная анизотропия механических свойств при анализе технологических процессов ОМД. Учет влияния начальной анизотропии

осуществляется в рамках идеально пластического или изотропно упрочняющегося тела. Однако указанные предположения не позволяют оценить изменение анизотропии механических свойств в процессе пластической обработки.

Среди математических моделей, описывающих упрочнение материала, следует выделить следующие виды [22, 38, 73, 138, 144]:

• модель изотропного упрочнения, когда поверхность нагружения (изотропно) расширяется во всех направлениях в пространстве напряжений;

• модель трансляционного упрочнения, связанного с перемещением поверхности нагружения в пространстве напряжений как жесткого целого;

• модель комбинированного упрочнения, когда поверхность нагружения одновременно изотропно расширяется и перемещается в пространстве напряжений.

Последние две модели отражают деформационное анизотропное упрочнение материала и учитывают эффект Баушингера.

В рамках теории пластичности Мизеса-Хилла появились в научно-технической литературе [72, 73, 138, 144] работы, связанные с разработкой математических моделей анизотропного упрочнения ортотропного тела. Предполагается, что поверхность нагружения не перемещается в пространстве напряжений, а анизотропно расширяется во всех направлениях. Энергетические параметры вводятся в качестве параметров упрочнения.

От анизотропии механических свойств заготовки значительно зависят предельные возможности деформирования при ОМД. Величина предельной степени деформации обычно оценивается исходя из условий локальной потери устойчивости материала при пластическом деформировании, накопления повреждаемости материала в процессе формоизменения до определенного уровня и достижения наибольшего растягивающего напряжения своей пре-

дельной величины [17, 18, 37, 38, 40, 55-57, 90, 91, 94, 104, 105, 108, 109, 110, 112, 116, 119].

Томленовым А.Д., Головлевым В.Д., Рузановым Ф.И., Малининым H.H. и другими рассматривались вопросы устойчивости листовой заготовки в условиях двухосного растяжения при плоском напряженном состоянии анизотропных тел [26, 65, 66, 100, 101, 115].

1.3. Основные выводы и постановка задач исследований

Большой вклад в развитие методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов, теории пластичности внесли Ю.А. Алюшин, A.A. Богатов, С.И. Вдовин, Э. By, В.Д. Голов-лев, Ф.В. Гречников, С.И. Губкин, Г.Я. Гун, B.JT. Данилов, Г.Д. Дель, В.А. Демин, A.M. Дмитриев, Д. Друкер, Г. Закс, A.A. Ильюшин, Е.И. Исаченков, Ю.Г. Калпин, Л.М. Качанов, B.JL Колмогоров, В.Д. Кухарь, H.H. Малинин,

A.Д. Матвеев, А.Г. Овчинников, В.А. Огородников, С.С. Одинг, Е.А. Попов, Ю.Н. Работнов, И.П. Ренне, Ф.И. Рузанов, Г. Свифт, Е.И. Семенов, О.М. Смирнов, Л.Г. Степанский, В.Н. Субич, А.Д. Томленов, Е.П. Унксов, Р. Хилл,

B.Н. Чудин, В.В. Шевелев, С.А. Шестериков, С.П. Яковлев и другие.

Изучение научно-технической литературы показало, что используемый для процессов обработки металлов давлением листовой материал обладает анизотропией механических свойств. Для большинства листовых материалов величина коэффициента анизотропии изменяется в пределах от 0,2 до 3,5. Анизотропия механических свойств заготовок и деталей существенно зависит от предварительной пластической деформации, последующей термической обработки и температурно-скоростных режимов деформирования.

На основе проведенного обзора работ установлено, что анизотропия механических свойств обрабатываемых материалов оказывает существенное влияние на предельные возможности формоизменения и силовые режимы

процессов пластического деформирования, и её следует учитывать при расчетах технологических параметров процессов обработки металлов давлением. Установлено, что при анализе технологических процессов обработки анизотропных металлов давлением в настоящее время учитывается в основном начальная анизотропия механических свойств. Большинство работ посвящено теоретическим исследованиям процессов глубокой вытяжки цилиндрических и коробчатых деталей из анизотропных материалов.

Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям операций одно- и многооперационной вытяжки осессимметричных деталей, вопросы теории пластического деформирования коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из анизотропных материалов в настоящее время практически не разработаны, а количественная оценка влияния анизотропии механических свойств исходного материала на процесс вытяжки коробчатых деталей почти не производилась. Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей. Предельные возможности деформирования в основном определялись по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации. Оценка устойчивого протекания операций одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей по степени ресурса пластичности и критерию локальной потери устойчивости анизотропной заготовки не производилась. Не решен широкий круг вопросов, связанных с проектированием технологических процессов одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения и определением рациональных условий ведения этих процессов, обеспечивающих изготовление изделий заданного качества (с учетом величины накопленных микроповреждений). При разработке технологических процессов вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из анизотропных материалов в настоящее

время используют эмпирические зависимости из различных справочных источников, которые не учитывают многие практически важные параметры. Это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства коробчатых деталей.

На основе этого сформулированы следующие основные задачи исследования:

1. Создание расчетных схем операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов на основе разработанных математических моделей.

2. Выполнение теоретических и экспериментальных исследований операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов.

3. Выявление влияния технологических параметров, условий трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств на напряженное и деформированное состояние, силовые режимы и предельные возможности вытяжки низких и высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов.

4. Разработка рекомендаций по расчету технологических параметров одно- и многооперационной вытяжки низких и высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов на основе созданного пакета прикладных программ для ЭВМ.

5. Использование результатов исследований в промышленности и в учебном процессе.

2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО ТЕЛА

2.1. Условие текучести. Ассоциированный закон пластического течения

Материал принимаем жесткопластическим, несжимаемым, ортотроп-ным, для которого справедливо условие текучести Мизеса-Хилла [121, 144]:

2/(ст/уF(oy -Gz)2 + G(Gz -Ох)2+ ЩОх -ау)2 +

+ 2Lx2yz+2Mx2zx + 2Nx2xy=\ (2.1)

и ассоциированный закон пластического течения

dex=dk[H(ax-oy) + G(Gx-az)\; dyyz = dXLxyz;

dzy =dk[F(oy-az) + H(Gy-c>x)\; dyzx = dkMxzx; (2.2)

dzz = dX)fi(pz - gx) + F(<jz — d Jxy = dXNxxy,

где F, G, H, L, M, N - параметры, характеризующие текущее состояние анизотропии; dzx, dzy, dsz, dyyz, dу xy и dyzx - компоненты приращения

тензора деформаций; агу - компоненты тензора напряжений в главных осях

анизотропии; dk - коэффициент пропорциональности, х, у, z - главные оси анизотропии.

В следующем выражении представлена связь параметров анизотропии F, G, Н, L, М, N с величинами сопротивления материала пластическому деформированию:

Заключение диссертации по теме «Технологии и машины обработки давлением», Бессмертная, Юлия Вячеславовна

5.4. Основные результаты и выводы

1. Выполнены экспериментальные исследования силовых режимов первой и последующих операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения толщиной 1,4 мм из стали 08кп. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций вытяжки коробчатых деталей указывает на их удовлетворительное согласование. Установлено, что расчетные величины относительной силы Ррасч превышают экспериментальные значения относительной силы Рэксп на 10%.

2. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров вытяжки низких и высоких коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения, которые использованы при разработке новых технологических процессов изготовления деталей «Полукорпус», «Полубак левый» и «Полубак правый» толщиной 1,4 мм из стали 08кп. Предлагаемые технологические процессы изготовления коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения обеспечивают уменьшение трудоемкости изготовления деталей в 1,2. 1,4 раза, повышение прочности деталей в 1,2. 1,5 раз; уменьшение металлоемкости заготовок до 15 %; сокращение сроков подготовки производства новых изделий до 2 раз, повышение качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

3. Материалы диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в ряде лекционных курсах при подготовке бакалавров техники и технологии направления 150700 «Машиностроение» профиля «Машины и технология обработки металлов давлением» и студентов, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением», а также подготовки магистров по направлениям подготовки 150700 «Машиностроение» профиля «Машины и технологии обработки металлов давлением», направлению 151000 «Технологические машины и оборудование» профиля «Теория и технология штамповки анизотропных заготовок» и профиля «Высокоэффективные методы обработки металлов давлением».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научная задача, состоящая в теоретическом обосновании рациональных технологических режимов операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из транс-версально-изотропных материалов, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения эксплуатационных характеристик деталей.

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработаны математические модели операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов по различным схемам пластического деформирования. Предложены расчетные схемы вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения. Выполнен кинематический расчет сил на базе экстремальной верхнеграничной теоремы пластичности.

2. Проведены теоретические исследования операций вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов по различным схемам пластического деформирования. Разработаны алгоритм расчета силовых режимов, напряженного и деформационного состояний и предельных возможностей одно- и многооперационных операций вытяжки коробчатых деталей, а также программное обеспечение для ЭВМ.

3. Установлены количественные зависимости влияния технологических параметров, условий трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств материала на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, допустимой величиной накопленных микроповреждений и критерием локальной потери устойчивости заготовки.

4. Показано, что при вытяжке коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения с увеличением коэффициента трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки ц., относительной величины давления прижима д относительная величина максимальной силы операции вытяжки Р возрастает. Установлено, что с увеличением величины относительного радиуса закругления прижима гпр, уменьшением относительной величины давления прижима # , коэффициента трения на контактных границах рабочего инструмента и заготовки ц, предельная угловая степень вытяжки Кугл возрастет.

5. Оценено влияние анизотропии механических свойств на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности операций вытяжки коробчатых деталей. Установлено, что рост коэффициента нормальной анизотропии Р. от 0,5 до 2 сопровождается уменьшением величины относительной величины максимальной силы операции вытяжки Р более чем на 40 %, увеличением предельной величины угловой степени вытяжки Кугл на 55.70 %.

6. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из стали 08кп. Показано, что расчетные величины силы превышают экспериментальные значения не более чем на 10 %.

7. Разработаны рекомендации по проектированию технологических процессов одно- и многооперационной вытяжки коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения из трансверсально-изотропных материалов.

Эти рекомендации использованы на ОАО «ТНИТИ» при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления деталей «Полукорпус», «Полубак левый» и «Полубак правый» из стали 08кп, обеспечивающих уменьшение трудоемкости изготовления коробчатых деталей прямоугольного поперечного сечения в 1,2. 1,4 раза, повышение прочности деталей в 1,2. 1,5 раз; уменьшение металлоемкости заготовок до 15 %; сокращение сроков подготовки производства новых изделий до 2 раз, повышение качества за счет отказа от сварочных и доводочных работ.

Отдельные материалы научных исследований использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бессмертная, Юлия Вячеславовна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аверкиев А.Ю. Методы оценки штампуемости листового металла. М.: Машиностроение, 1985. 176 с.

2. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки: Учебн. для вузов. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.

3. Адамеску P.A., Гельд П.В., Митюшков Е.А. Анизотропия физических свойств металлов. М.: Металлургия, 1985. 136 с.

4. Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов. М.: Металлургия, 1990. 304 с.

5. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. Л.: Машиностроение, 1969. 112 с.

6. Башяров Р.Я. О вытяжке деталей сложной формы // Машиноведение. 1971. №5. С. 15-20.

7. Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формообразующих операциях листовой штамповки. Рига: Зинатие, 1978. 125с.

8. Бессмертная Ю.В. Вытяжка высоких прямоугольных коробок из анизотропных материалов по схеме «овал-прямоугольник» // Молодежный вестник политехнического института. Тула: ТулГУ, 2013. С. 47-48.

9. Бессмертная Ю.В. Вытяжка коробки из заготовки прямоугольной формы с угловыми радиальными закруглениями // Молодежный вестник политехнического института. Тула: ТулГУ, 2012. С. 35-36.

10. Бессмертная Ю.В. К вопросу деформирования анизотропных упрочняющихся материалов // Известия ТулГУ. Сер. Актуальные вопросы механики. Тула: Изд-во ТулГУ. 2010. Вып. 1. С. 184-186.

11. Бессмертная Ю.В. Определение силовых параметров при вытяжке коробчатых деталей из анизотропных материалов по схеме «цилиндр-

квадрат» // XXXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2013. С. 184-186.

12. Бессмертная Ю.В. Теоретические исследования вытяжки коробчатых деталей с малыми угловыми радиусами // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 3-4.

13. Бессмертная Ю.В. Теория деформирования анизотропных упрочняющихся материалов // XXXVI Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2010. Том 1.С. 253-254.

14. Бессмертная Ю.В. Технологические параметры вытяжки коробки с малыми угловыми радиусами // XXXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2012. С. 233-235.

15. Бессмертная Ю.В., Дериева А.Н. Оценка предельных возможностей формообразования анизотропного листового материала // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 4-5.

16. Бессмертная Ю.В., Матасов И.И. Вытяжка коробчатых деталей по схеме «овал-овал» из анизотропных материалов // Молодежный вестник политехнического института. Тула: ТулГУ, 2012. С. 37-38.

17. Богатов A.A. Механические свойства и модели разрушения металлов: Учебное пособие для вузов. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2002. 329 с.

18. Богатов A.A., Мижирицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. 144 с.

19. Вайнтрауб Д.А. Расчет технологического процесса вытяжки высоких прямоугольных деталей // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула: Приокское книжное издательство, 1968. С. 55-63.

20. Вайнтрауб Д.А. Технология глубокой вытяжки прямоугольных коробок. ЛДНТП, 1957. 98 с.

21. Валиев С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов. М.: Машиностроение, 1973. 176 с.

22. Ву Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред // Механика композиционных материалов: Пер. с англ. М.: Мир, 1978. С. 401-491.

23. Вытяжка с утонением стенки / И.П. Ренне, В.Н. Рогожин, В.П. Кузнецов и др. Тула: ТПИ, 1970. 141 с.

24. Геогджаев В.И. Пластическое плоское деформированное состояние ортотропных сред // Труды МФТИ. 1958. Вып. 1. С. 55 - 68.

25. Геогджаев В.О. Волочение тонкостенных анизотропных труб сквозь коническую матрицу // Прикладная механика. 1968. Т.4. Вып. 2. С. 79 -83.

26. Головлев В.Д. Расчет процессов листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1974. 136 с.

27. Горбунов М.Н. Технология заготовительных штамповочных работ в производстве летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. 351 с.

28. Грдилян Г.Л. Анализ стационарной стадии процесса реверсивной вытяжки цилиндрических стаканов // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1974. Вып. 35. С. 72-78.

29. Грдилян Г.Л. Влияние анизотропии и упрочнения на изменение толщины стенки в процессе реверсивной вытяжки // Исследования в области

пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1974. Вып. 2. С. 88-97.

30. Грдилян Г.Л. Влияние подпора на напряженно-деформированное состояние при реверсивной вытяжке заготовки из ортотропного упрочняющегося материала // Обработка металлов давлением. Тула: ТПИ, 1974. Вып. 25. С. 45-51.

31. Грдилян Г.Л. Учет упрочнения и анизотропии при анализе стационарной стадии реверсивной вытяжки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1975.Вып. 2. С. 21-30.

32. Грдилян Г.Л., Басовский Л.Е., Ренне И.П. Использование ресурса пластичности при реверсивной вытяжке // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1977. Вып. 4. С. 18-24.

33. Грдилян Г.Л., Ренне И.П. Свободная реверсивная вытяжка (без матрицы) // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1977. Вып. 4. С. 59-68.

34. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов М.: Машиностроение, 1998. 446 с.

35. Григорьев A.C. О теории и задачах равновесия оболочек при больших деформациях // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1970. №1. С. 163-168.

36. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960.Т. 1.376 е., Т. 2.416 е., Т. 3.306 с.

37. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

38. Дель Г.Д. Технологическая механика. М.: Машиностроение, 1978. 174 с.

39. Демин В.А. Проектирование процессов тонколистовой штамповки на основе прогнозирования технологических отказов. М.: Машиностроение, 2002. 186 с.

40. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. М.: Машиностроение, 1979. 567 с.

41. Егоров М.И. Определение коэффициента поперечных деформаций листового проката с начальной анизотропией на цилиндрических образцах // Заводская лаборатория. 1988. № 11. С. 79 - 82.

42. Ершов В.И., Глазков В.И., Каширин М.Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1990.311 с.

43. Жарков В.А. Методика разработки технологических процессов вытяжки с учетом анизотропии листовых материалов // Кузнечно-штамповочное производство. 1994. №10. С. 5 - 9.

44. Жарков В.А. Перспективы экономии металла в листоштамповоч-ном производстве // Кузнечно-штамповочное производство. 1991. №12. С. 7 -11.

45. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Л.: Машиностроение, 1980.

432 с.

46. Ивлев Д.Д., Быковцев Г.И. Теория упрочняющегося пластического тела. М.: Наука, 1971. 232 с.

47. Изотермическая вытяжка низких коробчатых деталей с малыми угловыми радиусами / И.И. Паламарчук, Б.С. Яковлев, В.Н. Чудин, A.B. Чу-сов // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. 2005. Вып. 2. С. 205-211.

48. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 207 с.

49. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. 420

с.

50. Кибардин Н.А. Исследование пластической анизотропии металла статистическим методом // Заводская лаборатория. 1981. № 9. С. 85 - 89.

51. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. Т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. М.: Машиностроение, 1987. 544 с.

52. Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / Под общ. ред. С.С. Яковлева; ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2010. 732 с.

53. Колесников Н.П. Зависимость штампуемости стали от анизотропии при вытяжке деталей сложной формы // Кузнечно-штамповочное производство. 1962. № 8. С. 18 - 19.

54. Колесников Н.П. Расчет напряженно-деформированного состояния при вытяжке с учетом анизотропии // Кузнечно-штамповочное производство. 1963. № 9.С. 15-19.

55. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет (УПИ), 2001.836 с.

56. Колмогоров В.Л. Напряжение, деформация, разрушение. М.: Металлургия, 1970. 229 с.

57. Колмогоров В.Л., Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрОРАН, 1994. 104 с.

58. Короткое В.А., Юдин Л.Г., Яковлев С.П. Влияние анизотропии механических свойств материала при многооперационной вытяжке // Кузнечно-штамповочное производство. 1987. №6. С. 31-32.

59. Кудрявцев И.П. Текстуры в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1965. 292 с.

60. Кузин В.Ф. Влияние анизотропии на разностенность при вытяжке с утонением стенки // Обработка металлов давлением. Тула: ТПИ, 1971. С. 171 - 176.

61. Кузин В.Ф., Юдин Л.Г., Ренне И.П. Изменение показателя анизотропии в процессе многооперационной вытяжки с утонением стенки // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула: ТПИ, 1968. С. 229 - 234.

62. Лисицын Б.Д., Андреева В.Н., Тянутов А.Г. Экспериментальное исследование вытяжки коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство». 1965. № 12. С. 25-30.

63. Лисицын В.Д. Исследование напряженно-деформированного состояния при многооперационной вытяжке коробчатых изделий // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов». Тула: Приок-ское книжное издательство, 1968. С. 112-118.

64. Листовая штамповка: Расчет технологических параметров: справочник / В.И. Ершов [и др.]. М.: Изд-во МАИ, 1999. 516 с.

65. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение. 1975. 400 с.

66. Малинин H.H. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1979. 119 с.

67. Малов А.Н. Производство патронов стрелкового оружия. М.: Оборонгиз, 1947. 414 с.

68. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки / Под ред. В.А. Андрейченко, Л.Г. Юдина, С.П. Яковлева. Кишинев: Universitas, 1993. 238 с.

69. Микляев П.Г., Фридман Я.Б. Анизотропия механических свойств металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

70. Недорезов В.Е. Глубокая вытяжка листового металла. М., JL: Машгиз, 1949. 104 с.

71. Неймарк A.C. К вопросу об определении параметров анизотропии ортотропных материалов // Известия вузов СССР. Машиностроение. 1975. №6. С. 5-9.

72. Нечепуренко Ю.Г. Перспективные технологии изготовления цилиндрических изделий. Тула: ТулГУ, 2001. 263 с.

73. Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула: ТулГУ, 2000. 195 с.

74. Обозов И.П. Анализ процесса свертки с утонением стенки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1973. Вып. 29. С. 194 - 208.

75. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. 200 с.

76. Овчинников А.Г., Жарков В.А. Исследование влияния анизотропии на вытяжку листового металла // Известия вузов. Машиностроение. 1979. № 8. С. 94 - 98.

77. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. 175 с.

78. Паламарчук И.И., Чудин В.Н., Яковлев Б.С. Вытяжка низких квадратных коробок из анизотропных нелинейно вязких упрочняющихся материалов // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. Вып. 1. С. 183 -192.

79. Паламарчук И.И., Яковлев Б.С., Чусов A.B. Силовые режимы изотермической вытяжки квадратной коробки из листовой анизотропной заготовки по схеме «круг - квадрат» // Известия ТулГУ. Сер. Механика дефор-

мируемого твердого тела и обработка металлов давлением. 2005. Вып. 2. С. 148-154.

80. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. 150 с.

81. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов // Заготовительные производства в машиностроении. 2007. № 11. С. 22-28.

82. Пилипенко О.В., Паламарчук И.И., Яковлев B.C. Изотермическая вытяжка коробчатых деталей с небольшим угловым радиусом // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. Вып. 1. С. 289-302.

83. Пилипенко О.В., Яковлев С.С., Трегубов В.И. Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов // Заготовительные производства в машиностроении. 2008. №1. 30-35.

84. Подлесный C.B., Поликарпов Е.Ю. Математическая модель реверсивной вытяжки осесимметричных деталей из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. Вып. 3. С. 232-239.

85. Поликарпов Е.Ю. Вытяжка ступенчатых деталей из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. 2004. Вып. 2. С. 86-93.

86. Поликарпов Е.Ю. Математическое моделирование операции реверсивной вытяжки цилиндрических и осесимметричных деталей из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2009. Вып. 2. С. 144-153.

87. Поликарпов Е.Ю. Реверсивная вытяжка осесимметричных деталей с фланцем из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2008. Вып. 3. С. 3-14.

88. Поликарпов Е.Ю. Штамповка полусферических тонкостенных днищ // Заготовительные производства в машиностроении (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2009. № 11. С. 15-18.

89. Поликарпов Е.Ю., Подлесный C.B. Силовые режимы и предельные возможности формоизменения многооперационной вытяжки ступенчатых осесимметричных деталей из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. 2005. Вып. 2. С. 88-97.

90. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1976. 267 с.

91. Поляков Ю.Л. Листовая штамповка легированных сплавов. М.: Машиностроение, 1980. 96 с.

92. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1968. 283 с.

93. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 480 с.

94. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др. / Под ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1985. 184 с.

95. Ремнев К.С., Бессмертная Ю.В., Чудин В.Н. Вытяжка коробки с малыми угловыми радиусами // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 6. С. 186-192.

96. Ремнев К.С., Чудин В.Н., Бессмертная Ю.В. Вытяжка коробки с большими угловыми радиусами // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 5. С. 191-202.

97. Ренне И.П. Предпосылки теоретического и экспериментального изучения процесса вытяжки с утонением стенки на основе кинематических принципов плоского течения // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула: Приокское книжн. изд-во, 1968. С. 160 - 169.

98. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. JL: Машиностроение, 1979. 520 с.

99. Рубенкова JI.A. Определение формы заготовки для вытяжки коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1969. № 6.

100. Рузанов Ф.И. Локальная устойчивость процесса деформации ор-тотропного листового металла в условиях сложного нагружения // Машиноведение / АН СССР. 1979. №4. С. 90-95.

101. Рузанов Ф.И. Определение критических деформаций при формообразовании детали из анизотропного листового металла // Машиноведение. 1974. №2. С. 103- 107.

102. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. Минск: Наука и техника, 1977. 256 с.

103. Селедкин Е.М., Гвоздев А.Е. Математическое моделирование процессов формоизменения заготовок. М.: Академия проблем качества; Тул-ГУ, 1998. 225 с.

104. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1973. 496 с.

105. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. 368 с.

106. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969. 608 с.

107. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.

108. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. 423 с.

109. Теория ковки и штамповки / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1992. 720 с.

110. Теория обработки металлов давлением / И.Я. Тарновский, A.A. Поздеев, O.A. Ганаго и др. М.: Металлургия, 1963. 672 с.

111. Теория обработки металлов давлением / Учебник для вузов / В.А. Голенков, С.П. Яковлев, С.А. Головин, С.С. Яковлев, В.Д. Кухарь / Под ред.

B.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.

112. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров и др. / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

113. Технология конструкционных материалов (Технологические процессы в машиностроении): учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов: в 4 ч. Ч. 3. Производство заготовок / С.П. Яковлев,

C.С. Яковлев [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. 582 с.

114. Толоконников JI.A., Яковлев С.П., Чудин В.Н. К вопросу о вытяжке материала с плоскостной анизотропией // Прикладная механика. Киев: АН УССР, 1971. Т.9. С.113-116. Т VII вып. 9.

115. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. 408 с.

116. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение, 1968. 504 с.

117. Трегубов В.И., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Технологические параметры вытяжки с утонением стенки двухслойного упрочняющегося материала // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2005. № 1. С. 29 - 35.

118. Третьяков A.B., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. 224 с.

119. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. М.: Машгиз, 1959. 328 с.

120. Хван Д.В. Технологические испытания металлов. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1992. 152 с.

121. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956.

408 с.

122. Цой Д.Н. Предельная степень вытяжки анизотропной листовой заготовки // Известия вузов. Машиностроение. 1986. № 4. С. 121 - 124.

123. Чудин В.Н, Яковлев Б.С. Вытяжка и протяжка коробчатых изделий // Вестник машиностроения. 2003. № 3. С. 60-64.

124. Чудин В.Н. Вытяжка листовых изделий коробчатых форм // Куз-нечно-штамповочное производство. 2002. № 6. С. 3-8.

125. Чудин В.Н., Ларин С.Н., Бессмертная Ю.В. Вытяжка цилиндрических деталей из анизотропных материалов по схеме «круг-цилиндр» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 4. С. 124-130.

126. Чудин В.Н., Яковлев Б.С. Влияние плоскостной анизотропии на процесс вытяжки коробчатых деталей // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2003. № 5. С. 8-12.

127. Чудин В.Н., Яковлев Б.С. Распределение напряжений во фланце при вытяжке коробки из анизотропного упрочняющегося материала // Известия ТулГУ. Сер. Актуальные вопросы механики. Тула: ТулГУ, 2004. Том 1. Вып. 1.С. 215-221.

128. Шевелев В.В., Яковлев С.П. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на вытяжку. М.: Машиностроение, 1972. 136 с.

129. Шляхин А.Н. Оценка надежности технологических переходов глубокой вытяжки осесимметричных цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения. 1995. №4. С. 33 - 36.

130. Шляхин А.Н. Прогнозирование разрушения материала при вытяжке цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения. 1995. №5. С. 35 -37.

131. Шляхин А.Н. Расчет напряжений в опасном сечении при вытяжке без утонения цилиндрических деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. №6. С. 8 - 11.

132. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964. 365 с.

133. Щипунов Г.И., Дьячков В.Д., Булдаков В.И. Кинематика фланца в процессе листовой вытяжки деталей коробчатых форм // Кузнечно-штамповочное производство. 1971. № 12. С. 20-24.

134. Яковлев С.П., Кухарь В.Д. Штамповка анизотропных заготовок. М.: Машиностроение, 1986. 136 с.

135. Яковлев С.П., Чудин В.Н. Вытяжка коробок из анизотропного материала // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2003. № 8. С. 13-15.

136. Яковлев С.П., Чудин В.Н. Учет анизотропии материала при расчете первого перехода вытяжки прямоугольной коробки // Кузнечно-штамповочное производство. 1973. № 10. С. 23-25.

137. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Валиев С.А. К анализу вытяжки высоких квадратных коробок из анизотропного материала // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1974. №12. С. 111-114.

138. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант, 1997. 332 с.

139. Яковлев С.С., Пилипенко О.В. Изотермическая вытяжка анизотропных материалов. М.: Машиностроение; Тул. гос. ун-т. Тула, 2007. 212 с.

140. Яковлев С.С., Бессмертная Ю.В. Вытяжка коробки с небольшими угловыми радиусами // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 6. С. 211 -217.

141. Яковлев С.С., Бессмертная Ю.В. Вытяжка коробчатых деталей из анизотропных материалов по схеме «цилиндр-квадрат» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. Вып. 5. С. 31-40.

142. Яковлев С.С., Бессмертная Ю.В. Вытяжка цилиндрических деталей из анизотропных материалов по схеме «круг-цилиндр» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. Вып. 5. С. 25-31.

143. Яковлев С.С., Бессмертная Ю.В., Ларин С.Н. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы вытяжки коробчатых деталей по схеме «овал-прямоугольник» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. Вып. 8. С. 129-136.

144. Яковлев С.С., Кухарь В.Д., Трегубов В.И. Теория и технология штамповки анизотропных материалов / под ред. С.С. Яковлева. М.: Машиностроение, 2012. 400 с.

145. Яковлев С.С., Ларин С.Н., Бессмертная Ю.В. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы вытяжки коробчатых деталей по схеме «овал-прямоугольник» // Вестник ТулГУ. Автоматизация: проблемы, идеи, решения. Тула; ТулГУ, 2012. С. 167-173.

146. Яковлев С.С., Ларин С.Н., Бессмертная Ю.В. Вытяжка высоких квадратных коробок из анизотропных материалов по схеме «круг - выпуклый квадрат - квадрат» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. Вып. 5. С. 160-171.

147. Яковлев С.С., Поликарпов Е.Ю. Вытяжка с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов // Вестник машиностроения. 2009. № 10. С. 63-69.

148. Яковлев С.С., Чусов А.В., Паламарчук И.И. Многооперационная вытяжка высоких квадратных коробок из анизотропных материалов по схеме «круг - выпуклый квадрат - квадрат» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2007. Вып. 2. С. 57 - 67.

149. Baltov A., Savchuk A. A Rule of Anisotropik Harolening // Acta Mechanica. 1965. Vol.l. № 2. P. 81-92.

150. Bartle P.M. Diffusion Bonding: a look at the future // Weld. 11. 1975. P. 799-804.

151. Bhattacharyya D., Moltchaniwskyi G. Measvrement of Anisotropy by the Ring Compression Test // J.Mech. Work. Technol. 1986. 13. № 3. P. 325-330.

152. Korhonen A.S. Drawing Force in Deep Drawing of Cylindrical Cup with Flatnosed Punch // Trans. ASME J.Eng. Jnd. 1982. 104. №1. P. 29-37.

153. Korhonen A.S., Sulonen M. Force Requirements in Deep Drawing of Cylindrical Shell // Met. Sci. Rev. met. 1980. 77. №3. P. 515 - 525.

154. Lankford W.T., Snyder S.C., Bauscher J.A. New criteria for predicting the press performance of deep drawing sheets // Trans ASM. 1950. V. 42. P. 1197.

155. Mellor P.B., Parmar A. Plasticity Analysis of Sheet Metal Forming // Mech. Sheet Metal Forming Mater. Behav. and Deformation Anal. Proc. Symp. Warren, Mich. New York-London . 1977. P. 53 - 74.

156. Oiszak W., Urbanovski W. The Generalised Distortion Energy in the Theory of Anisotropic Bodies // Bull. Acad. Polon. Sci. -cl. IV. vol.5. №1. 1957. P. 29 - 45.

157. Wu M.C., Yeh W.C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropic Hardening // Acta. Mech. 1987. 69. №1. P. 59-76.

158. Wu M.C., Hong H.K., Shiao Y.P. Anisotropic plasticity with application to sheet metals // Int. J. Mech. Sci.. 1999. 41, № 6. C. 703 - 724.

159. Yamada Y., Koide M. Analysis of the Bore-Expanding Test by the Incremental Theory of Plasticity // Int. J. Mech. Sci. Vol. 10. 1968. P. 1-14.

160. Zharkov V.A. Theory and Practice of Deep Drawing. London: Mechanical Engineering Publications Limited, 1995. 601 p.