Розвиток методів розрахунку інструменту для холодного видавлювання і гідростатичної обробки матеріалів - Автореферат

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ УДК 621.7.073;621.73.043;621.921.34 дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукГалкіна НАН України, Інституті фізики гірничих процесів НАН України, м.Донецьк. Науковий консультант: Академік НАН України, доктор технічних наук, професор Лєбєдєв Анатолій Олексійович, Інститут проблем міцності НАН України, м.Київ, керівник лабораторії пластичності і міцності конструкційних матеріалів. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Євстратов Віталій Олексійович, НТУ “Харківський політехнічний інститут”, м.Харків, професор кафедри “Обробка металів тиском”; доктор технічних наук, професор Розенберг Олег Олександрович, Інститут надтвердих матеріалів ім. доктор технічних наук, професор Тарасов Олександр Федорович, Донбаська державна машинобудівна академія, м.Краматорськ, завідувач кафедри “Компютерні інформаційні технології”.Ці технології дозволяють накопичувати інтенсивні пластичні деформації, що забезпечує унікальні механічні характеристики матеріалів, а також отримувати мікроволокна з металів і сплавів для виготовлення конструкційних і витратних композитів, проникних матеріалів для фільтрів і капілярного транспорту, тканих і нетканих матеріалів для захисту людей від поразки електричним струмом, електромагнітних випромінювань високої частоти, статичної електрики та інше. Разом з тим, підвищення рівня робочих тисків вище 1-1,2 ГПА гальмується низькою міцністю елементів інструменту високого тиску, в тому числі камер високого тиску-матриць, гідростатів, затворів - з однієї сторони, і плунжерів, ковадл, ущільнювальних вузлів - з іншої сторони, їх високою матеріаломісткістю і вартістю, відсутністю сучасних експериментальних методик контролю напружено-деформованого і граничного станів (НДГС), адаптованих до умов холодного видавлювання металів, при якому епюра навантаження змінює свою форму на окремих стадіях процесу, навантаження розподілене на частині довжини поверхні робочого каналу інструменту, а його стінка має змінну товщину уздовж осі. Робота виконана в рамках тематичних планів Донецького фізико-технічного інституту НАН України і Інституту фізики гірничих процесів НАН України за темами: “Исследование влияния конструктивных и технологических факторов на прочность и циклическую долговечность основных элементов аппаратуры высокого давления”(№ДР81061886); “Получение металлического волокна из нержавеющей стали для производства фильтровальных рукавов с антистатическим эффектом”(№ДР01860093696); “Получение композиционных материалов с использованием металлических волокон” (№ДР 01850074817); “Получение композиционных материалов с использованием металлических волокон из нержавеющих сталей”(№ДР 01870032728); “Разработка комбинированной технологии изготовления металлических волокон, фильтровальных, композиционных и тканых материалов, а также изделий из них со специальными физическими свойствами”(№ДР УА01013752Р); “Закономірності формування та еволюції наноструктурного стану твердих тіл”(№ДР0100U003850); “Исследование и разработка регенерируемого металловолокнового фильтроэлемента для противопылевых респираторов”(№ДР01950016116); “Дослідження фазового стану та кількості метану у викопному вугіллі для підвищення рівня безпеки праці” (№ДР0104U003806). Метою роботи є підвищення стійкості інструменту і якості продукції, розширення її асортименту за рахунок створення нових технологій холодного видавлювання з протитиском і гідростатичної обробки суцільних і пористих матеріалів на основі експериментально-розрахункового аналізу напружено-деформованого і граничного станів елементів оснащення на різних етапах технологічних процесів. Для досягнення мети поставлені наступні задачі: 1.Розробити експериментально-числові методи дослідження і розрахунку напружено-деформованого і граничного станів елементів інструменту зі змінною по висоті товщиною стінки, в яких розташування осередку деформації і контактні умови змінюються залежно від типу і стадії технологічного процесу; науково обгрунтувати умови і ефективність зміцнення камер оптимальним бандажуванням і стискуючим навантаженням, яке прикладене до їхніх торців.При навантаженні моделі на ділянці, що складає половину висоти матриці, розходження напружень в перерізі через середину ділянки навантаження складає 30% при тиску зсередини, та 50%-при тиску зовні. Якщо через s1, s2, … , sn-1, sn позначити нормальні і, зсуваючи напруження на ділянках контакту, так що на кожній ділянці допустити ці навантаження незмінними, а через e1, e2,…, em - показання тензодатчиків, число яких m?n, то за принципом суперпозиції випливає, що величини e повязані між собою і з невідомими навантаженнями системою n-лінійних рівнянь: Коефіцієнти системи рівнянь (4) визначаються розрахунком за допомогою метода елементарних навантажень.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ