Термопружнопластичне швидкісне деформування циліндричних тіл при їх формоутворенні і з"єднанні - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Термопружнопластичне швидкісне деформування циліндричних тіл при їх формоутворенні і зєднанніЗахист відбудеться “4” квітня 2002 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.180.01 в Інституті проблем машинобудування ім. В дисертаційній роботі розроблено комплекс нових математичних моделей, які забезпечили створення ефективних розрахункових методів аналізу термопружнопластичного деформування елементів конструкцій циліндричної форми в умовах імпульсного навантаження. Досліджується напружено-деформівний стан і температурний режим з урахуванням великих швидкостей деформування й адіабатичного підвищення температури в результаті пластичного деформування під час формоутворення і зєднання порожнистих циліндрів. The stressed deformated state and temperature condition taking into account of high-speed deformation and adiabatic temperature raise as a result of plastic deformation at moulding and nondetachable joint of hollow cylinders are being investigated. Key words: high strain rate, combined processing, impulse loading, dynamic strength, metal forming, explosive welding, soldering, heat conduction, computer simulation, strength.Зміна економічного стану в Україні, потреба створення конкурентоспроможних товарів і пошуки свого ринку збуту загострили необхідність в нових ефективних технологіях в галузі машинобудування. До таких технологій належить процес отримання високоміцних нерозємних зєднань металевих деталей і елементів конструкцій, що обєднує традиційні технології зварювання вибухом з пайкою високоміцними припоями. Математичне моделювання дозволяє отримати вірогідну інформацію про реальну картину деформування і надає можливість вибрати оптимальні параметри технологічного процесу, а також забезпечити зниження матеріалоємкості за рахунок зниження запасу міцності конструкцій і енергозбереження за рахунок використання енергії зіткнення під час пайки. Коректне врахування впливу швидкості деформації вкрай важливе для надійного визначення напружено-деформованого стану та розрахунків на міцність елементів конструкцій. Наукова новизна отриманих результатів визначається наступними положеннями: - розроблено комплекс нових математичних моделей, які забезпечили створення ефективних методів обчислень щодо зварювання-паяння порожнистих циліндрів під дією імпульсного навантаження: · вперше запропонована математична модель процесу, що поєднує зварювання вибухом з кінематичною пайкою високоміцними припоями;Задля вирішення таких задач використовувалися чотири групи методів: розкладення в ряди (тригонометричні й по фундаментальним функціям), метод інтегральних перетворень, варіаційний і скінчено-різницевий. незважаючи на наявність різноманітних аналітичних і числено-аналітичних методів розвязання рівняння нестаціонарної теплопровідності найбільш прийнятним , на наш погляд, є метод інтегральних перетворень Лапласа, що дозволяє отримати розвязання рівняння з різноманітними граничними й початковими умовами; Система з рівнянь руху циліндрів в полярній системі координат за умови плоскої деформації і урахування сил інерції та температури й теплопровідності має вигляд: (1) де - коефіцієнт теплового розширення, - густина матеріалу. Харченка, використовується співвідношення: (5) де с - питома теплоємність, s (r,t) і e(r,t) - діючі напруження та деформації, f - експериментальний параметр, що визначає частину роботи деформації, яка переходить у теплову енергію, - кінцева деформація. Враховувався вплив швидкості деформування на величину границі текучості матеріалу у степеневому вигляді; залишкових напружень і деформацій, які виникають у циліндрі внаслідок дії пружного розвантаження; адіабатичного підвищення температури внаслідок пластичного деформування.