Исследование и совершенствование механики нестационарных неизотермических процессов протяжки на радиально-ковочной машине на основе математического моделирования тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД

На правах рукописи

РЫБКИН МИХАИЛ ВЕНИАМИНОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОТЯХКИ НА РАДИАЛЬНО -КОВОЧНОЙ МАШИНЕ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь 1993

/

Работа выполнена в Уральском электромеханическом институте инженеров железнодорожного транспорта ( г. Екатеринбург )

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент ДОБЫЧИН И.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор НЯШИН Ю.И.

кандидат физико-математически наук, с.н.с. СУРСЯКОВ В.А.

Ведущая организация: Институт машиноведения

Уральского отделения РАН

Защита состоится 23 сентября 1993 года на заседании специализированного Совета K003.60.01 по защите диссертаций на соискани ученой степени кандидата технических наук при Институте механик сплошных сред УрО РАН ( 614061 ГСП, г. Пермь, 61, ул. Академик Королева, I ) в 10 час.

С диссертацией можно ознакомиться, в библиотеке Института механики сплошных сред УрО РАН.

Автореферат разослан "_" августа 1993 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЕТА . кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие техники на современном этапе, эсобенно таких ее отраслей, как авиа- и ракетостроение характеризуется широким применением титана и его сплавов, что обусловлено высоким уровнем их физико-механических и эксплуатационных свойств. Зместе с тем, обработка титановых сплавов сопряжена с определенными трудностями, связанными с рядом специфических свойств этих материалов.

В последнее время наряду с традиционными способами обработки яатериалов давлением такими как ковка, штамповка протяхкь, про-сатка, волочение, прессование все более широкое распространение юлучает прогрессивный ресурсо- и энергосберегающий процесс протяжки на радиально - ковочных ( радиально - обжимных ) машинах, газываемый также радиальной ковкой ( радиальным обжатием ).

К основным достоинствам данного процесса следует отнести воз-южность получения поковок из труднодеформируемых марок сталей, гитана и его сплавов а также других материалов, обработка которых ¡атруднена, а в ряде случаев и невозможна традиционными способами >бработки давлением. Однако, широкое применение радиальной ковки одерживается недостаточной изученностью механики процесса.

Разработка высокопроизводительных малоотходных технологически режимов требует создания математической модели процесса, свя-¡ывагацей его входные и выходные параметры. Математическая модель юального технологического процесса должна обеспечивать возмож-юсть определения неоднородных нестационарных полей темпоратур, гапряжений и деформаций в объеме деформируемого тела и инструменте : целью исследования и оптимизации процесса.

Целью диссертационной работы является:

- разработка расчетно - экспериментального метода определения :естационарных температурных полей в толах в процессах пластичес-ого деформирования с учетом основных технологических ссосюннос-ей; создание программного модуля, реализующего алгоритм метода;

- создание математической модели процесса протяжки крупно-абаритных заготовок круглого поперечного сечения из титановых плавов на радиально - ковочной машине на основе решения нестационарной неизотэрмической связанной сопряженной краевой задачи тер-

мопластичности; разработка алгоритма и создание комплекса программ для определения деформированного состояния заготовки и темго ратурных полей в системе контактирующих тел "инструмент - загото1 ка" в любой момент времени на любой стадии процесса деформирования;

- исследование с помощью модели механики процесса радиально! ковки, анализ.влияния на ход и результаты процесса деформировали; технологических и конструкционных параметров;

- расчет оптимальных термомеханических режимов деформирован] и выработка технологических рекомендаций;

Научная новизна работы заключается в следующем:

- создана математическая модель процесса радиальной ковки, позволяющая достаточно точно описывать деформированное состояние заготовки и температурные поля в системе контактирующих тел "инс

. румент - заготовка" в любой момент времени на любой стадии проце! са деформирования; на основе модели проведено исследование термомеханики процесса;

- предложен способ аналитического описания температурных полей с учетом высоких температурных градиентов, возникающих в части объема деформируемого тела;

- разработан приближенный расчетно - экспериментальный мето, определения температурных полей в процессах деформирования длинномерных заготовок, позволяющий учесть основные -технологические особенности и определять обобщенный коэффициент- теплообмена;

- предложен деформационный критерий качества полуфабрикатов и-изделий, полученных в процессах пластического деформирования; проведено исследование зависимости указанного критерия от технол гических параметров процесса и характеристик оборудования и выра ботаны технологические рекомендации;

- сформулирована и решена задача оптимизации процесса радиальной ковки по предложенному критершо;

Практическая ценность и реализация работы:

- предложенный способ расчета температурных полей.при обработк длинномерных изделий, оформленный в виде программного модуля, ис пользован для расчета термомеханических режимов прокатки, протяж и радиальной ковки.

- разработанная в диссертации математическая модель технологического процесса радиальной ковки позволила исследовать влияние ча ход к результаты процесса технологических и конструкционных

параметров.

- внедрение расчитанных на базе математической модели оптимальных режимов позволило снизить отходы и повысить качество изделий; реальный экономический эффект составил 70 тыс. руб. ( в ценах 1987 года ).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Всесоюзной конференции "Смешанные задачи механики деформируемого тела" ( Одесса, 1989 г. ); XI Всесоюзной конференции "Численные методы решения задач теории упругости и пластичности" ( Волгоград, 1989 г. ); Всероссийской научно - технической конференции "Математическое моделирование технологических процессов обработки материалов давлением" ( Пермь, 1990 г. ); Всесоюзной конференции "Новые технологии и робототехнические комплексы при производстве авиационной техники" ( Харьков, 1990 г. ); VII Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике ( Москва, 1991 г. ).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в II научных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы, содержащего 122 наименования, и приложения. Содержит 166 страниц машинописного текста, в том числе 31 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, содержится общая характеристика работы.

В первой главе дана характеристика процесса радиальной ковки и показаны его преимущества по сравнению с традиционными процессами пластического деформирования материалов. Сделан вывод о необходимости и возможности совершенствования и оптимизации процессов пластического деформирования на основе математического моделирования. Обоснована необходимость решения связанной нестационарной неизотермической краевой задачи термопластического течения.

Во второй главе приведена система уравнений связанной краевой задачи термопластического течения. Отмечены особенности, характерные для технологических задач. В механической части задачи сформулировано граничное условие б перемещениях для инструмента сложной конфигурации, позволяющее аналитически описать переход части сво-

бодной поверхности деформируемого тела на поверхность контакта с инструментом. На рис. I представлена схема перехода. Рабочая поверхность инструмента в момент времени t описывается функцией Л( z ), 8 в момент времени t* = t + t, где т - некоторый малый шаг по времени - функцией А*( х ). Поверхность деформируемого тела соответственно описывается функциями Р ( х ) и Р*( х ). Инструмент перемещается поступательно вдоль оси Oz . Известное условие непроникания имеет вид Р*( х ) < А*( х ). Учитывая малость перемещений Ux( х, z ) и Uz( х, z ) на шаге, а также достаточную гладкость функции А ( х ), условие можно записать в виде

Uz(x,F(x)) = А(х) + A^(x).Ux(x,P(x)) - Р(х) + h* - h ( I )

Для точек поверхности деформируемого тела таких, что х е I 0, Хр] имеет место равенство. В этом случае будем называть ( I ) условием перехода.

Е тепловой части задачи в граничных условиях для системы контактирующих тел учтено тепловыделение за счет сил трения.

Проведен сравнительный анализ методов решения связанных краевых 38дач термопластического течения. За основу сравнения принята полнота, с которой эти метода позволяют решать нестационарные связанные, сопряженные краевые задачи, а также трудоемкость и затраты при реализации на ЭВМ. Отмечено, что ностационарность краевых задач, описывакадо: процессы с существенным изменением формы и размеров деформируемых тел, мозяо учесть, решая задачу по шагам во времени или другому пара-метру нагруженкя. Для учета связанности ис-

юльзуется метод последовательных приближений, который в нестацио-гарных задачах предполагает построение на каждом шаге итерационной гроцедуры между механической и тепловой частями задачи, что позво-шет использовать различные сочетания методов теории пластичности г методов теории теплопроводности. Сделан вывод об эффективности !Диного вариационного подхода к решению как механической, так и тепловой частей связанной краевой задачи.

В третьей главе представлен вариационный численно - аналити-гаский пошаговый метод решения нестационарных неизотермических юпряженных связанных краевых задач термопластичности, позволяющий >пределять напряженно - деформированное состояние деформируемого гела и распределение температур в системе контактирующих тел 'инструмент - заготовка" в любой момент времени. Суть метода заключается в совместном решении по шагам во времени вариационных сравнений механической и тепловой частей задачи. Приведены различаю системы разрешающих вариационных уравнений. Выписаны функцио-галы принципов виртуальных скоростей и напряжений, виртуальных жоростей, виртуальных напряжений и минимума полной мощности. Тепловая часть,'в общем случае, описывается системой уравнений 1естационарной теплопроводности для N контактирующих тел с соот-зетствущими начальными и граничными условиями различного рода. 3 использованием неявной разностной схемы по времени задача интегрирования системы уравнений теплопроводности сводится на каждом паге по времени к задаче нахождения экстремума соответствущего функционала.

Решение вариационных уравнений механической и топлобой частой связанной задачи осуществлялось методом Ритца.

В четвертой главе рассматривается метод определения нестационарных температурных полей в процессах пластического деформирования. Отмечено, что при горячем пластическом деформированш металлов важную роль играет температурный режим, оказывающий существенное влияние на ход процесса, качество полуфабрикатов и изделий и производительность оборудования.

Определение нестационарных температурных полей осуществлялось вариационным методом, изложенным в главе 3. Температурное поло в теле описывали аналитическим выражением вида К

8( г. г ) = 2 А. • ф. ( г, ъ ) ( 2 )

к=1 к к

где Ак- варьируемые параметры, фк( г, г ) - координатные функции.

Решена модельная задача по определении температурных полей в з< товке из титанового сплава при охлаждении на воздухе. Приведен« сравнение результатов расчета с данными экспериментов.

При горячей обработке давлением титана и его сплавов, ког; температура поверхности тела сильно отличается от температуры окружающей среда и велико значение коэффициента теплообмена ( например, при контакте'тела с обрабатывающим инструментом ), возникают значительные тепловые потоки через поверхности теплое мена. Низкая температуропроводность титановых сплавов приводит тому, что резкое изменение температурного поля в теле при указг ных выше условиях происходит лишь в тонком приповерхностном слс в то время, как температура основной части объема тела не усиеЕ существенно измениться. Показано, что при наличии указанных фан ров выражение вида ( 2 где координатные функции заданы во вс объеме тела, но позволяет адекватно описывать распределение тем ратуры в теле. В этих случаях при описании температурных полей было предложено использовать выражения вида к ы

8( Г, 2 ) = £ V <М г, в ) + Е Вт' Фт< Г, 2 ) (

где функции фш( г, г ) и их первые производные принимают нуле р. значения всюду в объеме тела V за исключением объема П, связа: ного с зоной высоких температурных градиентов. Приведены резуль тага расчета температурных полей в заготовке из титанового спла; часть поверхности которой находится в контакте с инструментом.

В пятой главе на основе вариационного численно - аналитиче< кого пошагового метода решения нестационарных связанных краевых задач термопластичности разработана математическая модель процес протяжки круглых заготовок на радиалыю - ковочной машине ( рада альной ковки ) и проводится подробное исследование процесса.

В первом разделе приводится обзор исследовательских работ г радиальной ковке. В большинстве из них рассматривались отдельные аспекты процесса. Среди работ, посвященных математическому моделированию, следует особо отметить работы Дж. Лахоти, Т. Альтана, Р. Паукерта, В. Л. Колмогорова, А. В. Коновалова, В. Г. Кунщико! Р. Е. Лзповок, отличающиеся комплексным подходом. Однако, задачи определения напряженно - деформированного состояния и температур ных полей решались в несвязанной постановке. Во всех работах мод лировался единичный акт обжатия средней части заготовки.

Разработанная в дашюй работе математическая модель процесс

радиальной ковки, позволяет определить деформированное состояние и температуру в любой точке заготовки, а также температурное поле в инструменте на любой стадии процесса.

Задача решалась в осесимметричной постановке. Это допущение основано на реальной форме рабочей поверхности бойков ( вследствие износа увеличивается угол охвата бойками заготовки ), а также на соотношении скоростей подачи и вращения заготовки. •

Расчетная схема процесса приведена на рис. 2, где изображены половина меридионального сечения заготовки и сечение одного бойка. Система координат цилиндрическая ( Оггф ). Ось 02 направлена по оси заготовки. В силу вышеизложенных допущений предполагается, что любое поперечное сечение заготовки есть круг и характеристики деформированного состояния не зависят от координаты ф. Исходный радиус заготовки К0, конечный радиус - . Очаг деформации, занимающий в момент времени 1 ( начало шага деформирования ) объем,, выделенный жирной линией, переходит в момент времени * + т ( конец шага деформирования ) в объем, выделенный штрих-пунктирной линией. Рабочая поверхность инструмента описывается в момент времени г функцией А( г ), а в момент времени ^ - функцией А*( % ). Боковая поверхность обрабатываемой заготовки в момент времени I описывается функцией г ).

Г

Рис. 2

Задача решалась в рамках теории пластического течения Сен-Ве-нана - Мизеса при следующих предположениях: среда однородная, изотропная, несжимаемая; массовые и инерционные силы пренебрежимо

малы; в очаге деформации имеет место развитое пластическое течение, материал среды жестковязкопластический с наследственными свойствами. Коэффициенты реологической модели зависят от накопленной материальными частицами пластической деформации и температуры. Для описания деформированного состояния задавали выражение для приращения перемещения Uz( г, z ) в области перехода ( зоны П1) в виде:

г2 г2

uz(r,z) = FizMa, + (1 - ).(1 - 3 )-i(z)J ( 4 )

где 1(2)- произвольная функция, a F ( z ) - подлежит определению из условия перехода, которое в данном случае принимает следующий вид:

Ur(R(z),z) = A(z) + ¿¿(z).Uz(R(z),z) - R(z) + Rj - RT ( 5 )

RT и R^ характеризуют положение бойка в начале и конце шага деформирования. После каждого шага пересчитывалась форма очага деформации, боковая и торцовые поверхности заготовки. Выражения механической части задачи содержали семь варьируемых параметров, которые находились из условия минимума полной мощности. Поиск минимума соответствущего функционала осуществляли с помощью метода , Нелдера - Мида ( метод деформированного многогранника ).

При решении тепловой части задачи учитывался нагрев заготовки в печи и изменение температурного поля при охлаждении во время транспортировки к радиально - ковочной машине. В процессе деформирования акт одного обжатия естественным образом распадается на два этапа. На первом этапе имеет место пластическая деформация заготовки. В очаге деформации действуют распределенные тепловые источники, а на поверхности контакта с инструментом имеет место тепловыделение за счет сил трения. На втором этапе ( бойки разведены, заготовка подается вдоль оси ковки ) деформации заготовки не происходит. Определение нестационарных температурных полой осуществляли вариационным методом, изложенным в разделе 4. На пер- . вом этапе записывался функционал для системы контактирующих тел ( инструмент, заготовка ), на втором этапе записывались соответствующие функционалы для заготовки и инструмента. Вариационные уравнения теплопроводности решали методом Ритца, сводя их к системам линейных алгебраических уравнений.

Алгоритм решения задачи заключался в совместном определении армированного состояния и температурных полей на каждом шаге по лени.

По результатам численной реализации алгоритма модели для этовки из титанового сплава ВТЗ-1 представлены деформированные зриальные.сетки, поля степеней накопленной пластической дефор-ча { Л ) и поля температуры ( 0 ) в заготовке на разных ста-с процесса деформирования ( Рис. 3 ). Приведены теглпературные ? в инструменте в различные моменты времени и зависимости тем-згур характерных точек рабочей поверхности инструмента от лени.

Рис. 3

В шестой главе излагается разработанный расчетно - экспери ментальный метод определения нестационарных температурных полей телах в процессах пластического деформирования. Получены конечн соотношения, вытекающие из решения связанной краевой задачи тер пластичности и позволяющие определять температуру в любой точке деформируемого тела для ряда технологических процессов пластиче кого деформирования.

При расчете температурных полей в процессах деформирования длинномерных заготовок предлагается пренебречь передачей теплот по длине заготовки. Для многих технологических процессов при оп сании распределения температуры в поперечном сечении заготовки достаточной степенью точности можно ограничиться одномерным ура нением теплопроводности ( например, когда поперечное сечение близко к кругу или является прямоугольником, у которого одна ст рона много меньше другой ). Это ограничение не является принципиальным, однако, его снятие приводит к усложнению расчетов и увеличению громоздкости конечных формул. Для определения темпер турного поля в некотором сечении разбивали весь процесс на три этапа по времени, считая, что на I этапе выделенное сечение охл дается, находясь в недеформированной части заготовки, на II эта; сечение находится в очаге деформации, где получает приращение т лоты за счет пластической деформации и работы сил трения между заготовкой и инструментом, которому, в свою очередь, отдает час теплоты; на III этапе сечение охлаждается, находясь в обработан части заготовки. Распределение температуры в сечении на I и III этапах описывается уравнением теплопроводности с граничными уел виями третьего рода. Повышение температуры в очаге деформации можно определить, зная мощность распределенных тепловых источни ков. Значение мощности и характер ее распределения в очаге дефо; мации, в свою очередь, можно получить из решения краевой задачи Для ряда процессов существуют приближенные оценки. Наличие соот ветствующих экспериментальных данных позволяет оценить часть теплоты, отдаваемую инструменту.

Наряду с этим можно предложить следующий способ определени; коэффициента теплообмена а. Зная температурное поле в сечении ; некоторый момент времени tf, измеряем температуру боковой повер: ности в момент времени t2 = t1 + Ät. Представляя температуру выбранной точки, рассчитанную с помощью полученных соотношений для момента времени tP, как функцию а, находим корень урав-

нения а ) = 9, где 0 - экспериментально определенная температура Соковой поверхности.

Предложенный алгоритм реализован в вдде программы, которая может быть использована как автономно для расчета температурных полей, так и в качестве программного модуля, входящего в программный комплекс, решающий связанную краевую задачу.

Приведены результаты расчета температурного поля в круглой заготовке из титанового сплава ВТЗ-1 в процессе прокатки на стане сортовой прокатки, хорошо согласующиеся с экспериментальными. Использование предложенного алгоритма для решения тепловой части задачи при расчетах технологических режимов радиальной ковки позволило снизить затраты машинного времени при реализации на ЭВМ.

В седьмой главе на основе математической модели проведено исследование процесса радиальной ковки и рассчитаны оптимальные технологические режимов.

Одно из основных требований, предъявляемых к процессам пластического деформирования металлов, - обеспечение заданного качества полуфабрикатов и готовых изделий. Наряду с такими общепринятыми показателями качества, как отсутствие внутренних несплсшностей, определенный уровень физико - механических свойств, макро- и микроструктуры и т.п., в ряде случаев следует также учитывать достижение необходимой проработки исходной, особенно литой,структуры ( измельчение зерна ) и равномерность распределения накопленной материальными частицами деформации в объеме полуфабриката или изделия. Это приобретает особое значение при подготовке структуры металла полуфабрикатов для использования в процессах обработки в условиях сверхпластичности.

Однородность структуры полуфабрикатов и изделий из титановых сплавов существенно зависит от равномерности распределения накопленной пластической деформации в объеме деформируемого тела. Для количественной оценки равномерности распределения деформации ( однородности ) в некотором объеме П предложен следувдй критерий ( показатель неоднородности накопленной пластической деформации ):

где л - накопленная материальной частицей пластическая деформация; Л - среднее по объему П значение Л, определяемое выражением:

( 6 )

Л = - Г Л (Ю (7

0 о

Сравнение результатов расчета критерия ( 6 ) с результатами анализа макроструктуры металла ( величины зерна ) позволяет сделать вывод о том, что минимальное значения показателя % соответствует наиболее однородной структуре металла.

Результаты численной реализации математической модели процесса радиальной ковки позволили выделить следующие особенности.

- Процесс характеризуется образованием и развитием торцовых утяжин, что на практике приводит к необходимости обрезки концевых .частей поковок, а, следовательно, к уменьшению коэффициента использования металла ( КИМ ).

- Имеет место существенная неоднородность распределения деформации вдоль радиуса поковки за счет локализации деформации в приповерхностных слоях и ограниченного распространения деформации в приосевую зону.

В силу указанных особенностей процесса представляется актуальным выбор рациональных технологических режимов, позволяющих, с одной стороны, повысить качество металла поковок за счет снижения неоднородности накопленной пластической деформации, а с другой - увеличить выход годного ( снизить отходы ) за счет уменьшения торцовых утяжин.

С целью исследования влияния на однородность распределения деформации и динамику формирования торцовой утяжины ряда технологических и конструкционных параметров процесса рассчитывали значения показателя % при различных наборах параметров.

Величину показателя неоднородности определяли из решения связанной краевой задачи по найденному в результате решения полю накопленной материальными частицами пластической деформации.

Исследовался процесс радиальной ковки крупногабаритных заготовок из титанового сплава ВТЗ-1. Получены зависимости величины и формы торцовой утяжины от величины подачи заготовки между обжатиями Д при различных значениях начального - и конечного -диаметров заготовки в проходе; показателя неоднородности х к усилия на бойке Р от угла конусности бойка а при различных значениях подачи Л и диаметров В0 к О,.

Анализ результатов расчетов позволил сделать вывод о том, чт< увеличение подачи позволяет не только уменьшить торцовую утяжину.

> и улучшить деформационную проработку и повысить однородность 'руктуры металла, вызывая, однако, при этом рост усилия на бойке, >торое ограничено возможностями оборудования.

Приведена постановка задачи оптимизации технологического юцесса радиальной ковки. Задача состоит в определении такого !бора технологических и конструкционных параметров, который >еспечивает наилучшие в смысле наиболее однородной структуры ¡талла свойства полуфабрикатов или готовых изделий. В терминах юрии оптимального проектирования задача формулируется следующим ¡разом. Необходимо найти оптимальный проект ( вектор проектиро-!ния ), минимизирущий показатель неоднородности накопленной [астической деформации, при ограничениях, которые могут иметь хнологический, конструкционный, экономический и др. характер и ределяют множество допустимых проектов.

Представлены результаты оптимизации двухпроходного процесса диальной ковки. Решена задача определения оптимального промежу-чного диаметра 6. При решении учитывались ограничений на допус-емое оборудованием усилие.

С учетом возможности изменения величины подачи, сформулиро-на и решена задача нахождения оптимального набора параметров промежуточного диаметра Б, величин подач Л и Л2 в проходах ), нимизирующего функционал качества. При этом принимали во внима-е также и ограничения, налагаемые на величины подач.

Представлена постановка и алгоритм решения задачи оптимизации скроя прутков, полученных в процессе радиальной ковки, на шайбы д штамповку дисков турбин.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ РАБОТЫ

1. Предложен способ аналитического описания нестационарных мпературных полей в телах в процессах пластического деформиро-ния, позволяющий учесть высокие температурные градиенты, возни-ющие в части объема деформируемого тела.

2. Разработана математическая модель кеизотер.-аческого про-сса протяжки круглых заготовок на радиально - ковочной машине, зволяющая определить форму, деформированное состояние и темпера-рное поле в объеме заготовки, а также температурное ноле в ин-рументе на любой стадии процесса.

3. Разработан расчетно - экспериментальный метод, позволяющий

описывать нестационарные температурные поля в телах в процессам пластического деформирования с учетом основных технологических особенностей и определять обобщенный коэффициент теплопроводное Создан программный модуль, реализующий алгоритм метода.

4. Предложен критерий качества полуфабрикатов и изделий, полученных в результате пластического деформирования, представляющий собой показатель неоднородности накопленной пластическо! деформации. Проведено исследование термомеханики процесса радиг ной ковки, получены зависимости критерия качества от технологи* ких и конструкциошшх параметров.

5. Поставлена задача оптимального проектирования технолоп ческих режимов. В результате численной реализации получены набс параметров процесса, обеспечивающие наилучшее качество изделий смысле максимальной однородности накопленной пластической дефо! мации. Выработаны технологические рекомендации по улучшению качества и снижению отходов. Опробование выработанных рекомендащ производственных услових и внедрение в одном из цехов ВСМПО по: лило получить реальный экономический эффект около 70 тыс. руб.

( в ценах 1986 года )

Основные положения диссертации изложены в следующих работ?

1. Добычин И. А., Румянцев С. А., Рыбкин М. В. Пошаговый вар! ционнкй метод в исследовании пластического формоизменения материалов. В кн.: Свойства материалов и качество машин. -Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. - с. 95 - 107

2. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Пошаговый вариационный метод j шения нестационарных связанных краевых задач пластической деформирования материалов. В ich.: Численные методы решенш задач теории упругости и пластичности ( материалы XI Всесс ной конференции, г. Волгоград, 10 - 12 октября 1990 годэ ; Новосибирск. - 1990. - с. 69 - 73

3. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Определение деформированного с тояния круглой заготовки в процессе протяжки на радиально ковочной машине // Известия вузов. Машиностроение. - 1986. N 5. - с. 108 - 112

4. Добычин И. А., Рыбкин м. в. Математическое моделирование неизотермического процесса протяжки на радиально - ковочне машине // Известия вузов. Машиностроение. - 1988. - N 9.

с. 131 - 135

5. Добычин И. А., Рыбкин М. В., Левин И. В. Расчетно - экспериментальный метод определения нестационарных температурных полей в процессах ОМД // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1990. - с. 14 - 18

6. Рыбкин М. В. Определение температурных полей в заготовках в процессах обработки давлением расчетно - экспериментальным методом // Научно - техн. семинар "Механика и технология машиностроения ( методы расчета с использованием аппаратов сплошных сред_)": Тез. докл. - Свердловск, 1990. - с. 133

7. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Деформационный критерий качества и расчет рациональных технологических режимов радиальной ковки // Известия вузов. Машиностроение. - 1989. - N 11.-е. 117 - 120

8. Добычин И. А., Румянцев С. А., Рыбкин М. В. Решение технологических задач термопластичности для сред со сложными реологическими свойствами пошаговым численно - аналитическим вариационным методом // IV Всесоюзн. конф. "Смешанные задачи механики деформируемого тела": Тез. докл. - Одесса, 1989. -

9. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Математическое моделирование и расчет оптимальных технологических режимов процессов протяжка длинномерных заготовок // Всероссийская научно - техн. конф. "Математическое моделирование технологических процессов обработки материалов давлением": Тез. докл. - Пермь, 1990. - с. 84

10. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Прогрессивная ресурсо- и энергосберегающая технология производства полуфабрикатов из титановых сплавов // Всесоюзн. конф. "Новые технологии и робототех-нические комплексы при производстве авиационной техники": Тез. докл. - Харьков, 1990. - с. 93

11. Добычин И. А., Зайнулин А. К., Рыбкин М. В. Расчет технологических режимов протяжки на основе математического моделирования // Научно - техн. семинар "Механика и технология машиностроения ( методы расчета с использованием аппаратов сплошных сред )": Тез. докл. - Свердловск, 1990. - с. 53

с. 117