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

РГб од

9 0 рГРОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД .

На правах рукописи

" *

РЫБКИН МИХАИЛ ВЕНИАМИНОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ НЕИЗОТВРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛРОТЯХКИ НА РАДИАЛЬНО -КОВОЧНОЙ МАШИНЕ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

01.02.04 - Механика дефориируеиого твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени »

кацдидата технически! наук

Пермь 1993

ч

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

Научные руководитель: кандидат технических наук,

доцент ДОБЫЧИН И.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

' профессор НЯШИН D.H.

i : кандидат физико-математическш

наур, с.Н.с. СУУСЯКОВ В.А.

Ведущая организация: Институт машиноведения

* Уральского отделения РАН

Защита состоится 23" сентября 1993 года на заседании специализированного Совета К003.60.01 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 мокно ознакомиться, в библиотеке Института механики сплошных сред УрО РАН.

Автореферат разослан "_" августа 1993 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЕТА кандидат технических наук

БЕРЕЗИН И.К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблеш. Развитие техники на современном этапе, обенно таких ев отраслей, как авия- и ракетостроение характери-ется широким применением титана и его сплавов,, что обусловлено соким уровнем их физико-механических и эксплуатационных свойств, есте с тем, обработка титановых сплавов сопряжена с определении трудностями, связанными с рядом специфически свойств этих териалов.

В последнее время наряду с традиционными способами обработки гериалов давлением такими как ковка, штамповка протяжка, про-гна, волочете, прессование все более широкое распространение яучаэт прогрессивный ресурсо- и энергосберегающий процесс про-кки на радиально - ковочных ( радиально - обжимных ) машинах, зываемый также радиальной ковкой ( радиальным обкатаем ).

К основным достоинствам данного процесса следует отнести воз-кность получения поковок из труднодеформируемых марок сталей, гана и его сплавов а также других материалов, обработка которых ¡•руднена, а в ряде случаев и невозможна традиционными способами заботки давлением. Однако, широкое применение радиальной ковки фживается недостаточной изученностью механики процесса.

Разработка высокопроизводительных малоотходных тохнологичес-: режимов требует создания математической модели процесса, свя-шющей его входные и выходные параметры. Математическая модель ¡льного технологического процесса долина обеспечивать возмох-;ть определения неоднородных нестационарных полей температур, ряжений и деформаций в объеме деформируемого тела и инструмента ;елью исследования'и оптимизации процесса.

Цель» диссертационной работы является:

- разработка расчетно - экспериментального метода определения тационарных температурных полей в толах в процессах пластичес-о деформирования с учетом основных технологических особеннос-

; создание программного модуля, реализующего алгоритм метода;

- создание математической модели процесса протяжки крупно-аритных заготовок круглого поперечного сечения из титановых авов на радиально - ковочной машине на основе решения нестацио-ной неизотэрмической связанной сопряженной краевой задачи тер-

ыопластичности; разработка алгоритма и создание комплекса программ для определения деформированного состояния заготовки и температурных полей в системе контактирующих тел "инструмент - заготовка" в любой момент времени на любой стадии процесса деформирования;

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

- расчет оптимальных термомеханических режимов деформирования 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 "инструмент - заготовка" в любой момент времени на любой стадии процесса 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 метод определения температурных полей в процессах деформирования длинномерных заготовок, позволяющий учесть основные-технологические особенности и определять обобщенный коэффициент теплообмена;

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

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

Практическая ценность и реализация работы:

- предложенный способ расчета температурных полей.при обработке длинномерных изделий, оформленный в виде программного модуля, использован для расчета термомеханических режимов прокатки, протяжки и радиальной ковки.

- разработанная в диссертации математическая модель технологического процесса радиальной ковки позволила исследовать влияние на ход и.результаты процесса технологических и конструкционны*

" J ~

параметров.

- внедрение расчитанных на базе математической модели оптимальных режимов позволило снизить отхода 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 теш 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 яеизотермической 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 в перемещениях для инструмента слокной ганфигурации, позволяющее аналитически описать переход части сво-

Оодной поверхности деформируемого тела на поверхность контакта с инструментом. На рис. I представлена схема перехода. Рабочая поверхность инструмента в момент времени t описывается функцией К х ), 8 в момент, времени t* = t + 1. где т - некоторый малый шаг по времени - функцией А*( х ). Поверхность деформируемого тела соответственно описывается функциями F ( х ) и F*( х ). Инструмент перемещается поступательно вдоль оси Oz . Известное условие непроникания имеет вид F*( 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,P(x)) = А(х) + A^(x).Ux(x,F(x)) - F(x) + h* - h (I

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

Рис. I

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

Проведен сравнительный анализ методов решения связанных краевых задач термопластического течения. За основу сравнения принята полнота, с которой эти методы позволяют решать нестационарные связанные, сопряженные краевые задачи, а также трудоемкость и затраты при реализации на ЭВМ. Отмечено, что нестационарность краевых задач, опксыващих процессы с существенным изменением формы и размеров дефор.чзфуешх тел, могио учесть, решая задачу по шагам во времени или другому параметру нагрукения. Для учета связанности ис-

льзуется метод последовательных приближений, который в нестацио-рных задачах предполагает построение на каждом шаге итерационной оцедуры между механической и тепловой частями задачи, что позво-ет использовать различные сочетания методов теории пластичности методов теории теплопроводности. Сделан вывод об эффективности иного вариационного подхода к решению как механической, так и пловой частей связанной краевой задачи.

В третьей главе представлен вариационный численно - аналити-ский пошаговый метод решения нестационарных неизотермических тряжонных связанных краевых задач термопластичности, позволяющий ределять напряженно - деформированное состояние деформируемого па и распределение температур в системе контактирующих тел 1струмент - заготовка" в любой момент времени. Суть метода слючается в совместном решении по шагам во времени вариационных эвнений механической и тепловой частей задачи. Приведены различ-; системы разрешающих вариационных уравнений. Выписаны функцио-ш принципов виртуальных скоростей и напряжений, виртуальных зростей, виртуальных напряжений и минимума полной мощности, шовая часть/ в общем случае, описывается системой уравнений ;тационарной теплопроводности для Н контактирующих тел с соот-'ствущими начальными и граничными условиями различного рода, ^пользованием неявной разностной схемы по времени задача гатег-ювания системы уравнений теплопроводности сводится на каждом •е по времени к задаче нахождения экстремума соответствующего кционала.

Решение вариационных уравнений механической и тепловой частей ванной задачи осуществлялось методом Ритца.

В четвертой главе рассматривается метод определения нестацио-ных температурных далей в процессах пластического деформиро-ия. Отмечено, что при горячем пластическом деформировании ме-лов важную роль играет температурный режим, оказывающий сущест-ное влияние на ход процесса, качество полуфабрикатов и изделий роизводительность оборудования.

Определение нестационарных.температурных полей осуществля-ь вариационным методом, излокешшм в главе 3. Температурное з в теле описывали аналитическим выраженном вида К

г, г ) = 2 А • ф( г, а ) ( 2 )

к=1 ■

Ак- варьируемые параметры, ф1с( г, г } - координатные функции.

Решена модельная задача по определению температурных полей в заготовке из титанового сплава при охлаждении на воздухе. Приведено сравнение результатов расчета с данными экспериментов.

При горячей обработке давлением титана и его сплавов, когда 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 теплообмена. Низкая температуропроводность титановых сплавов приводит к тому, что резкое изменение температурного поля в теле при указанных выше условиях происходит лишь в тонком приповерхностном слое, в то время, как температура основной части объема тела не успевзеч существенно измениться. Показано, что при наличии указанных факторов выражение вида ( 2 ), где координатные функции заданы во всем объеме тела, не позволяет адекватно описывать распределение температуры в теле. В этих случаях при описании температурных полей было предложено использовать выражения вида

к м

9( г, г ) = Е V ф. ( г, г ) + £ в • ф < т. г ) ( з ;

к=1 ш=1 .

где функции фт( г, г ) и их первые производные принимают нулевые значения всюду в объеме тела V за исключением объема П, связанного с зоной высоких температурных градиентов. Приведены результаты расчета температурных полей в заготовке из титанового сплава, часть поверхности которой находится в контакте с инструментом.

В пятой главе на основе вариационного численно - аналитического пошагового метода решения нестационарных связанных краевых задач термопластичности разработана математическая модель процессг протяжки круглых заготовок на радиалыю - ковочной машине ( радиальной ковки ) и проводится подробное исследование процесса.

В первом разделе приводится обзор исследовательских работ по 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. Кувдикова Р. Е. Лаповок, отличающиеся комплексным подходом. Однако, задачи определения напряженно - деформированного состояния и температурных полей решались в несвязанной постановке. Во всех работах моделировался единичный акт обжатия средней части заготовки.

Разработанная в данной работе математическая модель процесса

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 Ог 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 И0, конечный радиус - Л. Очаг деформации, зани- . мающий в момент времени X ( начало шага деформирования ) объем,, выделенный жирной линией, переходит в момент времени 1*= г + т ( конец шага деформирования ) в объем, выделенный штрих-пунктирной линией. Рабочая поверхность инструмента описывается в момент времени I функцией А( 2 ), а в момент времени ^ - функцией И*( г ). Боковая поверхность обрабатываемой заготовки в момент времени t описывается функцией й( % ).

Рис. 2

Задача решалась в рамках теории пластического течения Сен-Ве-зна - Мизеса при следующих предположениях: среда однородная, изо-юпная, 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 i^,...^ ) в виде:

г2 г2

Uz(r,z) = FtzMa, + (1 - ).(1 - з >'I(z)î ( 4 )

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

Ur(R(z),Z) = A(z) + A^(Z).VZ(R(Z),Z) - R(Z) + IÇ - \ ( 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 соответствующего функционала осуществляли с помощью метида 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 теплоше источники, а на поверхности контакта с инструментом имеет место тепловыделение за счет сил трения. На втором этапе ( байки разведены, заготовка подается вдоль оси ковки ) деформации заготовки не происходит. Определение нестационарных температурных полей осуществляли вариационным методом, изложенным в разделе 4. lia первом 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 эриальные сетки, поля степеней накопленной пластической дефор-ш ( Л ) и поля температуры ( в ) в заготовке на разных ста-с процесса деформирования С №0. 3 ). Приведены тешературные 5 в инструменте в различные моменты времени и зависимости тем-этур характерных точек рабочей поверхности инструмента от <ени.

Рис. 3

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

При расчете температурных полей в процессах деформирования длинномерных заготовок предлагается пренебречь передачей теплота по длине заготовки. Для многих технологических процессов при от сании распределения температуры в поперечном сечении заготовки с достаточной степенью точности можно ограничиться одномерным ypai неяием теплопроводности ( например, когда поперечное сечение близко к кругу или является прямоугольником, у которого одна стс рона много меньше другой ). Это ограничение не является принци-пиальным.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 охлг дается, находясь в недеформированной части заготовки, на II этаг сечение находится в очаге деформации, где получает приращение те лоты за счет пластической деформации и работы сил трения между заготовкой и инструментом, которому, в свою очередь, отдает част теплоты; на III этапе сечение охлаждается, находясь в обработай части заготовки. Распределение температуры в сечении на I и III этапах .описывается уравнением теплопроводности с граничными услс виями третьего рода. Повышение температуры в очаге деформации можно определить, зная мощность распределенных тепловых источников. 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 соответствующих экспериментальных данных позволяет оценить часть теплоты, отдаваемую инструменту.

Наряду с этим можно предложить следующий способ определение коэффициента теплообмена а. Зная температурное поле в сечении ] некоторый момент времени , измеряем температуру боковой повер; ности в момент времени \z = t1 + At. Представляя температуру выбранной точки, рассчитанную с помощью полученных соотношений для момента времени t3, как функцию а, находим корень урав-

- и -

зния Г( а ) =0, где 9 - экспериментально определенная темпе-этура боковой поверхности.

Предложенный алгоритм реализован в виде программы, которая экет быть использована как автономно для расчета температурных элей, так и в качестве программного модуля, входящего в програм-шй комплекс, решающий связанную краевую задачу.

Приведены результаты расчета температурного поля в круглой эготоЕке из титанового сплава ВТЗ-1 в процессе прокатки на стана зртовой прокатки, хорошо согласующиеся с экспериментальными, ^пользование предложенного алгоритма для решения тепловой части дачи при расчетах технологических режимов радиальной ковки поз-)лило снизить затраты машинного времени при реализации на ЭВМ.

В седьмой главе на основе математической модели проведено ¡следование процесса радиальной ковки и рассчитаны оптимальные >хнологические режимов.

Одно из основных требований, предъявляемых к процессам плас-[ческого деформирования металлов, - обеспечение заданного качест-i полуфабрикатов и готоеых изделий. Наряду с такими общепринятыми 1казателями качества, как отсутствие внутренних несплошностей, ределенный уровень физико - механических свойств, макро- и кроструктуры и т.п.', в ряде случаев следует также учитывать стяжение необходимой проработки исходной, особенно литой,струк-ры ( измельчение зерна ) и равномерность распределения на-пленной материальными частицами деформации в объеме полуфабри-та или изделия. Это приобретает особое значение при подготовке руктуры металла полуфабрикатов для использования в процессах работки в условиях сверхпластичности.

Однородность структуры полуфабрикатов и изделий из титановых лавов существенно зависит от равномерности распределения накоп-нной пластической деформации в объеме деформируемого тела. Для качественной оценки равномерности распределения деформации ( од-родности ) в некотором объеме О предложен'следующий критерий-показатель неоднородности накопленной пластической деформации >':

1 г 1 - ? 1%

, — — ; < д _ л )2 <ю ] 2 (6)

л а п

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

Л = - Г Л (Ю ( 7 )

° .0

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.

- Бродесс 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.

Е 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 утякины 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 уастицами пластической деформации.

Исследовался процесс радиальной ковки крупногабаритных заготовок из титанового сплава ВТЗ-1. Получены зависимости величины и форш торцовой утяжины от величины подачи заготовки мевду обжатиями А при различных значениях начального — Ю0 и конечного -диаметров заготовки в проходе; показателя неоднородности % и усилия на бойке Р от угла конусности бойка а при различных значениях подачи Д к диаметров Б0 к Б1.

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

о и улучшить деформационную проработку и повысить однородность груктуры металла, вызывая, однако, при этом рост усилия на бойке, эторое ограничено возможностями оборудования.

Приведена постановка задачи оптимизации технологического роцесса радиальной ковки. Задача состоит в определении такого збора технологических и конструкционных параметров, который Зеспечивает наилучшие в смысле наиболее однородной структуры зталла свойства полуфабрикатов или готовых изделий. В терминах юрии оптимального проектирования задача формулируется следующим 5разом. Необходимо кайти оптимальный проект ( вектор проектиро-1ния ), минимизирущий показатель неоднородности накопленной 1астической деформации, при ограшпениях, которые могут иметь (хнологический, конструкционный, экономический и др. характер и гредоляют множество допустимых проектов.

Представлены результаты оптимизации двухлроходного процесса |Диальной ковки. Решена задача определения оптимального промекучного диаметра 5. При решении учитывались ограничения 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 и Д2 в проходах ), нимизирувщего 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 ц штамповку дисков турбин.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложен способ аналитического описания нестационарных шературшх полей в телах в процессах пластического деформлро-шя, позволяющий учесть высокие температурные градиенты, возни-зщие в части объема деформируемого тела.

2. Разработана математическая модель неизотермнчсского про-:са протяжки круглых заготовок на радиально - ковочной машине, шолящая определить форму, деформированное состояние и темпера-шое поле в объеме заготовки, а также температурное поле в ин->ументе на любой стадии процесса.

3. Разработан расчетно - экспериментальный метод, позволяющий

описывать нестационарные температурные поля в телах в процессах 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 пластической деформации. Проведено исследование термомеханики процесса радиа. ной ковки, получены зависимости критерия качества от технологич« ких и конструкционных параметров.

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

( в ценах 1986 года )

Основные положения диссертации изложены в следующих работа:

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

2. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Пошаговый вариационный метод р шения нестационарных связанных краевых задач пластического деформирования материалов. В кн.: Численные методы решения задач теории упругости и пластичности ( материалы XI Всесо ной конференции, г. Волгоград, 10 - 12 октября 1990 года ) Новосибирск. - 1990. - с. 69 - 73

3. Добычин И. А., Рыбкин М. В. Определение деформированного с тояяия круглой заготовки в процессе протяжки на радиально ковочной машине // Известия вузов. Машиностроение. - 1936. N 5.-е. 108 - 112

4. .Добычин И. А., Рыбкин М. В. Математическое моделирование

неизотермического процесса протяжки на радиально - ковочно машине // Известия вузов. Машиностроение. - 1988. - N 9.

с. 131 - 135

Добычин И. А.., Рыбкин М. В., Левин И. В. Расчетко - экспериментальный мзтод определения нестационарных температурных полей в процессах СМД // Обработка металлов давлением. Свердловск: УШ, 1990. - с. 14 - 18

Ривкин М. В. Определетше тешературных полой в заготовках ъ 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 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

Добычин И. А., Румянцев С. А., Рывкин М. В. Решение технологических задач термопластичности для сред со слогзшми реологическими свойствами пошаговым численно - аналитическим вариационным методом // IV Всесоюзн. кокф. "Смешанные задачи механики деформируемого тела": Тез. докл. - Одесса, 1989. -с. 117

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

Добычин И. А., Рывкин 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

Добычин У[. А., Зайнулш А. К., Рывюш М. В. Расчет технологических режимов протяжки на основе математического моделирования // Научно - тохн. семинар "Механика и технология машиностроения ( методы расчета с использованием аппаратов сплошных сред )": Тез. докл. - Свердловск, 1990. - с. 53

А ■ ,

Шг