Механика импульсного воздействия и ее приложение к обработке давлением деталей из алюминиевых сплавов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

На правах рукописи

КУРЛАЕВ Николай Васильевич

МЕХАНИКА ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЕ К ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальности: 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела

05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск - 2006

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом

университете

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор

Гулидов Александр Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Евстифеев Владислав Викторович доктор технических наук, профессор Каледин Валерий Олегович доктор технических наук, профессор Яковлев Игорь Валентинович

Ведущая организация: Самарский государственный

аэрокосмический университет

Защита состоится «23» октября 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 003.054.02 в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН по адресу: пр-т акад. Лаврентьева, 15, г. Новосибирск, 630090

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН

Автореферат разослан « № » сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

М.А. Леган

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современном производстве машин и летательных аппаратов идет непрерывное усложнение объектов производства. С другой стороны наблюдается отставание и недостаточное развитие возможностей технологических процессов, устраняющих или уменьшающих влияние негативных факторов технологической наследственности, таких как дефекты формообразования деталей и нарушения сплошности материалов при пластическом деформировании. Особенно это касается изготовления высоконагруженных деталей корпусов, трубопроводов, электрокоммуникаций и др.

Внедрение эффективных импульсных технологий обработки давлением во многом сдерживается отсутствием научно-обоснованных методов и средств управления параметрами высокоскоростного деформирования материалов, без которых импульсные процессы могут давать результаты, уступающие традиционным методам обработки, и их внедрение становится нерациональным.

В настоящей работе разрабатываются теоретические, методические и научно-практические основы проектирования технологических процессов импульсной обработки алюминиевых сплавов, повышающих качество штампуемых деталей путем уменьшения технологических дефектов формы и сплошности материалов на базе численного моделирования и определения наиболее эффективных технологических режимов. Управление формой и скоростью заготовок в процессах обработки давлением импульсного магнитного поля (ИМП) позволяют получать тонколистовые детали с минимальным объемом дефектов формы при минимальной трудоемкости и себестоимости. Управление интенсивностью упругопластической волны сжатия в материалах при воздействии ИМП на заготовки позволяет уменьшить объем дефектов сплошности материала, что оказывает позитивное влияние на служебные свойства деталей. Разработанные методы и средства управления технологическими процессами обработки давлением ИМП существенно повышают качество штампуемых деталей, снижают затраты производства при освоении новых изделий, уменьшают объемы трудоемких упрочняющих и ручных доводочных работ в опытном и серийном производстве.

Таким образом, комплексные теоретические и экспериментальные исследования, направленные на решение проблемы повышения качества штампуемых изделий путем уменьшения технологических дефектов формы и сплошности материалов, а также на разработку основ проектирования эффективных технологических процессов импульсной обработки, являются актуальными.

Цель работы. Повышение качества и улучшение эксплуатационных свойств изделий из алюминиевых сплавов методом магнитно-импульсной обработки давлением.

Методы исследований. Теоретические исследования выполнены путем математического моделирования. Основные уравнения механики сплошной среды замыкались соотношениями модели упругопластического течения Прандтля - Рейсса. Численный анализ и программная реализация основаны на модифицированном методе Уилкинса.

Экспериментальные исследования осуществлены с применением современных методов электронной микроскопии, высокоскоростной фотосъемки и регистрации высокоскоростных деформаций с помощью лазерного устройства и фотоэлектронного умножителя. Для обработки и анализа экспериментальных данных использован теоретико-вероятностный метод.

Достоверность научных результатов подтверждается сравнением результатов численного моделирования с результатами экспериментов и тестовых расчетов; проведением экспериментальных исследований на аттестованном оборудовании, оснащенном поверенной аппаратурой и приборами контроля; промышленным использованием инженерных номограмм для определения эффективных технологических режимов воздействия ИМП, а также разработанных индукторов и способов обработки. На защиту выносятся:

- научно-методические основы разработки управляемых импульсных процессов обработки давлением деталей машин и летательных аппаратов;

- методики определения наиболее эффективных параметров импульсного воздействия на основе численного моделирования: во-первых, для деталей, содержащих дефекты сплошности структуры материала, с определением механизма воздействия упругопластических волн, оценкой изменения объема несплошностей, в зависимости от импульса давления в зоне, близлежащей к поверхности дефекта; во-вторых, для тонкостенных листовых деталей, имеющих дефекты формы, с определением напряженно-деформированного состояния, предельных степеней деформации и возможных мест разрушения;

- методы воздействия давления ИМП для уменьшения дефектов сплошности, возникших в зонах пластических деформаций и при обжиме множества элементов, с целью улучшения эксплуатационных свойств изделий;

- методы управления высокоскоростным поведением заготовки, ее контакта с оснасткой, инерционного разглаживания гофров из условия получения деталей заданной точности;

- методы и рекомендации по проектированию и выполнению технологических процессов, инструмента (индукторов), оснастки при штамповке и обработке давлением ИМП, улучшающими эксплуатационные свойства деталей;

- зависимости сопротивления деформированию от скорости и степени деформации для/47-сплавов типа Д16АМ и В95пчАМ при обработке образцов давлением ИМП;

- результаты экспериментальных исследований по влиянию импульсной обработки на изменение структуры и пористости плоских образцов из А1-

сплавов после магнитно-импульсной обработки, а также на форму и размеры листовых деталей при формообразовании давлением ИМП.

Научная новизна.

1. Разработана методика и проведена адаптация программного комплекса КЯив24 для моделирования поведения алюминиевых сплавов при интенсивных нагрузках, вызванных ударом или магнитно-импульсным воздействием, с определением наиболее эффективных параметров по критерию минимизации объемов дефектов формы и сплошности материалов деталей.

2. Путем численного моделирования ударного и магнитно-импульсного нагружения исследованы основные закономерности взаимодействия упругопластических волн с одиночными дефектами сплошности в материале. Установлено, что уровень нагрузки, необходимый для закрытия вытянутого дефекта в плоской постановке зависит от коэффициента вытянутости и мало зависит от угла подхода упругопластической волны. В осесимметричной постановке уровень нагрузки, необходимый для схлопывания сферического дефекта (поры) зависит от коэффициента пористости.

3. В качестве характеристики импульсной обработки, не зависящей от метода нагружения, введено понятие импульса давления для зоны, прилегающей к поверхности дефекта сплошности. Определено, что зависимость изменения импульса давления в зоне поры от амплитуды импульсной нагрузки имеет максимальное значение, которое соответствует минимальной величине нагрузки, необходимой для полного смыкания пор.

4. Численно в двумерной постановке решена задача о компактировании системы тел в соединении типа «наконечник - электрожгут» при магнитно-импульсном воздействии.

5. Для расчета электромагнитной силы предложен подход, основанный на использовании величин плотности тока в заготовке и упрощенной модели магнитного объема, учитывающий основные параметры индуктора и физические свойства материала заготовки.

6. Установлены закономерности влияния свойств оснастки на ударный контакт листовой детали об оснастку, исследован характер протекания инерционного разглаживания гофров при ударе об оснастку на основе численного моделирования магнитно-импульсного формообразования листовых деталей при использовании уравнений механики сплошной среды в плоской и осесимметричной постановках.

7. Путем электронной микроскопии структуры алюминиевых сплавов установлено, что после воздействия давления ИМП происходит уменьшение объема дефектов сплошности за счет пластического смыкания берегов пор и микротрещин, а также фрагментация структуры по поверхностям хрупких фаз в субзеренной структуре, дробление и измельчение локальных интерметаллидных включений.

Практическая значимость работы заключается:

- в методике определения эффективных технологических режимов магнитно-импульсной обработки деталей давлением для повышения их качества;

- в построении на основе численных расчетов номограмм, позволяющих в инженерной практике определять наиболее эффективные режимы магнитно-импульсной обработки для достижения наименьших объемов дефектов формы листовых деталей, дефектов сплошности структуры материалов, а также полного компактирования элементов при соединении наконечника с электрожгутом;

- в рекомендациях по технологичному проектированию заготовок и деталей, а также в классификаторах высоконагруженных деталей, переводимых на обработку давлением ИМП, для опытного и серийного производства;

- в диаграммах состояния А /-сплавов типа Д16АМ, В95пчАМ и их аппроксимации для скоростей деформации, характерных для магнитно-импульсной обработки;

- в комплексных материалах по разработке и внедрению импульсных технологических процессов в производство, изложенных в Технологических рекомендациях: «Выбор основных параметров процессов штамповки листовых деталей Л А давлением ИМП» (ТР 1.4.1819-90) и «Магнитно-импульсная обработка деталей трубопроводов ЛА для улучшения их служебных и производственных характеристик» (ТР 1.4.3821-95);

- во вновь разработанных технологическом способе и формообразующей оснастке для импульсной штамповки листовых деталей давлением ИМП, защищенных авторскими свидетельствами, а также спроектированных конструкциях индукторов для магнитно-импульсной обработки листовых деталей и обжима наконечников электрожгутов.

Реализация полученных результатов. Методы расчета, методики проектирования технологических процессов, оригинальные конструкции индукторов и оснастки, технологические рекомендации, разработанные на основе выполнения более 15 хоз/договорных и roe/бюджетных НИР в 1984-2005г.г., в т.ч. в рамках Координационных планов ГКНТ, АН СССР и РАН (прогр. 072.06, зад. 11, п.п. Т1 и Т10 и 06.06 «Надежность»), при участии или под руководством автора, нашли ■ практическое применение на Новосибирском авиационном производственном объединении (НАПО) им. В.П. Чкалова, Ульяновском авиационно-производственном комплексе, ОАО «ОКБ Сухого», НИАТе и др. организациях. Созданы участки и внедрены технологические процессы магнитно-импульсной обработки тонколистовых деталей ЛА.

В соответствии с актами внедрения экономический эффект только на предприятиях авиационной отрасли в эквивалентной оценке составляет около одного млн. руб. на одну машину среднего класса в год.

Апробация работы. Основные идеи и результаты диссертации доложены и обсуждены на 18 Всесоюзных, Российских,

Межреспубликанских конференциях, семинарах и совещаниях, на 5 Международных симпозиумах:

«Проблемы экономии энергетических ресурсов» (Новосибирск: НЭТИ, 1984); «Индукторы для магнитно-импульсной обработки», Тула, ТПИ, 1988г.); XII Юбилейной конференции молодых ученых Института машиноведения (Москва, 1989г.); Всесоюзных и Межреспубликанских научно-технической конференциях «Численные методы решения задач упругости и пластичности»: 11-й (Волгоград, 1989г.), 15-й (Новосибирск, 1997г.), 16-й (Новосибирск, 1999г.), 17-й (Новосибирск, 2001г.), 18-й (Кемерово, 2003г.), 19-й (Бийск, 2005г.); «Новые технологические процессы магнитно-импульсной обработки» (Куйбышев, КуАИ, 1990г.); «Научные основы высоких технологий» (Новосибирск, НГТУ, 1997г.); «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, ТГУ, 1998г.); «Акустика неоднородных сред» (Новосибирск, Институт гидродинамики СО РАН, 1998г.); Международных Российско-Корейских симпозиумах по науке и технологии: 3-м «КОРУС-99» (Новосибирск, НГТУ, 1999г.), 5-м «КОРУС-2001» (Томск, ТГУ, 2001г.), 6-м «КОРУС-2002» (Новосибирск, НГТУ, 2002г.), 7-м «КОРУС-2004» (Томск, ТГУ, 2004г.), 8-м «КОРУС-2005» (Новосибирск, НГТУ, 2005г.); «Динамика многофазных сред» (Новосибирск, ИТПМ СО РАН, 2001г.); «Наука. Промышленность. Оборона»: 2-й (Новосибирск, НГТУ, 2002г.), 3-й (Новосибирск, НГТУ, 2003г.); 4-м Российско-китайском семинаре по проектированию и испытаниям элементов ракетной техники (Новосибирск, НГТУ, 2004г.); 7-й Всероссийской конференции «Краевые задачи и математическое моделирование» (Новокузнецк, НФИ КемГУ, 2004г.).

Личный вклад автора диссертации заключается:

- в постановке задач, разработке методик теоретических и экспериментальных исследований, анализе и обобщении результатов при решении проблемы уменьшения технологических дефектов деталей путем импульсной обработки давлением;

- в определении критерия минимально необходимой импульсной нагрузки для полного смыкания дефектов сплошности в виде характеристики процесса — импульса давления в зоне поры;

- в определении границ применения магнитно-импульсной обработки, при которых этот метод эффективен для уменьшения дефектов формы и сплошности материалов деталей из алюминиевых сплавов.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 38 научных работах, в том числе в I монографии и 19 статьях в журналах из списка, утвержденного ВАК для обязательной публикации результатов докторской диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы. Работа содержит 349 страниц и включает 177 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 263 наименований (24 стр.) и приложения (10 стр.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность научной проблемы, практическая значимость рассматриваемой в диссертации тематики, сформулированы цель работы, научная новизна и основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе дан обзор состояния проблемы повышения качества и эксплуатационных свойств изделий при пластическом деформировании импульсными методами, определены задачи исследования.

Анализ номенклатуры высоконагруженных деталей, проведенный на предприятиях машиностроительной и авиационной отраслей, показал, что значительное влияние на их надежность и ресурс оказывают технологические дефекты формы и сплошности материалов, образующиеся в процессе производства.

Е.И. Исаченков, Н.М. Бирюков, Е.А. Попов, Г.М. Лебедев, В.Б. Юдаев и др. исследовали возможность уменьшения дефектов формы листовых деталей, таких как гофры и т.п., при обработке статическим и импульсным давлением. B.JI. Колмогоров, Ю.Н. Работнов, A.A. Богатов, Г.Д. Дель, В.И. Бетехтин, В.В. Рыбин, B.C. Иванова, С. Клифт и др. определили, что дефекты сплошности, поры в структуре материала снижают усталостную прочность и долговечность деталей. В.М. Финкель, Ю.И. Головин, Б.В. Слезов, В.И. Бетехтин, В.И. Куманин, О.В. Попов, H.H. Беклемишев, В.Б. Юдаев, C.B. Власенков, В.Е. Громов, Л.Б. Зуев, A.A. Буренин, Л.В. Ковтанюк, М. Кэррол, А. Холт, В. Херрманн и др. исследовали возможность смыкания микронесплошностей, как статической, так и импульсной обработкой. При этом, экспериментальные испытания, проведенные В.М. Финкелем, В.И. Бетехтиным, H.H. Беклемишевым, О.В. Поповым, В.Б. Юдаевым, В.Е. Громовым, Л.Б. Зуевым, показали, что уменьшение дефектов сплошности в алюминиевых сплавах, нержавеющих сталях и др., в частности, при магнитно-импульсной обработке, позволяет увеличить усталостную долговечность материалов и, следовательно, повысить надежность деталей.

Таким образом, одним из путей повышения качества и эксплутационных свойств деталей, получаемых с помощью штамповочных операций формоизменения, является применение импульсных методов обработки давлением. Предшествующие исследования показали, что магнитно-импульсная обработка (МИО) обладает рядом свойств, позволяющих говорить о ней, как о наиболее рациональном высокоэнергетическом методе.

В области импульсных методов обработки металлов давлением особенно заметную роль играют работы Ю.Н, Алексеева, М.А. Анучина, О.Д. Антоненкова, К.Н. Богоявленского, В.К. Борисевича, Ш.У. Галиева, Г.А. Гулого, A.A. Дерибаса, В.И. Завьяловой, Е.И. Исаченкова, В.Г. Кононенко, В.М. Корнеева, В.М. Кудимова, Г.С. Писаренко,

P.B. Пихтовникова, C.H. Поляка, Е.А. Попова, В.Г. Степанова, М.В. Сторожева, А.Г. Угодчикова, JI.A. Шофмана, В.Н. Чачина,

B. Гольдсмита, В. Прагера, У. Джонсона, Дж. Пирсона, Дж. Райнхарта, Ш. Кобаяши и других учёных.

Вопросам поведения тонколистовых металлов в магнитных полях, физической природе деформирования, изменения физико-механических свойств и структуры материалов при воздействии ИМП, управления полями в технологических целях посвящены работы Ю.М. Барона, И.Л. Батаронова, H.H. Беклемишева, Л.Т. Буравлева, В.А. Глущенкова, С.Ф. Головащенко, Ю.И. Головина, А.Г. Горского, В.И. Дресвянникова, Е.Г. Иванова,

C.М. Колесникова, Б.А. Кудрявцева, В.Д. Кухаря, А.И. Легчилина, Б.В. Малыгина, В.А. Миронова, Я.С. Подстригача, О.В. Попова, Ю.А. Попова Н.Е. Проскурякова, С,Н. Постникова, М.В. Петрова, В.Н. Самохвалова, Е.М. Селедкина, A.A. Слеткова, В.П. Ступникова, А.К. Талалаева, O.A. Троицкого, Л.Т. Хименко, В.М. Финкеля, Г.С. Шапиро, В.Б. Юдаева, С.П. Яковлева, В.К. Ярошевича, Д. Шелклифа, А. Ленка, С. Калиски, Ф. Моон и других.

При обработке ИМП возникает два вида воздействия на дефекты сплошности материалов. Первый вид воздействия - наведенные импульсные токи в скин-слое заготовки, плотность которых не должна превышать предельных значений, приводящих к разрушению зоны дефекта. Второй вид воздействия — интенсивная упругопластическая волна, при прохождении которой происходит смыкание несплошностей материала.

Вблизи вершины вытянутого дефекта растут: плотность тока в заготовке температура Т, электродинамическое напряжение стэд. Ю.И. Головин и В.М. Финкель ввели два критерия разрушения зоны дефекта:

1) по силовому механизму - достижение предела прочности ав:

сгэя=0'7-^о-Л-к-й(2^{Тв . О)

где цо=1,257мкГн/м — магнитная постоянная; а и b — размеры дефекта по длине и ширине; к = aib = 4a!r ~ степень вытянутости дефекта; радиус кривизны в его вершине;

2) по тепловому механизму - достижение температуры плавления Тш:

T=T0 + (1 + K)2'J*'X <ГП1, (2)

с.-У

где TQ — исходная температура; т — время импульса; с,, и у- теплоемкость и удельная электропроводность заготовки.

Г.А. Шнеерсон показал, что изменение внутренней энергии Де проводника в ИМП слабее Джоулева:

Д«Ьмп/Лед«£0,35, (3)

что необходимо учитывать при оценке нагрева заготовки при МИО. Отсюда следует, что положительные эффекты обнаруживаются в

сравнительно узком диапазоне режимов МИО. Неправильно выбранные режимы могут привести к отрицательным результатам. Механизм воздействия МИО нуждается в дальнейшем исследовании и уточнении. Особенно это касается влияния импульсной нагрузки, а также определения ее наиболее эффективных параметров при воздействии давления ИМП.

Для изучения импульсного формообразования листовых деталей заготовка может моделироваться оболочкой. Решение при импульсном нагружении и больших деформациях требует применения численных методов. Однако оболочечная модель не дает возможности рассматривать напряжения и деформации по толщине заготовки. А.И. Гулидовым, В.М. Фоминым, И.И. Шабалиным и др. показано, что для исследования ударного контакта твердых тел целесообразно использовать полную математическую модель механики сплошной среды в осесимметричной, двухмерной и трехмерной постановках. Задачи ударного контакта листовой заготовки с оснасткой и движения борта заготовки при отскоке, задачи динамической посадки гофра, а также исследования импульсных воздействий на дефекты структуры материалов относятся к таким же классам задач. Поведение материала принимается упругоидеальнопластическим типа Прандтля - Рейса, условие текучести — Губера - Мизеса с использованием экспериментальных значений динамического предела текучести. Численное решение при этом эффективно реализуется с помощью модифицированной разностной схемы М. Уилкинса с перестройкой разностной сетки, с использованием треугольных ячеек в осесимметричной и двухмерной постановке и тэтраэдральных ячеек - в трехмерной. Импульсную нагрузку необходимо задавать исходя из ее физической природы, например, для ИМП - исходя из законов электродинамики и действия наведенных токов в поверхностных скин-слоях заготовок.

Для обеспечения объективности численных расчетов процессов магнитно-импульсной обработки тонколистовых деталей необходимо задавать динамические свойства материала, в частности, динамический предел текучести У0- Обязательным является учет скорости деформации. Саймондс и Тинг предложили определять отношение статического и динамического пределов текучести в зависимости от скорости деформации по эмпирическим коэффициентам. Для диапазона скоростей деформаций, характерных для МИО, степенная зависимость напряжений от деформаций имеет вид: ст, = , (4)

где Сд и ц — эмпирические величины для конкретного материала.

При построении таких зависимостей для различных скоростей деформации определяется условный динамический предел текучести для алюминиевых сплавов.

Для экспериментального определения динамических свойств материалов, подвергаемых деформированию давлением ИМП, обычно используется метод исследования кинематических характеристик кольцевых

образцов А.И. Лопатина при магнитно-импульсной раздаче. Наиболее простым и надежным способом регистрации деформации образца является элетронно-оптический способ, разработанный в Чувашском государственном университете Е.Г. Ивановым и М.В. Петровым.

Итак, аналитический обзор позволил для достижения поставленной цели работы определить задачи теоретических и экспериментальных исследований:

- определить эффективные режимы импульсной обработки давлением для уменьшения технологических дефектов изделий;

— определить границы применения магнитно-импульсной обработки, при которых этот метод эффективен;

- разработать технологические процессы магнитно-импульсной штамповки деталей с одновременным достижением требуемого качества;

— разработать индукторные устройства для реализации эффективных режимов магнитно-импульсной обработки.

Во второй главе проведено теоретическое исследование влияния ударного воздействия на технологические дефекты при упруго пластическом деформировании.

Для решения задачи ударного взаимодействия используется система уравнений, являющаяся следствием законов сохранения массы, импульса и энергии, которые замыкаются соотношениями Прандтля - Рейсса при условии текучести Мизеса. Основные уравнения в лагранжевых переменных в декартовой системе координат имеют вид:

ч; '7оРо = ^р; рч =<?„.,; ^

р ё = ; <т„ = -5 0р + 5.у, р = р{ р,е);

ё, =0,5(у„, ; + =2ИГё„

> (5)

Х = 0 - упругость ; X > 0 — пластичность.

Условие пластичности Мизеса: < У02.

В уравнениях (5): - координаты материальных частиц; V, -компоненты вектора скорости; V — объем; р — плотность; ау, ё1/ -компоненты тензоров напряжения, девиатора напряжений и тензора скоростей деформаций, соответственно;р — давление; 5,, — символ Кронекера; (I - модуль сдвига; Г0 -динамический предел текучести; С — удельная внутренняя энергия; каждый из индексов /, } последовательно принимает значения 1, 2, 3. Точка над переменной обозначает производную по времени, а запятая между нижними индексами производную по соответствующей пространственной переменной. Вычисление производной: по 4 времени от компонент девиатора тензора напряжений производится с учетом

производной Яумана вдоль траектории материальной частицы. К уравнениям (5) добавляются начальные и граничные условия. Принимается, что трение при контакте отсутствует.

Численное решение проводится по явной разностной схеме сквозного счета модифицированным методом М. Уилкинса с использованием треугольных и тэтраэдрапьных ячеек. В качестве программы численной реализации используется комплекс КК1Ю24, разработанный в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН профессором А.И. Гулидовым.

Для оценки достоверности работы математической модели, метода и программы численной реализации, используемых в настоящей работе, проводилось решение тестовых задач для ударного контакта абсолютно упругих тел (заданием величины К0 на 2+3 порядка больше) с жесткой преградой и сравнение полученных результатов с известными решениями.

Тестовые расчеты показали: 1) время контакта одиночных тел различной формы при упругом ударе по жесткой преграде существенно зависит от формы тела; 2) согласно классическим представлениям, при упругом взаимодействии /к для тел цилиндрической формы не зависит от что соответствует теории Сен-Венана; 3) для тел в виде усеченного конуса 1К зависит от площади контакта и не зависит от скорости удара; 4) для тел в виде шара зависимость /к от скорости удара соответствует классическим результатам теории Герца.

Кроме этого, рассчитывалась скорость распространения упругой волны при упругом ударе о жесткую преграду тела с множеством пор в плоской постановке. Для количественной оценки несплошностей материала используется коэффициент пористости, который обычно представляют как

отношение объема пор ^пор к общему объему материала ^мат :

В сравнении с результатами вычислений, использующих известные соотношения Дж. К. Маккензи и A.M. Кривоглаза, результаты численного моделирования тела с а <0,05 отличаются не более чем на 1,5%. Такое соответствие результатов численного моделирования общеизвестным результатам позволяет говорить о достоверности работы математической модели и программы численной реализации.

Далее в главе исследовано влияние импульсного воздействия ударом на процесс пластического смыкания дефектов сплошности. Расчетной областью является цилиндр в осесимметричном случае (рис. 1, а и в) или полубесконечный параллелепипед с прямоугольным сечением в плоском случае (рис. 1, б).

Нагружение материала осуществляется ударом тела, имеющего начальную скорость \>0 , по абсолютно жесткой преграде. Боковые границы — также абсолютно жесткие. В результате удара у поверхности контакта тела и

(6)

преграды формируется упругопласткческая волна сжатия, распространяющаяся вдоль тела. При взаимодействии этой волны с дефектом происходят пластическое деформирование материала в зоне дефекта. Дефект начинает уменьшаться, и при некоторой скорости v0=vm, зависящей сгг* геометрических и прочностных параметров, наблюдается его полное смыкание. При дальнейшем увеличении скорости удара v0 > vm наблюдается резкое увеличение удельной внутренней энергии в зоне дефекта после его смыкания, что, в свою очередь, соответствует резкому возрастанию температуры. Как следует из работ Ю.И. Головина и В.М. Финкеля, повышение температуры может привести к расплавлению и разрушению материала в зоне дефекта сплошности. Поэтому уделяется внимание минимально необходимым нагрузкам и требуется определять наиболее эффективные параметры импульсного нагружения.

Для возможности проведения обобщенных многофакторных теоретических исследований импульсного воздействия на исходный, деформационный и другой вид пористости материала рассматриваются факторы, влияющие на процесс смыкания единичных дефектов: амплитуда, форма и время действия нагрузки, направление импульсного воздействия, абсолютные размеры дефектов сплошности, их форма, расположения дефектов относительно друг друга и поверхностей.

При удлинённой форме дефекта, с коэффициентом вытянутости

(кв - Н/Ь) угол его наклона ср к оси расчетного элемента практически не влияет на величину нагрузки, необходимую для смыкания. Следовательно, на смыкание не влияет направление подхода упругопластической волны.

При расположения пор относительно боковых границ расчетного тела (или соседних пор) в соотношении Лц < 1,6гп, где Яц - радиус расчетного цилиндра и гп - радиус поры, основным направлением смыкания поры

является боковое, т.к. волна сжатия, доходя до поры концентрируется в зазоре между ней и жёсткой боковой стенкой. При Лц >1,6лп и у„ смыкание поры приобретает всесторонний характер и при дальнейшем удалении поры от боковой границы (или от соседней поры) характер смыкания не меняется.

При изменении размеров единичного дефекта определено, что минимально необходимая амплитуда нагрузки для полного смыкания (у0=ут), зависит, в основном, от коэффициента вытянутости и от исходного коэффициента пористости а0 . Расчеты тел с системой пор показали, что при изменении их числа, положения и размеров, амплитуда нагрузки, необходимая для полного их смыкания, также, в основном, определяется параметром а0. Связь между минимально необходимой для полного смыкания дефектов амплитудой импульсной нагрузки и исходной пористости близка к линейной в рассматриваемом диапазоне а0 й 0,02.

Другие виды технологических дефектов, возникающие при формоизменении тонколистовых заготовок, рассматриваются во 2-й главе в задаче импульсной штамповки листовых деталей с отбортовкой по контуру. На конечной стадии формообразования происходит ударный контакт борта детали с оснасткой (матрицей, пуансоном, формблоком). При ударе происходит упругая разгрузка борта за счет снятия инерционных растягивающих напряжений вдоль образующей, а также динамическое пружинение или отскок борта.

Для численного

моделирования расчетная область с делением на треугольные элементы представлена на рис. 2: АВСй - заготовка; СЕОР -формообразующая оснастка; ОСГ и FG — абсолютно жесткие границы. Принималось, что трение при контакте отсутствует.

Рассматривались случаи гибки плоского борта и формообразования осесиммет-ричных вогнутого и выпуклого в плане бортов. Динамический предел текучести материала заготовки выбирался для рис 2. диапазона скоростей деформации

¿«2,5 103 с-1.

На наружную поверхность заготовки действует давление ИМП вдоль оси г. В расчетах нагрузка действует на узлы разностной сетки по стороне АО

как р(лг) = />ехр(-р051П2(сй0—~--—3-, (7)

I + + Лг)

где Р - амплитуда давления ИМП; ¡3 и оз - декремент затухания и частота разрядного тока; С, - коэффициент ослабления при удалении заготовки от индуктора; Лг - первоначальный зазор между индуктором и заготовкой. Длительность импульса принималась равной времени действия первого полупериода разрядного тока.

Анализ ударного контакта борта с оснасткой показывает, что величина отскока упр растет с ростом скорости удара ууд до некоторого момента, когда величина утонения края борта АЗК достигает (5,0...7,5)%. При дальнейшем увеличении ууд отскок уменьшается, а величина Д5К. продолжает расти (рис. 3).

Установлено, что если после удара заготовки об оснастку не происходит изменения толщины, то величина пружинения почти не зависит от механических свойств оснастки. При амплитудах нагрузки ИМП, когда происходит пластическое утонение заготовки после удара, прочностные параметры материала оснастки имеют принципиальное значение и оказывают значительное влияние на точность детали.

Рис, 3.

На рис. 3 теоретические данные показаны сплошными линиями, экспериментальные — штрихпунктирными: упр (символ Д) и Д5К (символ □). Более мягкий материал оснастки из текстолита (рис. 3, а) вызывает меньшее утонение и больший отскок борта при ударе, чем более жесткий из стали (рис. 3, б).

Далее в главе для моделирования инерционного разглаживания единичного гофра листовой детали в трехмерной постановке рассматривалась модельная задача об ударном взаимодействии элемента синусоидальной конической оболочки с жесткой преградой ХОУ (рис. 4). Расчетная область

гофра разбивалась на тэтраэдральные ячейки и ограничивалась плоскостями ЮХ и ¿ОУ, СОКй и /ГСА', которые являлись жесткими границами, и трение на них принималось равным нулю.

В начальный момент времени напряжения 'в гофре отсутствуют. Всем его точкам задается начальная скорость, равная скорости удара ууд борта об оснастку. Для моделирования задачи инерционного разглаживания гофра

использованы уравнения (5) в полной постановке.

В результате

численных расчетов для различных размеров гофров рис ^ л определены минимальные

скорости удара уудж для полного разглаживания.

В третьей главе проведено теоретическое исследование влияния магнитно-импульсного воздействия на дефекты сплошности алюминиевых сплавов. Определялось влияние энергетических режимов магнитно-импульсного нагружения на напряженно-деформированное состояние материала при взаимодействии упругопластических волн с дефектами сплошности в виде пор, а также несплошностями между элементами при обжиме соединения типа «наконечник - электрожгут».

При анализе магнитно-импульсной обработки нагрузка, моделирующая воздействие ИМП, задается в виде удельной объемной электромагнитной силысконцентрированной в скин-слое, через который осуществляется воздействие на материал (рис. 5).

В уравнениях (5) электромагнитная сила

(Л — [/ х ), действующая на единицу объема, добавляется в уравнения движения:

Р*1=а<и+/1 (8)

и в направлении оси х, нормальной к скин-слою, имеет вид:

скин-слой

( 1 Л —2х / X

51П Ш --

и*) к Д3

■/ЗтМч>Д1____ -2-Х X Ж

+ 4

■ ( * 1П <а/--

ип^ео/-— ], (9)

/Лх,0 = - ехР

где ц0 =1,257 мкГн/м — магнитная постоянная; величина максимального"

значения плотности тока в заготовке 7зт: -'Зт <о £дД3/и ' С®)

толщина скин-слоя заготовки Д3: ^3~л/м л/ ,1 5 (11)

\ Но! Зшр

1

рабочая частота разрядного контура (со = сор): ШР - ^Цр • (12)

В формулах (10-12): &и-з=^и-з/^з - коэффициент взаимной индуктивности индуктора и заготовки, равный 0,5...0,6 для случая обработки плоской заготовки индуктором в виде прямоугольной катушки; Ц> — напряжение разрядного тока; пк , — число витков и ширина рабочей зоны индуктора; ¿э — эквивалентная индуктивность разрядного контура; уз -удельная электропроводность материала заготовки. Используется допущение о сосредоточении энергии ИМП и постоянстве магнитной индукции в фиксированном магнитном объеме системы «индуктор - заготовка».

При обработке плоской детали сила £ направлена вдоль одной оси и имеет одну составляющую /г. При обработке трубчатых деталей, в т.ч. наконечников электрожгутов, разлагается на две составляющие /хп /у.

Для исследования воздействия нагрузки ИМП на дефект сплошности материала расчетный элемент принимается осесимметричным цилиндром с порой на оси (рис. 5). Радиус цилиндра Лц и высота Н=2/?ц - фиксированы, а радиус поры гп изменяется. Боковая и нижняя поверхности цилиндра ограничены жесткими стенками, трение отсутствует. Обработка ИМП ведется плоским индуктором по свободной поверхности верхнего торца. Типовая кинематика изменения объема поры в цилиндре из А1-сплава при магнитно-импульсном нагружении представлена на рис. 6.

*»0,2мкс /®7,0мкс ?«9,0мкс /«10,5мкс

Рис. б.

Задача определения параметров МИО, требуемых для уменьшения объемов дефектов сплошности материалов в основном решалась для одной поры. Результаты расчетов обрабатывались с использованием коэффициента пористости (6) как характеристики материала. Исходная пористость обозначается а0> а конечная пористость после обработки - схк-

В качестве характеристики нагрузки используется величина удельной энергии МИО н>*, которая выражается, как энергия IV = , т.е. энергия тока в заготовке, требуемая для смыкания пор, отнесенная к площади индуктора

= (13)

4' к

при этом Щ =—-—, (14)

где ¿з,„ — максимальное значение силы тока в заготовке; ¿з — индуктивность заготовки.

Энергия емкостного накопителя вычисляется через энергию тока в IV

заготовке; н ~ , (15)

Мм

где Г|м - коэффициент передачи магнитной энергии в системе «индуктор -заготовка», который может определяться, например, по известной методике Ю.А. Попова.

Замечание. На практике определение коэффициента г|м связано со значительным количеством других факторов. Поэтому более достоверно определить общий коэффициент передачи энергии от МИУ в заготовку позволяет лишь экспериментальное измерение характеристик ИМП для каждой конкретной МИУ и конкретного индуктора. Значение коэффициента Лм на практике лежит в пределах 0,02...0,2. Это замечание определяет то, что в расчетах энергетические режимы обработки для большей корректности доводятся лишь до энергии тока в заготовке.

При малых амплитудах нагрузки воздействие упругое и пористость не меняется. При увеличении м>* возникают пластические деформации, и пористость уменьшается. При достижении определенной амплитуды импульсной нагрузки (и* =»•'*,) пора смыкалась полностью (ак —> 0). Энергия ■»V*, является минимально необходимой для полного смыкания поры. При

этом для различных и>* отмечалось различное время смыкания поры ?* — от начала до окончания ее пластического деформирования. Таким образом, определяются диапазоны нагрузки, при которых происходит сокращение объема пор до требуемой степени смыкания <7* :

Я* = 1-ак/а0 (16)

или полного их схлопывания (д*=1).

Из анализа требуемых величин нагрузки для смыкания пор в скин-слое материала (в 1,5...2 раза выше, чем на большей глубине) следует, что для наиболее эффективного воздействия импульсной нагрузки на приповерхностные слои деталей рационально производить обработку деталей ИМП с двух сторон.

Также, в третьей главе проведен расчет параметров МИО с точки зрения допустимых плотностей тока по критериям (1) и (2) с учетом (3). Определены предельные диапазоны плотности импульсных токов в заготовках из ^/-сплавов. Построены номограммы определения предельно допустимых величин плотности тока в различных материалах, а также определения плотности тока в заготовке в зависимости от материала заготовки, энергетических параметров МИО, числа витков и размеров индукторов.

Для исследования обжима давлением ИМП деталей типа «наконечник -электрожгут» из различных материалов проводилось численное моделирование упругопластического компактирования системы тел при обжиме наконечника в плоской постановке (рис. 7). Соединение «наконечник - электрожгут» выполняется путем обжима трубчатого наконечника воздействием электромагнитной силы ^ . В результате действия магнитно-импульсного давления наконечник обжимает жгут, и, обеспечивая надежное соединение, уплотняет его сечение, которое состоит из свитых токопроводящих жил.

Задача рассматривается в секторе с углом в 60°, что позволяет существенно упростить и ускорить решение.

Определены напряженно-деформированное состояние и скоростные параметры системы «наконечник - электрожгут» при задании различной

у Граница 2

Рис. 7.

нагрузки ИМП. Рассчитаны наиболее эффективные параметры нагрузки, при которых происходит требуемое, практически полное компактирование жил электрожгута. Определено, что полное компактирование жил электрожгута возможно лишь при достижении внутренней поверхностью наконечника из алюминиевого сплава скорости не менее 100 м/с. Для этого необходимо наличие первоначального зазора между жилами и внутренней поверхностью наконечника.

Для различных типоразмеров и материалов деталей типа «наконечник -электрожгут», соединяемых давлением ИМП, составлена номограмма определения наиболее эффективных энергетических режимов обжима.

В четвертой главе представлено определение наиболее эффективных параметров импульсного воздействия для уменьшения технологических дефектов пластически деформируемых деталей.

В качестве одной из характеристик напряженного состояния при смыкании поры используется шаровая составляющая тензора напряжений — давление р=р(р). Качественное изменение рп при ударном воздействии показано на рис. 8, где более темные изобары соответствуют более высоким величинам давления.

У , „

%

Г%р *....... ■

/®0,2мкс

/ЯГ 1,1 МКС

/да 1,5мкс

Рис. 8.

Фиксируя осредненное значение рп для слоев на расстоянии <0,1/о от границ поры определяем характер изменения давления в зоне поры во времени (рис. 9).

\/о=140м/с Vo =170м/с

?, м к с

Пора начинает пластически смыкаться после того, как давление в зоне поры рп количественно превысит в 1,1...1,2 раза численное значение динамического предела текучести материала. Максимальное давление в зоне поры достигается в момент полного смыкания поры. После этого происходит резкая релаксация. При этом определяется время пластического деформирования или время смыкания поры -1*.

На основании зависимостей /?п(г) для различных амплитуд, времени действия нагрузки, для различных параметров материала таких, как ао, Ко и т.д. в качестве характеристики процесса смыкания пор можно ввести импульс давления в зоне поры /п, который имеет вид:

/лтСО Л

(17)

Для исследования поведения зависимости /п от амплитуды импульсной нагрузки рассмотрено два вида воздействия — ударное при контакте расчетного тела с жесткой преградой с начальной скоростью у0 (рис. 10, а) и воздействие на тело электромагнитной силыс удельной энергией МИО ту* (рис. 10, б). При МИО время смыкания /* больше, амплитуда давления в зоне поры рп - меньше, но характер развития рп такой же, как при ударе.

Характер поведения зависимости /п от амплитуды импульсной нагрузки таков, что сначала при увеличении нагрузки значение /п растет. При достижении минимально необходимой величины у0 или и>* для полного смыкания поры /п достигает максимального значения. При дальнейшем росте амплитуды нагрузки время смыкания резко уменьшается, и величина /п также уменьшается из-за уменьшения /*. Таким образом, максимум импульса давления в зоне поры соответствует минимуму амплитуды импульсной нагрузки, необходимой для полного смыкания.

*п >

МПЭхМКС г .Я ;

У0=Ю0МПа -•- У0=200МПа Уо=ЗСЮМПа

1Г*. Дж/м^

а)

О)

Рис. 10.

Это свойство можно использовать для постановки задач оптимизации и определения наиболее эффективных режимов импульсной обработки. В качестве целевой функции может быть использован импульс давления в зоне поры /п.

Импульс давления в зоне поры /п характеризует разные процессы импульсного нагружения. Зависимость 1п(!) для импульсных нагрузок, минимально необходимых для полного смыкания пор, является единой для удара и МИО (рис. 11).

Удар

МИО

Рис. 11.

Из анализа зависимости 1ц(1*) следуют выводы: во-первых, по импульсу давления можно определить характеристику процесса независимо от вида нагружения; во-вторых, наиболее эффективным с точки зрения энергозатрат является импульс давления, имеющий более короткое время действия, в данном случае, время пластического деформирования материала в зоне поры /*.

Проведенные расчеты показали, что главным фактором нагрузки, определяющим процесс смыкания дефектов сплошности, является ее амплитуда: скорость удара Уо или удельная энергия МИО и>*. Результаты численных расчетов и определения наиболее эффективных параметров нагрузки сводятся в номограммы для инженерной методики определения скоростей удара и энергетических режимов МИО, требуемых Для уменьшения пористости в зависимости от свойств материала а0 и У0.

Для удара построена номограмма, позволяющая определять необходимые величины уо для полного или частичного смыкания круглых пор в зависимости от начальной пористости материалов с различной плотностью и динамическим пределом текучести. Для МИО составлена номограмма, учитывающая геометрические параметры и число витков индукторов для ИМП, удельное электрическое сопротивление заготовки и определяющая значение амплитуды импульсной нагрузки в виде удельной энергии МИО

При магнитно-импульсном формообразовании листовых деталей основными факторами, влияющими на точность, являются: 1) амплитуда давления ИМП; 2) распределение нагрузки по поверхности заготовки; 3) длительность импульса.

С целью получения деталей с заданной точностью проводилась их оптимизация. Оптимизируя параметры скорости удара заготовки об оснастку можно управлять точностью формообразования детали. Существуют диапазоны скоростей удара и соответствующих им амплитуд давления ИМП, при которых пружинение минимально и могут быть получены практически бездоводочные детали.

Для оптимизации применялся метод минимизации целевой функции /({Д являющейся мерой отклонения фактического положения борта листовой детали при значениях и=( 11\ М-х,-.-,и„) внешних параметров от требуемого положения. Целевая функция выбирается в виде:

У([/) = ХДф,2(С/), (18)

где

си (19)

ф!(£/)= | {/"(ЗД+^л)}^;

о

фз (У) = тах тахК + ~ ~ )2.°)

оИ<1к *

— "штрафные" функции, которые назначаются: 1) за отклонение от заданной формы борта; 2) за превышение минимальной заданной скорости удара; 3) за разрушение материала заготовки: ст, >0^, где — динамический предел прочности.

В результате оптимизации основных факторов построены номограммы и получены связанные с ними зависимости по определению оптимальных параметров магнитно-импульсного нагружения заготовок для получения деталей с заданной точностью. Кроме этого, проведенные расчеты при различных размерах гофра, толщинах и пределах текучести материала позволили построить номограмму для определения минимальных скоростей удара ууд.„, и соответствующих амплитуд воздействия ИМП, требуемых для посадки гофров.

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований влияния импульсного воздействия на алюминиевые сплавы и детали из них.

С помощью сканирующего электронного микроскопа ЬЕО-420 осуществлялась съемка микрошлифов. Проводилось сравнение образцов из листовых материалов Д16АТ л.4,0 и 1420 л.2,5 без обработки и обработанных давлением ИМП, как в состоянии поставки, так и предварительно пластически деформированных до относительного удлинения 5,5%. После обработки давлением ИМП в указанных алюминиевых сплавах происходит

уменьшение расслоений, пор и зернограничных несплошностей, вплоть до полного смыкания их поверхностей. Уменьшение объема дефектов сплошности происходит при воздействии импульса давления ИМП за счет пластического смыкания берегов пор и микротрещин, а также фрагментации структуры. Кроме этого, определено, что под влиянием ударной упругопластической волны сжатия по толщине листового материала при МИО, происходит измельчение поликристаллической структуры с образованием новых границ (и субграниц) по поверхностям хрупких фаз в субзеренной структуре. Также, наблюдается дробление включений из этих фаз.

Таким образом, к основным эффектам, повышающим качество деталей при МИО, следует отнести повышение степени сплошности материала, а также измельчение локальных интерметаллидных включений и субзеренной структуры по поверхностям хрупких фаз.

Также в главе приводятся результаты экспериментального исследования воздействия импульсного давления на образцы с макронесплошностями в виде отверстий и пор.

Исходный образец из меди диаметром и высотой «15мм с отверстием посередине (рис. 12, а) располагался внутри стальной обоймы и обрабатывался импульсом давления ВВ. При этом импульсное нагружение соответствовало ударному воздействию порядка 800м/с.

После импульсного воздействия наблюдалось смыкание несплошности (рис. 12,6); микрошлиф зоны сомкнутого отверстия (х1б00) представлен на рис. 12, в. В зоне поры наблюдается сомкнутая поверхность, качественно соответствующая численным расчетам, а также оплавление.

В результате воздействия импульсного давления происходит смыкание несплошностей в металле с достижением в зоне смыкания физического соединения поверхностей.

а>

б)

Рис. 12.

На том же микроскопе ЬЕО-420 проводились исследования микроструктуры образцов из /(/-сплавов Д16АТ, 1420 в исходном состоянии и обработанных ИМП, с увеличением х500, х2000; х 10000.

Ввиду невозможности микроскопии одного и того же участка образца до и после импульсной обработки давлением ИМП, т.к. воздействию подвергаются поры внутри материала, для обеспечения достоверности результатов микроскопии их обработку можно проводить в соответствии с теоретико-вероятностной оценкой, а также принципами прикладной статистики для выборки образцов (ГОСТ 11.003-73). В качестве центра распределения и характеристик рассеивания случайных величин используется математическое ожидание или среднее значение для пористости в исследуемом образце а, дисперсию , среднеквадратичное отклонение 5 и коэффициент вариации и. Вычисление выборочных характеристик рассеивания по результатам измерений партии из п образцов производится по известным формулам.

После обработки ИМП для всех случаев отмечено уменьшение объема пор и межзеренных несплошностей для ^/-сплавов типа 1420, Д16АТ (на »20...40%). Подтверждена независимость уменьшения объема дефектов при ударном воздействии от их ориентации в пространстве. Определено, что мелкие поры с размером 0,1...0,2 мкм могут быть полностью сомкнуты из-за сближения их границ на межатомные расстояния в процессе деформирования. Подтверждены результаты численных расчетов энергетических режимов МИО, обобщенных в номограмме, требуемых для уменьшения объема пор. Экспериментальные результаты по уменьшению объема пор для ^/-сплавов при МИО имеют расхождение с результатами численного моделирования в 1,3...1,35 раза, что свидетельствует об удовлетворительном соответствии расчетных данных с экспериментом.

Для проверки правильности результатов численного моделирования по определению влияния различных факторов магнитно-импульсной штамповки на точность формообразования листовых деталей проводилась фотосъемка процессов деформирования бортов с помощью высокоскоростной фоторегистрирующей установки ВФУ-1.

Съемка при различных условиях нагружения проводилась для операции гибки. Основными исследуемыми факторами являлись амплитуда давления ИМП и форма распределения нагрузки вдоль образующей борта. Регистрируемыми параметрами служили: положение борта заготовки в процессе деформирования, параметры давления ИМП и точность деталей после формообразования.

Давление создавалось одновитковыми плоскими индукторами с прямоугольной в плане спиралью. Для создания нагрузки с распределением вдоль образующей борта близким к «прямоугольному» использовалась плоская в сечении шина. Для создания нагрузки в виде «треугольника» и «обратного треугольника» шины были профилированы в сечении и имели минимальный зазор с заготовкой у края борта и в зоне радиуса гиба соответственно. Источник энергии — серийная магнитно-импульсная установка "Импульс-БМ". Амплитуда давления определялась по величине разрядного тока с помощью индукционного датчика (пояса Роговского).

Сравнение результатов съемки с соответствующими результатами моделирования показало совпадение форм борта в процессе деформирования. Расхождение по времени для различных стадий формообразования не превышает 10. ..12%.

Экспериментальная проверка результатов моделирования поведения борта листовой детали при ударе об оснастку проводилось путем сравнения расчетных данных и измерения конечных размеров листовой детали после магнитно-импульсной штамповки (см. рис. 2). Были подтверждены теоретические выводы о том, что при ударном контакте с оснасткой, вызвавшем небольшие упругопластические деформации по толщине борта (Д5К<5%), отскок растет с ростом скорости удара vyJ и мало зависит от материала оснастки. При ударном утонении свыше 5% отскок уменьшается с ростом ууя. Материал оснастки оказывает принципиальное влияние на точность детали: отскок от более мягкого (текстолитового) формблока больше, чем от более твердого (стального) при одинаковой скорости удара.

Метод высокоскоростной фотосъемки с помощью ВФУ-1 применялся для исследования инерционного разглаживания гофров, образующихся при формообразовании выпуклого в плане борта. Рассматривались кинематические параметры процесса и геометрические размеры гофров, разглаживаемых при ударе борта о формообразующую оснастку, в зависимости от скорости удара. Регистрировались параметры давления ИМП, радиальные перемещения борта и изменения размеров гофра при ударе об оснастку. В результате определены требуемые скорости удара ууд„ и величины давления ИМП для полного разглаживания гофров. Сравнение экспериментальных результатов с расчетными показало, что расхождение требуемых скоростей удара не превышает 5—10% .

Для определения динамических свойств материалов заготовок применялся электронно-оптический метод регистрации деформаций кольцевых образцов Лопатина с использованием оптического квантового генератора и фотоэлектронного умножителя. Графоаналитическим способом определялись зависимости ст(е) при различных скоростях деформации è. Для осредненного значения s=(l,5...2,5>10V, характерного для МИО, функция ст(е) аппроксимировалась степенной зависимостью (4), для которой находились эмпирические коэффициенты материалов Ga и с/. По этой методике определены динамические свойства алюминиевых сплавов В95пчАМ и Д16АТ.

В результате обобщения экспериментальных данных, полученных в настоящих и предшествующих исследованиях, определены аналитические зависимости эмпирических величин Оди q алюминиевых сплавов для использования в численном моделировании задач обработки давлением ИМП.

В шестой главе представлено опытно-промышленное внедрение результатов исследований в производство.

Листовая штамповка деталей давлением ИМП внедрялась на Новосибирском авиационном производственном объединении (НАПО) им. В.П. Чкалова. В результате анализа номенклатуры листовых деталей определено, что на магнитно-импульсное формообразование могут быть переведены детали с отбортовкой по контуру типа «нервюра», «стенка», «диафрагма» и другие с габаритами до 500x500мм. Такие детали составляют до 15% от общего объема штампуемых листовых деталей. Для изготовления деталей используются алюминиевые сплавы Д16АМ, В95пчАМ, Д16АТ, 1420 с толщиной листа 0,8...2,0мм.

Для штамповки листовых деталей давлением ИМП в основном применяются крупногабаритные универсальные индукторы с круглыми и прямоугольными в плане спиральными шинами (с размерами до 500x500мм), полученными механообработкой из плит. В качестве материала токоведущих шин требуется использовать прочные бронзовые сплавы с высокой электропроводностью. Также могут применяться специальные конструкции шин индукторов, реализующих комбинацию медь — сталь, получаемую сваркой взрывом или путем использования стальных бандажей.

Для наиболее эффективного однопереходного формообразования разработаны специальные многовитковые и одновитковые индукторы с профилированием токоведущей шины или концентратора. Профилирование осуществляется исходя из требуемого оптимального распределения давления ИМП для конкретных деталей. Разработаны: новый способ штамповки листовых деталей с созданием оптимального распределения давления по поверхности заготовки при использовании универсального индуктора и новая конструкция формообразующей оснастки, защищенные авторскими свидетельствами (А/с 1559530 и А/с № 1605374).

Для внедрения на промышленных предприятиях разработаны Технологические рекомендации «Выбор основных параметров процессов штамповки листовых деталей ЛА давлением ИМП» (ТР 1.4.1819-90).

Повышение точности формообразования листовых деталей с отбортовкой по контуру типа «нервюра», «стенка», «диафрагма» за счет уменьшения пружинения бортов в 1,5 раза, уменьшения гофрообразования и инерционная посадка гофров резко сокращают ручные доводочные работы. В три раза уменьшается трудоемкость изготовления деталей, в среднем в 1,5 раза снижаются их себестоимость и потери от брака. Внедрение процесса на предприятиях авиационной промышленности дает возможность получить экономию производственных затрат в эквивалентной оценке «380...400 тысяч рублей в год на одну машину среднего класса.

На НАПО им В.П. Чкалова также проводилось внедрение результатов работы по обжиму наконечников электрожгутов давлением ИМП. По расчетной номограмме определяются величины зарядного напряжения (1/0) и

энергии (»'„) МИУ20/5 при обжатии наконечников (ОСТ 1.03967-81). Определяемые по номограмме режимы позволяют качественно выполнять соединение обжимом ИМП для внедренных типоразмеров наконечников с полным компактированием жил электрожгута. После выполнения соединения обжимом ИМП наконечников с электрожгутами обеспечиваются величины механической прочности и переходного сопротивления, которые полностью удовлетворяют техническим условиям по ОСТ 1.03967-81 и ОСТ 1.100822-88. В качестве инструмента для обработки разработан индуктор, который представляет собой конструкцию с разъемными токоведущими шинами (например, из бериллиевой бронзы БрБ2), заключенными в массивном разъемном стальном корпусе индуктора, что делает индуктор ремонтопригодным и резко сокращает использование цветных металлов.

Использование результатов работы позволяет повысить стойкость индукторов для обжима наконечников электрожгутов в 3,0...3,5 раза, снизить трудоемкость технологического процесса в 1,5 раза, снизить расход цветных металлов для изготовления индукторов в 12... 15 раз, сократить опытную отработку обжима новых типоразмеров наконечников в 4,5...5 раз. Ожидаемый экономический эффект по предприятию составляет «325...355 тыс. рублей на машину в год.

Основные работы по внедрению технологических процессов обработки деталей трубопроводов давлением ИМП проводились при разработке технологических процессов, применяемых Новосибирским филиалом ОАО «ОКБ Сухого» на базе серийного предприятия — НАПО им.В.П. Чкалова. В производстве НАПО и НФ ОАО «ОКБ Сухого» проанализированы конструктивно-технологические характеристики высоконагруженных деталей трубопроводов серийных машин, определена номенклатура, рекомендуемая для перевода на обработку ИМП. Для внедрения разработаны Технологические рекомендации «Магнитно-импульсная обработка деталей трубопроводов ЛА для улучшения их служебных и производственных характеристик» (ТР 1.4.3821-95).

Для разработки технологических процессов с использованием магнитно-импульсной обработки в производстве трубопроводов на участках МИО НАПО используются: - методика расчета требуемых параметров магнитно-импульсной обработки для повышения экономичности и надежности деталей трубопроводов ЛА; - методика определения технологических режимов, выбора магнитно-импульсной установки и индукторов для обработки. Внедрение процесса обработки деталей трубопроводов ИМП с учетом всех затрат в производстве на предприятиях авиационной промышленности позволяет получить экономию производственных затрат =370...390 тысяч рублей в год на одну машину среднего класса.

Все результаты подтверждаются актами внедрения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании комплексных теоретических и экспериментальных исследований в диссертации предложены методические и научно-практические основы проектирования эффективных технологических процессов импульсной обработки давлением на базе численного моделирования, оптимизации и управления параметрами нагрузки с целью повышения качества штампуемых изделий из алюминиевых сплавов и улучшения их служебных свойств за счет уменьшения объема технологических дефектов формы и сплошности материалов.

2. С помощью численного моделирования исследован механизм смыкания несплошностей структуры материала — круглых и вытянутых пор — при ударе и при МИО, в осесимметричном и плоском случаях. Выявлено, что минимально необходимая амплитуда импульсной нагрузки для полного смыкания отдельного дефекта является функцией от коэффициента вытянутости кв для удлиненной формы дефекта или от исходного коэффициента пористости а0 для круглых пор. Это позволяет обобщать результаты решения модельной задачи с одним дефектом на среды с множеством дефектов. В частности, для алюминиевых сплавов, имеющих исходную пористость а0<0,02, результаты численного моделирования практически не зависят от количества и размера пор.

3. Введено понятие импульса давления в зоне поры /п — интегральной характеристики изменения давления во времени в стадии пластического деформирования в близлежащих к поре слоях. Установлено, что для полного смыкания пор в алюминиевых сплавах в диапазоне а0 от 0,001 до 0,015 методом магнитно-импульсной обработки требуются величины импульса давления от 1500 до 3000 МПахмкс, а соответствующие амплитуды удельной энергии тока в заготовке составляют 2,0...6,0Дж/мм\

Определено, что импульс давления в зоне поры является универсальной характеристикой импульсной обработки для удара и МИО, и его величина достигает максимума при минимально необходимой амплитуде импульсной нагрузки для полного смыкания пор. Это позволило найти новый метод постановки и решения задач оптимизации для определения наиболее эффективных параметров импульсной нагрузки с целью уменьшения объема дефектов сплошности материалов деталей. По результатам численных расчетов построены номограммы определения наиболее эффективных амплитуд импульсной нагрузки для уменьшения дефектов сплошности в зависимости от а0 для алюминиевых сплавов.

4. Разработана схема расчета электродинамических параметров МИО с определением характеристик магнитно-импульсной установки, индукторов и плотности тока в заготовке. Ее отличие от традиционных схем состоит в том, что требуемая нагрузка ИМП определяется через энергию переданную заготовке IV? или через плотность тока в заготовке Это позволяет через

экспериментальные значения коэффициента передачи энергии определять технологические режимы любой магнитно-импульсной установки. Предельные амплитуды плотности тока в заготовке при магнитно-импульсной обработке деталей из алюминиевых сплавов не должны превышать у3<5,0...7,0- 109А/м2.

5. На основе численного моделирования определены условия достижения наиболее эффективных параметров нагружения ИМП для обжима неоднородных структур в изделиях, состоящих из множества элементов, типа «наконечник - электрожгут». Такими параметрами являются: напряжение электрического разряда £/0, в диапазоне 3,5...5,5кВ, и максимальная энергоёмкость магнитно-импульсной установки, составляющая не менее 20кДж. Построена номограмма для определения эффективных режимов обжима при МИО, позволяющая сократить трудоемкость опытной отработки соединений в 4,5...5 раз.

6. С помощью численного моделирования выявлены основные закономерности ударного взаимодействия тонколистовой заготовки с оснасткой при штамповке ИМП. Определены скорости удара (в диапазоне ууд=300...420м/с), необходимые для полного инерционного разглаживания гофров, и соответствующие режимы МИО для листовых деталей из алюминиевых сплавов. Оптимизированы основные факторы, определяющие процесс импульсной штамповки, построены номограммы для определения режимов магнитно-импульсного формообразования листовых деталей с наибольшей точностью.

7. Эксперименты по импульсному воздействию нагрузки на образцы с искусственными макронесплошностями показали смыкание несплошностей в металле с достижением в зоне смыкания физического соединения поверхностей.

Электронная микроскопия структуры алюминиевых сплавов показала, что после воздействия импульса давления ИМП происходит уменьшение объема дефектов сплошности за счет пластического смыкания берегов пор и микротрещин и фрагментации структуры. К основным эффектам, повышающим качество деталей при МИО, относится повышение степени сплошности материала, а также измельчение структуры по поверхностям хрупких фаз в субзеренной структуре, дробление и измельчение локальных интерметаллидных включений.

8. Достоверность результатов численного моделирования подтверждается сопоставлением с экспериментальными данными по магнитно-импульсной штамповке деталей и обработке давлением ИМП образцов из алюминиевых сплавов. В целом по работе расхождение составляет от 5 до 35%, что показывает приемлемость используемой математической модели, принятых допущений и достоверность результатов численного моделирования импульсного воздействия на дефекты формы деталей и сплошности их материалов.

9. Результаты диссертационной работы внедрены на ряде авиационных предприятий: НАПО им. В.П. Чкалова, ОАО «ОКБ Сухого». Созданы новые или модернизированы существующие участки обработки деталей давлением ИМП, где применяются разработанные в диссертации оригинальная оснастка, индукторы повышенной прочности, а также технологические способы штамповки тонколистовых деталей, поэлементной обработки, сборки-обжима многоэлементных узлов типа «наконечник - электрожгут». Материалы Технологических рекомендаций использованы отраслевыми технологическими институтами (НИАТ, НовосибНИАТ). Разработанные процессы обработки позволили повысить качество, служебные свойства и экономичность изготовления деталей из алюминиевых сплавов, что подтверждено актами внедрения. Экономический эффект только в авиационной отрасли в эквивалентной оценке составляет около 1 млн. руб. на одну машину среднего класса в год.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Юдаев В.Б., Авдюхин В.Е., Курлаев Н.В. Поэлементная штамповка крупногабаритных листовых деталей // Авиационная промышленность.-1989. — №6. — С.6-8.

2. Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Фаворин В.М. Численное решение задач импульсного деформирования листовых заготовок с потерей устойчивости и посадкой гофров / Численные методы решения задач теории упругости и пласт!гчности. Материалы XI Всесоюзн. конф., Волгоград, 1989. -Новосибирск: ИТПМ, 1990. - С.23 7-241.

3. Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Фаворин В.М. Оптимизация параметров нагружения при импульсной штамповке листовых деталей // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 1990. —Nsl. - С.90-96.

4. Гулидов А.И., Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Бишев Б.А. Моделирование процессов штамповки листовых деталей давлением импульсного магнитного поля с учетом ударного контакта с оснасткой // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 1990. - №5. - С.61-66.

5. Юдаев В.Б., Иванов Е.Г., Петров М.В., Курлаев Н.В., Полищук C.B. Исследование динамических свойств материалов для моделирования и проектирования процессов листовой и объемной штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. — 1990. —№12. - С.32-36.

6. Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Фаворин В.М., Авдюхин В.Е. Оптимизация параметров процесса импульсной гибки листовых заготовок / Межвуз. сб. научн. трудов «Современное состояние и перспективы развития магнитно-импульсной обработки». - Самара, 1991. - С.60-69.

7. Белоусов B.C., Курлаев Н.В., Карпец А.К. Расчет и оптимизация параметров деформирования цилиндрических оболочек импульсным магнитным полем / Межвуз. сб. научн. трудов «Динамика и прочность авиационных конструкций». — Новосибирск, НГТУ, 1994. - С.52-59.

8. Курлаев Н.В., Белоусов B.C., Гулидов А.И., Юдаев В.Б. Исследование инерционной посадки гофров при импульсной гибке - вытяжке листовых деталей / Межвуз. сб. научн. трудов «Динамика и прочность авиационных конструкций». - Новосибирск, НГТУ, 1994. - С.59-64.

9. Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Красовский В.В. Повышение ресурса деталей летательных аппаратов воздействием импульсного магнитного поля / «Научные основы высоких технологий» НОВТ—97: Труды Междунар. науч.-техн. конф,-Том4.-Новосибирск, Изд-во НГТУ, 1997.-С.215-219.

10. Гулидов А.И., Курлаев Н.В., Мишуков А.В. Распространение упругих волн по системе тел / Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: Сб. статей. — Томск: Изд-во ТГУ, 1998.-С.99—100.

11. Kurlayev N.V., Gulidov A.I., Pokaljuhin U.S., Karpetz A.K. Behavior of mechanical imperfection in materials of aircraft details at impulse action / The Third Russian-Korean Int. Symposium on Science and Technology KORUS'99. June 22-25, 1999 at Novosibirsk State Technical University, Russia. Behaviour. Vol.1, p. 96-99.

12. Курлаев H.B., Гулидов А.И., Покалюхин Ю.С., Карпец А.К., Красовский В.В. Уменьшение объема структурных неоднородностей в материалах деталей летательных аппаратов импульсными нагрузками // Научный вестник НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. - №2(7). - С.47-60.

13. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Покалюхин Ю.С., Красовский В.В. Численное моделирование магнитно-импульсного обжатия неоднородных материалов при соединении деталей // Научный вестник НГТУ. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - №1(8). - С. 137-147.

14. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Покалюхин Ю.С., Рынгач Н.А., Уменьшение неоднородностей формы борта листовых деталей летательных аппаратов при гибке - формовке импульсным давлением ¡1 Научный вестник НГТУ. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. -№2(9). - С.91-100.

15. Kurlayev N.. Gulidov A., Ryngach N. and Mishukov A. Computer simulation of aircraft wires tipscompression by puis magnetic field/ The 5-th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology KORUS 2001. - June 26 -July 3, 2001, Tomsk, Russia. Proceedings. - Vol.1. -P. 36-39.

16. Курлаев H.B., Юдаев В.Б., Гулидов А.И. Инерционная посадка гофр при магнитно-импульсной гибке - формовке листовых деталей летательных аппаратов // Кузнечно-штамповочное производство — Обработка металлов давлением. - 2001.-№ 7. -С.44-48.

17. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Юдаев В.Б., Рынгач Н.А., Покалюхин Ю.С. Численное моделирование процесса сборки наконечников с электрожгутами давлением импульсного магнитного поля // Кузнечно-штамповочное производство - Обработка металлов давлением. - 2001. - № 8. - С.38^42.

18. Kurlayev N.V. Closing of micropores in materials of welded aircraft details by pulsed magnetic field / Proceedings of The 6-th Russian-Korean Int. Symposium on Science and Technology KORUS-2002. June 24-30, 2002 at Novosibirsk State Technical University, Russia. - Novosibirsk: NSTU, 2002. - Vol.2. - P. 58-61.

19. Курлаев Н.В., Рынгач H.A. Смыкание микропор в материалах сварных деталей воздействием импульсного магнитного поля / Моделирование процессов в синергетических системах: Сб. статей. - Улан-Удэ-Томск: Изд-воТГУ, 2002. - С. 217-219.

20. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Рынгач H.A., Красовский В.В. Смыкание несплошностей в структуре материалов деталей при магнитно-импульсной обработке // Научный вестник НГТУ. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. — № 1(12). — С.131-140.

21. Курлаев Н.В. Определение параметров давления в зоне пор для их схлопывания при импульсной обработке / Материалы Российской научн.-технич. конф. «Наука. Промышленность. Оборона» (НГТУ, 23-25 апреля 2003 г.). - Новосибирск: НГТУ, 2003. - С. 42-44.

22. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Юдаев В.Б., Рынгач H.A. Моделирование воздействия импульсного магнитного поля на несплошности в структуре материалов деталей // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2003. — №2. — С.80-86.

23. Курлаев Н.В. Уменьшение технологически наследованной пористости металлов при импульсной обработке // Кузнечно-штамповочное производство — Обработка металлов давлением. — 2003. - №5. — С.35-39.

24. Курлаев Н.В. Уменьшение структурных неоднородностей материалов деталей при ударном нагружении // Кузнечно-штамповочное производство — Обработка металлов давлением. - 2003. - №7. - С.35—40.

25. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Рынгач H.A. Определение влияния основных факторов нагружения и характеристик материала на уменьшение пористости при импульсной обработке металлов давлением И Научный вестник НГТУ. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - № 2( 15). - С. 13-24.

26. Гулидов А.И., Курлаев Н.В., Рынгач H.A. Влияние формы и времени импульсного нагружения на смыкание пор в структуре материалов / Численные методы решения задач теории упругости и пластичности. Труды XVIII Межреспубликанской конференции, Кемерово, 1-3 июля 2003 г. -Новосибирск: Изд-во ИТПМ СО РАН, 2003. - С.63-68.

27. Kurlayev N., Guüdov A. Optimization of parameters of processing by impulse pressure of metals and alloys / Proceedings of The 8-th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology KORUS 2004. -June 26 - July 3, 2004, Tomsk, Tomsk Polytechnic University. - Proceedings. -Vol. 3. - P.34-38.

28. Курлаев H.B., Гулидов А.И. Оптимизация параметров импульсной обработки давлением для уменьшения пористости материалов И Научный вестник НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. -№ 2(17). - С.173-182.

29. Курлаев Н.В., Гулидов А.И. Определение эффективных параметров импульсной обработки для уменьшения дефектов сплошности материалов / Сб. трудов 7-й Всеросс. научн. конф. «Краевые задачи и математическое моделирование» (НФИ КемГУ, 4-5 декабря 2004г.). -Новокузнецк, 2004. - С.38-40.

30. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Рынгач Н.А. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния магнитно-импульсной обработки на дефекты сплошности материалов // Сборник научных трудов НГТУ. -2004. - №4(38). - С.65-74.

31. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Рынгач Н.А. Экспериментальнью исследования изменения прочностных свойств и структуры материалов при обработке импульсным магнитным полем // Сборник научных трудов НГТУ. - 2004. -№4(38). - С.75-82.

32. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Мержиевский J1.A., Рынгач Н.А. Влияние импульсной обработки на дефекты сплошности и долговечность материалов // Научный вестник НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. - № 1(19). -С.97-110.

33. Курлаев Н.В., Гулидов А.И. Влияние параметров импульсной обработки на дефекты сплошности материалов // Кузнечно-штамповочное производство — Обработка металлов давлением. - 2005. - №4. - С.42-^46.

34. Kurlayev N.V., Stupnikov V.P. The effect of magnetic — pulse processing on frame and durability of aluminum alloys / Proceedings of The 9-th Russian-Korean Int. Symposium on Science and Technology KORUS 2005. 26 June - 2 July 2005 at Novosibirsk State Technical University, Russia. - Novosibirsk: NSTU, 2005. -Vol. 1. — P.484-486.

35. Курлаев H.B., Ступников В.П. Влияние магнитно-импульсной обработки на структуру и свойства алюминиевых сплавов // Научный вестник НГТУ. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. -№ 3(21). - С. 180-188.

36. Гулидов А.И., Курлаев Н.В. Определение общей характеристики процессов импульсного воздействия на материалы с дефектами сплошности / Численные методы решения задач теории упругости и пластичности. Труды XIX Всероссийской конференции. Бийск, 28-1 августа 2005г. / Под ред. В.М. Фомина. - Новосибирск: «Параллель», 2005. - С. 111-115.

37. Курлаев Н.В., Гулидов А.И. Влияние импульсной обработки на технологические дефекты деталей. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. -168с.

38. Курлаев Н.В., Ступников В.П. Изменение структуры и свойств алюминиевых сплавов после магнитно-импульсной обработки давлением // Материаловедение. - 2006. - № 2. — С. 42^45.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,

тел./факс (383) 346-08-57 формат 60x84/16, объем 2,0 пл., тираж 100 экз., заказ № 1032, подписано в печать 05.09.2006 г.

Условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ. Ю

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ИМПУЛЬСНЫМИ МЕТОДАМИ.

1.1. Технологические дефекты штампуемых изделий из алюминиевых сплавов.

1.2. Механизмы изменения качества деталей при обработке давлением

1.3. Применение методов импульсной обработки давлением для повышения качества изделий.

1.4. Возможности магнитно-импульсной обработки.

1.5. Моделирование процессов импульсной обработки.

1.6 Магнитно-импульсные установки и индукторы.

1.7. Анализ технологических особенностей магнитно-импульсной обработки.

1.8. Залечивание дефектов сплошности в алюминиевых сплавах и изменение эксплуатационных свойств штампуемых изделий.

1.9. Выводы по главе, цель и задачи диссертации.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ ПРИ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ

2.1. Математическая модель для исследования влияния импульсной обработки на материалы и ее численная реализация.

2.2. Тестовые расчеты прохождения упругих волн в сплошных телах переменного сечения, системах тел и телах с множеством пор.

2.3. Изменение дефектов сплошности материалов при ударном воздействии.

2.4. Использование коэффициента пористости как характеристики материала.

2.5 Ударный контакт штампуемой листовой детали с формообразующей оснасткой.

2.6. Разглаживание гофров листовой детали при ударе об оснастку.

2.7. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВЯ НА ДЕФЕКТЫ СПЛОШНОСТИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

3.1. Математическая постановка и численная реализация.

3.2. Механическое воздействие ИМП на дефекты сплошности материалов.

3.3. Уменьшение объема дефектов сплошности в зависимости от амплитуды нагрузки ИМП.

3.4. Возможные диапазоны параметров МИО в зависимости от плотности импульсных токов.

3.5. Выбор материала индукторов.

3.6. Уменьшение несплошностей при компактировании элементов в соединении "наконечник-электрожгут" при обжиме ИМП.

3.7. Выводы по главе.

Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ ПЛАСТИЧЕСКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ.

4.1. Импульс давления в зоне поры.

4.2. Влияние формы и времени действия импульсного нагружения на динамику смыкания пор.

4.3. Влияние динамического предела текучести материала на динамику смыкания пор.

4.4. Определение эффективных параметров амплитуды нагрузки при импульсной обработке при импульсной обработке материалов с дефектами сплошности.

4.5. Определение эффективных параметров обработки материалов с дефектами сплошности давлением ИМП в зависимости от времени действия нагрузки.

4.6. Оптимизация параметров магнитно-импульсного деформирования для получения листовых деталей с заданной точностью.

4.7. Инженерная методика определения наиболее эффективных режимов магнитно-импульсного формообразования листовых деталей.

4.8. Выводы по главе.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ И ДЕТАЛИ ИЗ НИХ.

5.1. Изменение структуры алюминиевых сплавов при магнитно-импульсной обработке давлением.

5.2. Исследование ударного воздействия на несплошность в материале

5.3. Изменение пористости алюминиевых сплавов после магнитно-импульсной обработки давлением.

5.4. Экспериментальные данные по влиянию магнитно-импульсной обработки на служебные свойства алюминиевых сплавов.

5.5. Исследование формообразования листовых деталей давлением ИМП

5.6. Экспериментальное исследование разглаживания гофров при ударе

5.7. Экспериментальное определение точностных характеристик листовых деталей с отбортовкой по контуру при магнитно-импульсной штамповке.

5.8. Определение динамического условного предела текучести алюминиевых сплавов при магнитно-импульсной обработке.

5.9. Выводы по главе.

Глава 6. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Технологические рекомендации по обработке деталей давлением ИМП.

6.2. Особенности конструкций индукторов для магнитно-импульсной обработки тонколистовых деталей.

6.3. Технологическая оснастка и приспособления для магнитно-импульсной обработки тонколистовых деталей.

6.4. Повышение технико-экономических показателей при внедрении процессов обработки листовых деталей давлением ИМП.

6.5. Внедрение в производство обжима наконечников электрожгутов давлением ИМП.

6.6. Внедрение магнитно-импульсной обработки деталей трубопроводов

6.7. Выводы по главе.

Одной из главных проблем, стоящих перед машиностроением, авиастроением и другими отраслями промышленности, является повышение качества и работоспособности изделий при экономичности изготовления деталей.

Большое влияние на долговечность деталей и на назначаемый ресурс оказывает технологическая наследственность заготовки. Это зависит от напряженно-деформированного состояния материала при выполнении технологической операции, величины пластических деформаций и скорости деформации при формоизменении, температурных влияний при сварке и т.п. На долговечность деталей в основном влияют их дефекты, в том числе, технологические, т.е. возникающие при выполнении операций. В заготовительно-штамповочном комплексе производства к таким дефектам относятся дефекты формы, т.е. отклонения от теоретических контуров детали при штамповке, а также дефекты сплошности структуры материала детали, возникающие при пластическом деформировании и выполнении сборочно-сварочных операций.

Дефекты формы детали снижают их качество [1,2,3]. Поэтому после формообразования тонколистовых деталей доводочными работами стараются свести к минимуму объем возникших дефектов формы: неприлегание, гофры и т.п. [4]. Доводочные работы традиционно выполняют вручную, что увеличивает трудоемкость изготовления листовых деталей в 1,5.2 раза.

Дефекты сплошности структуры материала в виде межзеренных и т.п. расслоений являются микроконцентраторами напряжений, местами повышенных локальных деформаций, приводящих к их развитию в усталостные трещины при работе детали в конструкции. Дефекты сплошности, образующие пористость структуры материала, напрямую снижают его усталостную долговечность и соответственно эксплуатационные свойства деталей, в целом снижая работоспособность и ресурс рабочих машин

5-23]. Залечивание микронесплошностей термообработкой и их смыкание при обработке давлением, как статическими, так и импульсными методами [24-57], позволяет увеличить усталостную долговечность материалов деталей [29,30,34,35,48-52,55-57] и тем самым повысить эксплуатационные свойства машин, летательных аппаратов и т.п.

Постоянное совершенствование изделий машино- и авиастроения, частая их смена, особенно при значительном объёме опытного и мелкосерийного производства, требует применения эффективных технологических методов, которые обеспечивают существенное сокращение сроков подготовки производства, не требуют крупных капитальных затрат, являются достаточно мобильными при переходе на выпуск новых конструкций или модификаций. Импульсные методы обработки металлов: гидровзрывная и электрогидравлическая штамповка, воздействие взрывом и магнитно-импульсная обработка (МИО) [58-63] во многом отвечают этим требованиям.

Импульсные методы обработки, в т.ч. МИО, применимы при изготовлении деталей из листовых и трубчатых заготовок, сварных обечаек и могут использоваться практически для всех операций листовой штамповки, в ряде случаев для прессования порошковых материалов, сварки, чеканки, сборки, а также для обработки металлов с целью упрочнения и повышения долговечности деталей. Импульсные методы позволяют создавать высокие давления обработки деталей, управлять распределением давления по поверхности заготовки и точно дозировать выделяемую энергию. Импульсные процессы сопровождаются инерционными и волновыми явлениями, выделение большого количества энергии происходит в короткий промежуток времени от 10 до 200 мкс. Эти особенности при достаточно точном расчете позволяют управлять напряженно-деформированным состоянием заготовки, ее формой и даже структурой материала в процессе обработки [64-100].

Недостатками высокоскоростных процессов являются, как правило, повышенные требования по технике безопасности, большая доля вспомогательного времени в сравнении с основным, пониженная стойкость оснастки, вызванная ударным характером контакта заготовки с оснасткой, сравнительно невысокая производительность. Глубокое изучение физических основ процессов, рациональное их построение, автоматизация и механизация позволяют в значительной мере снизить влияние отрицательных факторов.

Преимущества импульсных процессов полнее выявляются, когда технологические процессы изготовления деталей проектируются с учетом закономерностей, присущих этим процессам. И чем полнее и точнее будут установлены эти закономерности, тем больше технико-экономический эффект от внедрения в производство.

Актуальность:

В современном производстве машин и летательных аппаратов идет непрерывное усложнение объектов производства. С другой стороны наблюдается отставание и недостаточное развитие возможностей технологических процессов, устраняющих или уменьшающих влияние негативных факторов технологической наследственности, таких как дефекты формообразования деталей и нарушения сплошности материалов при пластическом деформировании. Особенно это касается изготовления высоконагруженных деталей корпусов, трубопроводов, электрокоммуникаций и др.

Внедрение эффективных импульсных технологий обработки давлением во многом сдерживается отсутствием научно-обоснованных методов и средств управления параметрами высокоскоростного деформирования материалов, без которых импульсные процессы могут давать результаты, уступающие традиционным методам обработки, и их внедрение становится нерациональным.

В настоящей работе разрабатываются теоретические, методические и научно-практические основы проектирования технологических процессов импульсной обработки алюминиевых сплавов, повышающих качество штампуемых деталей путем уменьшения технологических дефектов формы и сплошности материалов на базе численного моделирования и определения наиболее эффективных технологических режимов. Управление формой и скоростью заготовок в процессах обработки давлением импульсного магнитного поля (ИМП) позволяют получать тонколистовые детали с минимальным объемом дефектов формы при минимальной трудоемкости и себестоимости. Управление интенсивностью упругопластической волны сжатия в материалах при воздействии ИМП на заготовки позволяет уменьшить объем дефектов сплошности материала, что оказывает позитивное влияние на служебные свойства деталей. Разработанные методы и средства управления технологическими процессами обработки давлением ИМП существенно повышают качество штампуемых деталей, снижают затраты производства при освоении новых изделий, уменьшают объемы трудоемких упрочняющих и ручных доводочных работ в опытном и серийном производстве.

Таким образом, комплексные теоретические и экспериментальные исследования, направленные на решение проблемы повышения качества штампуемых изделий путем уменьшения технологических дефектов формы и сплошности материалов, а также на разработку основ проектирования эффективных технологических процессов импульсной обработки, полагаем актуальными.

Цель работы:

Повышение качества и улучшение эксплуатационных свойств изделий из алюминиевых сплавов методом магнитно-импульсной обработки давлением.

Научная новизна.

1. Разработана методика и проведена адаптация программного комплекса КМЮ24 для моделирования поведения алюминиевых сплавов при интенсивных нагрузках, вызванных ударом или магнитно-импульсным воздействием, с определением наиболее эффективных параметров по критерию минимизации объемов дефектов формы и сплошности материалов деталей.

- 142. Путем численного моделирования ударного и магнитно-импульсного нагружения исследованы основные закономерности взаимодействия упругопластических волн с одиночными дефектами сплошности в материале. Установлено, что уровень нагрузки, необходимый для закрытия вытянутого дефекта в плоской постановке зависит от коэффициента вытянутости и мало зависит от угла подхода упругопластической волны. В осесимметричной постановке уровень нагрузки, необходимый для схлопывания сферического дефекта (поры) зависит от коэффициента пористости.

3. В качестве характеристики импульсной обработки, не зависящей от метода нагружения, введено понятие импульса давления для зоны, прилегающей к поверхности дефекта сплошности. Определено, что зависимость изменения импульса давления в зоне поры от амплитуды импульсной нагрузки имеет максимальное значение, которое соответствует минимальной величине нагрузки, необходимой для полного смыкания пор.

4. Численно в двумерной постановке решена задача о компактировании системы тел в соединении типа «наконечник - электрожгут» при магнитно-импульсном воздействии.

5. Для расчета электромагнитной силы предложен подход, основанный на использовании величин плотности тока в заготовке и упрощенной модели магнитного объема, учитывающий основные параметры индуктора и физические свойства материала заготовки.

6. Установлены закономерности влияния свойств оснастки на ударный контакт листовой детали об оснастку, исследован характер протекания инерционного разглаживания гофров при ударе об оснастку на основе численного моделирования магнитно-импульсного формообразования листовых деталей при использовании уравнений механики сплошной среды в плоской и осесимметричной постановках.

7. Путем электронной микроскопии структуры алюминиевых сплавов установлено, что после воздействия давления ИМП происходит уменьшение объема дефектов сплошности за счет пластического смыкания берегов пор и микротрещин, а также фрагментация структуры по поверхностям хрупких фаз в субзеренной структуре, дробление и измельчение локальных интерметаллидных включений.

Практическую значимость работы представляют:

- методика определения эффективных технологических режимов магнитно-импульсной обработки деталей давлением для повышения их качества;

- построение на основе численных расчетов номограмм, позволяющих в инженерной практике определять наиболее эффективные режимы магнитно-импульсной обработки для достижения наименьших объемов дефектов формы листовых деталей, дефектов сплошности структуры материалов, а также полного компактирования элементов при соединении наконечника с электрожгутом;

- рекомендации по технологичному проектированию заготовок и деталей, а также классификаторы высоконагруженных деталей, переводимых на обработку давлением ИМП, для опытного и серийного производства;

- диаграммы состояния ^/-сплавов типа Д16АМ и В95пчАМ и их аппроксимации для скоростей деформации, характерных для магнитно-импульсной обработки;

- комплексные материалы по разработке и внедрению импульсных технологических процессов в производство, изложенных в Технологических рекомендациях: "Выбор основных параметров процессов штамповки листовых деталей ЛА давлением ИМП" (ТР-1.4.1819-90) и "Магнитно-импульсная обработка деталей трубопроводов ЛА для улучшения их служебных и производственных характеристик" (ТР-1.4.3821-95).

- вновь разработанные технологический способ и формообразующая оснастка для импульсной штамповки листовых деталей давлением ИМП, защищенные авторскими свидетельствами, а также спроектированные конструкции индукторов для МИО листовых деталей и обжима наконечников электрожгутов.

Реализация в промышленности

Методы расчета, методики проектирования технологических процессов, оригинальные конструкции индукторов и оснастки, Технологические рекомендации, разработанные на основе выполнения более 20 хоз/договорных и гос/бюджетных НИР в 1984-2005г.г. при участии или под руководством автора, нашли практическое применение в Новосибирском авиационном производственном объединении (НАПО) им. В.П.Чкалова, Ульяновском авиационно-производственном комплексе, ОАО "ОКБ Сухого", НИАТе и др. организациях. Созданы участки и внедрены технологические процессы формообразования и обработки деталей ЛА давлением импульсного магнитного поля, что подтверждается Актами внедрения.

Экономический эффект от внедрения только на авиационных предприятиях в эквивалентной оценке составляет около 1 млн. руб. на одну машину в год.

Апробация работы

Основные идеи и результаты диссертации доложены и обсуждены на 18 Всесоюзных, Российских, Межреспубликанских конференциях, семинарах и совещаниях, на 5 Международных симпозиумах:

Проблемы экономии энергетических ресурсов» (Новосибирск: НЭТИ, 1984); «Индукторы для магнитно-импульсной обработки», Тула, ТПИ, 1988г.); XII Юбилейной конференции молодых ученых Института машиноведения (Москва, 1989г.); Всесоюзных и Межреспубликанских научно-технической конференциях «Численные методы решения задач упругости и пластичности»: 11-й (Волгоград, 1989г.), 15-й (Новосибирск, 1997г.), 16-й (Новосибирск, 1999г.), 17-й (Новосибирск, 2001г.), 18-й (Кемерово, 2003г.), 19-й (Бийск, 2005г.); «Новые технологические процессы магнитно-импульсной обработки» (Куйбышев, КуАИ, 1990г.); «Научные основы высоких технологий» (Новосибирск, НГТУ, 1997г.); «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, ТГУ, 1998г.); «Акустика неоднородных сред» (Новосибирск, Институт гидродинамики СО РАН, 1998г.); Международных

Российско-Корейских симпозиумах по науке и технологии: 3-м «КОРУС-99» (Новосибирск, НГТУ, 1999г.), 5-м «КОРУС-2001» (Томск, ТГУ, 2001г.), 6-м «КОРУС-2002» (Новосибирск, НГТУ, 2002г.), 7-м «КОРУС-2004» (Томск, ТГУ, 2004г.), 8-м «КОРУС-2005» (Новосибирск, НГТУ, 2005г.); «Динамика многофазных сред» (Новосибирск, ИТПМ СО РАН, 2001г.); «Наука. Промышленность. Оборона»: 2-й (Новосибирск, НГТУ, 2002г.), 3-й (Новосибирск, НГТУ, 2003г.); 4-м Российско-Китайском семинаре по проектированию и испытаниям элементов ракетной техники (Новосибирск, НГТУ, 2004г.); 7-й Всероссийской конференции «Краевые задачи и математическое моделирование» (Новокузнецк, НФИ КемГУ, 2004г.). Публикации и НИР

Основное содержание диссертации отражено в 38 научных работах, в том числе в 1 монографии, а также в 2 авторских свидетельствах и более, чем в 15 отчетах по НИР, имеющих государственную регистрацию. На защиту выносятся:

- научно-методические основы разработки управляемых импульсных процессов обработки давлением деталей машин и ЛА;

- методики определения наиболее эффективных параметров импульсного воздействия на основе численного моделирования: во-первых, для деталей, содержащих дефекты сплошности структуры материала, с определением механизма воздействия упругопластических волн, оценкой изменения объема несплошностей, в зависимости от импульса давления в зоне, близлежащей к поверхности дефекта; во-вторых, для тонкостенных листовых деталей, имеющих дефекты формы, с определением напряженно-деформированного состояния, предельных степеней деформации и возможных мест разрушения;

- методы воздействия давления ИМП для уменьшения дефектов сплошности, возникших в зонах пластических деформаций и при обжиме множества элементов, с целью улучшения эксплуатационных свойств изделий;

- 18- методы управления высокоскоростным поведением заготовки, ее контакта с оснасткой, инерционного разглаживания гофров из условия получения деталей заданной точности;

- методы и рекомендации по проектированию и выполнению технологических процессов, инструмента (индукторов), оснастки при штамповке и обработке, улучшающей эксплуатационные свойства деталей, давлением ИМП;

- зависимости сопротивления деформированию от скорости и степени деформации для ^/-сплавов типа Д16АМ и В95пчАМ при обработке образцов давлением ИМП;

- результаты экспериментальных исследований по влиянию импульсной обработки на изменение структуры и пористости плоских образцов из А1-сплавов после МИО, а также на форму и размеры листовых деталей при формообразовании давлением ИМП.

Структура и объем работы;

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений.

-311 -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании комплексных теоретических и экспериментальных исследований в диссертации предложены методические и научно-практические основы проектирования эффективных технологических процессов импульсной обработки давлением на базе численного моделирования, оптимизации и управления параметрами нагрузки с целью повышения качества штампуемых изделий из алюминиевых сплавов и улучшения их служебных свойств за счет уменьшения объема технологических дефектов формы и сплошности материалов.

2. С помощью численного моделирования исследован механизм смыкания несплошностей структуры материала - круглых и вытянутых пор -при ударе и при МИО, в осесимметричном и плоском случаях. Выявлено, что минимально необходимая амплитуда импульсной нагрузки для полного смыкания отдельного дефекта является функцией от коэффициента вытянутости Для удлиненной формы дефекта или от исходного коэффициента пористости ао для круглых пор. Это позволяет обобщать результаты решения модельной задачи с одним дефектом на среды с множеством дефектов. В частности, для алюминиевых сплавов, имеющих исходную пористость ао<0,02, результаты численного моделирования практически не зависят от количества и размера пор.

3. Введено понятие импульса давления в зоне поры /п - интегральной характеристики изменения давления во времени в стадии пластического деформирования в близлежащих к поре слоях. Установлено, что для полного смыкания пор в алюминиевых сплавах в диапазоне а0 от 0,001 до 0,015 методом магнитно-импульсной обработки требуются величины импульса давления от 1500 до 3000 МПахмкс, а соответствующие амплитуды удельной энергии тока в заготовке составляют 2,0.6,0Дж/мм .

Определено, что импульс давления в зоне поры является универсальной характеристикой импульсной обработки для удара и МИО, и его величина достигает максимума при минимально необходимой амплитуде импульсной нагрузки для полного смыкания пор. Это позволило найти новый метод постановки и решения задач оптимизации для определения наиболее эффективных параметров импульсной нагрузки с целью уменьшения объема дефектов сплошности материалов деталей. По результатам численных расчетов построены номограммы определения наиболее эффективных амплитуд импульсной нагрузки для уменьшения дефектов сплошности в зависимости от ао для алюминиевых сплавов.

4. Разработана схема расчета электродинамических параметров МИО с определением характеристик магнитно-импульсной установки, индукторов и плотности тока в заготовке. Ее отличие от традиционных схем состоит в том, что требуемая нагрузка ИМП определяется через энергию переданную заготовке Щ или через плотность тока в заготовке у'з. Это позволяет через экспериментальные значения коэффициента передачи энергии определять технологические режимы любой магнитно-импульсной установки. Предельные амплитуды плотности тока в заготовке при магнитно-импульсной обработке деталей из алюминиевых сплавов не должны превышать Уз<5,0.7,0-1 09А/м2.

5. На основе численного моделирования определены условия достижения наиболее эффективных параметров нагружения ИМП для обжима неоднородных структур в изделиях, состоящих из множества элементов, типа «наконечник - электрожгут». Такими параметрами являются: напряжение электрического разряда ио> в диапазоне 3,5.5,5кВ, и максимальная энергоёмкость магнитно-импульсной установки, составляющая не менее 20кДж. Построена номограмма для определения эффективных режимов обжима при МИО, позволяющая сократить трудоемкость опытной отработки соединений в 4,5.5 раз.

6. С помощью численного моделирования выявлены основные закономерности ударного взаимодействия тонколистовой заготовки с оснасткой при штамповке ИМП. Определены скорости удара (в диапазоне ууд=300.420м/с), необходимые для полного инерционного разглаживания гофров, и соответствующие режимы МИО для листовых деталей из алюминиевых сплавов. Оптимизированы основные факторы, определяющие процесс импульсной штамповки, построены номограммы для определения режимов магнитно-импульсного формообразования листовых деталей с наибольшей точностью.

7. Эксперименты по импульсному воздействию нагрузки на образцы с искусственными макронесплошностями показали смыкание несплошностей в металле с достижением в зоне смыкания физического соединения поверхностей.

Электронная микроскопия структуры алюминиевых сплавов показала, что после воздействия импульса давления ИМП происходит уменьшение объема дефектов сплошности за счет пластического смыкания берегов пор и микротрещин и фрагментации структуры. К основным эффектам, повышающим качество деталей при МИО, относится повышение степени сплошности материала, а также измельчение структуры по поверхностям хрупких фаз в субзеренной структуре, дробление и измельчение локальных интерметаллидных включений.

8. Достоверность результатов численного моделирования подтверждается сопоставлением с экспериментальными данными по магнитно-импульсной штамповке деталей и обработке давлением ИМП образцов из алюминиевых сплавов. В целом по работе расхождение составляет от 5 до 35%, что показывает приемлемость используемой математической модели, принятых допущений и достоверность результатов численного моделирования импульсного воздействия на дефекты формы деталей и сплошности их материалов.

9. Результаты диссертационной работы внедрены на ряде авиационных предприятий: НАПО им. В.П. Чкалова, ОАО «ОКБ Сухого». Созданы новые или модернизированы существующие участки обработки деталей давлением ИМП, где применяются разработанные в диссертации оригинальная оснастка, индукторы повышенной прочности, а также технологические способы штамповки тонколистовых деталей, поэлементной обработки, сборки-обжима многоэлементных узлов типа «наконечник - электрожгут». Материалы Технологических рекомендаций использованы отраслевыми технологическими институтами (НИАТ, НовосибНИАТ). Разработанные процессы обработки позволили повысить качество, служебные свойства и экономичность изготовления деталей из алюминиевых сплавов, что подтверждено актами внедрения. Экономический эффект только в авиационной отрасли в эквивалентной оценке составляет около 1 млн. руб. на одну машину среднего класса в год.

1. Исаченков Е.И. Штамповка эластичными и жидкими средами.- М.: Машиностроение, 1976.-360с.

2. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977.-275с.

3. Громова А.Н., Завьялова В.И., Коробов В.К. Изготовление деталей из листов и профилей при серийном производстве. М.: Оборонгиз, 1960.

4. Бирюков Н.М., Борисов Ю.Д. Исследование процесса посадки гофров при свободной гибке-формовке деталей из листа эластичной средой // Сб. трудов МАИ. М., 1971.-С. 1 -12.

5. Качанов JIM. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1979. 311с.

6. Работнов Ю.Н. Механизм длительного разрушения / Вопросы прочности материалов и конструкций. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 213-215.

7. Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. М.: Наука, 1977.-383с.

8. Колмогоров B.J1. Напряжения. Деформации. Разрушение. М.: Металлургия, 1970.- 232с.

9. Колмогоров B.JL, Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрО РАН, 1994. - 104с.

10. Колмогоров B.JL Механика обработки металлов давлением: Уч-к для вузов М.: Металлургия, 2001. 688с.

11. Oh S., Chen С., Kobayashi S. / Ductile fracture in axisimmetric extrusion and drawing // J. Eng. Ind. 101. - 1979. - P. 36-42.

12. Clift S., Hartly P., Sturgess C., Rowe G. Fracture predictions in plastic deformation process // Int. J. Mech. Sei. -32. 1990. - P. 1-10.

13. Дмитриев A.M., Дубровский B.A., Ступников В.П. Актуальные проблемы машиностроения // Вестник машиностроения . 1999. - №8. - С.61-62.

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

15. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. -М.: Металлургия, 1986.-325с.

16. Прохоров H.H. Физические процессы в металлах при сварке. Т.2. М.: Металлургия, 1976. - 467с.

17. Новожилов В.В., Кадашевич Ю.И. Рыбакина О.Г. Разрыхление и критерий разрушения в условиях ползучести // Доклады АН СССР. Т.27. - №4. - 1983. -С.831-835.

18. Rosochowski A., Olenjik L. Damage evolution in mild steel. Int. J. Mech. Sei. -30.- 1988.- P. 51-55.

19. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов . -M.: Металлургия.- 1989.-235с.

20. Серенсен C.B., Филатов В.М. Повреждение при малоцикловом нагружении // Машиноведение. 1967. - №6. - С. 58-71.

21. Романов А.Н. Разрушение при малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1986.-348с.

22. Трощенко В.Т., Драган В.И. Исследование закономерностей неупругого деформирования и усталостного разрушения металлов при многоцикловом нагружении // Проблемы прочности. 1982. - №5. - С. 3-10.

23. Иванова B.C. Разрушение металлов.- М.: Металлургия, 1979.

24. Лариков Л.Н. Залечивание дефектов в металлах. Киев: "Наукова думка", 1980.

25. Черемской П.П., Слезов В.В., Бетехтин В.И. Поры в твердом теле.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-375с.

26. Дмитриев A.M., Ступников В.П. Повышение плотности заготовок при формовании на прессах // КШП-ОМД. 2001. - №1. - С.24-28.

27. Волкогон Г.М., Дмитриев A.M., Добряков Е.П. и др. Прогрессивные технологические процессы штамповки деталей из порошков и оборудование. Под общ. ред. A.M. Дмитриева, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1991.-320 с.

28. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1967. - 284с.

29. Бетехтин В.И., Петров А.И., Кадомцев А.Г. Влияние исходной пористости на долговечность алюминия // Физика металлов и металловедение. 1975. -Вып.4. - Т.40. - С.891-894.

30. Малыгин Б.В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. М.: Машиностроение.-1989. 112с.

31. Финкель В.М., Иванов В.М., Головин Ю.И. Залечивание трещин в металлах скрещенными электрическим и магнитными полями// Проблемы прочности.- №4.-1983. С.54-58.

32. Попов О.В., Власенков C.B., Соловов Е.В., Бодягин A.M. К вопросу о регулировании пористости металлических полуфабрикатов обработкой мощными импульсами тока // Авиационная промышленность. 1999. - №4. -С.37-38.

33. Власенков C.B., Попов О.В. К проблеме разработки технологических основ метода электроимпульсного воздействия на металлы // КШП-ОМД. 2001. -№1.-С.10-12.

34. Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Красовский В.В. Повышение ресурса деталей летательных аппаратов воздействием ИМП / Труды междунар. науч.-техн. конф. "Научные основы высоких технологий" НОВТ-97.- Новосибирск, Изд-во НГТУ.-1997. С.215-219.

35. Громов В.Е., Зуев Л.Б., Козлов Э.В. Электростимулированная пластичность металлов и сплавов. М.: Недра, 1997.- 280с.

36. Зуев Л.Б., Соснин О.В., Подборонников С.Ф., Громов В.Е., Горлова С.Н. Залечивание усталостных повреждений сталей импульсами электрического поля. ЖТФ. - 2000.- Т.70." Вып. 3. - С.24-26.

37. Барон Ю.М. Магнитно абразивная и магнитная обработка изделий и режущих инструментов. JI.: Машиностроение.-1986. - 176с.

38. Слезов В.В., Тур A.B., Яновский В.В. Дислокационный механизм изменения пористости тел под нагрузкой // ФТТ- 1974.- Т. 16.- №3.- С.785-794.

39. M. J. Couper, J. R. Griffiths. Effect of crack closure and mean stress on the threshold stress intensity factor for fatigue of an aluminum casting alloyA Fatigue and fracture of engineering materials and structures. V.13 - №6. - 1990. - P.615-624

40. Курлаев H.B., Гулидов А.И., Покалюхин Ю.С., Карпец A.K. Уменьшение объема структурных неоднородностей в материалах деталей летательных аппаратов импульсными нагрузками // Научный вестник НГТУ.- Новосибирск, Изд-во НГТУ, 1999.- №2(7). С.47-60.

41. Кисилев С.П., Фомин B.M. О модели пористого материала с учетом пластической зоны, возникающей в окрестности поры // ПМТФ. 1993. - №6. -С.125-133.

42. Курлаев Н.В., Гулидов А.И.,Мержиевский JI.A., Рынгач Н.А. Влияние импульсной обработки на дефекты сплошности и долговечность материалов // Научный вестник НГТУ.- Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2005.- №1(18). С.97-110.

43. Курлаев Н.В. Уменьшение деформационной пористости металлов при магнитно-импульсной обработке / Материалы Всеросс. науч.-техн. конф. "Наука, промышленность, оборона" (НГТУ, 24-26 апреля 2002г.) Новосибирск: НГТУ, 2002. С.20-22.

44. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Рынгач Н.А., Красовский В.В. Смыкание несплошностей в структуре материалов деталей при магнитно-импульсной обработке// Научный вестник НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. -№1(12).- С.131-140.

45. Курлаев H.B., Гулидов А.И., Юдаев В.Б., Рынгач Н.А. Моделирование воздействия ИМП на несплошности в структуре материалов деталей // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2003.- №2. - С.80-86.

46. Беклемишев Н.Н., Васютин А.Н., Доронин Ю.А. Влияние импульсного электромагнитного поля на характеристики конструкционной прочности металлических материалов // Проблемы машиностроения и надежности машин.-1990.-№2. С.73-77.

47. Доронин Ю.Л. Исследование возможности повышения конструкционных и эксплутационных характеристик деталей ДА импульсным воздействиемвысокоэнергетического электромагнитного поля. Автореф. дисс.канд. техн. наук. - Москва: МАТИ, 1992.- 18с.

48. Юдаев В.Б., Красовский В.В. Увеличение усталостной прочности деталей при воздействии ИМП. Сб. докл. III Междунар. конф. «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов».-Воронеж. ВПИ. - 1994. - С. 32-33.

49. Шестериков С. А., Локощенко A.M., Раевская Г. А. Предельные деформационные характеристики сплава В95 при импульсном воздействии электрического тока // Прикладная механика и техническая физика. 1995. -№4. - С.55-59.

50. Финкель В.М. Физика разрушения. Рост трещин в твёрдых телах.- М.: Машиностроение, 1970.

51. Куманин В.И., Соколова М.Л., Лунева С.В. Повреждённость металлических материалов и способы их устранения // МиТОМ.- 1995.- №4.-С. 2-7.

52. Sedlacek V., Ruscok М., Cmakai J. / Initiation of fatigue cracks in aluminum alloys// Basic. Mech. Fatigue Metals. Prac. Int. Colloq. mem. prof. Merko Kusnil, Brno, 12-14 apr. 1988, Prague, 1988, P.73-81.

53. Иванова B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов,- М.: Наука, 1992.- 159с.

54. Бетехтин В.И. Кинетические закономерности разрушения кристаллических тел: Автореф.дисс.докт.физ.-мат.наук. Л.: ФТИ, 1984.

55. Куманин В.И. Природа долговечности теплоустойчивых сталей в условиях ползучести. Автореф. дисс.докт. техн. наук М.:ЦНИИТМАШ, 1982.

56. Райнхарт Дж.С., Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов.- М.: Мир, 1966.-320с.

57. Штамповка взрывом / Под ред. М.А.Анучина. М.Машиностроение, 1972.

58. Пихтовников Р.В., Завьялова В.И. Штамповка листового металла взрывом. М.: Машиностроение, 1964. - 171с.

59. Дерибас A.A. Физика упрочнения и сварки взрывом, 2-е изд. перераб. и доп.- Новосибирск: Наука, 1980.

60. Электрогидроимпульсная обработка материалов в машиностроении/ В.Н.Чачин, К.Н.Богоявленский, В.А.Вагин и др. Минск: Наука и техника.-1987.- 231с.

61. Белый И.В., Фертик С.М., Хименко Л.Т. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов.- Харьков, 1977.- 168с.

62. Голенков В.А., Дмитриев A.M., Кухарь В.Д., Радченко С.Ю., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением. М.: Машиностроение, 2004. - 404с.

63. Курлаев Н.В., Юдаев В.Б., Гулидов А.И. Инерционная посадка гофр при магнитно-импульсной гибке-формовке листовых деталей летательных аппаратов // КШП ОМД. - 2001.- № 7. - С.44-48.

64. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Юдаев В.Б. и др. Уменьшение неоднородностей формы борта листовых деталей летательных аппаратов при гибке-вытяжке импульсным давлением // Научный вестник НГТУ.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.- №2(9). С.91-100.

65. Гречников Ф.Н., Дмитриев A.M., Кухарь В.Д., Семенов И.Е. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1985. - 185 с.

66. Колесников С.М., Кострик В.К., Хаустов Е.М. Методика инженерного расчета оптимальных режимов некоторых формоизменяющих операций электромагнитной штамповки // КШП. 1984.- №7.

67. Лебедев Г.М., Самохвалов В.Н. Исследование процессов магнитно-импульсной штамповки листовых алюминиевых и магниевых деталей с выпуклыми бортами // Межвуз. сб. "МИО в современном машиностроении". -Куйбышев, 1986.

68. Колесников С.М., Хаустов Е.М., Кострик В.К. Методика определения основных энергосиловых параметров процесса электромагнитного обжима тонкостенных трубчатых заготовок // Межвуз. сб. "Вопросы динамики и прочности машин".- Омск, 1979. С.99 - 105.

69. Колесниченко Н.П. Прогнозирование устойчивости тонкостенных труб при обжиме ИМП // КШП. 1984.- №7. - С. 15-16.

70. Стюйвер. О выпучивании колец под импульсным давлением // Прикладная механика. Тр. амер. общ-ва инженеров-механиков. - Сер. Е. - М., 1965. - С.35 -43.

71. Воен, Флоренс. Выпучивание цилиндрических оболочек при пластическом течении в условиях импульсного нагружения // Прикладная механика. Тр. амер. общ-ва инженеров-механиков. - Серия Е. - 1970. - №1. - С. 179 - 190.

72. Скрипниченко A.JL, Злобин С.Н. О повышении устойчивости трубчатых заготовок при обжиме импульсным магнитным полем // Вестник АН БССР. -Сер. физ.-техн. наук. -1981. №1. - С. 23 - 26.

73. Стукалов С.А. Технологический процесс изготовления деталей сложной формы в производстве летательных аппаратов путем обжима трубчатых заготовок ИМП. -Автореф. дисс. канд. техн. наук. -Куйбышев, КуАИ, 1986. -18с.

74. Колесников С.М., Кострик В.К. Экспериментальное исследование формоизменения конца труб при электромагнитном обжиме // КШП. 1989.-№7.-С.8- 10.

75. Попов Ю.А., Сиротинский М.С., Шалунов Е.П. Экспериментальное исследование правки цилиндрических поверхностей в плоскость давлением ИМП // В сб. "Импульсное нагружение конструкций". Чебоксары, 1974.-Вып. 2. - С.156 -166.

76. Попов Е.А., Легчилин А.И., Дмитриев B.C. Магнитно-импульсная штамповка деталей из плоской заготовки // Труды МВТУ им. Баумана. 1973.-№ 163.-Вып. 10.-С.216-231.

77. Легчилин А.И., Буравлев JI.T. О расчете энергии при отбортовке отверстий импульсным магнитным полем // Труды МВТУ им.Баумана. Прогрессивная технология конструкционных материалов. М., 1973. - №167. - С.63-69.

78. Лебедев Г.М., Комаров А.Д., Исарович Г.З., Лысенко Д.Н. Отбортовка отверстий и наружного контура заготовок из листового металла ИМП // КШП. 1970.- № 4.- С.25-28.

79. Юдаев В,Б., Балтаханов A.M., Святенко С.Е. Исследование механизма деформирования и возможностей процесса магнитно импульсной отбортовки отверстий // Машиноведение.- №6. - 1988.-С.91-101.

80. Юдаев В.Б., Фаворин В.М., Курлаев Н.В. Оптимизация параметров нагружения при импульсной штамповке листовых деталей // Проблемы машиноведения и надежности машин. 1990.- №1. -С. 90 - 96.

81. Курлаев Н.В. Формообразование листовых деталей с отбортовкой по контуру давлением ИМП при производстве летательных аппаратов. Автореф. дисс. канд. техн.наук.- М.: МАИ, 1990.

82. Юдаев В.Б. Основы проектирования эффективных управляемых процессов штамповки листовых деталей летательных аппаратов. Автореф. дисс. докт. техн. наук.- М.: МАИ, 1993.

83. Исарович Г.З., Князев В.П. Исследование силовых параметров при магнитно-импульсной обработке//В сб. "Вопросы технологии производства летательных аппаратов". Куйбышев, 1978.- С.25-31.

84. Дубинин В.В., Легчилин А.И., Жбанков Ю.П. Условия моделирования при формовке импульсным магнитным полем из плоской заготовки в кольцевую матрицу//Изв. вузов. Машиностроение. 1972. -№10. - С.149-153.

85. Лавинский В.И. Выбор параметров магнитно-импульсной штамповки тонких листовых материалов // КШП-ОМД. -2000. -№8. С. 18-21.

86. Лебедев Г.М., Исарович Г.З., Вислова Л.С. и др. Отбортовка отверстий и наружных контуров на листовых заготовках импульсным магнитным полем: Информационный листок. Центр научно-технической информации. -Куйбышев, 1977. 4с.

87. Брон О.Б., Сегаль A.M. Давление на детали различной формы при магнитной импульсной обработке металлов // Изв. вузов. Электромеханика. -№ 9.- 1969.- С.935-943.

88. Лебедев Г.М., Исарович Г.З., Вислова Л.С. Распределение давления магнитного поля плоских многовитковых индукторов // Межвуз. сб. "Получение деталей авиационной техники методами пластического деформирования".- Вып.2.- Куйбышев, 1981.- С. 108-112.

89. Иванов Е.Г., Попов Ю.А., Галкин И.А., Иванов С.Е. Давление плоского индуктора на заготовку / Рук. деп. в ВИНИТИ.- № 143-85. Чебоксары, 1984.

90. Вислова Л.С., Исарович Г.З., Лебедев Г.М. Исследование пластической деформации и упругой отдачи материала при отбортовке отверстий // Магнитно-импульсная и электрогидравлическая штамповка. Куйбышев, 1974.- С.22-25.

91. Полушин А.Г. Расчет конечных параметров соударения напряженных пластин с полупространством // Межвуз. сб. "Получение деталей авиационной техники методами пластической деформации металлов". Вып.2.- Куйбышев: КуАИ, 1981.-С.91-96.

92. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. -М.:Мир.-1970,443с.

93. Кристиан Дж. Теория превращения в металлах и сплавах, ч. I. Термодинамика и общая кинетическая теория. М.:Мир.-1978, 475с.

94. Белянин П.Н. Производство широкофюзеляжных самолетов. -М.:Машиностроение, 1979. 358с.

95. Бойцов Б.В. Прогнозирование долговечности напряженных конструкций. Комплексное исследование шасси самолета.-М.:Машиностроение.-1985. -232с.

96. Черненко Ж.С. Системы транспортных самолетов. М.: Редиздат МГА, 1970.-270с.

97. Сапожников М.В. Монтаж и испытание гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979. -256с.

98. Сапожников В.М., Лагосюк Г.С. Прочность и испытания трубопроводов гидросистем самолетов и вертолетов. М.: Машиностроение. -1973. - 244с.

99. Башта Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов.-М.Машиностроение. 1967. - 195с.

100. Цибизов Н.И. Изготовление и монтаж жгутов авиадвигателей.- М.: Машиностроение, 1978.- 132с.

101. Римм Э.Р., Нихамкин М.Ш. Исследование процесса обжатия наконечников / В сб. "Импульсное нагружение конструкций" Вып.6. -Чебоксары, 1975.-С. 126-130.

102. Дмитриев В.В., Лившиц Ю.Я., Розин В.И. Магнитно-импульсная обработка деталей электротехнического производства// Кузнечно-штамповочное производство.- №7.-1984.- С.8-9.

103. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. Л.: Наука, 1986.-219с.

104. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука. - 1985. - 229с.

105. Коршак В.Ф. Эволюция микроструктуры сплава системы Al-Cu-Mg в условиях проявления сверхпластичности // Физика металлов и металловедение. -2000. т.90. - №4. - с.63-67.

106. Карпец А.К. Формообразование деталей из листа жесткими штампами с одноразовой посадкой гофров. Автореф. дисс. канд. техн. наук. - М.: МАИ, 1968.- 18с.

107. Глущенков В.А, Исарович Г.З., Раков JI.A., Фомичева Л.Ф. Магнитно-импульсная разрезка, торцовка и калибровка трубчатых деталей // КШП. -1985.-№12.-С. 5-6.

108. Глущенков В.А., Стукалов С.А. Особенности МИШ тонкостенных трубчатых деталей сложной формы // КШП. -1985. №12. - С.2-4.

109. Белый И.В., Горкин Л.Д., Хименко Л.Т. Деформирование металлов электромагнитным полем с предварительным нагревом заготовок // КШП. -1984.- №7.- С.6-8.

110. Исаченков Е.И., Самохвалов В.Н., Глущенков В.А., Песоцкий В.И. Магнитно-импульсная калибровка тонкостенных полых деталей // КШП. -1989.-№7. -С.5-7.

111. Иванов Е.Г., Шалунов Е.П., Литров В.Б., Липатов Я.М. Калибровка тонкостенных труб МИОМ //КШП. -1985. -№12. -С.10-11.

112. Кухарь В.Д., Пасько А.Н., Проскуряков Н.Е. Применение машинного эксперимента для получения математических моделей операций магнитно-импульсной штамповки // КШП.- 1999.- №12. С. 17-20.

113. Кухарь В.Д., Макарова Л.П. Расчёт процессов магнитно-импульсной формовки полых ступенчатых деталей // КШП-ОМД.- 2000. №9. - С. 15-17.

114. Мержиевский Л.А., Тягельский В.А. Моделирование динамического сжатия пористого железа // ФГВ.- 1994. -Т.30, №4. -С.124-133.

115. Соболенко Т.М. Исследование упрочнения некоторых металлов после воздействия взрывных нагрузок. Автореф. дисс.канд. техн. наук. -Новосибирск, 1966.- 12с.

116. Carrol М.М., Holt А. С. Static and dynamic pore collaps relations for ductile porous materials // J. Appl. Phys. — 1972. — V. 43, N 4. — P. 1626—1635.

117. Финкель B.M. Физические основы торможения разрушения.-М.:Машиностроение, 1977.

118. Финкель В.М., Конкин Б.Б. Восстановление связи между берегами трещины // Проблемы прочности.- №8. 1983. - С.29-34.

119. Дунин С.З., Сурков В.В. Динамика закрытия поры во фронте ударной волны // ПММ. 1979. - т.43. - №3. - С.511 -518.

120. Буренин А.А., Ковтанюк JI.B., Полоник М.В. Конечные деформации и остаточные напряжения у одиночной полости в упругопластической среде // Сборник научных статей. Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 2001. С. 19-34.

121. Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Полоник М.В. Формирование одномерного поля остаточных напряжений в окрестности цилиндрического дефекта сплошности упругопластической среды // Прикладная математика и механика. 2003. - Т. 67, вып. 2. - С. 316-325.

122. Беклемишев Н.Н. Исследование влияния кратковременного воздействия ВЭМП на структуру металлических материалов. Тезисы докладов на II Всесоюзн. конф. по воздействию электро-магн. полей на пластичность и прочность. Юрмала.-1990.- С. 26-27.

123. Бодров Е.Ю., Баранов Ю.В., Перлович Ю.А. Влияние импульсного воздействия ВЭМП на структуру и текстуру стали 12Х18Н10Т. Там же. - С. 60-61

124. Труфяков В.И. Некоторые вопросы повышения несущей способности и долговечности сварных конструкций // Надежность и долговечность машин и сооружений. -Киев:Наукова думка.-Вып.З.- 1983.-C.3-12.

125. Курлаев Н.В., Рынгач H.A. Смыкание микропор в материалах сварных деталей воздействием ИМП / Моделирование процессов в синергетических системах: Сб.статей. Улан-Удэ-Томск: Изд-во ТГУ, 2002. - С. 217-219.

126. Финкель В.М. и др. Об упрочнении металла в устье трещины, обтекаемой импульсом тока // Физика и химия обработки материалов.-1981.-№2. С. 4245.

127. Calombet F., Bonnan S., Transchet J.-Y., Hereil P.-L. Исследование одного метода гомогенизации в изучении материалов под действием динамических нагрузок (на фр.) // Ann. Compos.-1995-№4

128. Власов В.З. Общая теория оболочек. М.: Гостехиздат, 1949.

129. Новожилов В.В. Теория тонких оболочек. М.-Л.: Судпромгиэ, 1951.

130. Вольмир A.C. Гибкие пластинки и оболочки. М.: Гостехиздат, 1956.

131. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. -М.: Наука. 1966.

132. Угодчиков А.Г., Баженов В.Г., Рузанов А.И. О численных методах и результатах решения нестационарных задач теории упругости и пластичности // В сб. "Численные методы механики сплошной среды". № 4.- Новосибирск, 1985.- С.129-149.

133. Галин М.П. Распространение упруго пластических волн изгиба и сдвига при осесимметричных деформациях оболочек вращения// Инж. сб. АН СССР.-Т.31.-1961.

134. Уитмер Е.А., Балмер X., Лич Дж.В., Пиан Т.Х. Большие динамические деформации балок, колец, пластин и оболочек // Ракетная техника и космонавтика. № 8.- 1963.

135. Батанин M.А. Расчет больших динамических упруго пластических деформаций круглых пластин на основе волновых уравнений теории оболочек // Межвуз. сб. "Методы решения задач упругости и пластичности", - Вып. № 8,-Горький, 1974.

136. Щеглов Б.А. Расчеты динамических осесимметричных процессов формообразования тонкостенных деталей // Сб. "Расчеты пластически деформируемых материалов". Ин-т машиноведения АН СССР. - М.: Наука, 1975.- С.31-41.

137. Нечитайло Н.В., Юдаев В.Б. Исследование больших перемещений импульсно нагруженных пластин численными инженерными и экспериментальными методами // Машиноведение.- №3. 1988.- С.91-101.

138. Кислоокий В.Н. Численное моделирование задач динамики упругопластических тел при ударных воздействиях // В сб. "Строительная механика и расчет сооружений". Вып.7.- М.: Стройиздат, 1976.

139. Вольмир A.C. Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи гидроупругости.- М.: Наука, 1979.

140. Власов В.З. Избранные труды. Т.1." М.: Издательство АН СССР, 1962.

141. Мак-Кракен Д. Численные методы и программирование на Фортране. -М.: Мир, 1977.

142. Courant R. Variational methods for the solution of problems of equilibrium and vibrations // Bull Amer. Math. Soc. v. 49. - 1943. - p. 1 - 23.

143. Argyris F.H. On the analysis of complex structures // Appl. Mech. Rev. -№11.- 1958.-p. 331 -339.

144. Clouf R. W. The finite element method in plan stress analysis // Journ. Struct. Div. ASCE Proc. 2-nd Conf. Electronic Computation. 1960. - p. 345 - 378.

145. Кукуджанов B.H., Кондауров В.И. Численное решение неодномерных задач динамики твердого деформируемого тела // Проблемы динамики упруго- пластических сред. Механика. Новое в зарубежной науке. Вып. 5. - М:. Мир, 1975.-С. 39-84.

146. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977. -349с.

147. Norrie D. H., Vries G. Finite Element Bibliography. N. Y. Plenum Press, 1976.

148. Johnson G. R. High velocity impact calculations in three dimensions // Trans. ASME. E44. - №1. - 1977. - p. 95 - 100.

149. Mikkola M.G., Tuomala M., Sinisaso H. Comparison of numerical integration methods in the analysis of impulsively loaded elastoplastic and viacoplastic structures // fnt. J. Comput. Struct. v. 14. - №5 - 6. - 1981. - p. 469 - 476.

150. Mc Namara C.F. Solution Schemes for problems of nonlinear structural dynamics // Fran. ASCE. v. 96/ - №2. -1974. - p.96 - 102/

151. Курант P., Фридрихе К., Леви Г. О разностных уравнениях математической физики // Успехи математических наук. Вып. 8. - 1940. - С. 125.

152. Криг. Абсолютная устойчивость методов численного интегрирования по времени // Прикладная механика. Сер. Е. - №2. - 1973.

153. Уилкинс М.Л. Расчет упруго пластических течений // Вычислительные методы в гидродинамике. - М.: Мир, 1967. - С.212 - 263.

154. Гулидов А.И., Фомин В.М. Численное моделирование отскока осесимметричных стержней от твердой преграды // ПМТФ. №3. - 1980.

155. Курлаев Н.В., Гулидов А.И. Влияние импульсной обработки на технологические дефекты деталей. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. -168с.

156. Высокоскоростные ударные явления / Под ред. Кинслоу Ф. -М.:Мир, 1973.-533 с.

157. Канель Г. И., Разоренов С. В., Уткин А. В., Фортов В. Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996. — 407 с.

158. Высокоскоростное взаимодействие тел / В.М.Фомин, А.И.Гулидов, Г.А.Сапожников и др. Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999.-600 с.

159. Рахматулин Х.А. О распространении волны разгрузки // ПММ.- №1. -1945.-С. 91.

160. Шапиро Г.С. Продольные колебания стержней // ПММ. Вып. 10. - №5 -6.-1946.-С. 597-616.

161. Мочалов С.Д. Графический метод исследования продольного упруго -пластического удара стержня // Ученые записки Томского гос. ун-та. №17. -1952.

162. Годунов С.К. Численное решение многомерных задач газовой динамики. -М.: Наука, 1976.-400 с.

163. Буравова С.Н. Взаимодействие сферической частицы с плоской мишенью при низкоскоростном ударе/ Рук. деп. в ВИНИТИ.-№ 6778 В.- Черноголовка, 1985.-39 с.

164. Ленский B.C. Об упруго-пластическом ударе стержня о жесткую преграду//ПММ.- т. 13.- Вып. 2. 1949.

165. Ильина Г.В. Математическое моделирование процессов деформирования твердых тел при динамических воздействиях / Рук. деп. в ВИНИТИ.- №8617 -В87.- Куйбышев, 1987.-27с.

166. Гулидов А.И., Шабалин И.И. Численная реализация граничных условий в динамических контактных задачах // Препринт ИТПМ СО АН СССР.- №12-87.-Новосибирск, 1987.

167. Садырин А.И. Конечно разностная аппроксимация граничных условий в динамической контактной задаче // Прикладные проблемы прочности и пластичности. - Горький: Горьковский гос. ун-т, 1979.- С.51-56.

168. Полушин А.Г., Песоцкий В.И. Численный анализ осесимметричного деформирования тонких заготовок при импульсной штамповке в матрицу // Труды МВТУ "Физ.-хим. методы обработки труднодеформируемых материалов". Москва, 1981.

169. Argyris J., Balmer Н. Computer simulation of crash phenomen // fnt. J. Namer. Mast. Eng. vol. 22. - №3. - 1986. - p. 497 - 519.

170. Садырин А.И. Применение треугольных сеток к решению динамических упруго пластических задач // Прикладные проблемы прочности ипластичности. Статистика и динамика деформируемых систем. Горький: Горьковский гос. ун-т, 1983. - С.39 - 46.

171. Гулидов А.И., Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Бишев Б.А. Моделирование процессов штамповки листовых деталей давлением импульсного магнитного поля с учетом ударного контакта с оснасткой // Машиноведение.- 1990. №5.-С.61-66.

172. Курлаев Н.В., Белоусов B.C., Гулидов А.И., Юдаев В.Б. Исследование инерционной посадки гофров при импульсной гибке-вытяжке листовых деталей / Межвуз. сб. научн. трудов "Динамика и прочность авиационных конструкций".-Новосибирск" НГТУ, 1994.-С.59-64.

173. Гулидов А.И. Численное моделирование отскока упруго-пластических тел в трехмерном случае // "Численные методы решения задач теории упругости и пластичности" Материалы VII Всесоюзн. конференции. Новосибирск, 1982.

174. Курлаев Н.В. Определение параметров давления в зоне пор для их схлопывания при импульсной обработке / Материалы Российской научн.-технич. конференции "Наука. Промышленность. Оборона" (НГТУ, 23-25 апреля 2003г.).- Новосибирск: НГТУ, 2003. С.42-44.

175. Курлаев Н.В. Уменьшение технологически наследованной пористости металлов при импульсной обработке // К1ПП-ОМД. 2003. - №5. - С.35-39.

176. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: "Мир", 1972.-392с.

177. Шнеерсон Г.А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхсильных токов.- Л.: Энергоиздат, 1992. 414с.

178. Белоусов B.C. Физические основы лазерной и магнитно-импульсной обработки. Уч.пособие. Новосибирск: НЭТИ, 1991. -63с.

179. Прочность. Устойчивость. Колебания / Под ред. Биргера H.A., Пановко Я.Г.- т. 1. М.: Машиностроение, 1968.

180. Соколов Л.Д. Сопротивление металлов пластической деформации. М.: Металлургиздат, 1963.-284с.

181. Лопатин А.И. Получение динамической диаграммы напряжение -деформация при помощи кольцевых образцов // Импульсная обработка металлов давлением. Вып. 2. - Харьков: Харьковский авиационный институт, 1970.-С. 128- 136.

182. Юдаев В.Б., Иванов Е.Г., Петров М.В., Курлаев Н.В., Полищук C.B. Исследованием динамических свойств материалов для моделирования и проектирования процессов листовой и объемной штамповки // КШП. 1990. -№12. -С.32-36.

183. Викторов В.В., Шапиро Г.С. Об определении динамических диаграмм растяжения металлов при умеренно высоких скоростях деформаций // Инженерн. журнал. Механика твердого тела, 1968.-№ 2,- С. 184-187.

184. Lindholn U.S., Jeakley L.M. Dynamic Deformation of Single and Polycrystalline Aluminium // J. Mech. and Phys. Soids, 1964. 13. - p. 317 - 335.

185. Кононенко В.Г. Высокоскоростное формоизменение и разрушение металлов. Минск, 1980.

186. Иванов Е.Г., Баландин Ю.А. Экспериментальное определение механических характеристик материалов при нагружении импульсным магнитным полем // Импульсное нагружение конструкций. Вып.4. -Чебоксары: Чувашский гос. ун-т, 1973.- С.3-12.

187. Петров М.В. Теоретические и экспериментальные основы разработки технологических процессов магнитно-импульсной обработки материалов -Автореф. дисс. докт. техн. наук. Нижний Новгород: Нижегородский гос. техн. ун-т, -2002.-42с.

188. Ерхов М.И. Теория идеально-пластических тел и конструкций. -М.: Наука, 1978.

189. Вольмир A.C. Нелинейная динамика пластин и оболочек. М.:Наука, 1972.

190. Фельдштейн В. Поведение упруго пластической конической оболочки при продольном ударе // Труды УП Всесоюзн. конф. по теории оболочек и пластинок. - М.: Наука, 1969.

191. By Р.В.Г., Уитмер Е.А. Аналитическое и экспериментальное исследование нелинейных нестационарных деформаций подкрепленных цилиндрических панелей // Ракетная техника и космонавтика. 1975.- №9.

192. Баженов В.Г., Батанин М.А. Исследование упруго пластических процессов деформации круглых пластин при импульсном нагружении с учетом больших прогибов // Прикладная механика. - 1978. - т. XIV. - №3.

193. Баженов В.Г., Угодчиков А.Г., Шинкаренко А.П. Численный анализ упруго пластического деформирования оболочек с криволинейными отверстиями при импульсном нагружении // Прикладная механика, 1979. -t.XV. - №5.

194. Мирошников В.П. Рентгеновский метод измерения скоростей деформации при магнитно импульсной обработке материалов // Вестник машиностроения. - 1972. - №9. - С. 6 - 7.

195. Hofman R., Andrews D. J., Maxwell D. E. Computed shock response of porous aluminium// J. Appl. Phys. — 1968. — V. 39, N 10. — P. 4555-4562.

196. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. — М.: Наука, 1966. -686с.

197. Киселев С.П., Фомин В.М., Шитов Ю.А. Численное моделирование отскока пористого цилиндра от жесткой преграды // ПМТФ. 1990. - № 3. -С.100- 104.

198. Ударно-волновые процессы в двухкомпонентных и двухфазных средах / Кисилев С.П., Руев Г.А., Трутнев А.П., Фомин В.М., Шавалиев М.Ш. -Новосибирск: ВО Наука, 1992. 260с.

199. Нестеренко В.Ф., Фомин В. М., Ческидов П. А. Затухание сильных волн в периодических слоистых материалах // ПМТФ. 1983. - № 4. - С. 130 - 139.

200. Нестеренко В. Ф., Фомин В. М., Ческидов П. А. Структура сильных ударных волн в порошках // Числ. методы решения задач теории упругости и пластичности / Под ред. В. М. Фомина/ СО АН СССР. Новосибирск, 1988.-С. 231-236.

201. Carroll M., Holt А. С. Suggested modification of the P- a -model for porous materials// Ibid. — 1972. — V. 43, N 2. — P. 759—761.

202. Херрманн В. Определяющие уравнения для динамического сжатия пластических пористых материалов // Механика: Сб. переводов. — М.: Мир, 1970.-С. 96-111.

203. Кисилев С.П. Структура ударных волн в пористых упруго пластических материалах // ПМТФ 1998. - №6. - с.27-32.

204. Херрманн В. Определяющие уравнения уплотняющихся пористых материалов / Проблемы теории пластичности. Пер. англ. под ред. Г.С. Шапиро. —М.:Мир.-1976.—С. 178—216.

205. Грин Р.Дж. Теория пластичности пористых тел / Механика: Сб. переводов. —М.: Мир, 1973.—С. 109—120.

206. Сегал В.М. Вариант пластичности пористого тела // ПМ. — 1981. — Т. 17, № 3. — С. 44-49.

207. Садырин А. И. Уточненная модель пластического деформирования пористой среды // Хим. физика. — 1995.—Т. 14,№2—3.—С. 135—142.

208. Хмелевский В.А., Пинчук И.И. и др. Параметрический ряд МИУ // КШП. -1985 -№ 12.-с. 7-9.

209. Хименко J1.T. Создание конструкций и разработка методов расчета индукторов для МИО // КШП. 1994. - №7. - С.20-22.

210. Мамонтюк В.И., Костров Ю.А., Крисеев Н.В. Устройства для магнитно-импульсной щтамповки трубчатых изделий. // КШП. 1994. - №6. - С.25-26.

211. Ступников В.П. Разработка технологии повышения качества изделий из компактных и порошковых материалов обработкой давлением с использованием импульсного магнитного поля. Дисс. докт. техн. наук. М.: МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2003.

212. Головин Ю.И. и др. Механизм разрушения металлов с трещиной под действием электро-магн. поля.// Физика и химия обработки материалов.-1983.-№ 6. С. 64-69.

213. Головин Ю.И. и др. Динамика разрушения материалов в вершине трещины под действием силового электро-магн. поля // Физика и химия обработки материалов.-1978. № 2. С. 40-46.

214. Головин Ю.И., Киперман В.А. Концентрация электрического и теплового полей в вершине острых дефектов в металле // Физика и химия обработки материалов,-1980. № 4. С. 26-30.

215. Гулидов А.И. Организация вычислительного процесса и структура данных при численном решении динамических задач механики деформируемых сред //Моделирование в механике. 1991. - №3. - С. 127-141.

216. Кильчевский H.A. Теория соударения твердых тел. Киев: "Наукова думка", 1969. -247с.

217. Кривоглаз М.А. //Физика металлов и металловедение.- 1960. -Т. 10. -С.457-462.

218. Кривоглаз М.А., Черевко A.C. Об упругих модулях твердой смеси // ФММ. 1959. -Т.8, вып.2. - С. 161-164.

219. Mackenzie J.K. The elastic constants of a solid containing spherical holes // Proc. Phys. Soc. Sect. B. - Part 1. - 63.- 2. - 1950.

220. Гегузин Я.Б. Макроскопические дефекты в металлах. M.: Металлургиздат, 1962.

221. Бойко В.М., Гулидов А.И. Папырин А.Н. и др. Экспериментально-теоретическое исследование отскока коротких стержней от твердой преграды //ПМТФ.- 1982.-N5.-c.129-133.

222. Гулидов А.И., Курлаев Н.В., Мишуков A.B. Распространение упругих волн по системе тел / Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики. Доклады Всеросс. научн. конф. Томск, 2-4 июня 1998.- Томск: Изд-во ТГУ, 1998.- С.99-100.

223. Нестеренко В.Ф. Импульсное нагружение гетерогенных материалов. Новосибирск. Наука: 1992. - 200с.

224. Курлаев Н.В. Уменьшение структурных неоднородностей материалов деталей при ударном нагружении // КШП-ОМД. 2003. -№7. - С.35-40.

225. Попов Ю.А., Иванов Е.Г. К выбору оптимальных электрических режимов магнитно-импульсной обработки металлов / Исследование новых электрофизических и электротермических установок. Чебоксары, 1972. -С.23-26.

226. Тютькин Ю.А. К определению КПД индукционно-динамических устройств // Известия вузов. Электромеханика. 1981. - №9. - С. 1050-1052.

227. Юдаев В.Б. Применение импульсных магнитных полей для формообразования деталей летательных аппаратов. Учебное пособие. М.: МАИ, 1995.- 163с.

228. Курлаев Н.В., Гулидов А.И., Покалюхин Ю.С. и др. Численное моделирование магнитно-импульсного обжатия неоднородных материалов при соединении деталей // Научный вестник НГТУ.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.-№1(8).-С.137-147.

229. Курлаев H.B., Гулидов А.И., Юдаев В.Б., Рынгач H.A., Покалюхин Ю.С. Численное моделирование процесса сборки наконечников с электрожгутами давлением импульсного магнитного поля // КШП-ОМД.- 2001.- № 8. С.38-42.

230. Курлаев Н.В., Гулидов А.И. Влияние параметров импульсной обработки на дефекты сплошности материалов // КШП -ОМД. 2005. - №4. - С.42-46.

231. Курлаев Н.В., Гулидов А.И. Оптимизация параметров импульсной обработки давлением для уменьшения пористости материалов // Научный вестник НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - № 2(17). - С. 173-182.

232. Курлаев H.B., Ступников В.П. Влияние магнитно-импульсной обработки на структуру и свойства алюминиевых сплавов // Научный вестник НГТУ. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. № 3(21). - С. 180-188.

233. Курлаев Н.В., Ступников В.П. Изменение структуры и свойств алюминиевых сплавов после магнитно-импульсной обработки давлением // Материаловедение. 2006. - №2. - С. 42-45.

234. Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - 231с.

235. А.С. № 1559530 СССР. МКИ B21D 26/14 Способ отбортовки по контуру листовых деталей импульсным магнитным полем / Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Авдюхин В.Е., Фаворин В.М. -№ 4418890/31-27. 1988.

236. Юдаев В.Б., Курлаев Н.В., Авдюхин В.Е. Поэлементная штамповка крупногабаритных листовых деталей давлением ИМП // Авиационная промышленность. 1989. - №6. - С. 6 - 8.

237. A.C. № 1605374 СССР, МКИ B21D 26/14 Формообразующая оснастка для отбортовки по контуру листовых деталей давлением импульсного магнитного поля / Юдаев В.Б., Курлаев Н.В. № 4677647/3-27. - 1989.

238. Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов. Л.: Машиностроение, 1975.- 278с.

239. Белоусов B.C., Бишев Б.А., Карпец А.К., Семибратченко В.И. Механизация процессов магнитно-импульсной обработки // КШП. 1989. -№7. - С.15-16.

240. Мовшович И.Я., Свиридов Ю.М, Жолткевич Н.Д. Особенности конструирования оснастки для ударно-импульсной штамповки // КШП-ОМД. -2001. №8. - С.14-16.

241. Глущенков В.А., Бурмистров А.Е. Поведение металла в очаге деформации при магнитно-импульсной обрезке припуска у полых заготовок // КШП-ОМД.-2001.-№6.-С. 7-12.