Разработка моделей механики деформируемого твердого тела и создание на их основе процессов интенсивного формообразования профильных деталей из листовых заготовок гибкой в роликах тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Филимонов Вячеслав Иванович

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА И СОЗДАНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ ПРОЦЕССОВ ИНТЕНСИВНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК ГИБКОЙ В РОЛИКАХ

Специальность: 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела

05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Великий Новгород - 2005

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом университете и ОАО «Ульяновский НИАТ» - Научно-исследовательском институте авиационной технологии и организации производства

Научный консультант - доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РАН А.М. Дмитриев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор_К.И. Романов

доктор физико-математических наук, профессор В.В. Осташев доктор технических наук, профессор_С. С. Яковлев

Ведущая организация: ОАО «Ульяновский автомобильный завод»

Защита диссертации состоится «18» марта 2005 г. в 15-00 часов (ауд. 4206) на заседании диссертационного совета Д.212.168.03 в Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого по адресу:

173003 г. Великий Новгород, ул. Б. С.-Петербургская, 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого.

Автореферат разослан «16 » февраля 2005 г.

Ученый секретарь -

диссертационного совета, —

д.т.н., профессор Б.А.Дикалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях развития рыночных отношений в России особенно остро стоит проблема развития промышленного производства, повышения его эффективности и улучшения качества продукции.

На момент начала работы в качестве стрингеров планера отечественных летательных аппаратов применяли прессованные профили, подверженные интенсивной коррозии из-за фюзеляжного конденсата. В то же время в конструкциях самолетов компании «Боинг» применяли длинномерные гнутые плакированные профили, что повышало ресурс планера до 50 - 60 тыс. летных часов по сравнению с 15-25 тыс. при использовании прессованных профилей.

Однако традиционное профилирование в авиастроении применять нецелесообразно в связи с его ориентацией на серийный характер производства, а также из-за больших радиусов гиба и утонения в зоне сгиба, что снижает служебные характеристики профилей. Известный к тому времени метод стесненного изгиба (СИ) (гибка с торцевым сжатием), предложенный Г.В. Проскуряковым и позволяющий получать сечение зоны сгиба, близкое к сечению прессованного профиля, не был достаточно изучен в приложении к формообразованию в роликах. Восполнение этого пробела в технологии представляло собой актуальную научную и техническую проблему, решение которой позволяет повысить ресурс летательного аппарата, снизить его массу и трудоемкость изготовления с одновременным повышением качества и надежности планера.

Настоящий «профильный бум» последнего десятилетия в условиях меняющейся конъюнктуры и постоянного совершенствования конструкций профильных деталей для строительной индустрии, выдвинули на первый план требование создания малопереходной технологии производства гнутых профилей и компактного оборудования для их производства. Частая смена модельного ряда автомобилей ВАЗ и УАЗ в последние годы также потребовала мобильной и сравнительно дешевой технологии производства профильных деталей. Аналогичные проблемы возникли и в других отраслях промышленности.

Для решения этих проблем в «Ульяновском НИАТ» создан метод интенсивного деформирования (МИД), представляющий собой компромисс между традиционным профилированием и стесненным изгибом. Его отличие от традиционного профилирования состоит в интенсификации схем формообразования, специфическом задании радиусов гиба по переходам, в некоторых случаях приложении небольших по сравнению со СИ торцевых сил к прямолинейным полкам при сравнительно невысокой скорости профилирования (от 4 до 20 м/мин). В отличие от СИ, МИД не предусматривает переформовки заготовки за счет приложения осаживающих сил к поверхности заготовки. Кроме того, отличаются области их применения: СИ применяется для изготовления профилей высотой до 30 - 40 мм и шириной до 60 - 80 мм, в то время как МИД используется при изготовлении многоэлементных профилей высотой до 100 мм и шириной до 500 мм; СИ пригоден для изготовления

профилей из плакированных материалов или из материалов без покрытия, а МИД - и для производства профилей с различными видами покрытий.

Исследование метода интенсивного деформирования также представляет собой важную научную проблему, результаты решения которой востребованы практикой.

Методы СИ и МИД объединены нами общим названием «интенсивное формообразование профилей в роликах».

Работа выполнена в соответствии с Целевой комплексной программой Министерства авиационной промышленности (целевая тема № 934) в рамках 15 разработок, а также на основании порядка 200 хозяйственных договоров «Ульяновского НИАТ» с промышленными предприятиями и в соответствии с планами кафедры «Обработка металлов давлением и материаловедение» Ульяновского государственного технического университета.

Цель работы: Разработка и внедрение на основе комплексных исследований с использованием моделей механики деформируемого твердого тела оборудования и технологии интенсивного формообразования гнутых профильных деталей в роликах.

Задачи исследований и разработки:

• систематизация факторов интенсификации формообразования профильных деталей преимущественно типовой номенклатуры в роликах и выявление преимущественных процессов для проведения исследований на основе классификации профилей, механических схем приложения сил и дефектов профилей;

• разработка на основе механики деформируемого твердого тела моделей процессов интенсивного формообразования для создания технологии и оборудования, в частности, моделей угловой зоны, зоны плавного перехода, правильного устройства, оптимизации углов подгибки, прогибов донной части профиля, обеспечения параметров точности, расчета числа переходов и др.;

• проведение необходимых экспериментальных исследований для верификации математических моделей и отработки технологии;

• разработка технологии, способов интенсивного формообразования и устройств для их осуществления;

• разработка отраслевой нормативно-технической документации по изготовлению длинномерных профильных деталей;

• изготовление оборудования и технологического оснащения для интенсивного формообразования, их внедрение в производство в различных отраслях промышленности.

Предметом исследования являются технологии стесненного изгиба и интенсивного деформирования производства гнутых тонкостенных профилей преимущественно типовой номенклатуры из алюминиевых, стальных и других материалов с различными видами покрытий или без них, а также профилегибочное оборудование для реализации этих технологий.

Методы исследований, использовавшиеся в работе: Основными методами теоретических исследований, проводимых в работе, являются методы механики деформируемого твердого тела, в частности:

• методы прямого интегрирования уравнений равновесия, баланса работ и линий скольжения;

• метод конечных элементов;

• методы оценки устойчивости пологих оболочек и пластин. Экспериментальными методами исследования напряжений, деформаций

и энергосиловых параметров, используемыми в работе, являются:

• методы и методики механических и коррозионных испытаний материалов;

• методы металлографии;

• метод тензометрии;

• методы экспериментального исследования деформаций (модифицированные методы Смирнова-Аляева и Зибеля);

• методы измерения твердости;

• методы рентгеновской и электронной микроскопии.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих результатах.

• Впервые разработаны классификаторы профилей, способов их интенсивного формообразования, дефектов профилей, способов предотвращения дефектов профилей, формующего роликового инструмента.

• Разработаны новые модели угловой зоны и расчетные модели энергосиловых характеристик процессов интенсивного формообразования.

• Впервые получена модель протяженности зоны плавного перехода, учитывающая в отличие от известных моделей для традиционного профилирования анизотропию, подсадку и соотношение радиусов формующих роликов.

• Впервые разработана модель (и алгоритм) оптимизации углов подгибки полок профиля, отличающаяся от известных моделей более равномерным распределением деформаций по переходам.

• Впервые предложена модель прогибов донной части широких профилей, позволяющая в ряде случаях ужесточить режимы подгибки и сократить число переходов.

• Впервые предложена полуэмпирическая модель определения числа переходов при производстве методом интенсивного деформирования типовых профилей.

• Разработаны модели и методика расчета правильного устройства; предложена новая методика оценки деформаций подгибаемых полк и др..

• Новые технические решения по интенсификации формообразования гнутых профилей, по профилегибочному оборудованию и технологическому оснащению подтверждены 20 авторскими свидетельствами и патентами, включая 2 зарегистрированные ФИПС заявки на изобретения.

Достоверность разработанных на основе механики деформируемого твердого тела моделей обеспечивается следующим:

• обоснованностью исходных допущений и их апостериорным анализом;

• применением альтернативных методов решения задач пластического формоизменения;

• экспериментальной проверкой аналитических моделей;

• использованием современных средств измерений;

• асимптотической корректностью полученных моделей;

• результатами внедрения процессов производства гнутых профилей, разработанных с использованием полученных соискателем моделей, в производство.

Практическая значимость работы состоит в следующем.

• Высокое качество профильной продукции, изготавливаемой по технологии стесненного изгиба, решение вопросов по маршрутам изготовления, выполнению подсечек, разработке отраслевой нормативно-технической документации позволило внедрить эту технологию в отрасль авиастроения для производства стрингеров самолетов ИЛ-114, ИЛ-103, ТУ-334, БЕ-200, АН-70 и АН-140.

• На основе исследований и разработок метода интенсивного деформирования освоена технология производства около 700 типоразмеров профилей, которая внедрена в 8 отраслях промышленности более, чем на 100 предприятиях Российской Федерации и стран ближнего зарубежья.

• Объем внедрения оборудования включает несколько сот единиц, в том числе около 40 автоматизированных линий профилирования и раскроя рулонов, которые эксплуатируются более, чем на 100 предприятиях.

• Срок окупаемости капитальных затрат на оборудование составляет в среднем 1,26 года. Годовой экономический эффект от разработок в расчете на работу внедренных линий профилирования составляет более 50 млн. рублей.

• Результаты исследований используются в учебном процессе в УлГТУ при обучении студентов и аспирантов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на технических советах Головного НИАТ (г. Москва 1986 - 1994 гг.), Всероссийской конференции «Математическое моделирование в машиностроении» (г. Куйбышев, 1990 г.), семинаре «Оборудование, технология и организация цехов по производству профильной продукции и ТЫЛ» (г. Пенза, 1991 г.), отраслевом совещании МАП «Состояние и перспективы изготовления листовых профилей в изделиях отрасли» (г. Москва, 1992 г.), семинаре «Технологические проблемы производства летательных аппаратов и двигателей» (г. Казань, 1993 г.), конференции «Наукоемкие технологии товаров народного потребления» (г. Ульяновск, 1997), Всероссийской конференции «Ресурсосберегающие технологии листовой и объемной штамповки» (г. Ульяновск, 1997 г.), конференциях ППС УлГТУ в 1995 - 2004 гг., 3, 4 и 5 Всероссийских конференциях «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2000, 2001, 2002 гг.), международной конференции «Технико-экономические проблемы промышленного производства» (г. Набережные Челны, 2000 г.),

международной конференции «Автомобиль и техносфера» (г. Казань, 2003 г.), выездном заседании Головного Совета «Машиностроение» Министерства Образования РФ (г. Ульяновск, 2003 г.), кафедре ОМД УлГТУ и НТС ОАО «Ульяновский НИАТ» (г. Ульяновск, 2004 г.) и др.

Разработки выполнены на уровне мировых достижений в этой области. Технологии интенсивного формообразования получили золотую медаль «Ассоциации содействия развитию промышленности» в Париже в 2001 году за высокое качество продукции; в 2003 г. удостоены сертификата Парижской выставки «Сотрудничество во имя прогресса» (сертификат ОРЕ 12/04 от 8 мая 2003 г.). В 2002 г. выполнены исследования по деформированию перспективного материала «СИАЛ» по договору с ВИАМ в рамках государственной целевой программы; в 2004 г. представительство фирмы «Боинг» в Москве сделало запрос на разработку технологии производства профилей из титановых сплавов - в сентябре 2004 г. изготовлены опытные образцы методом стесненного изгиба и переданы представителям компании «Боинг».

Технологии интенсивного деформирования были отмечены дипломами следующих выставок: 1) «Реконструкция и ремонт зданий и сооружений», 2-3 октября 2001 г., г. Самара; 2) «Строительные технологии», 22-24 мая 2001г., г. Ижевск (диплом 3 степени); 3) 10 Международной выставки «Сгройтех-2002», 25 февраля - 1 марта 2002 г., г. Москва; 4) «Строительство, отделочные материалы, дизайн», 18-21 апреля, 2002 г., г. Саратов; 5) 12 выставки «Жилище 21 века», 14 марта 2002 г., г. Волгоград; 6) 11 Международной выставки «Стройтех - 2003», 2-7 марта 2003 года, г. Москва; 7) Международной выставки «Стройтех - 2004», 24 - 28 февраля 2004 г., г. Москва, Сокольники; 8) Московской выставки «Доркомэкспо - 2004», 25 - 28 мая 2004 г., г. Москва; 9) «Строительный форум городского хозяйства», 16 июня, 2004 г., г. Воронеж; 10) 2-й Международной выставки «Авиакосмические технологии и оборудование», 10 -13 августа, 2004 года, г. Казань.

Цикл работ по разработке и внедрению СИ в авиастроение отмечен Премией Министерства авиационной промышленности; соискатель также был ее лауреатом. В 2003 году изобретение соискателя и соавторов «Способ изготовления корытного профиля» (патент № 2201829) заняло третье место в областном конкурсе изобретений по Ульяновской области. Соискателю присвоено звание лауреата «Инженер года» по версии «Профессиональные инженеры» Российским союзом научных и инженерных организаций за 2004 г.

По теме диссертации опубликовано 105 научных работ, в том числе около 30 статей в рецензируемых изданиях, в т.ч. рекомендуемых ВАК, монография, учебное пособие с грифом УМО, 20 изобретений. Общее количество публикаций диссертанта - 129 (включающих также работы по ковке, гибке труб, вытяжке-отбортовке, методические пособия по физике, деталям машин, иностранному языку, методике преподавания и др.).

Объем диссертации: 515 страниц основного текста, в том числе 357 рис., 69 табл., 474 источника литературы, сводный акт внедрения, включающий 47 позиций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Формообразование профилей в роликах, согласно приведенному в работе классификатору, может быть условно разделено на традиционное профилирование (ТП) и интенсивное формообразование, включающее метод стесненного изгиба (СИ) и метод интенсивного деформирования (МИД). В последние годы рынок тяготеет к технологии интенсивного формообразования для изготовления на парно-роликовых профилировочных станках длинномерных тонкостенных профилей постоянного поперечного сечения из различных материалов, преимущественно с покрытием. В сравнении с другими методами производства таких профилей (прессованием, гибкой в штампах, гибкой в машинах с поворотной траверсой, волочением, прогла-живанием по пуансону, традиционным профилированием) технология интенсивного формообразования (СИ и МИД) обладают рядом преимуществ: 1) возможность изготовления профилей минимальной толщины разнообразной номенклатуры; 2) возможность замены сочетания нескольких стандартных профилей в конструкциях одним, имеющим сложную конфигурацию; 3) возможность изготовления профилей из заготовок с покрытием; 4) возможность производства профилей повышенной жесткости (с утолщением зоны сгиба до 20-30 % и минимальным радиусом гиба в 2-3 меньше допустимого радиуса гиба, принятого для традиционных методов гибки; возможность деформирования высокопрочных и композиционных материалов, обладающих низкими пластическими свойствами; 5) незначительные отходы металла (не превышающие обычно 1.. .2 %); 6) высокое качество поверхности профиля, с шероховатостью, не превышающей, как правило, 0,63 мкм; 7) высокая точность размеров профилей, не ниже точности 8-10 квалитетов; 8) возможность использования компактного оборудования, имеющего низкое энергопотребление, малые габариты и невысокую стоимость (сопоставительная стоимость по отношению к зарубежным аналогам оценивается как 1:6); 9) применение малого количества технологиче-

Рис. 1. Угловая зона и окружные деформации при различных методах изготовления профиля в роликах: а - зона сгиба; б - характеристики методов; в -эпюры окружных деформаций

ского оснащения, что позволяет сократить затраты на технологическую подготовку производства, уменьшить время и трудоемкость переналадок оборудования (стоимость оснастки в 2 - 5 раз меньше, чем при ТП); 10) сравнительно высокая производительность труда и адаптируемость процесса к масштабам производства; 11) возможность совмещения профилирования с другими производственными процессами (перфорация, правка, отрезка, гибка по контуру) - возможность механизации и автоматизации производства и др.

При использовании МИД нейтральный слой деформаций (НСД) практически совпадает со средней линией (СЛ), в то время как при традиционном профилировании нейтральный слой деформаций смещается к внутреннему контуру, а при стесненном изгибе - к наружному контуру зоны сгиба (рис. 1). Отсюда видно, что при СИ и МИД происходит разгрузка наружного контура зоны сгиба, что позволяет достигать меньших радиусов гиба без разрушения заготовки. При СИ наряду с малым радиусом зон сгиба (меньшим допустимого для данного материала) возможно получение утолщения в уголковой зоне за счет избытка ширины заготовки по отношению к развертке калибра и придания заготовке волнообразной формы с последующей ее осадкой. Возможны схемы с торцевым поджатием при плоской стенке, однако для набора утолщения в угловой зоне данная схема пригодна лишь для профилей с малой шириной полок (до(20...30^0).

Увеличение ширины полки приводит либо к потери ее устойчивости (неплоскостности полки в поперечном направлении), либо к кромковой волнистости, что требует иных технологических решений, реализованных в методе интенсивного деформирования.

При традиционном профилировании проблема различных дефектов профилей решается простым увеличением числа задействованных клетей, в то время как при интенсивном формообразовании применяют специальные технологические приемы для обеспечения качества получаемой продукции при небольшом количестве используемых переходов.

В табл. 1 приведены характерные отличительные черты методов формообразования профиля в роликах.

1. Введение терминологии и классификации

При разработке МИД введено как само название метода, так и ряд терминов, относящихся к классификации, в частности, в классификатор типовых элементов жесткости введены названия петельных элементов жесткости, названия-спецификаторы отбортовок и рифтов, в классификатор условий замыкания калибров введен термин «торцовая проводка» и др.. Наряду с этим используются новые для профилирования термины, полученные транслитерацией зарубежных названий, например, «сайдинг», ставшее общепринятым.

С целью систематизации знаний в данной сфере и определения направлений последующих исследований разработан ряд классификаторов: способов формообразования профилей, конструкции профилей по типам, типовых элементов жесткости, механических схем приложения сил при профилировании, дефектов профилей, способов предотвращения кромковой волнистости, условий замыкания калибров.

Таблица 1

Характеристика методов формообразования профиля в роликах

Характерный показатель Традиционное Профилирование Метод Интенсивного Деформирования Стесненный Изгиб

1. Толщина заготовки, мм 0,5...3,0 0,5...3,0 0,5...3,0

2. Скорость профилирования, м/мин 12...60 6...30 2...15

3. Углы подгибки за переход, град. 8..12 10...40 10...40*

4. Тип калибра Открытый с высвобождением Закрытый Закрытый

5. Форма калибра Прямолинейные участки с сопряжением в углах Прямолинейные участки с сопряжением в углах Волнообразная

6. Диаметры роликов (по межосевому расстоянию) О (0,4...0,7)0** (0,5...0,7)0

7. Число переходов N (0,5...0,7)^ (0,4...ода

8. Приложение дополнительных сил - Аксиальная, торцевая*** Торцевая, осадка заготовки

9. Правильное устройство Не обязательно Обязательно Обязательно

9. Режим формовки радиуса гиба Плавный по переходам На первых переходах На последних переходах

10. Форма линии профилирования Прямая Кривая Кривая

11. Технологические возможности: а) Н/С (отношение высоты профиля к ширине его дна) б)гЛ) Любые гЛ) > (гЛ))»*, Любые гА > 0,5 Н/С 5 2 для прямой схемы; Н/С < 5 для обратной схемы гЛ) >0

* - измеряется по наклону прямолинейного участка боковой стенки; ** - различие в значениях средних диаметров; *** - для специальных схем

На основе классификатора возможна формализация процедур проектирования операций формообразования типовых элементов жесткости с последующим их включением в общую схему формообразования профилей модифицированных типовых конфигураций.

Классификатор механических схем приложения сил (рис. 2) позволил установить факторы интенсификации процессов формообразования профилей в роликах, исследованные в работе.

2. Разработка моделей механики деформируемого твердого тела а) Метод стесненного изгиба

Исследование СИ с целью создания технологии и оборудования для производства стрингеров летательных аппаратов включало разработку моделей формообразования угловой зоны, схем формообразования, зоны плавного перехода, формирования продольной кривизны, влияния аксиальных сил, расчета энергосиловых параметров, динамического режима работы правильного устройства, выполнения подсечек.

Модели формообразования угловой зоны разработаны для случаев гибки с двусторонним высвобождением с торце-

вым сжатием и односторонним высвобождением ((^ = 0), с торцевым сжатием и односторонним высвобождением с посадкой наружного контура.

Модель угловой зоны при двустороннем высвобождении строили методом прямого интегрирования уравнений МДТТ в криволинейной системе координат. Предварительно экспериментально-аналитическим методом изучали изменение формы контуров зоны сгиба в зависимости от избытка заготовки. Для схемы с высвобождением контуры зоны сгиба имели отклонения от дуг окружностей, поэтому применяли их аппроксимацию семействами гипербол, причем было установлено, что изменение параметров аппроксимирующих кривых подчиняется зависимости (локон Аньези):

тК2 = ц2-(И1), (1)

где т), £> — декартовы координаты (обобщенный параметр гиперболы и ширина заготовки); ц - характеристический параметр локона.

С учетом наличия двух параметров кривых и двух контуров зон сгиба, первые обозначаются подстрочным индексом а вторые — '}. Уравнения границ при этом задаются следующей зависимостью:

где калибрующий множитель; номер шлифа, соответст-

вующий максимальному значению параметра гиперболы.

К недостаткам аппроксимации, использующей зависимости (1) и (2), относится то, что при регуляризации контуров зоны сгиба за счет технологических приемов отсутствует возможность получения окружностей в качестве контуров зоны сгиба как частного случая уравнений, полученных аппроксимацией.

Рис. 2. Схемы приложения сил к заготовке: 1 - формующий инструмент; 2- заготовка

Кроме того, приходится использовать два отдельных уравнения, не связанных величиной утолщения угловой зоны по биссектрисе угла. Наконец, расчетные процедуры громоздки для производства вычислений. Указанные недостатки были преодолены переходом к аппроксимации контуров зоны сгиба эллипсами, причем отношение параметров эллипса задавалось зависимостью:

K(a,r¡,T¡f)=

r¡f -T¡cosa

l + 111(^+7)^1

(3)

yrj/ -tjcosa

где Г) - текущая относительная координата, отсчитываемая от внутреннего контура по биссектрисе угла; а - половина внутреннего угла.

За утолщение в угловой зоне принята величина Г] { = S/So (S — толщина зоны сгиба по биссектрисе угла; So - толщина заготовки).

Аппроксимирующие зависимости контуров зоны сгиба использовали в качестве границ при решении задачи о формировании угловой зоны методом прямого интегрирования в криволинейной системе координат, для которой один из коэффициентов Ламе определяется формулой:

где и,0 - криволинейные координаты; Я — функция, зависящая от характеристических параметров аппроксимирующих эллипсов; В формуле (4) К определяется формулой (3).

Условие пластичности представлено в виде:

у

. ТД"'е"' (5)

(1-Яз-ЦпТТ

где <ти, Оц - главные значения напряжений вдоль соответствующих ортогональных линий; коэффициенты аппроксимации единой кривой; -эквивалентная натуральная деформация; коэффициенты анизотропии, у которых первый индекс показывает направление действия силы, а второй - поперечного сжатия (здесь направление «1» совпадает с касательной к линии «и», направление «3» - перпендикулярно плоскости поперечного сечения профиля).

Совместное решение уравнений равновесия и условия пластичности (5) с учетом определения деформаций, граничных условий и условия «сшивания» напряжений для зон сжатия и растяжения привело к следующему решению:

К,

1п-

Hjp,u)

In

Я.М)

Р.М)

(6)

где определяется формулой (4).

Решение (6) удовлетворяет граничным условиям и в частном случае кругового изгиба совпадает с известным решением Ю.М. Арышенского, полученным методом возмущений в растянутых координатах Лайтхилла. Данное решение адекватно моделирует реальный процесс при умеренных значениях торцевого поджатая (утолщениях зоны сгиба до (10 - 15)%. Напряжения вдоль ли-

ний другого семейства могут быть получены из совместного рассмотрения соотношений (5) и (6).

При торцевом сжатии, соизмеримым по напряжениям с пределом текучести заготовки, имеют место деформации сдвига и решение может быть получено МЛС в виде:

К\В + 8,г)У) + ^ - К2(а,Т]г,г!г)со$<р

mS

In

Кг{а, п, 7]f)(B + S„T)f XI + т/ПЧа^) cosp)

(7)

где От — предел текучести материала заготовки; Т|, ф - криволинейные координаты; m - функция, зависящая от текущих координат и геометрии зоны сгиба.

При утолщениях % «1,2 решения (6) И (7) отличаются на (6 - 8)%, а их расхождение с решением той же задачи МКЭ не превышает (15 - 17)%. В работе приведены номограммы для определения соответствующих напряжений.

Моделирование МКЭ зоны сгиба при ее формировании с посадкой внутреннего контура с использованием модели Горлача-Ефимова показывает, что при значительной величине торцевого сжатия зона сгиба может оказаться в условиях всестороннего сжатия. Причем деформации, вычисленные с помощью модифицированного метода Смирнова-Аляева вблизи внутреннего контура зоны сгиба, превышают значения деформаций, полученных МКЭ, на величину порядка 20 %, в то время как для наружного контура расхождение не превышает (5 ... 10) %. Моделирование МКЭ формирования зоны сгиба с посадкой наружного контура средствами пакета ANSYS 7.1 (рис. 3) позволило получить все характеристики НДС на различных этапах деформирования.

При СИ ограничения в угловой зоне связаны не только с разрушением наружного контура (рис. 3-а), но и внутреннего контура, где первоначально возникает гофрение, а затем - зажимы, ведущие к магистральным трещинам. На основе методики Л.М. Качанова и аналитических моделей, приведенных выше, с учетом гипотезы «единой кривой» установлены критические значения кривизны внутреннего контура и утолщений угловой зоны по критерию границы неустойчивости в виде гофрения, превышающего предел в 5 мкм для традиционных авиационных материалов. В работе приведены соответствующие графические зависимости и табличные данные.

Для композиционных материалов характер ограничений несколько иной: волокнистые и дисперсно упрочненные композиты имеют кластерный характер разрушения, обусловленный выдавливанием или поворотом частиц наполнителя (рис. З-б); для слоистых композитов характерно расслоение по торцам или вблизи зоны сгиба, что также подтверждается моделированием процесса средствами ANSYS (рис. 3-в, г).

Качество изготавливаемого профиля в значительной степени определяется схемой формообразования, понимаемой как совокупность поперечных сечений заготовки в осевых плоскостях клетей стана и их взаимного расположения друг относительно друга. Моделирование процесса и экспериментальные исследования СИ позволили формализовать проектные процедуры схем фор-

мообразования (см. расчетные зависимости (8) - (18) ниже) и использовать их в САПР роликовой оснастки, выполненной на платформе AutoCAD 12 (на языке LISP), эксплуатировавшейся в ОАО «Ульяновский НИАТ» с 1992 по 1997 год.

Расчетные зависимости, приведенные ниже, включены в качестве отличительной части в авторские сви-детельства№ 1169772, 1248690,1300737, 1660288,1757162, 1820547, МКИ В 21 D 5/06.

Расчет конфигураций для уголковых профилей с учетом устойчивости процесса формообразования и его интенсификации вследствие осадки волнообразной заготовки ведется по формулам:

Рис 3 Предельные состояния в угловой зоне а) - разрушение наружного контура, б) - выдавливание волокон, в) -расслоение заготовки, г) - моделирование схемы «в» средствами пакета

(8) (9) (10)

где В3 — ширина заготовки; Р] - радиус кривизны заготовки; В, Н - габаритные размеры уголка; у — центральный угол; б], в^» 02 — соответствующие углы подгибки на первом и втором переходах.

Для швеллерного профиля расчет конфигураций ведется по формулам:

где р — радиус кривизны; Ь| - ширина стенки; ¿в — длина прямолинейного участка; В3- ширина заготовки.

Для корытообразных профилей с углами а = я/2 без отбортовок и с отбортовками расчет ведется по формулам:

где Р|, р2 — радиусы к р и в и з й)^ Ь^ш р и н а элементов профиля.

Для корытообразных профилей с углом подгибки аФк/2 расчет следует вести по формулам:

где Хк - расстояние между верхней точкой боковой стенки на готовом профиле и точкой сопряжения; ак - угол подгибки в к-ом переходе.

Для зетовых профилей расчет конфигураций надлежит вести по форму-

I переход: [ переход:

Р\ =Ьг,1п =Вг -(¿>, +62)Я72;

(16) (17)

• 3-й переход: Д = Ь, ¡2,рг = Ь2 /2,1 „ = В3 - (¿, + Ьг )я/2. (18)

Протяженность зоны плавного перехода (ЗГШ) в межклетьевом пространстве используется для формулировки условий отсутствия переформовки профиля (или установления предельного угла подгибки) и назначения меж-клетьевого расстояния при переходе к новым видам оборудования. Модель ЗПП получена минимизацией функционала полной энергии деформирования \¥, приходящейся на единичную длину:

Р^ + Ъ+Р. + У,. (19)

где — энергия деформирования уголковой части; ¡¥р - энергия разгибки заготовки в калибре при подсадке; энергия деформирования полки из-за подъема на последующем переходе; }¥а — энергия деформирования заготовки вследствие приложения аксиальных усилий.

В соответствии с предположением о минимальной энергии при свободном состоянии заготовки, произведена минимизацию функционала энергии (19) £ с учетом граничных условий и условия прямолинейности кромки на уровне осевой плоскости формующего инструмента:

(20)

где параметрическое значение протяженности ЗПП; продольная координата.

Протяженность ЗПП в соответствии с (20) определяется зависимостью:

(21)

где к И (к-1) — индексы текущего и предыдущего переходов соответственно; Ь -ширина полки; — коэффициент анизотропии; 5 — толщина заготовки; Г* — от-

лам:

носительный радиус гиба в текущем переходе; относительные радиу-

сы заготовки в зоне сгиба после подсадки и при свободном формообразовании соответственно; радиус ролика на актуальном и предшествующем пе-

реходах соответственно.

Разработанная модель (21) отличается от известных моделей учетом анизотропии, подсадки и влияния аксиальных сил. Протяженность ЗПП (для профиля наибольших габаритов из охватываемой номенклатуры) с избытком в 10 % можно брать в качестве межклетьевого расстояния профилировочно-гибочного станка при его разработке. Использование разработанной модели позволяет сократить производственные затраты на стадии изготовления оборудования за счет экономии материалов, а на стадии его эксплуатации - за счет уменьшения его габаритов (сокращение производственных площадей).

Для предотвращения излишних энергетических затрат на переформовку, необоснованного деформационного упрочнения, дополнительных остаточных напряжений, продольной кривизны или кромковой волнистости на основании модели (21) можно сформулировать ограничение на угол подгибки в текущем переходе:

Для реализации аксиального поджатия в межклетьевом пространстве разработана модель, учитывающая влияние избытка ширины заготовки на обжим заготовки-оболочки и эффект обжима заготовки по толщине. При этом обжим по толщине является определяющим, а расчетная зависимость для определения аксиальных напряжений представляется в виде:

V - /Г

/Л + 1

Лл/2

Я25„ '

1

-1

(23)

где коэффициент трения между заготовкой и инструментом; Я, X - величины, задаваемые формулами:

Здесь радиусы верхнего и нижнего роликов; зазор в ролико-

вом калибре. Предельные значения аксиального поджатия определяются условиями потери устойчивости периферийных элементов профиля с учетом их подкрепления угловой зоной. Аксиальное поджатие способствует вы- Чг равниванию продольных деформаций (уменьшение продольной кривизны) и уменьшает на (40 - 80) % остаточные напряжения, делая их более равномерными по сечению профиля. Кроме того, происходит утолщение зоны сгиба (рис. 4). Однако реализация аксиального по д-

жатия целесообразна лишь при осо- Рис. 4. Зависимость утолщения зоны сгиба бых требованиях к профилю, пре- от аксиальною сжатия

имущественно без покрытия. В работе приведены номограммы для определения настроечных параметров процесса, а также графические зависимости утолщений от величины аксиального поджатая для швеллерного и зетового профилей при неизменном избытке заготовки, полученные экспериментально.

Энергосиловые параметры процесса определяли с учетом деформирования различных элементов профиля. При формообразовании горизонтальных полок шириной Ь3 на предварительных переходах заготовка имеет форму линейчатой поверхности, а потому, применяя метод верхней оценки, после интегрирования работу формообразования можно представить в виде:

(24)

где В - длина профиля; к|,П - коэффициенты аппроксимации «единой кривой»; Ь - протяженность ЗПП.

Для боковых полок работа А, вычисляется аналогично:

(25)

где ширина боковой полки профиля.

Работа формообразования уголка с учетом логарифмической деформации после интегрирования удельной работы представляется следующим образом:

7// - V../

А,=2Вк, ¿и,

где число зон сгиба профиля.

Работа осадки стенки А4 дается формулой:

Ь]/2

(26)

Л4 = 2Вк,К, | агссоБ

*2Р

■ах,

(27)

где Яр,Я]—радиусы ролика и заготовки соответственно;ширина стенки;

X - переменная интегрирования.

Работа упругого обжима заготовки в клети окончательного формообразования определяется формулой:

А5 = М^У + а)-2Хн](2Ьз + Ь, + 2Ъ2 сова),

(28)

(29)

где зазор в калибре; коэффициент трения.

Суммарный крутящий момент определяется формулой:

где определяется соответственно одной из формул (24) - (28).

Распирающее усилие в роликах окончательного формообразования с учетом порядка входящих составляющих определяется формулой:

= ^ [дЯ^лЮ+й)-гхлК + 2Ь2

где Х„ - координата нейтрального сечения.

сова +

(30)

Модель энергосиловых параметров тщательно исследована с использованием тензометрии. Расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышало 17 %. Формулы (29) и (30) использованы при разработке профилировочного оборудования для расчета жесткости клетей и расчета привода.

Для определения продольной кривизны профиля по выходу из клети окончательного формообразования построена модель осадки волнообразной заготовки, которая позволила определить момент Мо действующих сил, создающих продольную кривизну Уйх

М0=2-30-К1)

(31)

где Ко - параметр, зависящий от предел текучести и коэффициентов анизотропии заготовки; Н, Хс — высота профиля и координата центра тяжести сечения профиля; продольные логарифмические деформации дна и горизонталь-

ных полок соответственно; х, переменные интегрирования.

(32)

Для обеспечения возможности приема конца профиля и устранения кривизны профиля, выходящего из пары роликов окончательного формообразования, необходимо приложение компенсирующего момента со стороны правильного устройства с 4-мя степенями свободы по регулировкам. Для расчета элементов правильного устройства (пружин, фильер, коромысла, стойки) была построена модель его работы в динамическом режиме (при заходе профиля в фильеры правильного устройства). При динамическом режиме работы происходит спрямление профиля в фильере и осуществляется воздействие на очаг пластической деформации в роликах. Процесс спрямления описывается неоднородным дифференциальным уравнением второго порядка:

4£/ и

где х, у - координаты; Р - спрямляющая сила; Е - модуль Юнга; 1 — момент инерции сечения профиля; аксиальная сила сопротивления движению профиля в фильере.

Уравнение (33) решено методом вариации постоянных с соответствующими граничными условиями. Аксиальная сила определяется из трансцендентного уравнения:

где максимальный прогиб профиля; коэффициент трения между про-

филем и фильерой.

Возвращающая сила Рь определяется из уравнения:

2А„

2Л,1

(35)

А V <1* ЗЫ

где коромысла; - отклонение центра коромысла от линии профи-

лирования.

На основе разработанной модели выполнены расчеты двух типов правильных устройств: для правки профилей с ] - 1500 — 3000 ММ4 И ] = 3000 -6000 Правильные устройства поставляются вместе с гибочно-

профилировочными станками ГПС и эксплуатируются на десятках предприятий РФ.

Приведенные модели позволили разработать оборудование и технологию стесненного изгиба, использовавшегося для производства стрингеров летательных аппаратов шести типов.

б) Метод интенсивного деформирования

Разработка МИД была связана с созданием математических моделей и решением ряда технологических проблем: определения пластических деформаций подгибаемых полок, оптимизации углов подгибки полок, установления влияния углов захода, установления критерия потери устойчивости подгибаемых элементов, выявления влияния ширины дна профиля на режимы формообразования, определения числа переходов, обеспечения размерной точности сечения, установления закономерностей формирования продольных гофр и др.

На основе инженерного метода и соотношений дифференциальной геометрии в криволинейной системе координат определены расчетные зависимости продольных деформаций подгибаемой полки, приобретаемых в зоне сво-

I с

бодного формообразования и в контактной зоне /

где р = Як0 +г-$так (значение г удовлетворяет условию: Ь > г > 0); - радиус базовой поверхности нижнего формующего ролика; ак - суммарный угол подгибки полки в текущем переходе к; Д — угол контакта заготовки и роликов к-го перехода.

Суммарная продольная пластическая деформация подгибаемой полки на к-ом переходе определяется с учетом свойства аддитивности деформаций:

(36)

Важнейшим условием предотвращения потери устойчивости (кромковой волнистости) подгибаемых элементов является оптимизация распределения деформаций подгибаемых полок по переходам. На базе зависимости (37) и осреднения деформаций по переходам при априорно заданном числе переходов разработан алгоритм выравнивания деформаций по переходам, реализованный в среде MathCAD2001 Pro.

Изменение формы линии профилирования существенно влияет на деформационные характеристики подгибаемых полок, так что зависимость деформации кромки от формы линии профилирования (или углов захода и выхода ирофиля в вертикальной плоскости к-го калибра) задается формулой:

где углы захода и выхода профиля в к-ом

переходе соответственно.

Углы выхода оказывают существенно большее влияние на деформационные характеристики подгибаемых полок, чем углы захода, что объясняется эффектом «догрузки» пластического шарнира в осевой плоскости калибра моментом. Благодаря этому удается отчасти выравнивать деформации кромок и дна профиля путем нагружения полок сжимающими продольными напряжениями и тем самым интенсифицировать процесс, уменьшая число переходов.

С целью формулировки условий возникновения кромковой волнистости установлена форма потери устойчивости подгибаемой полки, подчиняющаяся следующей зависимости:

где w(r, г) - отклонение материальных частиц периферийных участков полки; f - амплитуда волны на кромке; Г - координата линии уровня полки, параллельной ее кромке; центра тяжести поперечного сечения профиля относительно его дна; m — число полуволн при потере устойчивости; z - текущая координата в направлении движения профиля; а - шаг волны.

Кромковая волнистость возникает из-за набегания пластических деформаций полок по отношению к донной части профиля. Спрямление синусоиды (39), отнесенной к кромке, дает зависимость:

(40)

где J - длина синусоиды на ее и е р и о »птический интеграл

второго рода при - параметр, зависящий от

Продольную деформацию кромки Б», при потере устойчивости рассчитывали в среде MathCAD2001Pro с использованием выражения (40) по

формуле:

43

■100%.

(41)

Значение деформации (41) использовали в качестве верхней оценки критических деформаций подгибаемой полки профиля.

В качестве критерия возникновения кромковой волнистости введена индикаторная функция (индексация переходов условно опущена):

где отношение остаточной деформации пол-

ки к критической деформации, приводящей к локальной потере устойчивости полки по выходу профиля из роликового калибра.

Критические деформации е" определяли на основе модельной задачи изгиба профиля полками во внутрь:

(43)

где к* — коэффициент учета условий подкрепления элемента профиля; К, п, Е-механические характеристики заготовки; в — толщина стенокпрофиля; Нь - высота профиля; Л = г?/(Щ1 - //))■

При 1(£) — 0 кромковая волнистость отсутствует; при ¡(ф = 1 кромковая волнистость возникает.

Полученные модели использовали при разработке технологии производства профилей. Результат расчета гарантирует равномерность распределения деформаций полок по переходам и отсутствие кромковой волнистости в процессе формообразования профиля, что используется в алгоритме разработки технологии.

В практике профилирования было замечено, что использование схем формообразования широких профилей (углов подгибки) для изготовления профилей с узким дном при прочих равных условиях ведет к потере устройчивости подгибаемых полок. Данное обстоятельство связано с «эффектом желобчато-сти» (прогибом донной части профиля). Для учета данного эффекта была построена модель прогибов донной части профиля на основе соотношения для моментов:

где М[ — момент от перерезывающих сил в контактной зон т> мент силы сопротивления деформированию полки; момент силы сопротивле-

ния кручению уголковой зоны; момент силы деформирования донной

части профиля. Донная часть профиля рассматривалась как пологая оболочка с подкреплением краев на основе уравнений:

где О - цилиндрическая жесткость оболочечного элемента; О) - текущий прогиб оболочки; Ф - функция напряжений; -дифференциальный оператор; ю0-максимальный прогиб оболочки; Е - модуль Юнга материала.

Решение уравнений (45) с соответствующими граничными условиями и аппроксимацией функций прогибов позволило получить угол поворота подкрепляющего элемента (угловой части профиля):

(46)

где к-коэффициент учета параметров поперечного сечения профиля; С ,6 -относительная ширина донной части профиля и подгибаемой полки; Ьк - протяженность зоны плавного перехода; моменты инерции, гладкой полки и полки с элементами жесткости относительно оси, проходящей через центр масс донной части профиля и параллельной координатной оси х1 соответственно.

В формуле (46) величина А зависит от параметров текущего перехода:

Формула (46) определяет «ослабление угла подгибки» - величину угла, на которую можно увеличить угол подгибки в текущем переходе при формообразовании широкого профиля по отношению к профилю с абсолютно жестким дном (узкому профилю).

В процессе эксплуатации из-за износа роликовой оснастки размеры поперечного сечения профиля изменяются и выходят за пределы поля допуска, определенного чертежом, как вследствие пружинения угловой зоны, так и в результате упругой отдачи линейных элементов профиля. На основе теоремы А.А. Ильюшина о разгрузке изменение положения линейного элемента ЛЬ вследствие пружинения угловой зоны определяется моделью:

М,

Е

1 + б-^-(г + 1/2) Е

(47)

где к - коэффициент, определяемый по рис. 5 (ш = (ат/Е)-10 ); От, Е - предел текучести и модуль Юнга материала соответственно, МПа; г, 8 - относительный радиус зоны сгиба по нейтральному слою и толщина заготовки соответственно.

При проектировании роликовой оснастки линейные размеры следует назначать по нижнему пределу, что позволяет выдерживать линейные размеры сечения профиля даже при значительном износе инструмента. В работе приведены примеры назначения размеров сечения на чертежах роликов. Модель применяется при разработке технологии МИД.

При формовке множественных продольных рифтов в донной части широких профилей или при производстве гофр при их одновременной формовке возникает утонение материала. Для определения числа гофр/рифтов, которые могут формоваться одновременно, разработана модель на основе критерия предельного утонения. Из решения задачи гибки с растяжением получена сис-

материала и ею свойств

тема рекуррентных соотношений формующих сил Р^ для определения среднего контактного давления

а -в2 в ■С

................................ ^ = ' ' - (48)

где к - коэффициент трения между заготовкой и инструментом; 05 — предел текучести заготовки; Бо - исходная толщина заготовки; (3, - угол между прямолинейным участком заготовки и горизонталью на 1 - М переходе; -протяженность зоны контакта инструмента и заготовки; ЛЬ, - высота гофра/рифта.

В формулах (48) первый индекс определяет номер перехода, а второй -номер гофра. Изменение толщины заготовки определяется формулой:

^ = (49)

а/р ¿<р

где

Из формулы (49) следует, что утонение не происходит на периферийной части заготовки {с1<р- 0), а также в отсутствие контактных давлений ( = 0 ).

Итерационная процедура для определения N (числа гофр/рифтов) основана на использовании следующего неравенства:

¿В^Л***, (50)

где к - число переходов; предельно допустимое утонение заготовки.

3. Характеристика разделов работы и реализация моделей МДТТ в приложении к разработке технологии и оборудования для производства длинномерных листовых профильных деталей

В введении показана актуальность проводимых исследований и разработок, сформулирована цель работы, установлены объект и предмет исследований, показаны научная новизна, практическая значимость и апробация работы, дана краткая характеристика ее разделов

В первом разделе рассмотрено применение профилей в различных отраслях народного хозяйства, показаны преимущества гнутых профилей Выявлено, что из альтернативных технологий производства гнутых профилей в условиях мелкосерийного производства предпочтительными являются технологии интенсивного формообразования профилей в роликах Определены виды материалов для исследования и производства гнутых профилей (авиационные сплавы, стали с покрытием и без него, композиционные материалы) Рассмотрены классификации дефектов при СИ и МИД, причины возникновения этих дефектов (рис 6), выявлены требования к профилям в различных отраслях Выполнен анализ профи-лировочно-гибочного / профилеги-бочного оборудования более 20 отечественных и зарубежных компаний, а также схем формообразования по более, чем 100 патентам и авторским свидетельствам с классификацией по типам профилей и способам их изготовления. Рассмотрены релевантные теоретические работы отечественных и зарубежных ученых, охватывающие вопросы НДС при различных видах гибки, анизотропии, предельных возможностей, устойчивости формообразования, параметров точности, энергосиловых характеристик, схем формообразования, факторов интенсификации и др

Во втором разделе детализированы предмет, задачи и методы исследования и разработки, приведены классификаторы элементов жесткости профилей, механических схем процессов и дефектов профилей, раскрывающие предмет исследования и разработки

В третьем разделе сформулированы основные допущения при разработке моделей на основе МДТТ, проведено теоретическое рассмотрение уголковой зоны, зон деформирования заготовки в межклетьевом пространстве, схем формообразования, выполнена классификация способов предотвращения потери устойчивости периферийных элементов профиля, разработана модель оптимизации углов подгибки элементов профиля, установлены деформации полок в зависимости от способа предотвращения их потери устойчивости, сформулирован критерий возникновения кромковой волнистости в виде индикаторной функции, построены модели образования прогибов донной части профиля,

Рис 6 Дефекты профилей из-за потери устойчивости их периферийных элементов

формовки гофр и рифтов в донной части профиля, числа переходов, осадки заготовки и формирования ее продольной кривизны.

Четвертый раздел посвящен экспериментальным исследованиям процессов формообразования профилей в роликах (рис. 7). где приведена программа и средства экспериментальных исследований. Исследованы технологически допустимые и предельные параметры угловой зоны, металлографических исследований, рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии. Деформационные характеристики полок и угловых зон при СИ исследованы с помощью модифицированного метода ГА. Смирнова-Аляева, остаточные напряжения определены методом рентгеноструктурного анализа, показавшего существенную неравномерность их распределения по сечению профиля (перепад достигает 600 %). Установлено, что наиболее приемлемыми являются схемы с посадкой внешнего/внутреннего контура или при двустороннем обжиме заготовки в угловой зоне.

Приведены результаты экспериментов по выявлению схем формообразования и числа переходов для каждого типа профилей при СИ. Экспериментальные исследования протяженности зоны плавного перехода и прогибов дна профиля показали с точностью до (12-15) % их соответствие разработанным теоретическим моделям. На основе статистического анализа установлено, что при отработке технологии кромковой волнистости подвержены до 32 % швеллерных широкополочных профилей. Экспериментально установлены предельные углы подгибки за один переход для данного типа профилей и других профилей типовой номенклатуры, произведена оценка деформаций подгибаемых полок косвенным методом (по остаточной кривизне) и методом измерения твердости по Виккерсу. Экспериментальное исследование аксиального поджатия при СИ показало значительное влияние аксиального усилия на параметры профиля. Энергосиловые параметры процесса

СИ исследованы методами тензометрии: установлены зависимости усилий распора и моменты от технологических параметров и свойств заготовки для четырех типов профилей; результаты с точностью до 17 % согласуются с теоретическими моделями. Экспериментальное изучение влияния углов захода профиля на характеристики профиля при СИ показало, что процесс интенсифицируется (увеличение утолщения на 5...7 %) и появляется возможность управления оча-

Рис. 7. Комплекты формующих роликов для реализации технологии и исследования интенсивного формообразования на станках семейства ГПС

гом пластической деформации для обеспечения прямолинейности профиля или преднамеренного приданию ему продольной кривизны Исследованы особенности изготовления МИД профилей с покрытием Показано, в частности, что локальный обжим в пределах 10 % допустим практически для всех видов покрытий, предельные возможности формообразования таких профилей определяются в основном технологическими свойствами покрытий Исследование деформаций полок перфорированных профилей методом Зибеля дало возможность построить регрессионные зависимости для деформаций отверстий и использовать специальную схему замыкания калибров для обеспечения параметров точности профиля с жесткими допусками на размеры отверстий Изучение пяти схем формообразования профилей с рифтами в донной части позволило выработать рекомендации по формовке рифтов и предотвращению излома кромки и «развала» профиля

В пятом разделе рассмотрены вопросы расчета и проектирования гибоч-но-прокатных станков ГПС (рис 8), правильного устройства, оборудования для производства гофрированных панелей и вспомогательного оборудования с использованием разработанных моделей МДТТ Технические решения по оборудованию и разработанные модели заложены в авторские свидетельства № 1503165, 1741950, патенты № 2008114, 2028847, ПМ № 35087, 26978,37221

В шестом разделе рассмотрены этапы проектирования технологических процессов формообразования профилей в роликах, технологичность изготовления профилей, расчет ширины заготовки и ее связь с параметрами угловой зоны. Даны примеры расчета числа переходов для различных видов профилей на основе разработанной гибридной модели числа переходов и процедуры выбора необходимого технологического оборудования. Установлены условия и процедуры для выбора способа формообразования

профилей, описаны разработанные с участием автора способы формообразова-

Рис 8 Гибочно-прокатный станок ГПС-300М6 1 -перфоратор, 2 - направляющее устройство, 3 - отсчитывающее устройство, 4 - клеть станка, 5 - серьга замыкающая, 6 - пульт управления, 7 - правильное устройство, 8 - летучий штамп отрезной

ния профилей по патентам № 2201829,2220802,2228232,2222402 (2003 - 2004 гг), включающих в качестве отличительной части разработанные модели (в частности, число переходов - патент № 2228232) Рассмотрены технологические схемы формообразования (рис 9) при МИД, скоростной режим формообразования, расположение заготовки по отношению к осям валков, выбор основной оси профиля, углы подгибки, вопросы размерной точности сечения профиля, а также особенности разработки технологии производства специальных профилей

Рис 9 Изготовление профилей для авиационных конструкций за четыре перехода (ИЛ-114, слева) и шесть переходов (АН-70, справа)

Для специальных случаев рассмотрены вопросы применения межклетьевых проводок На основе разработанного классификатора замыкания калибров выработаны рекомендации по конструированию формующих роликов, в частности, для профилей с покрытием рекомендуется врезание калибра в нижний ролик при его замыкании по образующей конической поверхности; подробно рассмотрены все основные вопросы проектирования технологического оснащения, включая схему и модели для расчета усилий и пружине-ния при выполнении подсечек профилей для авиастроения На основе экспериментальных исследований и моделей установлены технологические маршруты изготовления профилей (рис 10) и деталей для авиационных конструкций, включенные в разработанный с участием автора директивный технологический процесс для серийного производства самолетов шести типов

ии!_!ииЬс_I

I " -V

*____./ и.

Рис 10 Профили из алюминиевых сплавов, изготовленные методом СИ, и применяемые в авиастроении

В седьмом разделе рассмотрены вопросы внедрения оборудования и технологии СИ и МИД (рис. 11) в производство и учебный процесс Отражены вопросы разработки НТД для отрасли авиастроения, экономическая эффективность внедрения и перспективы развития работы Сводный (сокращенный) акт внедрения включает 47 позиций (общий акт внедрения содержит 156 позиций -договоров с промышленными предприятиями РФ и ближнего зарубежья) в 8 отраслях промышленности Результаты внедрения приведены в разделе общей характеристики работы и заключении

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Разработанные модели механики деформируемого твердого тела, описывающие гибку роликами для профилирования листовой заготовки и полученные с учетом контактного взаимодействия, поведения заготовки в очаге пластической деформации, в том числе в межклетьевом пространстве, прогибов заготовки, предотвращения кромковой волнистости и др. позволили выработать технологические и технические решения. Эти решения заключаются в установлении предельных формоизменений за переход, создании эффективных способов формообразования заготовки с наименьшими энергозатратами, создании специализированного профи-лировочно-гибочного оборудования. Эти решения вносят значительный вклад в развитие экономики страны и ее обороноспособности путем сокращения энергозатрат и повышения производительности труда, повышения качества и надежности деталей Рис. 11 Профили, изготовленные МИД машин.

Более специфично результаты исследований и их внедрения в производство и учебный процесс можно резюмировать в следующем виде:

1. Для мелкосерийного производства профильной продукции быстро меняющейся типовой номенклатуры с повышенными характеристиками жесткости и коррозионной стойкости наиболее целесообразным является применение интенсивных методов формообразования профилей в роликах (стесненного изгиба и метода интенсивного деформирования) и специализированного оборудования, позволяющих обеспечить высокую технико-экономическую эффективность производства.

2. На основе классификации элементов жесткости профилей, дефектов профилей, механических схем приложения сил и условий замыкания калибров выявлены основные факторы и направления интенсификации процессов формообразования профильных деталей в роликах и направления исследований; показано, что резервы интенсификации обеспечиваются комплексом мер, сочетающих использование конструктивных особенностей профилей, схем и режимов формообразования, конструкции инструмента и оборудования.

3. Разработанные модели угловой зоны, зоны плавного перехода, оптимизации углов подгибки, прогибов донной части профиля, обеспечения параметров точности, числа переходов и правки профилей позволяют обеспечить над-

лежащее качество продукции при минимальных капитальных и производственных затратах.

Модель угловой зоны позволяет выявить ограничения на внутреннем контуре зоны сгиба в отличие от моделей традиционного профилирования, рассматривающих лишь разрушение наружного контура. Модель зоны плавного перехода в отличие от известных моделей учитывает анизотропию, подсадку заготовки и действие аксиальных сил. Модель оптимизации углов подгибки и критерий кромковой волнистости в виде индикаторной функции позволяют максимально интенсифицировать процесс формообразования без потери устойчивости элементов профиля. Модель прогибов донной части (эффект обнаружен впервые) устанавливает различие схем формообразования для узких и широких профилей. Модель обеспечения параметров точности позволяет учесть пружинение прямолинейных и криволинейных элементов профиля и увеличить срок службы инструмента за счет особой процедуры проектирования формующих роликов. Гибридная модель числа переходов (аналоги отсутствуют) учитывает особенности конструкции профиля и оборудования, степень бокового стеснения, принцип формовки и дает возможность априорного определения необходимого числа клетей, а также может использоваться в качестве критерия подобия. Модель правки рассматривает состояние материала в выходном калибре в качестве пластического шарнира и представляет процесс правки в виде системы с обратной связью.

4. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить соответствие разработанных моделей реальным процессам формообразования профилей, установить оптимальные схемы для стесненного изгиба, выявить особенности деформирования перфорированных заготовок и заготовок с покрытием методом интенсивного деформирования.

5. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили определить основные проектные процедуры разработки технологии, создать эффективный алгоритм разработки технологии для метода интенсивного деформирования, провести необходимые расчеты технологического оборудования, а также создать новые способы производства профилей типовой номенклатуры и устройства для их осуществления (20 изобретений).

6. Разработанные модели, результаты экспериментальных исследований, установленные проектные процедуры, наличие профилегибочного оборудования фирменной разработки и результаты исследований в области выполнения подсечек обеспечили создание отраслевой нормативно-технической документации (4 ТР, ММ и РТМ) для производства профильных деталей, применяемых в качестве стрингеров летательных аппаратов.

7. Высокое качество профильной продукции, изготавливаемой по технологии стесненного изгиба, решение вопросов по маршрутам изготовления, выполнению подсечек, разработке отраслевой нормативно-технической документации позволило внедрить эту технологию в отрасль авиастроения для опытного и серийного производства самолетов ИЛ-114, ИЛ-103, ТУ-334, БЕ-200, АН-70 и АН-140.

На основе исследований и разработок метода интенсивного деформирования освоена технология производства около 700 типоразмеров профилей, которая внедрена в 8 отраслях промышленности более, чем на 100 предприятиях Российской Федерации и стран ближнего зарубежья. Объем внедрения оборудования включает несколько сот единиц, в том числе около 40 автоматизированных линий профилирования и раскроя рулонов. Срок окупаемости капитальных затрат на оборудование составляет в среднем 1,26 года. Годовой экономический эффект от разработок в расчете на работу внедренных линий профилирования составляет более 50 млн. рублей.

Результаты исследований и проектные процедуры используются в практике проектирования технологии в ОАО «Ульяновский НИАТ» и в учебном процессе в Ульяновском государственном техническом университете при обучении студентов старших курсов и аспирантов.

Содержание работы отражено в 105 публикациях, основные из которых приведены ниже:

1. Филимонов В. И. Теория обработки металлов давлением. Курс лекций / В. И. Филимонов. - Ульяновск: Изд-во УлГТУ «Венец», 2004. - 208 с. (Гриф УМО)

2. Филимонов, СВ. Метод, расчеты и технология интенсивного деформирования в роликах гнутых профилей типовой номенклатуры /СВ. Филимонов, В.И. Филимонов - Ульяновск: Изд-во УлГТУ «Венец», 2004. -246 с.

3. Филимонов, В.И. Условия замыкания калибров при интенсивном формообразовании открытых профилей в роликах / В.И. Филимонов, СВ. Филимонов // Производство проката. - 2004. - № 11. - С. 23 - 29.

4. Филимонов, В.И. Особенности технологии производства в роликах полузакрытых профилей с элементами жесткости / В.И.Филимонов, М.В. Плюшкин, В.А. Марковцев, СВ. Филимонов. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2004. - № 11. - С 12 -17.

5. Филимонов, В.И. Особенности изготовления в роликах перфорированных уголковых профилей / В.И. Филимонов, И.Н. Гудков, В.А. Марковцев, СВ. Филимонов // Производство проката. - 2004. - № 12 . - С 29 -34.

6. Филимонов, В.И. Технология производства бамперов автомобиля ВАЗ-2108 и автоматизированная линия для ее реализации / В.И. Филимонов,

B.А. Марковцев, СВ. Филимонов // Автомобильная промышленность. -2004.-№11.-С14-19.*

7. Берлет Ю.Н. Деформационные характеристики подгибаемых полок и оптимизация углов подгибки при профилировании / Ю. Н. Берлет, В.И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов // Кузнечно - штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2002. - № 6. -

C. 8-12.

8. Колганов, И.М. Классификация типовых элементов жесткости гнутых профилей и особенности их формообразования / И.М. Колганов, В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов // Авиационная промышленность. - 2001. - № 3. - С. 21 - 25.

9. Филимонов В. И. Изготовление методом интенсивного деформирования профилей из листа и их внедрение в авиастроении / В. И. Филимонов, В.

A. Марковцев, И. М. Колганов, С. В. Филимонов, М. В. Плюшкин // Авиационная промышленность. - 2001. - № 4. - С. 21 - 23.

10. Филимонов, В. И. Применение осевого подпора при формообразовании профилей из листа гибкой - волочением в условиях стесненного изгиба /

B. И. Филимонов, Ф. 3. Абдулин, И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков // Авиационная промышленность. - 1984. - № 8. - С. 46 - 48.

11. Абдулин Ф. 3. Изготовление тонкостенных гнутых профилей из сплава 01420 / Ф. 3. Абдулин, В.И. Филимонов, Г. В. Проскуряков, А. С. Москвин // Авиационная промышленность. - 1987. - № 3. - С. 34 - 36.

12. Филимонов, В. И. О граничных условиях в задачах гибки с торцевым поджатием / В. И. Филимонов, А. А. Гуляев // Авиационная промышленность. - 1987. - № 4. - С. 54 - 55.

13. Марковцев, В.А. Выбор конструктивных параметров правильного устройства / ВА. Марковцев, Г. В. Проскуряков, В. И. Филимонов. // Авиационная промышленность. - 1988. - № 9. - С. 32 - 35.

14. Проскуряков, Г.В. Разработка технологии изготовления профилей стесненным изгибом из сплава АБМ - 1 / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков В. И. Филимонов и др. // Авиационная промышленность. - 1989. - № 8. -С. 10-12.

15. Проскуряков, Г. В. Исследование и разработка способа изменения кривизны профиля при стесненном изгибе / Г.В. Проскуряков, Е. Н. Чебу-рахин, В. И. Филимонов и др. // Авиационная промышленность. - 1989. -№1.-С.9-13.

16. Филимонов, В.И. О некоторых особенностях выполнения подсечек на профилях, изготовленных из листа / В.И. Филимонов, Э.М. Каримов, Г.В. Проскуряков // Авиационная промышленность, 1989. - № 7. - С. 5 -8.

17. Проскуряков, Г.В. Опыт промышленного изготовления листовых профилей и деталей из них / Г. В. Проскуряков, А. В. Нуждов, В. И. Филимонов и др. // Авиационная промышленность. - 1990. - № 1. - С. 3. - 4.

18. Филимонов, В. И. О построении математической модели предварительного гофрообразования панелей под стесненный изгиб / В. И. Филимонов, 3. X. Мударисов // Авиационная промышленность. -1991. -№5.-С.5-8.

19. Филимонов, В.И. Определение протяженности зоны плавного перехода при формообразовании профиля стесненным изгибом / В.И. Филимонов, ВА. Марковцев, А.С. Москвин // Авиационная промышленность, 1992. - № 7. - С. 5 - 8.

20. Филимонов, В. И. Силовые параметры при стесненном изгибе и проектирование профилегибочного оборудования / В. И. Филимонов, А. С. Москвин // Авиационная промышленность. - 1994. - № 9 - 10. - С. 5 -10.

21. Колганов, И.М. Применение модели пластического формоизменения / И.М. Колганов, В.И. Филимонов, СВ. Филимонов // Авиационная промышленность. - 1996. - № 3 - 4. - С. 26 - 30.

22. Ах. 1169772 СССР, МПК6 Б2Ю/06. Способ изготовления гнутых профилей проката / Ф.З. Абдулин, В.И. Филимонов, Г.В. Проскуряков, Б.Н. Глухов. - Опубл. 30.07.85. Бюл. № 28.

23. А. с. 1248690 СССР, МПК6 Б2Ю/06. Способ изготовления листовых деталей с отбортовками / В. И. Филимонов, И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков и др. - Опубл. 07.08.1986. Бюл. № 29.

24. А. с. 1300737 СССР, МКИ В 21 Б5/06. Способ изготовления профилей из труднодеформируемых материалов / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков, В. И. Колганов, В. И. Филимонов. - Опубл. 1.12.86. ДСП.

25. А. С. 1503165 СССР, МКИ В 21 Б5/06. Устройство для гибки / А. Г. Проскуряков, В. И. Филимонов, А. С. Москвин. - Опубл. 10.08.87. ДСП.

26. А. с. 1757162 СССР, МКИ В 21 Б 5/06. Способ изготовления тонкостенных корытообразных профилей из листовых заготовок и устройство для его реализации / И. М. Колганов, А. С. Башилов, В.И. Филимонов и др. - Опубл. 16.06.90. ДСП.

27. А. с. 1660288 СССР, МКИ В 21 Б 5/06. Способ изготовления гнутых профилей / В. И. Филимонов, Г. В. Коновалов. - Опубл. 1.03.91. ДСП.

28. А. С. 1741950 СССР, МКИ В 21 Б 5/06. Способ гибки профилей из листовых малопластичных материалов и устройство для его осуществления / А. Г. Проскуряков, В. И. Филимонов. - Опубл. 22.02.92

29. А. с. 1820547 СССР, МКИ В 21 Б 5/06. Способ изготовления гнутых уголковых профилей / В. И. Филимонов, А. С. Москвин, В. А. Марков-цев. - Опубл. 12.10.92. ДСП.

30. А. С. 1731346 СССР, МКИ В 21 Б 5/06. Способ изготовления гофрированных профилей / А. В. Литвинов, В. И. Филимонов. - Опубл. 07.05.92. Бюл. № 17.

31. Патент 2008114 Россия, МКП В 21 Б 5/06. Профилирующий станок / В. Н. Антонов, В. А. Марковцев, В. И. Филимонов и др. - Опубл. 28.02.94. Бюл. № 4.

32. Патент 2028847 Россия, МКП7 В 21 Б 5/06. Профилегибочный станок / 3. X. Мударисов, В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, А. Г. Проскуряков. - Опубл. 20.05.95. Бюл. № 5.

33. Патент 2201829 РФ, В 21 Б 5/06. Способ изготовления корытного профиля / В. И. Филимонов, С. В. Филимонов, В. А. Марковцев. - Опубл. 10.04.2003. Бюл. №10.

34. Патент на полезную модель 35087 РФ, МПК7 В 21 Б 43/00. Пресс для испытания гнутых профилей на локальную устойчивость / В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов, М. В. Илюшкин. - Опубл. 27.12.2003. Бюл.№ 36.

35. Патент на полезную модель 26978 РФ, МПК7 В 21 Б 5/06. Межклетьевая проводка профилегибочного станка / В. И. Филимонов, В. Е. Гробов, С. В. Филимонов, В. А. Марковцев. - Опубл. 10.01.2003. Бюл. № 10.

36. Патент на полезную модель 37221 РФ, МПК7 О 01 N 19/04. Устройство для испытания покрытия на отслоение / М. В. Илюшкин, В. И. Филимонов, А. В. Филимонов. - Опубл. 10.04.2004. Бюл. № 10.

37. Патент 2220802 РФ, МПК7 В 21 Б 5/06. Способ изготовления гнутых профилей с гофрами жесткости в донной части / В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов. - Опубл. 10.01.2004. Бюп. № 1.

38. Патент 2228232 РФ, МПК7 В 21 Б 5/06. Способ изготовления широкополочных швеллерных и корытных симметричных тонкостенных профилей в роликах / В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов. -Опубл. 10.05.2004. Бюл. № 13.

39. Патент 2222402 РФ, МПК7 В 21 Б 5/06. Способ изготовления симметричных профилей / В. И. Филимонов, С. В. Филимонов, В. А. Марков-цев, И. М. Колганов, П. Н. Куприн. - Опубл. 27.01.2004. Бюл. № 3.

Подписано в печать 08.02.2005. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная.

Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 2,00. Тираж 120 экз. Заказ № 89. Типография УлГТУ. 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32.

OW-ОШ

es I

22 fc';.3 2:35

( ОЬ)

i» в £

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Применение гнутых тонкостенных профилей в отраслях народного хозяйства '

1.2. Альтернативные технологии производства гнутых профилей

1.3. Применяемые материалы для производства гнутых профилей

1.4. Дефекты профилей, возникающие при формообразовании, и требования к готовым гнутым профилям

1.5. Профилегибочное и вспомогательное оборудование

1.6. Анализ схем формообргоования профилей в роликах

1.7. Теоретический анализ процессов профилирования 117 Выводы

2. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1-М

2.1. Предмет исследования и разработки

2.2. Задачи исследований и разработки

2.3. Методы исследований

2.4. Классификаторы профилей, механических схем процессов и дефектов профилей, раскрывающие предмет исследования и разработки , 145 Выводы

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКИ В РОЛИКАХ

3.1. Основные допущения при теоретическом рассмотрении про- 164 цесса

3.2. Модели уголковой зоны при интенсивном формообразовании

3.3. Зоны деформирования заготовки в межклетьевом пространстве

3.4. Схемы формообразования профилей

3.5. Классификация способов предотвращения потери устойчиво- 201 сти периферийных элементов профиля

3.6. Оптимизация углов подгибки элементов профиля

3.7. Зависимость деформаций подгибаемой полки от способа предотвращения волнистости ее кромки

3.8. Критерий возникновения кромковой волнистости

3.9. Учет эффектов прогиба донной части профиля 224 ЗЛО. Условия формовки гофр в донной части профиля

3.11. Число переходов при интенсивном деформировании

3.12. Осадка заготовки и продольная кривизна профиля 249 Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИНТЕНСИВНОГО

ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛЕЙ

4.1. Программа и средства экспериментальных исследований

4.2. Исследование уголковой зоны методом конечных элементов

4.3. Технологически допустимые и предельные параметры угол ко- 275 вой зоны

4.4. Металлографические исследования профилей и заготовок

4.5. Исследование характеристик профиля тонкими методами

4.6. Влияние формы инструмента на формирование уголковой зоны

4.7. Схемы формообразования при стесненном изгибе

4.8. Исследование зоны плавного перехода

4.9. Анализ профилей, имевших дефекты при их отработке

4.10. Определение предельных углов подгибки за один переход

4.11. Оценка деформаций подгибаемых полок при использовании МИД

4.12.Влияние прогиба донной части профиля

4.13. Эмпирические модели и расчеты числа переходов

4.14. Аксиальное поджатие при использовании СИ

4.15. Определение силовых параметров процесса

4.16. Влияние углов захода профиля в калибр при СИ

4.17. Формообразование МИД профилей с покрытием

4.18. Особенности изготовления МИД перфорированных профилей

4.19. Особенности изготовления профилей с рифтами 383 Выводы

5. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

5.1. Разработка и расчет профилегибочного оборудования

5.2. Динамический режим работы правильного устройства и расчет его параметров

5.3. Оборудование для производства гофр

5.4. Вспомогательное оборудование процессов профилирования 409 Выводы

6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ

6.1. Этапы проектирования технологического процесса формообразования профилей в роликах 413"

6.2. Технологичность изготовления профилей

6.3. Расчет ширины заготовки и параметры угловой зоны

6.4. .Число технологических переходов

6.5. Выбор профилегибочного оборудования

6.6. Определение способа формообразования

6.7. Технологические схемы формообразования при МИД

6.8. Скоростной режим формообразования

6.9. Расположение заготовки по отношению к осям валков

6.10. Выбор основной оси профиля

6.11. Определение углов подгибки

6.12. Обеспечение размерной точности сечения профиля

6.13. Особенности разработки технологии производства специальных профилей

6.14. Алгоритм разработки технологии производства профилей

6.15. Применение межклетьевых проводок -'

6.16. Условия замыкания калибров формующих роликов

6.17. Проектирование технологического оснащения

6.18. Технологические маршруты изготовления профилей и деталей 478 Выводы

7. ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ

7.1. Внедрение технологии стесненного изгиба

7.2. Внедрение метода интенсивного деформирования

7.3. Особенности внедрения оборудования

7.4. Экономическая эффективность

7.5. Использование результатов работы в учебном процессе

7.6. Перспективы развития работы 511 Выводы

В условиях развития рыночных отношений в России особенно остро стоит проблема развития промышленного производства, повышения его эффективности и улучшения качества продукции.

На момент начала работы требование снижения массы отечественных летательных аппаратов до 10 -12 % и повышение их ресурса в 2 - 2,5 раза было весьма актуальной проблемой в связи с традиционным применением в качестве стрингеров планера прессованных профилей, подверженных интенсивной коррозии из-за фюзеляжного конденсата. В то же время в конструкциях самолетов компании «Боинг» применяли длинномерные гнутые плакированные профили, что повышало ресурс планера до 50 - 60 тыс. летных часов по сравнению с 15 — 25 тыс. при использовании прессованных профилей, хотя гнутые профили несколько уступают прессованным по несущей способности.

Однако получение тонкостенных профилей с плакировкой прессованием невозможно. Изготовление профилей в штампах или кромкогибочных устройствах является малопроизводительным; применение этих технологий ограничено небольшой длиной изготавливаемых деталей и простыми конфигурациями поперечных сечений профилей. Традиционное профилирование в авиастроении применять нецелесообразно в связи с его ориентацией на серийный характер производства (из-за громоздкого оборудования, большого количества оснастки, больших временных потерь при переналадке), а также из-за больших радиусов гиба и утонения в зоне сгиба, что снижает служебные характеристики профилей. Известный к тому времени метод стесненного изгиба (СИ) (гибка с торцевым сжатием), предложенный Г.В. Проскуряковым и позволяющий получать сечение зоны сгиба близкое к сечению прессованного профиля, не был достаточно изучен в приложении к формообразованию в роликах: отсутствовали модели процессов формообразования, приемлемые технические решения, промышленное оборудование, нормативно-техническая документация. Восполнение этого пробела в технологии представляло собой актуальную научную и техническую проблему, решение которой позволяет повысить ресурс летательного аппарата, снизить его массу, трудоемкость изготовления с одновременным повышением качества и надежности.

Настоящий «профильный бум» последнего десятилетия в условиях меняющейся конъюнктуры и постоянного совершенствования конструкций профильных деталей для строительной индустрии, выдвинули на первый план требование создания малопереходной технологии производства гнутых профилей и компактного оборудования для их производства. Технология и оборудование данного класса делают возможным их приобретение и использование небольшими производственными фирмами, не располагающими значительными инвестиционными ресурсами, для получения значительного экономического эффекта при мелко- и среднесерийном производстве по сравнению с экономическим эффектом от применения традиционного многопереходного профилирования заготовок. Частая смена модельного ряда автомобилей ВАЗ и УАЗ в последние годы также потребовала мобильной и сравнительно дешевой технологии производства профильных деталей для их производства. Аналогичные проблемы возникли и в других отраслях промышленности.

Для решения этих проблем в «Ульяновском НИАТ» создан метод интенсивного деформирования (МИД), представляющий собой компромисс между традиционным профилированием и стесненным изгибом. Его отличие от традиционного профилирования состоит • в интенсификации схем формообразования (использовании меньшего числа переходов, закрытых калибров, более жестких режимов подгибки полок), специфическом задании радиусов гиба по переходам, в некоторых случаях приложении небольших по сравнению со стесненным изгибом торцевых сил к прямолинейным полкам при сравнительно невысокой скорости профилирования (от 4 до 20 м/мин). В отличие от стесненного изгиба, ориентированного на осадку волнообразной заготовки при избыточной ширине заготовки и создающего большие силы торцевого поджатия, метод интенсивного деформирования не предусматривает переформовки заготовки за счет приложения осаживающих сил к поверхности заготовки. Кроме того, отличаются области их применения: СИ применяется для изготовления профилей высотой до 30 - 40 мм и шириной до 60 — 80 мм, в то время как МИД используется при изготовлении многоэлементных профилей высотой до 100 мм и шириной до 500 мм.

Широкому внедрению метода интенсивного деформирования препятствовала малая изученность данного процесса, отсутствие математических моделей процессов, эмпирических данных, способов формообразования, алгоритмов разработки технологии. Одной из наиболее острых проблем при изготовлении широкополочных профилей является проблема потери устойчивости периферийных элементов, в частности, проблема кромковой волнистости. Поэтому исследование метода интенсивного деформирования также представляет собой важную научную проблему, результаты решения которой востребованы практикой.

Метод СИ и МИД объединены нами общим названием «интенсивное формообразование профилей в роликах».

Цель работы: Разработка и внедрение на основе комплексных исследований с использованием моделей механики деформируемого твердого тела оборудования и технологии интенсивного формообразования гнутых профильных деталей в роликах.

Задачи работы сформулированы в разд. 2.

Объектом исследования являются процессы интенсивного формообразования профилей в роликах и средства их реализации.

Предметом исследования являются технологии СИ и МИД производства гнутых тонкостенных профилей преимущественно типовой номенклатуры из алюминиевых, стальных и других материалов с различными видами покрытий или без них, а также профилегибочное оборудование для реализации этих технологий.

Методологической и теоретической основой работы служат классические работы по механике деформируемого твердого тела, теории профилирования и обработке металлов давлением отечественных и зарубежных исследователей:

И.П. Ренне, Р. Хилла, Е.А. Попова, В.И. Давыдова, А.С. Вольмира, Г.Я. Гуна, В.В. Соколовского, Ю.Н. Работнова, К.Н. Богоявленского, В.В. Колмогорова, Ю.М. Арышенского, В.И. Ершова, А.Д. Матвеева, М.Е. Докторова и И.С. Тришевского, Г.В. Проскурякова, С.И. Вдовина, И.М. Колганова, X. Судзуки и М. Киути, Д. Кокадо и Е. Онода.

Информационной базой работы служили публикации в отечественных и зарубежных журналах, монографии, учебники, и справочники по предметной области, описания патентов, информационные ресурсы Интернет и др.

Научная новизна работы заключается в следующих результатах, полученных автором лично:

• Впервые разработаны классификаторы профилей, способов их интенсивного формообразования, дефектов профилей, способов предотвращения дефектов профилей, формующего роликового инструмента {отличие предложенного классификатора профилей от известных - учет типологии элементов жесткости; другие классификаторы разработаны в приложении к новым методам формообразования профилей: СИ и МИД (терминология по элементам жесткости и др., а также название второго метода, введены в обиход и обоснованы впервые в работах соискателя)};

• Разработаны новые модели угловой зоны и расчетные модели энергосиловых характеристик процессов интенсивного формообразования;

• Впервые получена модель протяженности зоны плавного перехода, учитывающая в отличие от известных моделей для традиционного профилирования анизотропию, подсадку и соотношение радиусов формующих роликов;

• Впервые разработана модель (и алгоритм) оптимизации углов подгибки полок профиля, отличающаяся от известных моделей более тщательным распределением деформаций по переходам;

• Впервые предложена модель прогибов донной части широких профилей, позволяющая в ряде случаях ужесточить режимы подгибки и сократить число переходов (эффект влияния донной части на формообразование обнаружен впервые; аналоги предложенной модели отсутствуют);

• Впервые'предложена полуэмпирическая модель определения числа переходов при производстве методом интенсивного деформирования типовых профилей (аналоги отсутствуют);

• Разработаны модели и методика расчета правильного устройства; предложена новая методика оценки деформаций подгибаемых полк и др.;

• Новые технические решения по интенсификации формообразования гнутых профилей, по профилегибочному оборудованию и технологическому оснащению подтверждают 20 авторских свидетельствах и патентов, включая 2 зарегистрированные ФИПС заявки на изобретения.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

• Высокое качество профильной продукции, изготавливаемой по технологии стесненного изгиба, решение вопросов по маршрутам изготовления, выполнению подсечек, разработке отраслевой нормативно-технической документации позволило внедрить эту технологию в отрасль авиастроения для производства стрингеров самолетов ИЛ-114, ИЛ-ЮЗ, ТУ-334, БЕ-200, АН-70 п АН-140.

• На основе исследований и разработок метода интенсивного деформирования освоена технология производства около 700 типоразмеров профилей, которая внедрена в 8 отраслях промышленности более, чем на 100 предприятиях Российской Федерации и стран ближнего зарубежья.

• Объем внедрения оборудования включает несколько сот единиц, в том числе около 40 автоматизированных линий профилирования и раскроя рулонов, которые эксплуатируются более, чем на 100 предприятиях.

• Срок окупаемости капитальных затрат на оборудование составляет в среднем 1,26 года. Годовой экономический эффект от разработок в расчете на работу внедренных линий профилирования составляет более 50 млн. рублей.

• Результаты исследований используются в учебном процессе в УлГТУ при обучении студентов и аспирантов.

Цикл работ по разработке и внедрению СИ в авиастроение отмечен Премией Министерства авиационной промышленности; соискатель также был ее лауреатом. За 2003 год изобретение соискателя и соавторов «Способ изготов9 ления корытного профиля» (патент № 2201829) заняло третье место в областном конкурсе изобретений по Ульяновской области.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на технических советах Головного НИАТ (г. Москва 1986 - 1994 гг.), Всероссийской конференции «Математическое моделирование в машиностроении» (г. Куйбышев, 1990 г.), семинаре «Оборудование, технология и организация цехов по производству профильной продукции и ТНП» (г. Пенза, 1991 г.), отраслевом совещании МАП «Состояние и перспективы изготовления листовых профилей в изделиях отрасли» (г. Москва, 1992 г.), семинаре «Технологические проблемы производства летательных аппаратов и двигателей» (г. Казань, 1993 г.), конференции «Наукоемкие технологии товаров народного потребления» (г. Ульяновск, 1997), Всероссийской конференции «Ресурсосберегающие технологии листовой и объемной штамповки» (г. Ульяновск, 1997 г.), конференциях ППС УлГТУ в 1995 - 2004 гг, 3, 4 и 5 Всероссийских конференциях «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2000, 2001, 2002 гг.), международной конференции «Технико-экономические проблемы промышленного производства» (г. Набережные Челны, 2000 г.), международной конференции «Автомобиль и техносфера» (г. Казань, 2003 г.), выездном заседании Головного Совета «Машиностроение» Министерства Образования РФ (г. Ульяновск, 2003 г.), кафедре ОМД УлГТУ и НТС ОАО «Ульяновский НИАТ» (г. Ульяновск, 2004 г.) и др.

Разработки выполнены на уровне мировых достижений в этой области. Технологии интенсивного формообразования получили золотую медаль «Ассоциации содействия развитию промышленности» в Париже в 2001 году за высокое качество продукции; в 2003 г. удостоены сертификата Парижской выставки «Сотрудничество во имя прогресса» (сертификат GPE 12/04 от 8 мая 2003 г.). В 2002 г. выполнены исследования по деформированию перспективного материала «СИ-AJI» по договору с ВИАМ в рамках государственной целевой программы (см. Приложение); в 2004 г. представительство фирмы «Боинг» в Москве сделало запрос на разработку технологии производства профилей из титановых сплавов — в сентябре 2004 г. изготовлены опытные образцы методом стесненного изгиба и переданы представителям компании «Боинг».

Технологии интенсивного деформирования были отмечены дипломами следующих выставок: 1) «Реконструкция и ремонт зданий и сооружений», 2-3 октября 2001 г., г. Самара; 2) «Строительные технологии», 22-24 мая 2001г., г. Ижевск (диплом 3 степени); 3) 10 Международной выставки «Стройтех-2002», 25 февраля - 1 марта 2002 г., г. Москва; 4) «Строительство, отделочные материалы, дизайн», 18-21 апреля, 2002 г., г. Саратов; 5) 12 выставки «Жилище 21 < века», 14 марта 2002 г., г. Волгоград; 6) 11 Международной выставки «Строй-тех - 2003», 2-7 марта 2003 года, г. Москва; 7) Международной выставки «Стройтех - 2004», 24 - 28 февраля 2004 г., г. Москва, Сокольники; 8) Московской выставки «Доркомэкспо - 2004», 25 - 28 мая 2004 г., г. Москва; 9) «Строительный форум городского хозяйства», 16 июня, 2004 г., г. Воронеж; 10) 2-й Международной выставки «Авиакосмические технологии и оборудование», 10-13 августа, 2004 года, г. Казань.

Работа выполнена в соответствии с Целевой комплексной программой Министерства авиационной промышленности (целевая тема№ 934) в рамках 15 разработок, а также на основании порядка 200 хозяйственных договоров «Ульяновского НИАТ» с промышленными предприятиями и в соответствии с планами кафедры «Обработка металлов давлением и материаловедение» Ульяновского государственного технического университета.

По теме диссертации опубликовано 105 научных работ, в том числе более 30 статей в рецензируемых изданиях, в т.ч. рекомендуемых ВАК, монография, учебное пособие с грифом УМО, 20 изобретений. Общее количество публикаций - 129 (включающих также работы по ковке, гибке труб, вытяжке-отбортовке, методические пособия по физике, деталям машин, иностранному языку, методике преподавания и др.).

Объем диссертации: 515 страниц основного текста, 357 рис., 69 табл., 474 источника литературы.

Диссертационная работа состоит из семи разделов. В нервом разделе рассмотрены вопросы применения профилей в различных отраслях, проведен технико-экономический анализ альтернативных методов изготовления профилей, применяемых материалов и дефектов профилей. Выполнен анализ применяемого оборудования. Проведен технологический анализ схем формообразования около 100 способов производства профилей. Здесь же проанализированы технологические и теоретические работы, посвященные процессам профилирования.

Во втором разделе установлены предмет, задачи и методы исследований. Здесь же даны классификаторы профилей по видам элементов жесткости, механических схем процессов и дефектов профилей, раскрывающие предмет исследования и разработки.

Третий раздел посвящен разработке математических моделей уголковой зоны, схем формообразования, зоны плавного перехода, образования кромко-вой волнистости, числа переходов, прогиба донной части профиля, формовки гофр, осадки заготовки и формирования продольной кривизны. Сформулирован критерий потери устойчивости, рассмотрен классификатор способов предотвращения кромковой волнистости.

В четвертом разделе описаны экспериментальные работы по верификации разработанных математических моделей, рассмотрены специальные приемы интенсификации процесса, выявлены особенности изготовления профилей с покрытием, рифтами, а также перфорированных профилей.

Пятый раздел относится к разработке и расчетам профилегибочного станка ГПС и его правильного устройства па основе проведенных в разд. 3, 4 исследований, также описано оборудование для производства гофр и вспомогательное оборудование, созданное с участием автора в «Ульяновском НИАТе».

Шестой раздел посвящен разработке технологии, где рассмотрены вопросы технологичности, выбора способа, схемы формообразования, расчетов заготовок, точности сечения, вопросов проектирования оснастки и особенности разработки технологии производства специальных профилей. Представлен алгоI i ритм разработки технологии, установлены оптимальные условия замыкания калибров роликов и технологические маршруты изготовления профилей и деталей.

В седьмом разделе рассмотрены технологические аспекты внедрения методов интенсивного формообразования, качество получаемой продукции, особенности внедрения оборудования, экономическая эффективность, использование результатов работы в учебном процессе, перспективы развития работы. На защиту выносятся:

1. Классификаторы элементов жесткости профилей, дефектов профилей, способов предотвращения дефектов профилей, , условий замыкания формующего роликового инструмента;

2. Модели угловой зоны, зоны плавного перехода и контактной зоны, модели оптимизации углов подгибки, прогибов донной части профиля, расчета числа переходов, обеспечения параметров точности, расчетные модели энергосиловых характеристик процессов интенсивного формообразования, обоаювание конструкции и модель работы правильного устройства в динамическом режиме и др.;

3. Результаты экспериментальных исследований, необходимых для верификации математических моделей, отработки технологии и создания оборудования;

4. Разработанные способы интенсивного формообразования профилей и устройства для их осуществления;

5. Результаты исследований, включенных в отраслевую нормативно-техническую документацию по изготовлению длинномерных профильных деталей;

6. Результаты разработки и внедрения оборудования и технологического оснащения для интенсивного формообразования профилей в различные отрасли промышленности и в учебный процесс.

Содержание и объем диссертации обусловлены стремлением автора наиболее полно представить релевантные результаты собственных исследований в области профилирования и механики деформируемого твердого тела, их приложения, а также сделать ее полезной аспирантам и разработчикам технологии и оборудования, специализирующимся в данной области.

Автор выражает глубокую признательность коллегам и руководителям ОАО «Ульяновский НИАТ», Ульяновского государственного технического университета, ОАО «Ульяновский механический завод» за поддержку и оказанную помощь в процессе подготовки работы. Работа вообще стала возможной благодаря творческому и самоотверженному труду, вложенному в данное направление конструкторами, технологами, инженерами и рабочими «Ульяновского НИАТ», в первую очередь к.т.н., зам. генерального директора В.А. Марковцевым, главным технологом В.И. Лапшиным, начальником технологического отдела Э.Н. Графовой и другими сотрудниками, упомянутыми по тексту работы и в сносках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Представленные в работе результаты исследований и внедрения их в производство можно резюмировать в следующем виде:

1. Для мелкосерийного производства профильной продукции быстро меняющейся типовой номенклатуры с повышенными характеристиками жесткости и коррозионной стойкости наиболее целесообразным является применение интенсивных методов формообразования профилей в роликах (стесненного изгиба и метода интенсивного деформирования) и специализированного оборудования, позволяющих обеспечить высокую технико-экономическую эффективность производства.

2. На основе классификации элементов жесткости профилей, дефектов профилей, механических схем приложения сил и условий замыкания калибров выявлены основные факторы и направления интенсификации процессов формообразования профильных деталей в роликах и направления исследований; показано, что резервы интенсификации обеспечиваются комплексом мер, сочетающих использование конструктивных особенностей профилей, схем и режимов формообразования, конструкции инструмента и оборудования.

3. Разработанные модели угловой зоны, зоны плавного перехода, оптимизации углов подгибки, прогибов донной части профиля, обеспечения параметров точности, числа переходов и правки профилей позволяют обеспечить надлежащее качество продукции при минимальных капитальных и производственных затратах. Модель угловой зоны позволяет выявить ограничения на внутреннем контуре зоны сгиба в отличие от моделей традиционного профилирования, рассматривающих лишь разрушение наружного контура. Модель зоны плавного перехода в отличие от известных моделей учитывает анизотропию, подсадку заготовки и действие аксиальных сил. Модель оптимизации углов подгибки и критерий кромковой волнистости в виде индикаторной функции позволяют максимально интенсифицировать процесс формообразования без потери устойчивости элементов профиля. Модель прогибов донной части (эффект обнаружен впервые) устанавливает различие схем формообразования для узких и широких профилей. Модель обеспечения параметров точности позволяет учесть пружинение прямолинейных и криволинейных элементов профиля и увеличить срок службы инструмента за счет особой процедуры проектирования формующих роликов. Гибридная модель числа переходов (аналоги отсутствуют) учитывает особенности конструкции профиля и оборудования, степень бокового стеснения, принцип формовки и дает возможность априорного определения необходимого числа клетей, а также может использоваться в качестве критерия подобия. Модель правки рассматривает состояние материала в выходном калибре в качестве пластического шарнира и представляет процесс правки в виде системы с обратной связью. Предложенные модели отличаются новизной, модели зоны плавного перехода и числа переходов служат в качестве отличительных признаков в двух патентах на изобретение.

4. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить соответствие разработанных моделей реальным процессам формообразования профилей, установить оптимальные схемы для стесненного изгиба, выявить особенности деформирования перфорированных заготовок и заготовок с покрытием методом интенсивного деформирования.

5. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили определить основные проектные процедуры разработки технологии, создать эффективный алгоритм разработки технологии для метода интенсивного деформирования, провести необходимые расчеты технологического оборудования, а также создать новые способы производства профилей типовой номенклатуры и устройства для их осуществления (20 изобретений).

6. Разработанные модели, результаты экспериментальных исследований, установленные проектные процедуры, наличие профилегибочного оборудования фирменной разработки и результаты исследований в области выполнения подсечек обеспечили создание отраслевой нормативно-технической документации (4 TP, ММ и РТМ) для производства профильных деталей, применяемых в качестве стрингеров летательных аппаратов.

7. Высокое качество профильной продукции, изготавливаемой по технологии стесненного изгиба, решение вопросов по маршрутам изготовления, выполнению подсечек, разработке отраслевой нормативно-технической документации позволило внедрить эту технологию в отрасль авиастроения для опытного и серийного производства самолетов ИЛ-114, ИЛ-ЮЗ, ТУ-334, БЕ-200, АН-70 и АН-140. На основе исследований и разработок метода интенсивного деформирования освоена технология производства около 700 типоразмеров профилей, которая внедрена в 8 отраслях промышленности более, чем на 100 предприятиях Российской Федерации и стран ближнего зарубежья. Объем внедрения оборудования включает несколько сот единиц, в том числе около 40 автоматизированных линий профилирования и раскроя рулонов. Срок окупаемости капитальных затрат на оборудование составляет в среднем 1,26 года. Годовой экономический эффект от разработок в расчете на работу внедренных линий профилирования составляет более 50 млн. рублей.

Результаты исследований и проектные процедуры используются в практике проектирования технологии в ОАО «Ульяновский НИАТ» и в учебном процессе в Ульяновском государственном техническом университете при обучении студентов старших курсов и аспирантов.

1. Производство гнутых профилей (оборудование и технология) / Под общ. ред. И. С. Тришевского и др. —М.: Металлургия, 1982. — 384 с.

2. Колганов, И.М. Классификация типовых элементов жесткости гнутых профилей и особенности их формообразования / И.М. Колганов, В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов // Авиационная промышленность. 2001. - № 3. - С. 21 - 25.

3. Гайнутдинов Р. Г. Усталостная прочность и коррозионная стойкость фюзеляжных стрингеров из прессованных и катанных полуфабрикатов / Р. Г. Гайнутдинов // Авиационная промышленность. 1985. -№ 5. - С. 19-20.

4. Свшшцкий А. М. Исследование коррозионной активности фюзеляжного конденсата пассажирских самолетов / А. М. Свшшцкий, Н. Ф. Воронкин, А. В. Карлашов, Р. Г. Гайнутдинов // Физико — химическая механика материалов. — 1982. № 5. - С. 70 — 72.

5. Карлашов А. В. Исследование коррозионной стойкости элементов внутреннего силового набора / А. В. Карлашов, А. М. Свшшцкий, П. В. Токарев // Авиационная промышленность. 1986. - № 11. — С. 69-71.

6. Марковцев В. А. Разработка и внедрение технологии и оборудования для изготовления прямолинейных листовых профилей для авиационных конструкций методом стесненного изгиба: Дисс. канд. техн. наук: 05.07.04. М.: НИАТ, 1991. —202 с.

7. Колганов И. М. Повышение несущей способности панельных конструкций ЛА с профилями, гнутыми из листа / И. М. Колганов, С. В. Филимонов, Н. А. Щавлева // Авиационная промышленность. — 1999.-№3.-С. 9-12.

8. Гиммельфарб, А. Л. Основы конструирования в самолетостроении / А. Л. Гиммельфарб. М.: Машиностроение, 1980. - 367 с.

9. Белянин, П. Н. Производство широкофюзеляжных самолетов / П. Н. Белянин. М.: Машиностроение, 1979. - 360 с.

10. Колганов И. М. О возможности использования в конструкциях изделий алюминиево литиевых сплавов / И. М. Колганов, Б. В. Богданов // Вопросы авиационной науки и техники. Сер. Авиационная технология. - 1992. - Вып. 1(22). - С. 9 - 12.

11. Колганов И. М. Изготовление панелей с гнутыми профилями из перспективных алюминиевых сплавов / И. М. Колганов, А. С. Ба-шилов, Б. В. Богданов // Авиационная промышленность. 1994. — № 9- 10. -С. 3.

12. Picard С. A. Emploi des nouveau materiaux et des nouvelles technologies dans la structure des avions modernes / C. A. Picard // L'aeronautique et l'astronautique. 1988. 130.-V. 3.-P. 4-29.

13. Habermann A. Metallische Werkstoffe und Fertigungstechnologie fur die Luftfahrt / A. Habermann // Neue Werkstoffe. 1987. - № 22. - V. 36. -P. 37-40.

14. Строение и свойства авиационных материалов / А. Ф. Белов, Г. П. Бенедиктова, А. С. Висков и др.; Под ред. акад. А. Ф. Белова. -М.: Металлургия, 1989. 368 с.

15. Trichett A. In for the long-haul / A. Trichett // Metal Bulletin Monthly. -2000. January. - P. 26 - 27.

16. Проскуряков А. Г. Исследование возможности формообразования профилей из алора — 41 в кромкогибочных машинах / А. Г. Проскуряков // Авиационная промышленность. 1989. - № 6. - С. 10-11.

17. Абдулин Ф. 3. Изготовление тонкостенных гнутых профилей из сплава 01420 / Ф. 3. Абдулин, Г. В. Проскуряков, А. С. Москвин и др. // Авиационная промышленность. 1987. 3. - С. 34 - 36.

18. Проскуряков, Г.В. Разработка технологии изготовления профилей стесненным изгибом из сплава АБМ 1 / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков В. И. Филимонов и др. // Авиационная промышленность. -1989.-№8.-С. 10- 12.

19. Зажигин А. С. Изготовление профилей и панелей из сплавов ОТ4, ОТ4-1 и ВНС-2 стесненным изгибом / А. С. Зажигин, Г. В. Проскуряков, В. И. Бунин // Авиационная промышленность. — 1967. — № 9. -С.26-28.

20. Ершов В. И. Изгиб со сжатием в тангенциальном направлении листов из титановых сплавов и стали ВНС-2 / В. И. Ершов // Авиационная промышленность. 1974. -№ 8. - С. 46 -48.

21. Колганов И. М. Изготовление гнутых листовых профилей повышенной жесткости из труднодеформируемых материалов / И. М. Колганов, Ф. 3. Абдулин, Г. В. Проскуряков и др. // Кузнечно -штамповочное производство. 1987. - ЛЬ 3. - С. 18 -21.

22. Колганов И. М. О достижениях и перспективах развития стесненного изгиба / И. М. Колганов // Сб. Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли. — НИАТ, 1992.-С.5-10.

23. Глазунов С. Г. Титан и его сплавы в авиации / С. Г. Глазунов, В. Н. Моисеев, Н. Н. Черкасов // Авиационная промышленность. 1974. — № 1.-С. 9-14.

24. Колганов И. М. Разработка и внедрение процессов формообразования листовых профилей авиационных конструкций стесненным изгибом при волочении: Дисс. канд. техн. наук: 05.07.04. Куйбышев: КуАИ, 1983.-296 с.

25. Колганов И. М. Формообразование профилей повышенной жесткости при волочении / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков, В. И. Колганов // Кузнечно штамповочное производство. - 1982. — № 5. -С.21 -23.

26. Колганов И. М. Формообразование листовых профилей стесненным изгибом при сочетании процессов волочения и прокатки / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков // Авиационная промышленность. -1983. 1.- С.36-38.

27. Колганов И. М. Оптимизация параметров гнутых листовых профилей при стесненном изгибе / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков // Вопросы авиационной науки и техники. Сер. Авиационная технология. 1986. - № 2. - С. 24 - 30.

28. Протопопов В. JI. Технологические процессы и оборудование для производства гнутых профилей / В. Л. Протопопов // Кузнечно -штамповочное производство. 1979. - № 6. - С. 6 - 9.

29. Филимонов, В. И. Интенсификация процесса формообразования стесненным изгибом профилей для авиационных конструкций: Дис. канд. техн. наук: 05.07.04. Самара: Самарский аэрокосмический ун-т, 1993.-199 с.

30. Куприн, П. Н. Повышение ресурса и снижение массы транспортных самолетов важнейшая задача ОКБ и производства: Сборник научных трудов / П. Н. Куприн, И. М. Колганов, А. II. Антонов. - Ульяновск: УлГТУ, 1999. - С. 45 - 52.

31. Куприн П. Н., Колганов И. М., Антонов А. II. Снижение массы и повышение ресурса ЛА при внедрении гнутых профилей и перспективных материалов. М.: МАТИ, 1999. - ЛЬ 4. - С. 838 - 839.36