Особенности формообразования прямоугольного сварного листового пакета из промышленного титанового сплава

О.П. Тулупова1, А.А. Слесарева1, А.А. Круглов2, Ф.У. Еникеев1
1Уфимский государственный нефтяной технический университет, ул. Космонавтов, 1, 450062, г.Уфа
2Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Ст. Халтурина, 39, 450001, г.Уфа
Аннотация
Рассмотрен процесс сверхпластической формовки (СПФ) сварного листового пакета, состоящего из двух прямоугольных листов, сваренных по замкнутому контуру. При такой схеме прямоугольный пакет превращается в цилиндрическую оболочку, диаметр которой оказывается существенно меньше исходной ширины пакета. Деформирование пакета происходит по схеме свободного формоизменения, без фиксации кромок. При такой схеме прямоугольный пакет превращается в цилиндрическую оболочку, диаметр которой оказывается существенно меньше исходной ширины пакета. Пакет снабжен штуцером для подачи инертного газа. С помощью штуцера осуществляется крепление пакета к перекладине, установленной в камере электрической печи. Проведен конечноэлементный анализ напряженно-деформированного состояния пакета. Краевая задача теории ползучести решена в среде ANSYS. Получены зависимости высоты цилиндрического купола и ширины (полуширины) пакета от времени для плосконапряженного и плоскодеформированного состояний. В результате моделирования установлено, что процесс формообразования цилиндрической оболочки из прямоугольного пакета протекает в три этапа. На первом этапе происходит упругий изгиб оболочки, в результате которого высота цилиндрического купола резко возрастает, а ширина пакета резко уменьшается. На втором этапе деформирование выходит на установившуюся стадию сверхпластического течения, при этом высота купола и ширина пакета слабо изменяются. На третьем этапе увеличение высоты купола до конечного максимального значения сопровождается увеличением ширины пакеты. Экспериментальная формовка и расчет выполнены для пакета, состоящего из двух листов титанового сплава ВТ14 (Ti-4,2Al-2,7Mo-1,2V). Длина пакета 500 мм, ширина деформируемой части 38 мм. Листы соединены контактной сваркой, ширина сварного фланца 5 мм. После СПФ получена оболочка, имеющая на длине 450 мм форму цилиндра диаметром ~ 26 мм. Результаты моделирования сопоставлены с экспериментальными данными, получено удовлетворительное согласие.
Получена: 28 марта 2015   Исправлена: 05 октября 2015   Принята: 05 октября 2015
Просмотры: 47   Загрузки: 15
Ссылки
1.
O.M. Smirnov. Superplastic metal working techniques.Moscow: Mashinostroenie (1979) 184 p. (in Russian)[О.М. Смирнов Обработка металлов давлением в со-стоянии сверхпластичности. М.: Машиностроение,(1979) 184 c.].
2.
T.M. Zagirov, A.A.Kruglov, F.U. Enikeev. Russian Journalof Non-Ferrous Metals 52(2), 175 (2011).
3.
T.M. Zagirov, A.A.Kruglov, F.U. Enikeev. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodtvo 4, 31 (2010) (in Russian)[Загиров Т.М., Круглов А.А., Еникеев Ф.У. Кузнечно-штамповочное производство 4, 31 (2010)].
4.
A.A. Kruglov, F.U. Enikeev, R.Ya. Lutfullin. MaterialsScience and Engineering A 323, 416 (2002).
5.
A.A.Kruglov, F.U. Enikeev. Mekhanika deformirovannogotverdogo tela i obrabotki metallov davleniem. Tula,TulGu. 2, 41 (2005) (in Russian) [А.А. Круглов, Ф.У.Еникеев. Известия Тульского государственного уни-верситета, Механика деформируемого твердого телаи обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ. 2, 41(2005)].
6.
F.U. Enikeev. Izvestiya vuzov. Tcvetnaya metalurgiya 1, 45(2008) (in Russian) [Ф.У. Еникеев. Известия вузов. Цв.металлургия 1, 43 (2008)].
7.
A.Yu. Samoilova, V.R. Ganieva, F.U. Enikeev, A.A.Kruglov. Letters on Materials 3(3), 252 (2013) (inRussian) [А.Ю. Самойлова, В.Р. Ганиева, Ф.У. Еникеев,А.А. Круглов. Письма о материалах 3(3), 252 (2013)].
Цитирования
1.
Тулупова О.П., Ганиева В.Р., Круглов А.А., Еникеев Ф.У., Письма о материалах 7(1 (25)), 68-71 (2017).