Применение обратного анализа для определения реологических констант материалов по результатам тестовых формовок круглых мембран

И.Ю. Захарьев, С.А. Аксенов, И.В. Логашина показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 18 ноября 2016; Принята: 27 февраля 2017
Цитирование: И.Ю. Захарьев, С.А. Аксенов, И.В. Логашина. Применение обратного анализа для определения реологических констант материалов по результатам тестовых формовок круглых мембран. Письма о материалах. 2017. Т.7. №1. С.49-54
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-1-49-54

Аннотация

Работа посвящена проблеме определения реологических характеристик материалов по результатам тестовых формовок листовой заготовки в цилиндрическую матрицу. Данная информация о материале используется при проектировании процессов газовой формовки изделий аэрокосмической отрасли. Реализация таких процессов требует соблюдения оптимальных технологических режимов, при расчетах которых необходимо адекватно описывать свойства материала, находящегося в состоянии пластического течения. Недостатком классической экспериментальной методики по растяжению плоских образцов является то, что полученная информация описывает формоизменение материала в условиях одноосного растяжения, нехарактерных для процессов газовой формовки. Рассматриваемая в работе экспериментальная методика по формовке круглых мембран позволяет исследовать поведение материала в условиях двухосного растяжения. Интерпретацию результатов тестов предлагается осуществлять посредством обратного анализа с использованием при решении прямой задачи специальной полуаналитической модели. Ключевую роль в данной полуаналитической модели играет зависимость толщины заготовки в вершине купола от высоты подъема купола, которая учитывает влияние коэффициента скоростной чувствительности. Этот подход был применен при обработке результатов испытаний по свободной формовке промышленных алюминиевых сплавов. Полученные характеристики материалов сравнивались с характеристиками, определенными с помощью других методик, для тех же наборов экспериментальных данных, доступных в литературе. С целью оценки эффективности предложенной методики, полученные константы верифицировались c помощью конечно-элементного моделирования. Для моделирования использовался пакет программных продуктов MSC. Nastran. Результаты моделирования продемонстрировали хорошую согласованность с экспериментальными данными не только по высоте купола, но и по толщине заготовки в вершине купола.

Ссылки (22)

1. E. N. Chumachenko I. V. Logashina, I. Y. Zakhariev, Metallurgist, Pages 1 - 6 (2016) (in Russian) [Е. Н. Чумаченко, И. В. Логашина, И. Ю. Захарьев Металлург. 2016. № 4. С. 102 - 105.]. Crossref
2. E. Chumachenko, E. Smirnov, M. Tsepin Superplasticity:Materials, theory, technology. -M. publishing house “Librikom” (2009) 320p. (in Russian) [Чумаченко Е. Н., Смирнов О. М., Цепин М. А.// М. Сверхпластичность: Материалы, теория, технологии. - М.: книжный дом “Либроком” 2009. 320с.].
3. W. A. Backofen, I. R. Turner, D. H. Avery. Trans. ASM 57 (4), pp. 980 - 990. (1964).
4. J. Hedworth, M. J. Stowell. Journal of materials science 6 pp. 1061 - 1069. (1971).
5. Hart E. W., Theory of tensile test // Acta Metall. 15, pp. 351 - 353. (1967).
6. T. Zagirov, A. Kruglov, F Enikeev. Industrial laboratory. Materials diagnostics. 9, 76, (2010) (in Russian) [Загиров Т. М., Круглов А. А., Еникеев Ф. У., “Заводская лаборатория. Диагностика материалов” № 9. Том 76 (2010)].
7. D. M. Woo. Int. J. Mech. Sci. 6, pp. 303 - 317 (1964).
8. M. Albakri, F. Abu-Farha, M. Khraisheh, // Int. J. Mech. Sci. 66. pp. 55 - 66. (2013).
9. E. M. Taleff, L. G. Jr. Hector, R. Verma, P. E. Krajewski, J. K. Chang, Journal of Materials Engineering and Performance. 19 (4). pp. 488 - 494. (2010).
10. S. A. Aksenov, A. V. Kolesnikov, A. V. Mikhaylovskaya, Journal of Materials Processing Technology. 237. pp. 88 - 95. (2016). Crossref
11. F. U. Enikeev, A. A. Kruglov, Int. J. Mech. Sci. 37. pp. 473 - 483. (1995).
12. G. Giuliano, S. Franchitti, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 47. pp. 471 - 476. (2007).
13. G. Giuliano, Materials and Design. 29. pp. 1330 - 1333. (2008).
14. G. Giuliano, S. Franchitti, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 48. pp. 1519 - 1522 (2008).
15. Joon-Tae, Jong-Hoon, Ho-Sung Lee, Sung-Kie Youn, Journal of Mechanical Science and Technology. 26 (7). pp. 2101 - 2105 (2012).
16. F. Enikeev, O. Tulupova, V. Ganieva. Forging and Stamping Production. Material Working by Pressure 11, pp. 7 - 11, (2015) (in Russian) [Еникеев Ф. У., Тулупова О. П., Ганиева В. Р., «Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением». 11. С. 7 - 11. (2015)].
17. D. Sorgente, L. Tricarico, International Journal of Material Forming. 7. pp. 179 - 187. (2014).
18. G. Y. Li, M. J. Tan, K. M. Liew, J. Mater. Process. Technol. Vol.150. pp. 76 - 83. (2004).
19. S. A. Aksenov, E. N. Chumachenko, A. V. Kolesnikov, S. A. Osipov, Journal of Materials Processing Technology. 217. pp. 158 - 164. (2015).
20. J. R. Bradley, Bulge Testing of Superplastic AA5083 Aluminum Sheet in: E. M. Taleff, P. A. Friedman, P. E. Krajewski, R. S. Mishra, J. G. Schroth (Eds.) Advances in Superplasticity and Superplastic Forming. The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), Charlotte, North Carolina, USA. 2004. pp. 109 - 118.
21. F. Jovane, Int. J. Mech. Sci. 10. pp. 403 - 424. (1968).
22. S. Yu-Quan, Z. Jun, Mater. Sci. Eng. 84. pp. 111 - 125. (1986).

Другие статьи на эту тему