Влияние угла наклона ребер жесткости на складкообразование при сверхпластической формовке гофрированных панелей

А.А. Круглов, Р.Р. Мулюков, О.А. Руденко, А.Ф. Каримова, Ф.У. Еникеев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 29 июля 2019; Исправлена: 02 октября 2019; Принята: 08 октября 2019
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: А.А. Круглов, Р.Р. Мулюков, О.А. Руденко, А.Ф. Каримова, Ф.У. Еникеев. Влияние угла наклона ребер жесткости на складкообразование при сверхпластической формовке гофрированных панелей. Письма о материалах. 2019. Т.9. №4. С.433-435
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-4-433-435

Аннотация

Эпюра первой главной деформации в гофрированной панели, когда φ = 60°, pmax = 4 МПа, время выдержки 3000 c.При разработке авиационной техники нового поколения особый интерес представляет метод сверхпластической формовки, который позволяет получать легкие и жесткие гофрированные конструкции. Изготовление таких конструкций включает сварку давлением пакета из трех листовых заготовок, где верхняя и нижняя заготовки играют роль обшивок, а средняя – наполнителя. Перед сваркой на внутренние поверхности заготовок обшивки наносят рисунок противосварочного покрытия. В процессе сверхпластической формовки пакета в штампе обшивки принимают форму полости матрицы, а лист наполнителя, растягиваясь между обшивками, образует ребра жесткости. Одной из основных проблем изготовления таких конструкций, как известно, является образование складок на наружной поверхности обшивок в процессе сверхпластической формовки. В работе изучен вопрос влияния угла наклона ребер жесткости на складкообразование. Известный прием предотвращения образования складок состоит в выборе листов обшивок толщиной, превышающей толщину листа наполнителя в 2-3 раза. Однако при изготовлении гофрированных конструкций переменного сечения, например полых лопаток вентилятора авиационного двигателя, рекомендованное соотношение не всегда может быть реализовано. Более того его выполнение ограничено допустимым весом лопатки. Исследование проблемы складкообразования проведено с помощью конечноэлементного моделирования, используя программный комплекс ANSYS 10ED, на примере гофрированной панели из титанового сплава ВТ6 (аналог Ti-6Al-4V). Для моделирования значения углов наклона ребер выбирали из интервала от 45° до 60°с шагом в 5°. По результатам моделирования установлено, что с увеличением угла наклона ребер следует увеличивать время выдержки под давлением. Если при угле наклона ребер 45° время выдержки составляет 3000 с, то начиная с угла наклона ребер 55°, чтобы избежать появления складок необходимо увеличить время выдержки уже в 2 раза.

Ссылки (20)

1. Patent US No. 927817, 23.12.1975.
2. Superplastic Forming of Structural Alloys: Proceedings of a symposium (ed. by N. E. Paton, C. H. Hamilton). Warrendale, PA, TMS−AIME (1982) 414 p.
3. W. D. Brewer, R. K. Bird, T. A. Wallace. Materials Science and Engineering. A243, 299 (1998). Crossref
4. J. D. Beal, R. Boyer, D. Sanders. Forming of Titanium and Titanium Alloys. In: ASM Handbook, Vol. 14B, Metalworking: Sheet Forming (ed. by S. L. Semiatin). Ohio, Materials Park, ASM International (2006) pp. 656 - 669. Crossref
5. L. D. Hefti. Journal of Materials Engineering and Performance. 17 (2), 178 (2007). Crossref
6. A. Akhunova, S. Dmitriev, A. Kruglov, R. Safiullin. Deformatsiya i Razrushenie Materialov. 11, 41 (2012). (in Russian) [А. Х. Ахунова, С. В. Дмитриев, А. А. Круглов, Р. В. Сафиуллин. Деформация и разрушение материалов. 11, 41 (2012).].
7. J. Shao, Z. Q. Li, H. Xu, X. Han, R. Zhang. Materials Science Forum. 838 - 839, 585 (2016). Crossref
8. J.-H. Cheng, S. Lee. J. Mater. Process. Technol. 45, 249 (1994). Crossref
9. Patent EP No. 0568201, 01.04.1993.
10. M. W. Turner, I. J. Andrews. 4th European Conference on Superplastic Forming Euro SPF’05. In: Book of Papers. London, United Kingdom, IOM Communications Ltd. (2005) pp. 39 - 46.
11. B. Zhao, Z. Li, H. Hou, J. Liao, B. Bai. Rare Metal Materials and Engineering. 39 (6), 0963 (2010). Crossref
12. A. Pashkevich, A. Orekhov, V. Smirnov. Izv. VUZ. Aviatsionnaya Tekhika. 4, 90 (1985). (in Russian) [А. Г. Пашкевич, А. В. Орехов, В. А. Смирнов. Изв. вузов. Авиационная техника. 4, 90 (1985).].
13. V. Smirnov, N. Birukov, V. Sadkov, I. Rostkovskii. Aviatsionnaya Industriya. 9, 46 (1986). (in Russian) [В. А. Смирнов, Н. М. Бирюков, В. В. Садков, И. Г. Ростковский. Авиационная промышленность. 9, 46 (1986).].
14. A. V. Kolesnikov, A. K. Shmakov. Vestnik IrGTU. 82 (11), 53 (2013). (in Russian) [А. В. Колесников, А. Л. Шмаков. Вестник ИрГТУ. 82 (11), 53 (2013).].
15. P. Anderson. Materials Science Forum. 838 - 839, 621 (2016). Crossref
16. O. Valiakhmetov, R. Galeev, V. Ivanko et al. Nanotechnologies in Russia. 5 (1-2), 108 (2010). Crossref
17. V. Ganieva, A. Kruglov, R. Lutfullin, O. Rudenko, F. Enikeev. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 447, 012050 (2018). Crossref
18. A. A. Kruglov, A. F. Karimova, F. U. Enikeev. Letters on materials. 8 (2), 68 (2018). Crossref
19. F. U. Enikeev. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 49 (1), 41 (2008). Crossref
20. F. U. Enikeev, A. A. Kruglov. International Journal of Mechanical Sciences. 37 (5), 483 (1995). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Институт проблем сверхпластичности металлов РАН - ИПСМ РАН № АААА-А17-117041310221-5