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.
Ссылки (7)
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)].