Пневмоформовка куполообразных деталей из трансверсально-изотопного материала Петров, Максим Юрьевич

Введение к работе

Дктуальностьл'ем.ы, Создание новой техники, отдельные узлы которой работают в условиях агрессивных сред, высоких давлений и температур, связано с использованием трудподеформируомих, малопластичних сплавов. В последнее время при изготовлении деталей аэрокосмической техники из листовых труднодеформируемых материалов нашло применение медленное горячее деформирование, которое реализуется 'в условиях кратковременной ползучести.

Медленное горячее деформирование дает возможность значительно снизить удельные усилия штамповки и достичь больших степеней деформации. Существующие методы расчета технологических параметров, а такие известные феноменологические модели'деформируемости материала в этих процессах основаны на использовании теории ползучести изотропного материала.

Листовой материал, используемый при изотермической штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая зависит от физико-химического-состава сплава и технологии получения.

Анизотропия механических свойств листовой заготовки оказывает существенное влияние на технологические параметры процессов обработ-. ки металлов давленном как при пластической деформировании, реализуемом на традиционном прессовом оборудовании, так и при медленном деформировании, осуществляемом в режиме кратковременной ползучести.

.- Широкое внедрение в промышленность изотермической пневмофор-моеки куполообразных заготовок сдергивается недостаточно развитой теорией деформирования при повышенных температурах с учетом реальних свойств материала. Расчет н рекомендации по проектированию технологических процессов в основном даются на основе накопленного производственного опита.

Настоящая работа посвящена развитию теории изотермической пнев-мофориовкн куполообразных заготовок из анизотропного листового материала при деформировании в режиме кратковременной ползучести.

Работа выполнена в соответствии с Российской научно-технической программой "Ресурсосберегающие технологии машиностроения" (Приказ Госкомитета РСФСР но делам- науки и высшей школы Н204 от 19.03.91), за-

каз-нарядом ГК ВО РФ "Разработка научных основ проектирования технологических процессов обработки металлов давлением в режиме кратковременной ползучести, грантом "Теоретические основы новых технологий изотермической, штамповки элементов конструкций летательных аппаратов из перспективных металлических материалов", а также хозяйственными договорами с рядом предприятий России.

Цель_работы_! Научное обоснование расчета параметров процессов из
готовления ' куполообразных изделий в изотермических условиях из
труднодеформнруемых и малопластичных анизотропных материалов пла
стическим деформированием в режиме'кратковременной ползучести с це
лью их интенсификации и обеспечения необходимого качества готового
изделия. ' . -

Автор_защкяает механические уравнения связи между скоростями деформации, деформациями и напряжениями при осесимметричном деформировании оболочек вращения в режиме кратковременной ползучести; условие локальной потери устойчивости и феноменологический критерий разрушения анизотропного материала при кратковременной ползучести; результаты экспериментальных исследований характеристик анизотропии механических свойств алюминиевого сплава АМгб и титанового сплава ВТ6С при кратковременной ползучести; результаты теоретического исследования процесса изотермической пневмоформовки куполообразных заготовок из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести; установленные зависимости влияния анизотропии механических свойств исходного материала, закона пагружения на напряженное и деформированное состояния, геометрические размеры заготовки и продельные степени"" деформации, связанные с локализацией деформации и разрушением по накоплению микроповреждений; программное обеспечение теоретических расчетов и обработки опытных данных.

Научная-Новизна.;

1.Получены механические уравнения связи между скоростями дефор
мации, деформациями и напряжениями при медленном изотермическом
формоизменении оболочек вращения из трансверсально-изотропного мате
риала. , ,.

2. Разработаны критерии деформируемости и локальной потери устой
чивости (шейкообразования) анизотропного материала при формоизмене
нии в режиме кратковременной ползучести;

3. Предложены методики определения характеристик анизотропии
механических свойств при кратковременной ползучести.

1. Установлены закономерности изменения напряжений и деформации, геометрических размеров заготовки (толщины, максимального прогиба заготовки, радиуса кривизны), предельных возможностей формоизменения при пластической деформации куполообразной заготовки.

2. Получены законы изменения напряженного и деформированного состояния заготовки, геометрических размеров заготовки, продельных возможностей формоизменения анизотропного материала, связанных с накоплением микроповреждений и локальной потери устойчивости в режиме кратковременной ползучести.

Методы исследования. Теоретические исследования напряженного и деформированного состояния заготовки при изотермической пневмофор-мовке куполообразных изделий выполнены на основе теории пластичности и кратковременной ползучести анизотропного материала. Предельные возможности формоизменения установлены на базе использования условия локальной потери устойчивости и критерия разрушения анизотропного материала, связанного с накоплением микроповреждений, в режиме кратковременной ползучести: Анализ процессов реализован численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ IBM PC. При проведении экспериментальных исследований использованы современные испытательные машины и регистрирующая аппаратура. Обработка опытных данных проводилась методами математической статистики.

Практическая ценность и реализация работы. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создан пакет прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров процесса изотермической пкевмоформовки осесим-метричных куполообразных заготовок из трансверсалыго-изотропного ма-. териала в режиме пластичности и. кратковременной ползучести.

Эти рекомендации использованы ГП НПО "ТЕХНОМАШ" при разработке новых технологических процессов изготовления куполообразных загото-

вок различных типоразмеров. Достигнуто значительное снижение метал-. лоемкости и повышение качества изделия.

Некоторые вопросы научных исследований включены в отдельные разделы лекционных курсов "Новые методы обработки металлов давлением", "Штамповка анизотропных заготовок", а также использованы в исследовательских дипломных проектах.

Апробация_раб.оти₁ Результаты исследований доложены на Российской научно-технической конференции "Новые материалы н технологии" (г. Москва, МГГ'ЛТУ, 1995г.), Международной научно-технической конференции "Проблемы пластичности в технологии. Теория обработки металлов давлением" (г. Прел; ОГТУ, 1996г.), Второй международной конференции "Современные проблемы механики сплошной среды", (г. Ростов-на-Дону, НИИМ и I1II Г\У, 1996г.), Международной научно-технической конференции "100лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа", (г. Москва, МАМИ, 199Єг.), - Российской научно-технической конференции "Новые материалы и интенсивные технологии в производстве летательных аппаратов" (г. Москва, МЛТИ, 1997г.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 10 печатных работах.

Структура.и_объсц.диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на ._№ страницах машинописного текста, содержит .2р_ рисунков, 0... таблиц и 147 наименований библиографического-списка. Общий объем работы - ХИ5 страниц

Во. введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе проблемы, ее научная новизна, практическая ценность работы и кратко раскрыто содержание разделов диссертации.

}3_первон..разделе -рассмотрено современное состояние теории медленного деформирования материалов при повышенных температурах. Обоснована постановка задачи исследования.

Предложено исследовать процессы деформирования в отих условиях на базе теории кратковременной ползучести анизотропных материалов. Значительный вклад в развитие теории пластичности, ползучести, методов анализа обработки металлов давлением и критериев локальной поте-

ри устойчивости и разрушения изотропных и анизотропних материалов .внесли Ю.М. Арышенский, А.А. Богатов, В.Д. Головлев, Ф.В. Гречников, Г.Я. Гун, Г.Д. Дель, Д. Друкер, Г. Закс, Л.Л. Ильюшин, Ю.Г. Калпин, Л.М. Качанов, В.Л. Колмогоров, М.А. Колтунов, В.Д.Кухарь, Д. Лубан, Н.Н. Малинин, А.Д. Матвеев, С.Г. Милейко, А.Г. Овчинников, В.А. Огородников, С.С. Одинг, Е.А. Попев, І0.ІІ. Работнов, И.П. Ренне, К.И. Романов, Ф.И. Рузанов, Г. Свифт, Е.И. Семенов, И.А. Смарагдов, О.В. Соснин, Л.Г. Степанский, А.Д.' Томленов, Е.П. Унксов, В.Н. Чудин, С.А. Шестериков, СП. Яковлев, С.С. Яковлев и другие.

Из обзора научно-технической литературы следует, что анизотропия механических свойств обрабатываемых материалов играет существенное значение не только в условиях холодной обработки металлов давлением, но и при медленном деформировании, осуществляемом в режиме кратковременной ползучести, которую следует учитывать при расчетах технологических параметров процессов обработки металлов давлением. Недостаточно изучен вопрос определения характеристик анизотропии механических свойств материала при кратковременной ползучести.

Мало внимания уделялось вопросу разработке критериев деформируемости и локальной потери устойчивости (шзйкообразования) анизотропного листового материала в режиме кратковременной.ползучести.

Недостаточно внимание уделяется в научно-технической литературе технологическим задачам обработки металлов давлением анизотропных материалов в условиях кратковременной ползучести, в частности, при анализе изотермической пневмоформовки куполообразных заготовок.

На основа этого, сформулированы следующие основные задачи исследования;

Получить основные соотношения и уравнения осесимметричного деформирования оболочек вращения из трансверсалыю-изотропного материала в режиме кратковременной ползучести.

«Сформулировать феноменологический критерий разрушения и условие локальной потери устойчивости анизотропного листового материала при кратковременной ползучести.

Создать методику и провести экспериментальные исследования титанового и алюминиевого сплавов по определению характеристик анизотропии механических свойств¹ материалов при кратковременной ползуче-

- ь -сти.

-Использовать результаты исследования в учебном процессе н опытном производстве.

йолтороы_разлеле даны основные соотношения и уравнения, необходимые для теоретического анализа процессов медленного горячего деформирования анизотропного материала; приведенії условия локальної! потери устойчивости и разрушения по накоплению микропоирсжденип при кратковременной ползучести.

Рассматривается деформирование анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести. Упругими составляющими деформации пренебрегаем. Считаем, что если величина эквивалентного напряжения ГУ. меньше некоторой величины 0_С ,-то процесс деформирования будет

протекать в условиях вязкого течения материала, а если величина (j_c больше значения e , то будет осуществляться процесс деформирования п условиях вязкопластического течения. Величина 0_е„ соответствует остаточной деформации i',Q = 0.005 на статической кривой упрочнения при

с . - 0.04 1/с.

-СС J-.1

Введем потенциал скоростей деформация анизотропного тела при кратковременной ползучести в виде:

2f(aij) = Н(а_х - о_у)" + F(o-y - g_z) + G(g_z - а_х)" +

(і) +7 Nr² 4-Чї"² -'-/1-'с² -)

где - параметры анизотропии при кратковремен-

ной ползучести; О_і: - компоненты тензора напряжений; X, у, Z- главные оси анизотропии.

В этом случае соглпена ассоциированному закону течения зависимо-' сти скоростей деформации от напряжении запишутся так:

$, = *

(2)

н(а_х-а_у) + С{а_х-а_:) F(a_y -а,) + Я(а, -a,)'

^=X[G{a_z-a_x) + F(a₂-a_y)\

где Л- коэффициент пропорциональности.

Следуя работам Р. Хилла, так же, как в теории пластичности орто-

тропных материалов, впедем понятия эквивалонтного напрякония Си

эквивалентной скорости деформации C_ic при формоизменении п условия*:

кратковременной ползучести, величины которых будут oupr-деляться по выражениям:

+

ст_е = |3 R_xR_y (а_х - а у) + R_x {и_х - a-)" + R_y (а_г - а _г)

(з)

+ 2R_y(R_xyz%, + R_r_ x% + R_:x xl)]/[2(R_x + R_x R_v + R_yj\] ,

4_e = V^(R^+ Rx Ry + R_y){Rx(Rx^_x - Ry^)² +

(4)

+ R_xRy(-;_y-Rx-;_z)²+ R².(R_y-;_z--4,)²+

(Rx/2)(r_x + R_y +1)' (Q² /Rxy + (^_>z)² /r>, +

+ ($ J' Azx]}' '² /ybR_xR_y^vl{R_x + R_y+ 1)], где R_r = H/G, R_y = H/F, R^, = N/G, R_yl = L/G, R„ = M/G.

Можно показать, что величина коэффициента пропорциональности А может быть найдена по выражению:

X = 3R_y^/[2(R_x + R_x R_y + Ry)Go_c].

(5)

- 10 -Если величина <У_е меньше О_е0, то процесс деформирования протекает в условиях вязкого течения материала и величина эквивалентного напряжения O_g определяется следующим образом:

о_е=<у._е/В)^у", (6)

а в случае, если значение (7_е больше О_е0 формоизменение осуществляется в условиях вязкопластического течения и величина (7_е оценивается так:

Се = А(_Єе)^т-^

(7)

где В, И - константы кривой ползучести; СТ«- произвольная величина

напряжения; А, Ш и к - константы кривой упрочнения.

Предельные возможности процесса пневмоформовки деталей ответственного назначения предложено оценивать по критерию локальной потерей устойчивости (шейкообразованию):

. і/(^₂)+Ф₂иі/г,-і/г2)-Фз(У²⁼⁰> ⁽⁸⁾

^рД^е Zi и 7.1 - величины подкасательных к графикам зависимостей эк
вивалентного напряжения с» и эквивалентной скорости деформации С_1е
от времени, т.е. ' ' -

где Оі = ч>іа_е, ^=1(/(^,

а входящие функции ф, и V|^ , \J/_; не зависят от времени на каждом этапе

деформирования и определяются при решении конкретной.задачи..

Приведенный выше критерий получен на основе постулата устойчивости Друкера для реономных анизотропных сред.

¹ -и -

В случае вязкого течения материала условие (8) приводится к критерию локальной нотери устойчивости, полученному Н.Н. Калининым.

Равенство нулю вираження (8) соответствует моменту времени / и степени деформации є_е, яри котором возможно начало локализации очага деформации.

Предельные возможности формоизменения при пластической обработке материалов и деформировании в режиме вязкого течения материала часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения.

Предлагается условие деформируемости анизотропного материала при кратковременной ползучести записать в виде

0)_е=}^<1, ^ (₉)

если при вязкой деформации справедлив деформационный критерий разрушения, и в виде:

м _А = | ——— < 1, (10)

о Апр

если справедлив энергетический критерии разрушения.

Здесь 0)_с и fflj - повреждаемость материала по деформационной и

снергетнческой моделям разрушения соответственно; СТ_С - эквивалентное напряжение при кратковременной ползучести.

Зависимости эквивалентной деформації;; в момент разрушения ._е и

удельной работы разрушения Апр ^ПР^И кратковременной ползучести могут быть записаны в виде:

s_eiv= 4^СЩ В— kao + aicosa + ajcosp + ^cosy) (и)

й '

Arp= A'exp\B^,-~-\(bo + biQosa+h2Cos^ + j₃cosy)

(12)

- 12 -а зависимости эквивалентной деформации в момент разрушения _ег и

удельной работы разрушения Ann ^ПР^И вязкой деформации так:

e_e4, = C(a'₀ + u'iCosa + fl'₂cosP + fif'3COSY). (із).

и "

Ап_Р = С'(b'о+ b'iCosa + b'2Cosfi + b'3Osy). (и)

где G/G_e - показатель напряженного состояния;

Cf =^(Jj+0₂ "^^з)/^ "" ^сР^еДНое напряжение; 0j,O"₂ и 0₃ - главные

напряжения; ОС,р и у - углы, определяющие ориентацию первой главной

сои напряжений О, относительно глейких осей анизотропии X,y,Z.

Е_тро'гьем„.разделе предложено экспериментально определять пара-остров уравнения состояния и характеристик анизотропии механических свойств путем обработки-оксперинентальных. данных по'испнташш пло-

скнх образцов, вырезанных в пределах одного листа под углами 0 . 45'

її" 90 к направлению прокатки, и условиях вязкого точения материала и кратковременной ползучести. Приведены результаты .экспериментальных исследований характеристик анизотропии и параметров уравнения состояния при кратковременной ползучести и вязкой деформации для алюминиевого сплава АМгб и титанового сплава ВТ6С в состоянии поставки

'"олщиной 1мм при температуре испытаний .Т=450 ^ . Т"—530 ^ к

1^=930⁰^ соответственно.

Температурные роиимк испытаний выбрани на основе технологических режимов процессов пиевмоформовкя и сварки давлением.

Растяжение образцов в условиях -кратковременной ползучести осуще
ствлялось на универсальных пспытателышх машинах "Insbron ТТ-ДЇ.Г и
1246Р-2/2Ш0,а при изучении способности материала к. вязкому формоиз
менению растяжение производилось постоянной во времени нагрузкой на
испытательных установках А1ША-5-2 и ПВ 1520Ц.
: Испытание- образцов из титанового сплава ВХОС проводилось в вакуу
ме для предотвращения интенсивного окисления и газонасыщо.ния по-
/ .

- ІЗ -верхностиого слоя образца. Величины коэффициентов анизотропии образцов, вырезанных под углами 0 , 45 и*90 по отношению к направлению прокатки, при кратковременной ползучести и вязком деформировании определялись Б области равномерной деформации образца.

Параметры уравнений состояния при кратковременной ползучести и вязком течении материала определялись с помощью метода наименьших квадратов.

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что коэффициенты анизотропии R_a практически но зависят от величины начального напряжения cj₀. Исследуемые сплавы при данных температурных ренимах испытаний обладают анизотропией механических свойств.

Экспериментально установлено, что температура испытаний оказывает существенное влияние на величины коэффициентов анизотропии при вязком течении и кратковременной ползучести. Показано, что по мере увеличения начального напряжения Go накопленная к моменту разрыва'

деформация fi_lloa уменьшается, ь величина рассеянной удельной энергии

Апап Д^ля алюминиевого сплава Л!,!г6 остается постоянной. Обратная картина наблюдается для титанового сплава ВТ6С. Этот факт говорит о том,

что для алюминиевого сплава АМгб при Т=450 , 530 L справедлив энергетический критерий разрушения, а для титанового сплам БТ6С при

7=930 С - деформационный критерий разрушения.

П_;ЩТаертоі!_-Раздело приведены основные соотношения и уравнения, необходимые для теоретического анализа осесимметричного деформирования оболочек вращения п режиме кратковременной ползучести.

Рассматривается оболочка вращения, нагруженная равномерным дав-

ченг.ем р, изменяющемся в процессе деформирования по закону

і* р~ / + О J * , где <Я_С- и }}_р - параметры нагрухенин.

Материал заготовки принимаем трансверсально-изотропньш. Недофор-шрованное состояние мембраны будем рассматривать в системо коордн-гат хОу, а деформированное - в система координат i'Oz. Координаты Г

- 14 -и Z для недеформированного состояния совпадают с координатами X и у. Через \\1 и G обозначены углы между осью оболочки и нормалью к срединной поверхности в иедоформированном и деформированном Состояниях. Следует отметить, что Г — r(x, /), Z = Z{X,t) или Г = !"{)', /)>

2 = z(y, t); у = у{х); 0 = Є(х, /) или 9 - 0(д;, /); vj/ = \j/(x).

Сечение срединной поверхности оболочки в иедоформированном (штрихован линия) и деформированном (сплошная линия) состояниях.

Радиус кривизны меридионального сечения р_т и сечения оболочки

конической поверхностью, перпендикулярной дуге меридиана, р, для

ооолочки в деформированном состоянии, связаны с углом Ьи координатой Т зависимостями:

1 59 . _п , д'д _п . , . _ ,
~ _51п0 ~ COS0; 1/р, = SUIO/T, (15)

Р„, & V '

а угли между осью оболочки и нормалью к срединной поверхности в переформированном ЦІ и деформированном состоянии 0 связаны с соответствующими координатами соотношениями:

& ' ду

(S0 = -—. tgy^-~. (іє)

аг дх

Логарифмические деформации в меридиональном G_m н окруином Б₍ направлениях и в направлении нормали к ерздинноп поверхности мембраны Єд определяются по формулам:

. (дг cosiiA , / . _ч . /. ,, л

Vck cosO/

где / и Л-толщины оболочек в недеформироаанном и деформированном состояниях.

- 15 -Величини скоростей деформации в меридиональном %_т, окружном С,,

направлениях и по толщине заготовки ^₉ могут бить определены из соотношения (17) путем дифференцирования его по времени:

д²г 1(дг\ 58 __

(18)

г at h at

Напряженное состояние мембраны принимаем плоским(V = 0). Вследствие осевой симметрии мембраны и нагрукенил меридиональное (7 и осевое С, напряжения являются главными.

Уравнения равновесия элемента мембрани, нагруженной равномерным давлением р, в соответствии с безмомептной теорией оболочек записывается в виде:

Vm/Pm ⁺ ,/Pi-p/^fl'>. ⁽¹⁹⁾

v_m=PP,/i^2h)-

Величины главных скоростей деформации в меридиональном и окружном направлениях, и в направлении, перпендикулярном меридиану, при кратковременной ползучести могут быть определены из ассоциированного закона течения (2).

Величина эквивалентного напряжения (Т_е определяется -по выражению (3).

Принимая во внимание выражения (19) и (15), а также условие несжимаемости в деформациях выражения для определения меридиональных

<Т и окружных напряжений О_t можно записать в виде:

а_т= pr/(2hs'\nQ), (20)

pr ( r²hcos\\f 39*

(21)

а, =

2/isinQv x/jQsinG dxj

Таким образом, основная система уравнений для определения Ґ, И, 0, С_)е,О_е может быть записана в виде:

дг _ xh^ cos0 дх rh cosy'

r²h cos ці 50

_m = pr/{2hsmQ); а,=

дг 3 , 1 at 2 а,2+Л

2/zsin0V xhq sin 0 5дту' №,-a_m)+o,];

3 Л J

= --/г

2 <г_е2 + Л

(<*,+^CT_m);

о„ =

ii_Pna,<.a_f0 c_e = o,(_e/fi)^v";

^f^^k

при a_e > o_e0 o_e = A(Q"

Исключая'из приведенной выше системы уравнений напряжения О_т и (Т₍, можно получить окончательную систему уравнений для определения

г, дик.

дг _ x/Iq cosB _t дх rh cosy/

Эрг²

8t 4/isinGa,,

⁽ _ r²hcosy BO M* +1)) _' Z,,R

V x^sinG ас 2 + R J 2 + R

Зрі-

r²ftcosi|/<59^

(22)

dt 4sin0a„ 2 + Я

x^sin9 дх)

Для решения системы основных уравнений (22) необходимо располагать начальными и краевыми условиями. За начальное состояние в мо-

мент времени ^ = 0 примем деформированное состояние мембраны, нагруженное заданным давлением, полученное при ее пластическом деформировании.

Принимая степенную зависимость эквивалентного напряжения (У_е

от эквивалентной деформации

Е„

скорости деформации <5

_(«.-5J

_{= 4* J}

^Ґ_С

_ч,

а также выражения для логарифмических деформаций, зависимости между ними и напряжениями и геометрические соотношения (15), можно получить

основную систему трех уравнений для трех неизвестных С, 9 и /' при пластическом деформировании мембраны: dr xh, cos б

лгЛ, ccs 0

Г /!СОЗ\|/

dx /7; cosy '

2 +

lfl{r/x)-R\n(h/h₀) (1 + Л)1п(Л/Л₀)+ ln(/-/.r)

(23)

2л/2 А

/j =

"л/2 + Л W

3 pj2R + \( Шл+їЛ" 1

2(2 +Я); sir. о

[[1п(/-/*) + 1п(Л/Л,)З^а + [ln(r/x)j² +4n(A/^)]²}"^r.

Методом численного интегрирования полученных дифференциальных уравнений моино установить влияние давления газа, -анизотропии механических свойств на распределение напряжений и деформаций, геометри- . ческне размер» заготовки при изотермическом пластическом деформировании сэ, а также найти Начальные условия для решения системи уравнений (23).

П_ПЯТйМ_раздол приведенії результаты теоретических исследований процессов пневмеформовки изделий из трансверсалыю-ирттропного материала в условиях кратковременной ползучести. Оценено напряженно-деформированное состояние и предельные возможности формоизменения в

зависимости от геометрических размеров заготовки и параметров закона пагружения.

Гасчеты выполнены для процесса пневмоформовки круглой листовой саготовки из специального титанового сплава ВТСС при температуре обработки 930С, а такнэ алюминиевого сплава АМгб при температурах обработки 450 и 530С.

На рис. 1. изображены эпюры изменения относительных величин напряжений О_т —0_1п/ А и її, = С, J Л при деформировании круглой мембраны. Здесь сплошной линией показаны относительные величины Q>_m, а

(штриховой - относительные О/.

Анализ результатов расчета показывает, что с увеличением величины ;* происходит незначительное возрастание этих параметров до определенных пределов. При дальнейшем росте X величины G_m и (J_t уменьшаются.

1.0

1S

20 25 ^ 30 35
> Х,им

Рис.1. Эпюра относительных напряжений С_т и СТ, при формоизме- нении круглой мембраны из алюминиевого сплава АМгб при Т-530С

- 19 -Начальное возрастании относительных напряжений <З_т и CJ, мокко

объяснить резким, изменением радиуса кривизны мембраны, а дальнойич" уменьшение - с меньшим утонением заготовки по сравнению с центрально":

частью купола. Показано, что при /?,_rj_n/'% — COllSt с увеличением начального давления р^ величина относительного максимального прогиба

Z/R уменьшается с одновременным уменьшением рацнуса мо-'Грани R. В результате расчетов установлено, что с увеличенном величина Л" относительная величина ll_n,_irl/i1₀ резко возрастает. На рисунке 2 приведены" рафичеекпе зависимости изменения относительных величин *:анря":'ниіі CT_m и Gt от величины X/*і її времени деформирования для титанового и ілпмннисвого сплавов соответственно. Анализ'гра-ї ичосиі!': :, івнснмоотеіі і результатов расчета показывает, что с увеличенном соли ьнш ХІ П от-

юсителыпю величины напряжений <З_т и (J/ уменьшайте;!- >1!;:--ноирне~'^т,ь Уменьшения этих характеристик зависит от параметров закона нагру.-;е-

шя. С увеличением времени t величины С,,, и Oj возрастит¹ за счет
'.величення давления.

Предельные возможности процесса пнепмоформовки куполообразных іеталей оценивались критерием локальной потери устойчивости іаейкообразованием) и феноменологической моделью разру':;"нгп по на-;оплению микроповрендений. Установлено, что в большинстве случаев [редельные степени деформации ограничиваются критерием разрушения to накоплению микроповрожденнй. Однако, со значительным увеличением 'явления во времени предельные возможности ^ермоизменония ограннчи-аются критерием локальной потери устойчивости.

I 1.2.

^от1,0 0,8 03

_t

or.

to о

P„=1,0 МПа; 3,=53 Ю"³ МПа/с"п_р=9,5 10''

Р_о=1,0МПа; а_р=5,3 10^J МПа/с'-'гу^Э.Б 10"¹

Рис. 3. Эгшры относительных напряжений СУ_т и'С, для различных значений времени.