Теория обработки металлов давлением. Курсовая работа: Методические указания

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Курсовая работа Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением»

Составитель В. И. Филимонов

Ульяновск 2006

УДК 620.186 (076) ББК 34.62 я7 Т34 Рецензент: д-р техн. наук, доцент кафедры «Физическое материаловедение» Ульяновского государственного университета Н. А. Красильников. Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета.

Теория обработки металлов давлением. Курсовая работа: методичеТ34 ские указания / сост. В. И. Филимонов. – Ульяновск: УлГТУ, 2006. – 52 с. Методические указания составлены в соответствии с требованиями стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением», а также на основании рабочей программы по курсу «Теория обработки металлов давлением». В них отражены содержание и объем курсовой работы, даны методические указания по составлению работы, ее графической части, подготовке к защите, изложены требования к оформлению работы, приведены задания, указана учебная и справочная литература, а также дан обзор основных методов теоретического анализа процессов обработки металлов давлением. Работа подготовлена на кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлением».

УДК 620.186 (076) ББК 34.62 я7 © Филимонов В. И., составление, 2006 © Оформление. УлГТУ, 2006 2

ВВЕДЕНИЕ Курсовая работа по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» предназначена для привития студентам навыков теоретического анализа процессов формообразования деталей методами ОМД в области их специализации, приобщения к научной работе. В работе отводится значительное место работе с технической литературой. Выполнение работы потребует от студента знаний смежных дисциплин: математики, физики, вычислительной техники, механики и основных понятий о технологии процессов ОМД. В процессе выполнения работы предполагается на основе известных методов получить решение поставленной задачи с проведением всех промежуточных вычислений, при возможности – получение новых результатов. В результате работы студент должен подготовить • расчетно-пояснительную записку объемом до 50 стр.; • графические материалы на одном листе формата А2; • доклад к защите и выступить с ним; • ответить на вопросы. Фактически, в результате выполнения курсовой работы предполагается, что студент должен стать специалистом по проблематике его весьма узкой темы. 1. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 1.1. Этапы выполнения работы Выполнение работы предусматривает следующие этапы. 1. Получение задания на курсовую работу. 2. Составление обзора литературы и изучение проблемы. 3. Постановка задачи и определение методов решения. 4. Решение задачи: получение основных результатов. 5. Обработка результатов и их анализ. 6. Разработка возможных схем реализации процесса. 7. Составление текста расчетно-пояснительной записки. 8. Подготовка к защите. 9. Защита курсовой работы. 1.2. Краткая характеристика и сроки выполнения этапов работы Тема и задание курсовой работы выдаются студенту преподавателем в начале семестра, за 3 – 4 месяца до защиты (темы работ и эскизы к ним приведены в прил. 3 и 4). Форма выдачи задания определена в разделе 3.1.2 и прил. 2. После литературной проработки темы студентом в течение 3 – 4 недель задание уточняется, а студент формирует развернутый план курсовой работы и согласует его с руководителем, после чего задание подлежит окончательному оформлению.

3

Основные этапы выполнения работы должны быть распределены по времени: выполнение этапов 3 – 6 потребует работы в течение 4 – 6 недель, а этапов 7 – 8 – еще 2 – 3 недель. При регулярной работе студента работа должна быть завершена к началу зачетной недели. Еженедельные консультации руководителя являются обязательными для посещения студентами. При этом решаются возникающие вопросы по работе и осуществляется контроль за ходом выполнения курсовых работ. Обычно ход и процент выполнения курсовой работы каждым студентом отражается в графике, который также служит документом для текущей аттестации работы студентов деканатом факультета. График обычно располагается на организационном панно кафедры и заполняется каждые две недели (или еженедельно). Готовая курсовая работа должна быть сдана преподавателю на проверку не позднее, чем за неделю до зачетной недели. К защите принимаются курсовые работы только после подписания расчетно-пояснительной записки руководителем, при наличии графических материалов к защите. Защита осуществляется перед аудиторией. Время, отводимое на доклад – (7 – 10) минут. При оценивании работы принимаются во внимание следующие обстоятельства: • сложность задания; • полнота и глубина решения задач и проработки темы; • грамотность расчетов и изложения, качество оформления текстовых и графических материалов; • качество доклада и ответов на вопросы при защите; • самостоятельность при выполнении курсовой работы; • сроки выполнения курсовой работы; • выдержанность временного регламента доклада. 2. СОДЕРЖАНИЕ, ОФОРМЛЕНИЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РАБОТЫ 2.1. Содержание работы по разделам Курсовая работа должна содержать разделы, приведенные в табл. 1. Таблица 1 Содержание и объем курсовой работы № по порядку в работе

Наименование раздела** Титульный лист Задание на курсовую работу 4

Ориентировочный объем, листов формата А4 1 1

% от всего объема *

№ по порядку в работе 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Наименование раздела** Введение Литературный обзор Постановка задач и обоснование выбора методов их решения Решение поставленных задач Обработка результатов, табуляция функций, графическая интерпретация зависимостей Обсуждение результатов, сравнение с расчетными и экспериментальными данными из технологической практики Преимущественные схемы реализации процесса Заключение Библиографический список Оглавление Приложения

1. Графические материалы к защите (обязательные): лист формата А4 подшивается в работу в качестве приложения; лист формата А2 – плакат для иллюстрации доклада. 2. Электронная копия работы (обязательная). 3. Другие приложения.

Окончание табл. 1 Ориентировочный объ- % от всего ем, листов объема * формата А4 1 1 10…15 20 2…3

5

10…15

35

2…5

15

1…3

5

1…3

5

1 1…2 1

1 3

1…4

5

Доклад к защите (факультативно) 3…5 5 * – для контроля за ходом выполнения работы ** – содержание разделов курсовой работы подробно описано в разд. 3 настоящих методических указаний; там же даются соответствующие рекомендации по составлению этих разделов 2.2. Формат страниц и абзацев Как правило, текст работ оформляется в среде (Win)Word (версии 97 и выше). Формат – А4 (210×297 мм), ориентация книжная, распечатка – односторонняя. Поля раскладки страницы: нижнее, верхнее – 20 мм; левое – 25 мм, правое – 15 мм. Абзацный отступ – 12,7 мм. Интервал – одинарный. Шрифт – Times New Roman, 14 пт, цвет шрифта – черный. Выравнивание – по ширине страницы. 2.3. Терминология и размерность физических единиц При подготовке текста работы следует строго соблюдать единообразие терминов, размерностей и условных обозначений. При введении условных обозначений, их следует полностью расшифровать при первом упоминании. Раз5

решается использовать только общепринятые сокращения. Единицы физических величин следует приводить только в системе СИ (исключение могут составлять линейные размеры, которые традиционно измеряются в мм). 2.4. Математические формулы Математические формулы набираются в редакторе формул (Equation Editor), входящем в состав (Win)Word. Следует использовать установки по умолчанию (наклонный курсив). Допускается обычный строчный набор простых формул в тексте и на отдельной строке с использованием специальных знаков вставки «Символ». Формулы следует располагать по середине страницы, а ссылки на формулу в круглых скобках необходимо выравнивать по правому полю. Номера ссылок на формулы должны располагаться в возрастающей последовательности. На пронумерованные формулы обязательно должны быть ссылки в тексте. Формула не нумеруется, если на нее в последующем не ссылаются. Все буквенные обозначения, входящие в формулу, должны быть расшифрованы после формулы или в тексте, например: «… радиальное напряжение σρ определяется зависимостью (1) σρ = –β⋅σs ⋅ln(R/ρ), где β – фактор Лоде; σs – предел текучести, МПа; R – радиус наружного контура, мм; ρ – текущее значение радиуса, мм». При упоминании ссылок следует указывать вид зависимости, например, «…из соотношения (уравнения, выражения, зависимости, соотношения, неравенства и т. д.) следует, что…». 2.5. Оформление таблиц В тексте работы таблицы должны иметь сквозную нумерацию. Первая ссылка на таблицу должна предшествовать самой таблице (например, «в табл. 2 даны…», а последующие ссылки должны иметь вид: «(см. табл. 2)». Пример оформления таблицы см. в разд. 2.1 (табл. 1). При необходимости переноса таблицы, ее следует предварительно разбить, над перенесенной на следующую страницу частью таблицы поместить выровненную по правой стороне листа надпись «Продолжение табл. 2». При этом заголовок таблицы повторяется на следующей странице (встроенная опция повторения заголовка таблиц имеется в табличном редакторе программы «Word»). Текст в ячейках заголовка таблицы должен начинаться с прописной буквы. Данные в ячейках таблицы следует выравнивать из соображений смысловой целесообразности и эстетики восприятия. 2.6. Форматы документов стандартных программ обработки данных В разд. 4 работы предусматривается использование стандартных программ «MathCAD» и «EXCEL» для обработки полученных зависимостей с целью их 6

визуализации и облегчения анализа. В первую очередь, речь идет о рисунках и диаграммах, формат которых отличается от форматов, предусмотренных отечественными стандартами. Таким рисункам и диаграммам в тексте работы следует предпослать таблицу данных или зависимость (для EXCEL), или же блок исходных данных перед построением диаграммы (MathCAD). Сами же графические зависимости оформляются как рисунки со сквозной нумерацией. В пояснительной части разд. 4 следует привести принятые условные обозначения, необходимые для понимания таких диаграмм и рисунков. 2.7. Оформление рисунков Рисунки – чертежи, эскизы, графики, диаграммы – должны оформляться в соответствии с требованиями ЕСКД. Рисунки могут выполняться средствами «Word», «AutoCAD» (с последующей вставкой в текст пояснительной записки) или с помощью других графических редакторов. Допускается использование отсканированных графических материалов хорошего качества в обзорной части работы. Все рисунки должны иметь подрисуночные надписи во вставной рамке «Надпись» (имеется во встроенном графическом редакторе «Word»). Вставная рамка должна быть сгруппирована с рисунком. Для сгруппированных рисунков следует назначать обтекание «вокруг рамки», если рисунок занимает менее половины страницы в ширину, и «сверху и снизу» – для более широких рисунков. Текст в теле рисунка должен быть примерно того же размера, что и основной текст пояснительной записки. Иногда этими соображениями определяется и сам его размер. Все позиции, указанные на рисунке, должны иметь пояснение в подрисуночной надписи или же в тексте пояснительной записки. В меру возможного, позиции на рисунке следует располагать по часовой стрелке в порядке возрастания номера позиции. Ниже дается пример оформления рисунка:

а

б

в

Рис. 1. Расположение профиля в валках для создания оптимального скоростного режима: а и б − нерациональное расположение; в − рациональное расположение; 1 − верхний валок, 2 − заготовка, 3 − нижний валок

Рисунки должны быть четкими и включать только необходимые для пояснения сути элементы. По возможности следует соблюдать единообразие выполнения рисунков. В других случаях следует руководствоваться соображениями соразмерности и эстетики.

7

Ссылка на рисунок должна предшествовать самому рисунку, например, «на рис. 1 показано расположение профиля…». Последующие ссылки на этот же рисунок оформляются так: «(см. рис. 1)». 2.8. Оформление библиографического списка Библиографический список составляется в порядке их цитирования с описанием источников в соответствии с ГОСТ 7.1–2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления. – М.: Книжная палата, 2003. – 192 с. Примеры библиографического описания. 1. Статья в журнале: Филимонов В. И. Условия замыкания калибров при интенсивном формообразовании открытых профилей в роликах / В. И. Филимонов, С. В. Филимонов // Производство проката. – 2004. – № 11. – С. 23 – 29. 2. Книга: Филимонов С. В. Метод, расчеты и технология интенсивного деформирования в роликах гнутых профилей типовой номенклатуры / С. В. Филимонов, В. И. Филимонов – Ульяновск: УлГТУ, 2004. – 246 с. Бердичевский Е. Г. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов /Е. Г. Бердичевский. – М.: Машиностроение, 1984. – 224 с. 3. Патент: А.с. 1155434 СССР, МКИ3 В25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / Л. В. Худобин, Е. М. Булыжев, В. Е. Сазанов, Н. Д. Михайлов. – 1985. – Бюл. № 18. Патент 2228232 РФ, МПК7 В 21 D 5/06. Способ изготовления широкополочных швеллерных и корытных симметричных тонкостенных профилей в роликах / В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, С. В. Филимонов. – Опубл. 10.05.04. Бюл. № 13. 4. Диссертация: Богданов В. В. Повышение эффективности ... жидкостей: дис. ... кан. техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Ульян. политехн. ин-т. – Ульяновск, 1981. – 383 с. 5. Справочник: Технологичность конструкции изделия: справочник / под ред. Ю. Д. Амирова. – М.: Машиностроение, 1990. – 768 с. 2.9. Общая компоновка, переплетные работы, хранение курсовой работы Компоновка курсовой работы осуществляется в соответствии с разд. 2.1. Листы курсовой работы брошюруются со сквозной нумерацией страниц, включая приложения; титульный лист является первым для нумерации: на нем номер не проставляется; оглавление самое себя не нумерует.

8

Листы курсовой работы сшиваются в папку (пластиковую или картонную) с ровным внешним обрезом. Не допускается брошюрование работы ступенчато, со сдвигом листов. На верхней обложке папки должна быть размещена наклейка, представляющая собой сжатый (примерно в 3 раза) титульный лист работы. Для пластиковых папок с прозрачной верхней обложкой наклейка не требуется. После защиты курсовые работы передаются на кафедру для хранения в течение одного года с последующим уничтожением в присутствии членов специальной комиссии. 3. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ И ТРЕБОВАНИЯ К ЕЕ СОСТАВНЫМ ЧАСТЯМ 3.1. 3.1.1.

Тема, задание и исходные материалы Тема работы

Выбор темы курсовой работы студентом определяется рядом факторов: • предпочтениями студента в связи с профилем его будущей работы (если он уже определен); • предположительной ориентацией в плане выполнения дипломной работы и прохождения практик; • планом научной работы и производственной специализацией кафедры; • проблемами кадрового состава кафедры и др. Темы предлагаемых курсовых работ приведены в прилож. 3 и 4 (эскизы). Закрепление за студентом осуществляет преподаватель (руководитель работы), который выдает студенту задание к исполнению, в котором указывается вид и разновидность процесса, материал детали, ее размерные характеристики, а также уточняются детали выполнения полученного задания. При возникновении коллизий при выборе темы (выбор одной и той же темы несколькими студентами) преподаватель вправе предложить студенту сделать выбор из оставшихся тем или же назначить тему по своему усмотрению. В связи с меняющимися потребностями производства перечень тем может дополняться; руководителем могут быть предложены темы по новым специфическим процессам, внедряемым в производство. Название темы может быть заужено с целью отражения специфики реализации процесса, влияющей на вид ее напряженно-деформированного состояния при деформировании (например, гибка листовой заготовки с растяжением, гибка заготовки с торцевым сжатием в кромкогибочной машине, гибка заготовки в роликах и т. д.). 3.1.2. Задание на выполнение курсовой работы Задание на курсовую работу формируется преподавателем. Обычно в содержательную часть задания включается эскиз операции (детали) с размерными или технологическими параметрами, а также перечисляются задачи, подлежащие решению, могут также формулироваться специфические требования, относящие9

ся к более глубокому изучению того или иного вопроса. Задание оформляется на отдельном листе согласно прилож. 2. Эскизы операций (деталей) приведены в прилож. 4, название темы, размерные параметры заготовок, материалы и технологические параметры процесса (при необходимости) приведены в прилож. 3. 3.1.3. Исходные материалы Под исходными материалами подразумеваются сведения, способствующие более глубокой проработке темы студентом с экономией временных ресурсов. В прилож. 6 указана литература по темам курсовых работ по ТОМД, большей частью доступная для студентов в библиотечных фондах города. Первоначальные сведения о моделировании процессов ОМД и получение характеристик НДС, силовых параметров, предельных возможностей, параметров точности и др. можно найти в базовом курсе лекций по ТОМД [19]. 3.2. Введение Введение рекомендуется оформлять по окончании написания основных разделов работы. Содержательная часть введения формируется примерно в следующей последовательности. • Определение (дефиниция) процесса. • Сфера приложения данного процесса (отрасль, изделия, детали). • Краткое описание реализации процесса (оборудование, режимы). • Основные параметры, подлежащие теоретическому определению. • Формулировка цели курсовой работы в общем виде с указанием необходимости решения частных задач (перечислить). Цель введения – дать краткую характеристику рассматриваемого процесса и сформулировать цель и задачи курсовой работы. Объем введения не должен превышать одной страницы. 3.3. Литературный обзор Целью литературного обзора является изучение студентом предметной области его курсовой работы. 3.3.1. Содержание литературного обзора Литературный обзор должен включать следующие подразделы: • определение процесса и его назначение (0,5 стр.); • сфера применения процесса и изготавливаемые изделия (0,5 –1 стр.); • применяемое оборудование (1 – 2 стр.); • схемы реализации процесса и их разновидности (1 – 2 стр.); • преимущества и недостатки процесса; дефекты и их причины (1 – 2 стр.); • режимы реализации процесса (0,5 – 1 стр.);

10

• механические схемы приложения сил и НДС при деформировании (1–1,5 стр.); • основные параметры и характеристики процесса, получаемые расчетным путем (1–2 стр.); • обзор используемых методов расчета основных параметров процесса (1–3 стр.). 3.3.2. Источники информации и работа с ними Прежде чем приступить к написанию литературного обзора, следует внимательно просмотреть первичные источники информации (прилож. 6), отмечая в специальной тетради страницы, относящиеся к тому или иному подразделу литературного обзора (см. разд. 3.3). Сравнить информацию, относящуюся к одному и тому же подразделу, и отобрать из имеющихся источников наиболее ценную и релевантную информацию для включения в соответствующий подраздел. Подразделы должны иметь переходные связки между собой с тем, чтобы работа смотрелась цельной. Следует избегать эклектики в представлении материала: разрозненный, не связанный воедино материал вызывает чувство неудовлетворения у читающего. Терминология и обозначения в различных источниках могут отличаться. Поэтому их необходимо привести к единому виду в рамках курсовой работы. Литературный обзор должен включать не менее 15 источников информации. При цитировании следует ссылаться на номер источника и номера соответствующих страниц. Например, «… в монографии [3, с. 2] указывается, что при гибке полосы возможен учет упрочнения в виде степенной или линейной зависимости». Здесь номер [3] в ссылке указывает на порядковый номер источника в библиографическом списке в конце работы. Библиографический список формируется в порядке следования ссылок в тексте пояснительной записки. Цитируемая литература должна быть релевантной, т. е. непосредственно относящейся к разрабатываемой теме. Источники хранения информации: • областные, городские, районные библиотеки; • научная библиотека университета; • библиотеки промышленных предприятий; • центр научно-технической информации; • ресурсы Internet. Расширить базу поиска можно за счет вторичных источников из библиографических источников, указанных в книгах по теме курсовой работы. Можно также воспользоваться рефератами из реферативных журналов «Механика» и «Технология машиностроения». Ценную информацию также можно найти в авторефератах диссертаций и «Летописях диссертаций», хранимых в библиографическом отделе «Дворца книги» и в отделе диссертаций университета. 3.4. Постановка задач и выбор методов их решения Этот раздел работы должен содержать следующие подразделы: • схема реализации и параметры процесса (0,5 – 1 л.); 11

• • • •

выделение основных и вспомогательных параметров процесса (0,5 – 1 л.); специфические условия реализации процесса формообразования (0,5 л.); определение расчетных параметров (0,5 л.); выбор методов получения расчетных параметров (0,5 л.). 3.4.1. Схема реализации и параметры процесса

В данном подразделе следует поместить рисунки, иллюстрирующие процесс в начальной, промежуточной и конечной стадиях, и дать краткое пояснение реализации процесса по этим рисункам. На каждом из рисунков следует представить наиболее характерный разрез детали и инструмента с указанием необходимых геометрических параметров заготовки и инструмента, а также силовых воздействий (сил, моментов) на заготовку. Позиции, обозначающие заготовку и элементы инструмента вынести в подрисуночную надпись. 3.4.2. Выделение основных и вспомогательных параметров процесса На основе литературного обзора выделить основные параметры процесса, которые можно определить расчетным путем, а также вспомогательные параметры, которые могут задаваться технологически, например, на основе экспериментальных исследований. Такими вспомогательными параметрами могут быть радиусы скругления матрицы при вытяжке, длина или угол конического участка при редуцировании, температурный режим формообразования1 и т. д. Для определения вспомогательных параметров следует обращаться к справочникам по холодной или горячей штамповке. Подраздел «Выделение основных и вспомогательных параметров процесса» должен содержать следующую таблицу (табл. 2). Обозначения параметров должны согласовываться с обозначениями на схеме реализации процесса. Таблица 2 Выделение параметров процесса № п/п

Название и обозна- Источник № п/п Название и обозначение основного (*) чение вспомогапараметра тельного параметра

Источник (*)

(*) – указывается номер литературного источника, на основе которого произведен выбор данного параметра (ссылка, например, в виде [5, с. 48]) Допускается сводить основные параметры в одну таблицу, а вспомогательные – в другую.

Если температура и/или ее распределение подлежат расчету, то температурный режим следует отнести к основным параметрам. 1

12

3.4.3. Специфические условия реализации процесса формообразования В данном подразделе надлежит описать особые условия осуществления процесса, например, изменение температурного режима по ходу процесса, различие условий смазки на различных участках заготовки, изменяющийся скоростной режим, особые требования к инструменту (например, требование насечки или рифления на локальных участках для изменения трения), приложение неучтенных или преднамеренных воздействий на заготовку (например, ультразвук) и т. д. В некоторых случаях специфические условия реализации процесса могут кардинальным образом изменять процесс формообразования и, следовательно, его параметры. Тщательная разработка данного подраздела облегчит формулировку допущений при решении задач работы в математической постановке. 3.4.4. Определение расчетных параметров На основе анализа табл. 2 и специфических условий реализации процесса здесь следует окончательно определить параметры, подлежащие расчету. Определение основных параметров процесса формообразования фактически резюмирует постановку задач в наиболее общей форме. Постановка частных задач в математической форме описана в разд. 3.5.2. К сожалению, невозможно дать общий набор параметров, которые были бы адекватны любому процессу ОМД, или же рецептуру их определения. Можно лишь указать группы вопросов, которые обычно решаются при разработке того или иного процесса формообразования: • напряжения и их распределение в очаге деформации; • деформации в процессе формообразования; • перемещения частиц заготовки относительно инструмента или друг друга; • силовые параметры процесса; • температурные режимы формообразования; • смазка заготовки; • потеря устойчивости элементов заготовки; • характеристики размерной точности пружинение, отклонения линейных размеров); • вопросы качества поверхности; • предельные возможности. Следует иметь в виду, что основные расчетные параметры процесса определяются исходя из напряженно-деформированного состояния заготовки, выявляемого в результате решения соответствующей задачи формообразования одним из методов ТОМД. 3.4.5. Выбор метода получения расчетных параметров Подходящий метод получения расчетных параметров обычно уже выявляется на стадии подготовки литературного обзора. Иногда для определения одних и тех же параметров применяются различные методы. Выбор метода зави-

13

сит от вида процесса, формы заготовки, совокупности определяемых параметров, возможностей метода, трудоемкости его реализации и ряда других. Приведем основные методы решения технологических задач обработки металлов давлением [1 – 20]: • метод линий скольжения (МЛС) [4, 5]; • инженерный метод (ИМ) [1 – 4, 5, 7, 8]; • метод прямого интегрирования (МПИ) [1 – 4, 5, 7, 8]; • метод верхней оценки (МВО) [1, 3, 19]; • метод сопротивления пластическим деформациям (МСПД) [11]; • вариационные методы (ВМ) [13, 14]; • метод конечных элементов (МКЭ) [15]. Краткий обзор методов и их возможностей дан в прил. 7 настоящего пособия. Использование каждого из этих методов связано с четким представлением разрешающих уравнений, условия пластичности для них и граничных условий в соотнесении с определенной системой координат, соответственно. При математической постановке задач нужно понимать, какие возможности предоставляет тот или иной метод и выход на какие технологические параметры возможен. Поэтому при подготовке данного подраздела необходимо ознакомиться с краткой характеристикой методов в прил. 7, а после предварительного выбора необходимо внимательно прочитать теорию выбранного метода в базовом курсе [19]. Рекомендуется в данный раздел работы включить таблицу анализа методов (табл. 3) в приложении к решаемым задачам. Таблица 3 Анализ методов ТОМД в приложении к решаемым задачам Метод

Причина отвода метода

Примечания

МЛС ИМ МПИ МВО МСПД ВМ МКЭ Табл. 3 надлежит заполнить по каждому из методов. Естественно, для выбранного метода в колонке «Причина отвода метода» в табл. 3 должен стоять пробел, а в колонке «Примечания» – комментарий «Выбранный метод». Далее по тексту целесообразно дать его преимущества, то есть обосновать его выбор.

14

3.5. Решение поставленных задач Данный раздел должен содержать следующие подразделы: • допущения (1 – 2 стр.); • постановка задачи и исходные уравнения выбранных методов (1– 2 стр.); • получение основных решений (9 – 12 стр.); • первичная оценка полученных решений (1 – 2 стр.). 3.5.1. Допущения При формулировке допущений следует учитывать как допущения, связанные с реализацией процесса (например, по поводу учета трения с применением одного из законов: Амонтона-Кулона, Зибеля, Эйлера, или же по поводу распределения температуры нагрева по телу и ее изменению во времени), так и допущения, присущие выбранному методу решения задачи. Особое внимание следует обратить на формулировку допущений, связанных со свойствами заготовки, поскольку учет последних может быть продиктован как реальным поведением металла, так и ограничениями применяемого метода решения задач. К свойствам материала, которые могут учитываться при теоретическом анализе, относятся: анизотропия, деформационное упрочнение, несжимаемость, проявление эффекта Баушингера. Форма допущений, в которой отражаются те или иные свойства материала, существенно влияет на возможность разрешения задачи формообразования. Например, анизотропное поведение материала может быть учтено только по трем направлениям (ортотропное тело), что облегчает решение задачи формообразования анизотропного тела, а упрочнение можно учесть с помощью линейной или степенной функции, что также влияет в общем случае на разрешимость задачи. Немаловажное значение имеет постулирование вида напряженнодеформированного состояния при формообразовании. По возможности, НДС заготовки всегда следует сводить к плоскому деформированному или плоскому напряженному состоянию. Этим уменьшается количество искомых параметров процесса. Каждое из допущений должно быть надлежащим образом обосновано со ссылками на литературные источники. 3.5.2. Постановка задачи и исходные уравнения выбранных методов В данном подразделе прежде всего следует выполнить эскиз рассматриваемой операции, изобразить заготовку и инструмент (при необходимости в исходном, промежуточном и конечном положениях или же в наиболее характерном положении), сделать необходимые обозначения на рисунке, выбрать положение системы координат. Систему координат надлежит выбирать таким образом, чтобы используемые уравнения принимали наиболее простой вид и допускали решение в замкнутом виде. То же самое относится и к определению вида системы координат. Например, для тел вращения с осевой симметрией пред15

почтительной будет цилиндрическая система координат, а при равномерной нагрузке вдоль оси симметрии задача и вовсе может свестись к плоской задаче в полярной системе координат. Обычно систему координат располагают таким образом, чтобы ее оси были направлены по направлениям главных напряжений или деформаций, если их расположение можно прогнозировать априори в силу каких-либо соображений. Перечислить параметры, подлежащие определению в результате решения задачи, с учетом обозначений рисунка и выбранной системы координат. Применительно к выбранной системе координат записать исходную систему уравнений, используемую в данном методе. Исходная система уравнений должна быть записана первоначально в полной форме (преимущественно в тензорном виде), а затем, с учетом допущений, она должна быть приведена к рабочему виду. Сформулировать условие пластичности в общем виде, а затем свести его к рабочему виду с учетом допущений и в соответствии с выбранной системой координат. Сформулировать граничные условия для данной задачи. Граничные условия могут относиться к напряжениям, деформациям или перемещениям. Наиболее просто формулируются граничные условия для напряжений, выходящих на свободные поверхности под прямым углом: они всегда нулевые. Граничные условия на контактных поверхностях, особенно для касательных напряжений, не всегда очевидны. Поэтому их следует постулировать, если отсутствуют какие-либо приемлемые аналогии. Для некоторых процессов при постановке задач необходимо произвести уточнение ряда условий. Например, для процессов горячей обработки металлов необходимо предварительно установить оптимальные температурные режимы, изученные в курсе горячей штамповки. Разумеется, в зависимости от выбранного метода решения постановка задачи может быть различной по набору исходных уравнений и сопутствующих условий. Примеры постановки задач пластического формооизменения можно найти в базовом курсе ТОМД [19]. 3.5.3. Получение основных решений Получение основных решений представляет собой ядро курсовой работы. Ввиду отсутствия достаточного опыта решения сложных задач пластического формообразования у студентов, первоначально следует разобрать два-три примера решения аналогичных задач из источников цитируемой литературы, а затем приступить к решению поставленной задачи. В процессе решения задачи следует приводить все промежуточные выкладки, расшифровывать обозначения, давать обоснование использования тех или иных математических приемов. Нумерацию формул, расшифровку обозначений и пр. производить в соответствии с разд. 2 настоящих методических указаний. Как правило, в данном подразделе первоначально находят характеристики напряженно-деформированного состояния, а уже на их основе переходят к оп16

ределению макропараметров (технологических параметров): сил деформирования, моментов, точностных параметров (в частности, пружинения, предельных возможностей процесса формообразования и других. Следует заметить, что выявление предельных возможностей процесса важно с точки зрения технологичности изготовления детали. Может оказаться, что выбранная схема реализации процесса не допускает изготовление данной детали, что выявляется на основе анализа предельных возможностей процесса в течение изучения темы по источникам литературы. В этом случае следует дать предложения по изменению конструкции детали или по применению иной схемы реализации процесса или же по увеличению числа технологических переходов еще до начала постановки задачи и ее решения. Набор выходных параметров, как указывалось ранее, специфичен для каждого из рассматриваемых процессов, как, впрочем, и для применяемого метода решения задачи пластического формообразования. Обязательным требованием является определение совокупности тех параметров данного процесса, которые необходимы для выполнения расчетов с целью его проектирования. 3.5.4. Первичная оценка полученных решений Полученные решения должны быть подвергнуты первичной оценке на предмет их корректности по следующим критериям: • размерности левой и правой частей расчетной зависимости; • предельным параметрам, входящим в зависимости, таким, как коэффициент трения, размерные параметры, асимптотика решений. 3.6. Обработка результатов, табуляция функций, графическая интерпретация зависимостей На основе полученных параметров напряженно-деформированного состояния произвести вычисление силовых, энергетических, точностных, предельных параметров с помощью прикладных программ. Для технологических параметров произвести табуляцию функциональных зависимостей с применением одного из специализированных пакетов прикладных программ (MathCad версий 7.0 и выше, Excel, MathLab и др.) путем прогонки функций по характеристическим факторам (аргументам). Для наглядного представления зависимостей следует построить их графики, используя один из факторов в качестве аргумента, а второй – в качестве параметра. Другие переменные следует фиксировать в соответствии с заданными исходными данными задачи. Зависимости для табулирования определяет руководитель. 3.7. Обсуждение результатов, сравнение с расчетными и экспериментальными данными из технологической практики Полученные результаты следует подвергнуть анализу и обсуждению с точки зрения их соответствия реальным данным, выявленным на стадии литера17

турного исследования темы. Следует сравнить полученные решения с аналогичными экспериментальными или теоретическими зависимостями других авторов. При этом важно проследить поведение кривых, полученных в результате табуляции, и кривых, полученныъ другими авторами. Если задание работы предусматривает проведение экспериментальных работ, то сравнение следует производить с полученными экспериментальными данными. В обязательном порядке надлежит привлекать физические основы процессов ОМД для объяснения поведения кривых: теорию дислокаций, модели разрушения, диаграммы и зависимости, отражающие поведение материала заготовки в зависимости от факторов процесса и т. п. В данном разделе следует обсудить параметры точности процесса и его ограничения по каждому из факторов, входящих в модели. 3.8. Преимущественные схемы реализации процесса В данном разделе надлежит предложить несколько схем формообразования детали с применением различного оборудования и различной оснастки, кратко охарактеризовать каждую из схем, отмечая ее преимущества и недостатки, и выбрать предпочтительную схему с учетом требований к процессу, качеству детали и сопутствующим затратам. Изобразить на чертеже в разрезе деталь и технологическую оснастку и дать краткое описание выбранной схемы. 3.9. Заключение Заключение должно кратко резюмировать результаты работы. Обычно каждый абзац заключения дает концентрированное выражение сути и содержания соответствующего раздела работы в конкретной форме с приведением оценочных (желательно числовых) данных. В заключении не должно быть фраз общего характера; из него должно быть понятно, что сделано студентом в работе, какие результаты получены, какова степень его эрудиции и понимания связи теоретического рассмотрения процессов с их практическим воплощением. Число абзацев в заключении примерно должно соответствовать числу основных разделов работы. 3.10. Библиографический список Библиографический список следует сводить в табличную форму и располагать в порядке ссылок на них в работе. Правила цитирования источников даны в разд. 2. 3.11. Оглавление Оглавление рекомендуется также свести в трехколоночную таблицу, первая колонка которой соответствует номерам разделов и подразделов, вторая ко-

18

лонка содержит название раздела или подраздела, а в третьей колонке указывается номер страницы, на которой расположен заголовок раздела/подраздела. 3.12. Приложения Обязательным приложением к работе являются графические материалы к докладу. Для выполнения доклада по теме необходимо предварительно подготовить графические материалы, которые выносятся на формат А2. Также выполняется распечатка листа графических материалов на формат А4 и помещается в качестве приложения в работу. Данные, размещаемые на листе графических материалов, приведены ниже. 1. Название темы. 2. Эскиз операции и механические схемы напряженнодеформированного состояния. 3. Исходные данные: размеры, материал, способ реализации процесса. 4. Выбор метода решения задачи. 5. Постановка задачи: • допущения; • исходные уравнения и граничные условия. 6. Решение задачи в общем виде: • напряжения: расчетные зависимости, эпюры; • деформации: расчетные зависимости, (нейтральный слой, перемещения), эпюры; • силовые факторы: зависимости, графики; • характеристики точности: зависимости, графики; • предельные возможности: зависимости, графики. 7. Графики по результатам табуляции решений (по характерным параметрам, не указанным ранее). 8. Экспериментальные результаты: • эскизы методики, указание погрешности; • сводка результатов. 9. Сравнение с теорией (оценка точности): можно показать на ранее приведенных графиках или указать отдельно. 10. Схема реализации процесса: • указание возможных видов оборудования для реализации процесса (тип оборудования, характеристики, эскиз); • эскиз заготовки в инструменте при реализации процесса (разрез). Отбор и компоновка материала на листе предоставляется студенту. Пример графических материалов к докладу приведен в прил. 5. Для формирования банка данных работ, подготовки методических материалов по дисциплине и в целях контроля обязательной является передача электронной копии работы преподавателю с возвратом студенту носителя информации.

19

Наличие проверенной преподавателем работы, листа графических материалов и переданной преподавателю электронной копии работы обеспечивает студенту допуск к защите работы. 3.13. Доклад к защите При подготовке доклада его содержание следует привязывать к содержанию листа графических материалов. Доклад к защите работы в письменной форме от студента не требуется. При защите работы не предполагается использование каких-либо материалов, кроме листа графических материалов, однако студенту следует продумать содержание и объем своего доклада, а также последовательность изложения материала. Ниже приводится примерная структура доклада при защите курсовой работы. 1. Краткая характеристика области, к которой относится вопрос. 2. Существующие проблемы и пробелы, относящиеся к вопросу (в том числе дефекты, проблемы реализации и т. п.). 3. Общая постановка задачи и формулировка входящих подзадач. 4. Краткая характеристика возможных методов решения поставленных задач, выбор и обоснование подходящего метода. 5. Допущения и оговорки. 6. Формализация задачи (задач): выбор системы координат, запись уравнений, принятые обозначения. 7. Решение задачи: вывод уравнений, получение замкнутых решений. 8. Анализ результатов: • что влияет на искомую характеристику; • какова асимптотика; • сходится ли размерность; • анализ физической сообразности; • сходимость результатов с данными других авторов или с проведенным экспериментом; • характеристики точности, достигаемые в процессе; • предельные возможности процесса в разумном диапазоне технологических параметров. 9. Реализация процесса: оборудование и оснастка. 10. Возможные приложения результатов работы.

20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Теория пластических деформаций металлов / под ред. Е. П. Унксова − М.: Машиностроение, 1983. − 598 с. 2. Фрейденталь А. Математические теории неупругой сплошной среды / А. Фрейденталь, Х. Гейрингер. − М.: ГИФМЛ, 1962. − 432 с. 3. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением / В. Л. Колмогоров. − М.: Металлургия, 1986.− 688 с. 4. Громов Н. П. ТОМД / Н. П. Громов. − М.: Металлургия, 1978. − 360 с. 5. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. − М.: Машиностроение, 1977. − 423 с. 6. Мастеров В. А. Теория пластической деформации и ОМД / В. А. Мастеров, В. С. Берковский. − М.: Металлургия, 1989. − 400 с. 7. Качанов Л. М. Основы теории пластичности / Л. М. Качанов. − М.: Наука, 1969. − 420 с. 8. Гун Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением / Г. Я. Гун. − М.: Металлургия, 1980. − 456 с. 9. Наумчев Б. А. Основные теории процессов ковки и объемной штамповки / Б. А. Наумчев, А. П. Атрощенко. − Куйбышев: КГПИ, 1974. − 374 с. 10. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела / Ю. Н. Работнов. − М.: Наука, 1988. − 712 с. 11. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление металлов пластическому деформированию / Г. А. Смирнов-Аляев. − Л.: Машиностроение, 1978. − 368 с. 12. Ильюшин А. А. Механика сплошной среды / А. А. Ильюшин. − М.: Издательство МГУ, 1990. − 310 с. 13. Ректорис К. Вариационные методы в математической физике и технике / К. Ректорис. − М.: Мир, 1985. − 590 с. 14. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности / К. Васидзу. − М.: Мир, 1987. − 542 с. 15. Галлагер Р. Метод конечных элементов / Р. Галлагер. − М.: Мир, 1984. − 428 с. 16. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. − М.: Мир, 1989. − 510 с. 17. Попов Е. А. Технология и автоматизация листовой штамповки / Е. А. Попов, В. Г. Ковалев, И. Н. Шубин. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана. – 2003. – 480 с. 18. Ершов В. И. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки / В. И. Ершов, В. И. Глазков, М. Ф. Каширин. – М.: Машиностроение, 1990. – 312 с. 19. Филимонов В. И. Теория обработки металлов давлением. Курс лекций / В. И. Филимонов. – Ульяновск: УлГТУ, 2004. – 208 с. 20. Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред / Дж. Мейз. – М.: Мир, 1974. – 318 с.

21

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Образец титульного листа работы

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Материаловедение и обработка металлов давлением»

Курсовая работа по

теории обработки металлов давлением Тема _________________________________________________________ _______________________________________________________ __________________________________________________

Группа __________________________ Студент _________________________________________ Руководитель ________________________________________________ Оценка ______________________________ Дата

______ _______________ 20____ г.

Ульяновск – 20____

22

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Образец задания на выполнение работы УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Материаловедение и обработка металлов давлением» Студент группы ОМД-41

_____________________________________________________________ (Фамилия, имя, отчество)

Задание на курсовую работу по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» Тема:____________________________________________________________________________________

Эскиз операции и исходные данные: Эскиз

Исходные данные

Специфические требования: _____________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

Руководитель

/ В. И. Филимонов /

Студент

/

23

/

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Примерные темы курсовых работ по ТОМД № темы 1 1.

Название темы

Исходные данные

2 Ковка длиной полосы на прессе

3 а=60мм; h0 = 30 мм; hк = 25 мм; μ s = 0,3; l=800мм. Материал: Ст10, зерно ↓

2.

3.

4. 5.

6.

7. 8. 9. 10.

11. 12.

13. 14.

Номер эскиза 4

1

H=40мм; hк = 36 мм; μ s = 0,2; l=400мм; а=80мм. Материал: Ст6; зерно ↓

2

Протяжка сплошной заготовки в круглых бойках

h0 = 60 мм; d=80мм; μ s = 0,25; Δh = 6 мм. Материал: Ст6; зерно ↓

3

Профилирование листовой заготовки в валках

НДС в уголковой зоне: rв = 2.5 мм; S=2мм

–

Протяжка полой заготовки в вырезных бойках с оправкой

l0 = 50 мм; d=80мм; μ s = 0,3; Δh = 5 мм; S=25мм. Материал: Сталь5; зерно ↓ ∅60мм; S=2мм; α = 30 0 . Материал: Ст2

Осадка короткой полосы на прессе

Разбортовка трубчатой заготовки

4

5

D1 = 5 мм; D2 = 4.2 мм. Материал: Ст2

6

S 0 = 1.6 мм; S к = 1,2 мм; l = 600мм. Материал: Ст3

7

D0 = 30 → Dk = 22 мм; l – самостоятельно. Материал: Cт6

8

Открытая прошивка плоской заготовки

∅28; S 0 = 12 мм; Материал: Ст3

9

Отбортовка плоской заготовки

Горячая осадка цилиндрической заготовки

D=30мм; в=5мм; S 0 = 1.5 мм; Материал: Ст2 D = 2; Δh = 15 ; D=120мм; d H=80мм. Материал: Ст3 D=60мм; Δh = 8; H=84мм. Материал: Ст5

12

Локальное расширение трубчатой заготовки внутренним давлением

D=30мм; d=38мм; S 0 = 2; Материал: Ст0

13

Волочение проволоки Прокатка полосы из стали Редуцирование трубной заготовки

Осадка цилиндрической заготовки с внутренним отверстием (горячая)

24

10 11

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 3 1 15. 16.

17.

18. 19.

2 Локальное обжатие трубчатой заготовки с оправкой

Открытая прошивка цилиндрической заготовки (горячая)

3 D=40мм; d=32мм; S 0 = 2 мм; Материал: Ст0 D=140мм; d=42мм; l1 = 200 мм;l 2 = 36 мм; Материал: Ст0, χ − ? D=80мм; d=52мм; H=100мм; Материал Ст0

Закрытая прошивка цилиндрической заготовки (горячая) Гибка полосы моментом

D=90мм; d=60мм; H=120мм; Материал Ст0 S 0 =4мм; l=130мм;

Штамповка выдавливанием осесимметричной детали (горячая)

угол = 90 0 ; rвн = rmin + 2 мм 20.

21.

22.

23. 24.

25.

26.

; 6 rвн = rmin + 0.5 мм ; угол 60 0 ; Материал Ст2 D=120мм; d=80мм; H=0,85мм от max; S 0 =1; Учет трения, наличие прижима. Материал Ст0 D=12мм; d=8мм; Рз = кσ Т (при различных значениях провести анализ) Н=30мм; h=22мм; l=160мм; Материал Ст0 D=22мм; S 0 =4; S К =3,2мм; (расчеты); { различые схемы и уравнения для них (Гофман и Закс )}; Материал Ст2

Вытяжка плоской заготовки

Волочение проволоки в условиях противонатяжения Прессование полосы через суживающуюся матрицу (нагрев) Волочение трубы на оправке (нагрев), (цилиндр пробка)

Н=6мм; hK = 5 мм; l=400мм; Pвх = σ Т к ; Материал Ст D=60мм; d=40мм; S 0 =2; S К =1,5мм; Материал Ст6 Н=6мм; h=5мм; l=400мм; Рвых = кσ Т ; Материал Ст2 D=6мм; d=4мм; Материал Ст3

Прокатка листа с натяжением на входе Вытяжка заготовки с утонением стенки

27.

Прокатка листа с натяжением на выходе

28.

Волочение проволоки при кулоновском трении Обкатка заготовки

29.

S=2мм; l=80мм; P= σ Т

Гибка полосы растяжением

D=30мм; α = 1 ; l=60мм; 5 S 0 = 1.2 мм

25

4 14 15

16 17

18 19

20

21

22

23

24

26 24

6

–

ОКОНЧАНИЕ ПРИЛ. 3 1 30.

31.

2 Раздача трубы заготовки

3 1 ; l=60мм; D=40мм; α = 6 S 0 = 5 мм; Материал Ст3 S=3мм; rв = 4.5 мм; α = 90 0 мм; l=70мм; Материал Ст3 H=70мм; d=56мм; S 0 = 1.8 мм; S K = 1.2 мм

Гибка широкой полосы

32.

Вытяжка с утонением стенки

33.

Гибка профиля в роликах

S 0 = 1.2 мм; rB = 2 мм; Материал Ст3.

4 5 18 20

–

S 0 = 1.5 мм; rB = 2мм; 18* Материал 0,8 кп * – со смещенным центром вращения поворотной траверсы Примечание: Схемы и параметры процесса к рассмотрению могут полностью или частично изменяться от года к году по усмотрению преподавателя 34.

Гибка с торцовым сжатием

26

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Эскизы к курсовым работам по ТОМД

27

ОКОНЧАНИЕ ПРИЛ. 4

28

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Образец листа графических материалов ГИБКА ПОЛОСЫ В ШТАМПЕ

29

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Библиографический список Горячая и холодная объемная штамповка 1. Попов Е. А. Основы теории листовой штамповки / Е. А. Попов. – М.: Машиностроение, 1977. – 278 с. 2. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд., перераб., доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. 3. Шофман Л. А. Элементы теории холодной штамповки / Л. А. Шофман. – М.: Оборонгиз, 1952. – 335 с. 4. Шофман Л. А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки / Л. А. Шофман. – М.: Машиностроение, 1964. – 375с. 5. Губкин С. И. Теория обработки металлов давлением / С. И. Губкин. – М.: Металлургиздат, 1947. – 532 с. 6. Технологические процессы ковки, штамповки. Курсовое проектирование / П. П. Омельченко, Б. С. Каргин, А. Д. Кирицев и др. – Донецк: Высшая школа, Главное издательство, 1986. – 151 с. 7. Кузьминцев В. Н. Ковка на молотах и прессах / В. Н. Кузьминцев. – М.: Высшая школа, 1985. – 224 с. 8. Свешников B .C. Прогрессивная технология холодной штамповки / В. С. Свешников. – Л.: Лениздат, 1974. – 332 с. 9. Наумчев Б. А. Уплотнение пористых заготовок при осадке и калибровке / Б. А. Наумчев. – Саратов: Изд-во СГУ, 1986. – 197 с. 10. Унксов Е. П. Теория пластических деформаций металлов / Е. П. Унксов, А. Г. Овчинников. – М.: Машиностроение, 1983. – 364 с. 11. Ковка и штамповка: справочник: в 4-х т. Холодная объемная штамповка / под. ред. Г. А. Навроцкого. – М.: Машиностроение, 1987. – Т. 3. – 384 с. 12. Аверкиев И. А. Технология холодной штамповки / И. А. Аверкиев. – М.: Машиностроение, 1984. 13. Холодная объемная штамповка: справочник / под ред. Г. А. Навроцкого. – М.: Машиностроение, 1973. – 496 с. 14. Осадчий В. Я. Теория и расчеты технологических параметров штамповки выдавливанием / В. Я. Осадчий, А. Л. Воронцов, И. И. Безносиков.– М.: МГАПИ, 2001. – 307 с. 15. Дмитриев А. М. Аппроксимация кривых упрочнения металлов / А. М. Дмитриев, А. Л. Воронцов // КШП. ОМД. – 2002. – № 6. – С. 16–21. 16. Степанский Л. Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением / Л. Г. Степанский. – М.: Машиностроение, 1979. – 213 с. 17. Тарновский И. Я. Деформации и усилия при обработке металлов давлением / И. Я. Тарновский, А. А. Поздеев, О. А. Гонаго. – М.: Машгиз, 1959. – 326 с. 18. Технологические расчеты в процессах холодной штамповки: учеб. пособие/ В. И. Кокорин, К. К. Мертенс, Ю. А. Титов, А. А. Григорьев. – Ульяновск: УлГТУ, 2002. – 36 с. 19. Журавлев А. З. Основы теории штамповки в закрытых штампах / А. З. Журавлев. – М.: Машиностроение, 1973. – 222 с. 20. Аркулис Г. Э. Теория пластичности / Г. Э. Аркулис, В. Г. Дорогобид. – М.: Металлургия, 1987. – 350 с.

30

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 Ковка 1. Юсипов 3. И. Ручная ковка / З. И. Юсипов. – М.: Высш. шк., 1990. – 304 с. 2. Ковка и штамповка: справочник: в 4-х т./ ред. совет: Е. И. Семенов и др. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка / под ред. Е. И. Семенова. – 586 с. 3. Наумчев Б. А. Основы теории процессов ковки и объемной штамповки / Б. А. Наумчев, А. П. Атрошенко. – Куйбышев, 1974. – 374 с. 4. Полунин П. И. Сопротивление пластически деформированных металлов и сплавов: справочник / П. И. Полунин, Г. Я. Гун, A. M. Галкин. – М.: Металлургия, 1983. – 452 с. 5. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. 6. Холодная объемная штамповка: справочник / под ред. Г. А. Навроцкого. – М.: Машиностроение, 1973. – 496 с. 7. Технологические процессы ковки, штамповки. Курсовое проектирование / П. П. Омельченко, Б. С. Каргин, А. Д. Кирицев и др. – Донецк: Высшая школа, Главное издательство, 1986. – 151 с. 8. Охрименко Я. М. Теория процессов ковки: учебное пособие для вузов / Я. М. Охрименко, В. А. Тюрин. – М.: Высшая школа, 1977. – 295 с. Осадка заготовки 1. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учебн. для вузов/ М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд., переработ, и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. 2. Субич В. Н. Контактное взаимодействие усилий и моментов при штамповке с кручением // Изв. вузов. Машиностроение. – 1984. – № 4. – С. 110–114. 3. Арчаков А. Т. Распределение деформаций в цилиндрическом образце после осадки с кручением / А. Т. Арчаков, В. А. Некрасов // КШП. ОМД. – 2002. – № 9. – С. 6–9. 4. Бернштейн М. Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов / М. Л. Бернштейн. – М.: Металлургия, 1968. – Т. 1, 2. – 1 198 с. 5. Арчаков А. Т. Определение напряженно деформированного состояния контактного слоя цилиндрического слоя тела при осадке с кручением / А. Т. Арчаков // КШП. ОМД. – 2003. – № 1. – С. 21–28. 6. Аркулис Г. Э. Теория пластичности / Г. Э. Аркулис, В. Г. Дорогобид. – М.: Металлургия, 1987. – 350 с. Прессование, выдавливание, экструзия 1. Головин В. А. Технология холодной штамповки выдавливанием / В. А. Головин, А. Н. Митькин, А. Г. Резников. – М.: Машиностроение, 1970. – 152 с. 2. Фельдман Г. Д. Холодное выдавливание стальных деталей / Г. Д. Фельдман. – М.: Машгиз, 1963. – 188 с. 3. Фаворский В. Е. Холодная штамповка выдавливанием / В. Е. Фаворский. – М.; Л.: Машиностроение, 1966. – 200 с. 4. Джонсон В. Механика процесса выдавливания металла: пер. с англ. / В. Джонсон, X. Кудо. – М.: Металлургия, 1965. – 174 с.

31

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 5. Комель Ф. А. Исследование процесса направленного комбинированного выдавливания / Ф. А. Комель, X. X. Мянд, X. Э. Хольм // Пути совершенствования технологии холодной объемной штамповки и высадки. – Омск, 1978. – С. 50–61. 6. Еврастов В. А. Основы технологии выдавливания и конструирования штампов / В. А. Еврастов. – X.: Вища шк., Изд-во при Харьк. ун-те, 1987.– С. 32–38. 7. Охрименко Я. П. Полезное действие трения в процессах штамповки, прессования и выдавливания / Я. П. Охрименко // Кузнечно-штампов. пр-во. – 1981. – № 6. – С. 17–20. 8. Теоретический анализ условий контактного взаимодействия при гидроэкструзии / И. Н. Потапов, В. Ф. Балакин, Ю. Г. Гуляев и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. – 1982. – С. 56 – 60. 9. Прозоров Л. В. Прессование металлов жидкостью высокого давления / Л. В. Прозоров, А. А. Костава, В. Д. Реутов. – М.: Машиностроение. 1972. – 152 с. 10. Залесский В. И. Течение вязкой жидкости через коническую щель / В. И. Залесский, Б. С. Вешкин // Изв. вузов. Чер. Металлургия. – 1974. – № I. – С. 104 – 107. 11. Манегин Ю. В. Горячее прессование стальных профилей / Ю. В. Манегин, А. Г. Суслов – М.: Металлургия , 1992. – 223 с. 12. Шевакин Ю. Ф. Повышекние эффективности производства труб из цветных металлов / Ю. Ф. Шевакин. – М.: Металлургия, 1968. – 246 с. 13. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление металлов пластическому деформированию. – Л.: Машиностроение, 1978. – 368 с. Прокатка 1. Динамика процессов прокатки: учебное пособие / С. Л. Коцарь, В. А. Третьяков, А. Н. Цупров, Б. А. Поляков. – М.: Металлургия, 1997. – 255 с. 2. Шаталов Р. Л. Теория процессов прокатки и волочения: учеб. для вузов по спец. ОМД / Р. Л. Шаталов. – М.: Изд-во МГОУ, 1993. – 250 с. 3. Куприн М. И. Основы теории прокатки / М. И. Куприн, М. С. Куприна. – М.: Металлургия, 1971. – 240 с. 4. Технология горячей обработки материалов: учебное пособие для техникумов / под ред. Н. М. Челнокова. – М.: Высшая школа, 1972. – 288 с. 5. Прокатное производство / М. И. Полухин, Н. М. Федосов, А. А. Королев, Ю. М. Матвеев. – М.: Металлургия, 1968. – 288 с. 6. Северденко В. П. Теория обработки металлов давлением / В. П. Северденко. – Минск, 1966. – 326 с. Прокатка фасонных профилей 1. Производство фасонных профилей высокой точности / В. Н. Выдрин, А. Б. Гросман, В. К. Павлов, В. С. Нагорнов. – М.: Металлургия, 1977. – 184 с. 2. Калибровка сложных профилей: справочник / Н. Б. Скороходов, Б. М. Илюкович, И. П. Шулаев и др. – М.: Металлургия, 1979. – 232 с. 3. Бахтинов В. Б. Производство профилей переменного сечения / В. Б. Бахтинов, Ю. Б. Бахтинов. – М.: Металлургия, 1981. – 276 с. 4. Калибрование фасонных профилей / В. Н. Аргунов, М. З. Ерманок, А. И. Петров, М. В. Харитонович. – М. . – М.: Металлургия, 1989. – 208 с.

32

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 Волочение проволоки 1. Красильников Л. А. Новые процессы деформации металлов и сплавов / Л. А. Красильников. – М.: Высшая школа, 1986. – 330 с. 2. Механика пластических деформаций при обработки металлов / под ред. Э. Томсен, Ч. Янг, Ш. Кобаяши. М.: Машиностроение, 1968. – 504 с. 3. Волочильное производство / под ред. И. А. Юхвец. – М.: Машиностроение, 1987. – 319 с. 4. Оборудование и инструмент для волочения стальной проволоки / под ред. М. Б. Горловский. – М.: Машиностроение, 1974. – 459 с. 5. Шаталов Р. Л. Теория процессов прокатки и волочения: учебник для ВУЗов по спец. ОМД / Р. Л. Шаталов. – М: Издательство МГОУ, 1993. – 250 с. 6. Горловский М. Б. Справочник волочильщика проволоки / М. Б. Горловский, В. Н. Меркичев. – М.: Металлургия, 1993. – 335 с. 7. Перлин И. Л. Теория волочения / И. Л. Перлин. –2-е изд., перераб. и допол. – М.: Металлургия, 1971. – 411 с. 8. Колмогоров Г. Л. Инструмент для волочения / Г. Л. Колмогоров, С. И. Орлов, В. Ю. Шевляков. – М.: Металлургия, 1992. – 144 с. 9. Тарновский А. Л. Эффективность волочения с противонатяжением / А. Л. Тарновский. – М.: Металлургия, 1959. – 241 с. 10. Красильников Л. А. Волочильщик проволоки / Л. А. Красильников, А. Г. Лысенко. – М.: Металлургия, 1987. – 320 с. 11. Юхвец И. А. Волочильное производство / И. А. Юхвец. – М.: Металлургия, 1987. – 319 с. 12. Днестровский Н. З. Волочение цветных металлов и сплавов / Н. З. Днестровский. – М., 1954. – 320 с. 13. Красильников Л. А. Волочильщик проволоки / Л. А. Красильников, С. А. Красильников. – М.: Металлургия, 1977. – 240 с. 14. Перлин И. Л. Теория волочения / И. Л. Перлин, М. З. Ерманок. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1971. – 411 с. 15. Красильников Л. А. Волочильщик проволоки: учеб. пособие для сред. ПТУ / Л. А. Красильников, А. Г. Лысенко. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Металлургия, 1987. – 319 с. 16. Северденко В. П. Основы теории и технологии волочения проволоки из титановых сплавов: учебник для вузов / В. П. Северденко, В. З. Жилкин. – М.: Проминь, 1988. – 278 с. Волочение труб 1. Савин Г. А. Волочение труб: учебник для вузов / Г. А. Савин. – М.: Металлургия, 1982. – 160 с. 2. Абрамов А. Бескислотная подготовка поверхности подката для волочения углеродистых и борсодержащих сталей / А. Абрамов // Технология машиностроения. – 2003. – № 6. – С. 5–7. 3. Белов М. Исследование процессов прессования и волочения биметаллических изделий / М. Белов // Кузнечно-штамповочное производство. ОМД. – 2004. – № 1. – С. 11–14. 4. Каргин В. Р. Анализ безоправочного волочения тонкостенных труб с противонатяжением / В. Р. Каргин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени С. П. Королева. – 2003. – № 1. – С. 82–85.

33

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 5. Шевакин Ю. Ф. Повышение эффективности производства труб из цветного металла (прессование, волочение, прокатка) / Ю. Ф. Шевакин, А. М. Рытиков. – М.: Металлургия, 1964. – 256 с. 6. Шурупов А. К. Производство труб / А. К. Шурупов, М. А. Фрейберг. – Свердловск: Металлургиздат, 1963. – 342 с. 7. Данилов Ф. А. Горячая прокатка и прессование труб / Ф. А. Данилов, А. З. Глейберг, В. Г. Балакин. – М.: Металлургия, 1972. – 367 с. Вытяжка заготовки с утонением стенки 1. Вытяжка с утонением стенки (расчет усилий на операциях вытяжки): учеб. пособие / И. П. Рене, В. Н. Рогожин, В. П. Кузнецов и др. – Тула, 1970. – 141с. 2. Шофман Л. А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки / Л. А. Шофман. – М.: Машиностроение, 1964. – 375 с. 3. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – М.: Машиностроение, 1971. – 421 с. 4. Томленов А. Д. Теория пластического деформирования металлов / А. Д. Томленов. М.: Металлургия, 1972. – 408 с. Листовая холодная штамповка 1. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. 2. Вдовин С. И. Методы расчета на ЭВМ процессов штамповки листовых и профильных заготовок / С. И. Вдовин. – М.: Машиностроение, 1988. – 157 с. 3. Дель Г. Д. Технологическая механика / Г. Д. Дель. – М.: Машиностроение, 1973. 174 с. 4. Арышенский Ю. М. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов / Ю. М. Арышенский, Ф. В. Гречников. – М.: Металлургия, 1990. – 304 с. 5. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. – Л.: Машиностроение, 1979. – 520 с. 6. Яковлев С. П. Обработка давлением анизотропных материалов / С. П. Яковлев, С. С. Яковлев, В. А. Андрейченко. – Кишинев: Квант, 1997. – 330 с. 7. Гун Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением (теория пластичности) / Г. Я. Гун. – М.: Металлургия, 1980. – 456 с. 8. Попов Е. А. Основы теории листовой штамповки / Е. А. Попов. – М.: Машиностроение, 1968. – 283 с. 9. Хилл Р. Математическая теория пластичности / Р. Хилл. – М.: Гостехтеориздат, 1956. – 407 с. 10. Аверкиев Ю.А. Технология холодной штамповки: «Машины и технология обработки металлов давлением» и «Обработка металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с. 11. Зубцов М. Е. Листовая штамповка: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Машины и технология обработки металлов давлением» / М. Е. Зубцов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1980. – 432 с.

34

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 12. Горбунов М. Н. Технология заготовительных штамповочных работ в производстве летательных аппаратов / М. Н. Горбунов. – М.: Машиностроение, 1970. – 351 с. 13. Элер Кайзер. Вырубные, гибочные и вытяжные штампы / пер. с нем. – М.–Л.: Машгиз, 1961. – 361 с. 14. Рудман Л. И. Наладка прессов для листовой штамповки: справочник / Л. И. Рудман. – М.: Машиностроение, 1980. – 219 с. 15. Ковка и штамповка: справочник: в 4-х тт. / под ред. Е. И. Семенова. – М.: Машиностроение, 1985–1987. – Т. 4. Листовая штамповка. – 544 с. 16. Мельников Э. Л. Холодная штамповка днищ / Э. Л. Мельников. – М.: Машиностроение, 1976. – 184с. 17. Тарновский И. Я. Деформации и усилия при обработке металлов давлением / И. Я. Тарновский, А. А. Поздеев, О. А. Гонаго. – М.: Машгиз, 1959. – 326 с. 18. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка / под общ. ред. Л. И. Рудмана. – М.: Машиностроение, 1988. – 496 с. 19. Хилл Р. Математическая теория пластичности / пер. с англ.; под ред. Гриколюка. – М.: Изд-во иностр. лит., 1955. – 407 с. 20. Юсипов З. И. Обработка металлов давлением и конструкции штампов / З. И. Юсипов, Ю. И. Каплин. – М.: Машиностроение, 1974. – 216 с. Гибка 1. Хилл Р. Математическая теория пластичности. Пер. с англ. / под ред. Гриколюка. – М.: Изд-во иностр. лит., 1955. – 407 с. 2. Ренне И. П. Пластический изгиб листовой заготовки. Изменение толщины листовой заготовки при чистом изгибе / И. П. Ренне. – М.: ГТМЛ, 1950. – 327 с. 3. Вдовин С. И. Упругопластический изгиб тонкого листа поперечной силой / С. И. Вдовин, С. В. Семин // Кузнечно-штамповочное производство. – 1995. – № 11. – С . 5 – 7 . 4. Лысов М. Н. Теория и расчет процессов изготовления деталей методами гибки / М. Н. Лысов. – М.: Машиностроение, 1966. – 236 с. 5. Прогрессивные технологические процессы гибки листовых заготовок / С. И. Вдовин, Д. В. Голенков, В. А. Жердов, С. В. Семин // Кузнечно-штамповочное производство. – 1998. – № 1.– С. 19–21. 6. Матвеев А. Д. Деформация при крутом знакопеременном изгибе листа с неизменной толщиной / А. Д. Матвеев // Известие вузов. Машиностроение. – 1984. – № 1. – С. 11 – 15. 1. 2. 3. 4.

Гибка с растяжением Соколовский В. В. Теория пластичности / В. В. Соколовский. – М.: Высшая школа, 1969. – 608 с. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. – 6-е издание, перераб. и доп. – Ленинград: Машиностроение, 1979. – 520 с. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учеб. для вузов/ М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд., переработ., и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. Лысов М. И. Теория пластичности / М. И. Лысов. – М.: Машиностроение, 1987. – 235 с.

35

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 5. Мастеров В. А. Теория пластической деформации и ОМД / В. А. Мастеров. – М.: Металлургия, 1989. – 400 с. 6. Пластический изгиб листа с растяжением / К. А. Макаров, В. И. Меркулов и др. // Кузнечно-штамповочное производство. – 1999. – № 1. 7. Звороно Б. П. Пластический изгиб с растяжением широкой полосы / Б. П. Звороно // Кузнечно-штамповочное производство. – 1988. – № 5. 8. Чудин В. Н. Изгиб с растяжением элементов корпусных конструкций / В. Н. Чудин // КШП. ОМД. – 2001. – № 6. 1.

2. 3. 4. 5.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Гибка с торцевым сжатием Влияние касательных напряжений на формирование угловой зоны при стесненном изгибе / Ю. Н. Берлет, В. А. Марковцев, В. И. Филимонов, С. В.Филимонов // Механика деформируемых сред в технологических процессах. – Иркутск: ИрГТУ. – 2000. – С. 63–67. Ершов В. И. Изгиб идеально пластичной полосы со сжатием в штампе / В. И. Ершов, А. С. Зажигин // Известия вузов. Авиационная техника. – 1972. – № 2. – С. 170–173. Комаров А. Д. Развитие и совершенствование процессов штамповки деталей эластичной средой / А. Д. Комаров // Кузнечно-штамповочное производство. – 1982. – № 12. – С. 27–30. Разработка и исследование процесса стесненного изгиба листовых заготовок эластичной средой / А. Д. Комаров, В. А. Барвинок, А. А. Шаров, В. К. Моисеев // Кузнечно-штамповочное производство. – 1966. – № 10. – С. 25–29. Кисиленко И. А. Исследование и разработка технологии изготовления профилей в штампах последовательного действия всесторонним сжатием / И. А. Кисиленко, Е. Л. Смолин // Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли. – М.: НИАТ, 1992. – С. 42–50. Гибка эластичной средой Закиров И. М. Гибка на валах с эластичным покрытием / И. М. Закиров, М. И. Лысов; под ред. М. И. Лысова. – М.: Машиностроение, 1985. – 144 с. Лысов М. И. Теория и расчет процессов изготовления деталей методами гибки / М. И. Лысов. – М.: Машиностроение, 1966. – 236 с. Лысов М. И. Пластическое формообразование тонкостенных деталей авиатехники / М. И. Лысов, И. М. Закиров. – М.. Машиностроение, 1983. – 176 с. Определение напряжений в валках с полиуретановым покрытием при двухвалковой гибке-прокатке листового металла / Л. Л. Ситников, М. С. Фадеев, Р. Д. Лапскер, А. А. Бугрова // Кузнечно-штамповочное производство. – 1978. – № 12. – С. 17–20. Перспективы применения валковых машин с одним валком, облицованным эластомером / Э. Л. Мельников, Н. П. Колесников, В. Г. Головин и др. // Кузнечноштамповочное производство. – 1979. – № 4. – С. 19–23. Ходырев В. А. Применение полиуретана в листоштамповочном производстве / В. А. Ходырев. – Пермь: Пермское книжное изд-во, 1973. – 219 с. Мошнин Е. Н. Гибка и правка на ротационных машинах / Е. Н. Мошнин. – 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1967. – 272 с.

36

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 Традиционное профилирование заготовки в роликах 1. Давыдов В. И. Производство гнутых тонкостенных профилей / В. И. Давыдов, М. П. Максаков. – М.: Металлургиздат, 1959. – 240 с. 2. Богоявленский К. Н. Изготовление тонкостенных профилей из титана и его сплавов на профилегибочном стане / К. Н. Богоявленский, А. К. Григорьев // Обработка металлов давлением. Труды ЛПИ. – М.–Л.: Машгиз, 1963. – Вып. 222 ф. – С. 148–150. 3. Тришевский И. С. Теоретические основы процессов профилирования / И. С. Тришевский, М. Е. Докторов. – М.: Металлургия, 1980. – 288 с. 4. Калибровка валов для производства гнутых профилей проката / под ред. И. С. Тришевского. – Киев: Техника, 1980. – 288 с. 5. Производства гнутых профилей (оборудование и технология) / под ред. И. С. Тришевского и др. – М.: Металлургия, 1982. – 384 с. 6. Производство и применение гнутых профилей проката (Технология, оборудование, сортамент, методы расчета, области применения, эффективность): справочник / под ред. И.С. Тришевского. – М.: Металлургия, 1975. – 535 с. 7. Применение гнутых профилей проката: справочник / И. С. Тришевский, Г. В. Донец, М. Е. Докторов и др. – М.: Металлургия, 1975. – 421 с. 8. Анализ процесса формообразования профилей высокой жесткости методом конечных элементов / О. И. Тришевский, Ю. А. Плеснецов, Г. Г. Карбанов, Е. Г. Полстянкин // Совершенствование технологии производства сортового проката и гнутых профилей: отрасл. сб. науч. тр. – Харьков: УкрНИИМет, 1989. – С. 22–27. 9. Березовский С. Ф. Производство гнутых профилей: учеб. пособие для ПТУ / С. Ф. Березовский. – М.: Металлургия, 1985. – 200 с. 10. Гнутые профили проката: справочник / И. С. Тришевский, В. В. Лемпицкий, Н. М. Воронов и др.; под ред. И. С. Тришевского. – М.: Металлургия, 1980. – 351 с., ил. 1. 2. 3.

4.

Стесненный изгиб в изготовлении гнутых профилей Колганов И. М. Процессы стесненного изгиба при различных методах формообразования / И. М. Колганов. – Ульяновск: УлГТУ, 2001. – 108 с. Колганов И. М. Применение модели пластического формоизменения / И. М. Колганов, В. И. Филимонов, С. В. Филимонов // Авиационная промышленность. – 1996. – №3–4. – С. 26–30. Исследование волнообразование плоских боковых элементов профилей высокой жесткости за потерей устойчивости / О. И. Тришевский, В. Ф. Вершинин, А. П. Янчинский, Ю. А. Плеснецов // Разработка и исследование технологии производства гнутых профилей проката. – Харьков: УкрНИИМет, 1984. – С. 10–13. Филимонов В. И. Автоматизированная линия изготовления С-образного профиля методом стесненного изгиба / В. И. Филимонов, В. А. Марковцев // Вестник УлГТУ. Сер. Машиностроение, строительство. – 1998. – № 2. – С. 50–55.

Метод интенсивного деформирования в изготовлении гнутых профилей 1. Филимонов С. В. Метод, расчеты и технология интенсивного деформирования в роликах гнутых профилей типовой номенклатуры / С. В. Филимонов, В. И. Филимонов. – Ульяновск: УлГТУ, 2004. – 246 с.

37

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 2. Изготовление методом интенсивного деформирования профилей из листа и их внедрение в авиастроении / В. И. Филимонов, В. А. Марковцев, И. М. Колганов и др. // Авиационная промышленность. – 2001. – № 4. – С. 21 – 23. 3. Деформационные характеристики подгибаемых полок и оптимизация углов подгибки при профилировании / Ю. Н. Берлет, В. А. Марковцев, В. И. Филимонов, С. В. Филимонов // Кузнечно-штамповочное производство. – 2002. – №6. – С. 8–16. 4. Давыдов В. И. Производство гнутых тонкостенных профилей / В. И. Давыдов, М. П. Максаков. – М.: Металлургиздат, 1959. – 240 с. 5. Филимонов С. В. Разработка технологии интенсивного формообразования гнутых тонкостенных профилей в роликах: дисс. канд. техн. наук: 05.03.05 / Ульяновский государственный технический университет. – Нижний Новгород, 2003. – 223 с. Волочение профилей в фильерах и роликах 1. Колганов И. М. Процессы стесненного изгиба при различных методах формообразования / И. М. Колганов. – Ульяновск: УлГТУ, 2001. – 108 с. 2. Альперт В. Н. Теоретическое исследование процесса получения профилей при протягивании через инструментальную фильеру металлической ленты с непрерывно скользящим приложением сжимающего усилия в процессе формообразования угла / В. Н. Альперт, Г. В. Проскуряков, А. С. Зажигин // Известия вузов. Авиационная техника. – 1968. – № 3. – С. 107–113. 3. Колганов И. М. Исследование процесса формообразования профилей стесненным изгибом в инструментальной фильере / И. М. Колганов, Г. В. Проскуряков. – Тольятти, 1979. – 9 с. – Деп. в ВИНИТИ 15.02.79, Д 1096-79. 4. Способ гибки профилей проглаживанием по пуансону / Ю. М. Арышенский, В. Ю. Ненашев, А. Ю. Матвеев, Ф. В. Гречников // Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли. – М.: НИАТ, 1992. – С. 30–36. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Вытяжка заготовки без утонения стенки Томленов А. Д. Пластическое течение и процессах сложной вытяжки листовых металлов / А. Д. Томленов // Кузнечно-штамповочное производство. – 1968. – № 7. – С. 16 –20. Гайдук В. В. Способ оценки штампуемости при вытяжке деталей сложной формы из листа / В. В. Гайдук // Кузнечно-штамповочное производство. – 1973. – № 7. – С. 11–14. Попов Е. А. Величина изгибающего момента при вытяжке / Е. А. Попов // Машины и технология обработки металлов давлением. – М.: Машгиз, 1953. – С. 95 – 99. (МВТУ). Романовский В. П. Повышение штампуемости тонколистовой малоуглеродистой стали для вытяжки / В. П. Романовский. – Л., 1964. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. Попов Е. А. Основы теории листовой штамповки / Е. А. Попов. – М.: Машиностроение, 1968. – 283 с.

38

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 7. Аверкиев Ю. А. Технология холодной штамповки: учебник для вузов по специальности «Машины и технология обработки металлов давлением» и «Обработка металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с. 8. Валиев С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов / С. А. Валиев. – М.: Машиностроение, 1973. – 176 с. 9. Рене И. П. Анализ процесса вытяжки цилиндрических полых тел с утонением стенки / И. П. Рене // Труды Тульского механического института. – М., 1995. – Вып. 5. – С. 111–151. 10. Безручко И. И. Обработка металлов давлением / И. И. Безручко, М. Е. Зубцов, Л. Н. Балакина. – М.: Машиностроение, 1967. – 330 с. 11. Яковлев С. П. Обработка давлением анизотропных материалов / С. П. Яковлев, С. С. Яковлев, В. А. Андрейченко. – Кишенев: Квант, 1997. – 330 с. 12. Томленов А. Д. Пластическое течение в процессах сложной вытяжки листовых металлов / А. Д. Томленов // Кузнечно-штамповочное производство. – 1968. – № 7. – С. 16–20. 13. Гайдук В. В. Способ оценки штампуемости при вытяжке деталей соржной формы из листа / В. В. Гайдук // Кузнечно-штамповочное производство. – 1973. – № 7. – С. 11–14. 14. Попов Е. А. Величина изгибающего момента при вытяжке / Е. А. Попов // Машины и технология обработки металлов давлением. – М.: Машгиз, 1953. – С. 95–99. 15. Романовский В. П. Повышение штампуемости тонколистовой малоуглеродистой стали для вытяжки / В. П. Романовский. – Л.: Машгиз, 1964. – 242 с. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. 8.

Раздача труб Марьин Б. Н. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме / Б. Н. Марьин // Кузнечно-штамповочное производство, 2000. – №2. – С. 7–9. Марьин Б. Н. Особенности деформирования концов труб по жестким конусообразным пуансонам / Б. Н. Марьин // Кузнечно-штамповочное производство. – 2000. – №10. – С. 10–12. Марьин Б. Н. Новые схемы раздачи трубных заготовок / Б. Н. Марьин // Кузнечноштамповочное производство. – 1999. – №2. – С. 21–22. Попов Е. А. Основы теории листовой штамповки: учебное пособие для вузов / Е. А. Попов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 278 с. Аверкиев Ю. А. Технология холодной штамповки: учебник для вузов по спец. «Машины и технология обработки металлов давлением» и «Обработки металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с. Аверкиев Ю. А. Формоизменяющие операции: обжим, раздача, отбортовка: учеб. пособие для студентов специальности 0503 «Машины и технология обработки металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев; Ростовский-на-Дону институт сельхозмашиностроения. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1977. – 79 с. Яковлев С. П. Обработка давлением анизотропных материалов / С. П. Яковлев, С. С. Яковлев, В. А. Андрейченко. – Кишенев: Квант, 1997. – 330 с. Горбунов М. Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов / М. Н. Горбунов. – М.: Машиностроение, 1981. – 224 с.

39

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 Редуцирование, обжим 1. Дмитриев А. М. Оптимизация процессов холодной штамповки редуцированием / А. М. Дмитриев, А. Л. Воронцов // КШП. ОМД. – 2003. – № 5. – С. 3–7. 2. Горбунов М. Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов / М. Н. Горбунов. – М.: Машиностроение, 1981. – 224 с. 3. Гуляев Ю. Г. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением / Ю. Г. Гуляев, С. А. Чукмасов, А. В. Губинский. – Киев: Наукова думка, 1986. – 240 с. 4. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд., переработ. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с. 5. Аверкиев Ю. А. Технология холодной штамповки: учебник для вузов по спец. «Машины и технология обработки металлов давлением» и «Обработки металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. – М.: Машиностроение, 1989. – 304 с. 6. Аверкиев Ю. А. Формоизменяющие операции: обжим, раздача, отбортовка: учеб. пособие для студентов специальности 0503 «Машины и технология обработки металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев; Ростовский-на-Дону институт сельхозмашиностроения. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1977. – 79 с. Отбортовка 1. Горбунов М. Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве летательных аппаратов / М. Н. Горбунов. – М.: Машиностроение, 1970. – 352 с. 2. Попов Е. А. Основы теории листовой штамповки: учебное пособие для вузов / Е. А. Попов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 278 с. 3. Аверкиев Ю. А. Формоизменяющие операции: обжим, раздача, отбортовка: учеб. пособие для студентов специальности 0503 «Машины и технология обработки металлов давлением» / Ю. А. Аверкиев; Ростовский-на-Дону институт сельхозмашиностроения. – Ростов н/Д: РИСХМ, 1977. – 79 с. 4. Романовский B. П. Справочник по холодной штамповке / B. П. Романовский. – M.: Машиностроение, 1971. – 782 с. 5. Евсюков С. А. Изменение длины образующей заготовки при отбортовке / С. А. Евсюков // Вестник машиностроения. – 1996. – № 9. – С. 31–33. 6. Аверкиев А. Ю. Оценка штампуемости листового и трубного проката / А. Ю. Аверкиев // Кузнечно штамповочное производство. – 1990. – № 2. – С. 19–34. 7. Зубцов М. Е. Листовая штамповка / М. Е. Зубцов. – Л.: Машиностроение, 1967. – 504 с. Разделительные операции 1. Недорезов В. Е. Расчет усилий съема и проталкивания при вырубке – пробивке толстолистового материала. Пластическая обработка металлов / В. Е. Недорезов, И. М. Жвик // Труды ЛПИ № 260. – 1965. 2. Недорезов В. Е. Зазоры при толстолистовой вырубке – пробивке. Пластическая обработка металлов / В. Е. Недорезов, И. М. Жвик // Труды ЛПИ № 260. – 1965. 3. Степанский Л. Г. Оценка технологичности тонколистовых деталей, изготовляемых в разделительных штампах / Л. Г. Степанский // КШП ОМД. – 2002. – № 12.

40

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 6 4. Чижиков Н. В. Влияние величины зазора между матрицей и пуансоном на точность деталей, изготовляемых вырубкой – пробивкой / Н. В. Чижиков, А. Я. Горницкий // КШП ОМД. – 2002. – № 11. 5. Кухарь В. Д. Моделирование разделительных операций ОМД методом конечных элементов / В. Д. Кухарь, А. В. Чистяков // КШП ОМД. – 2002. – № 6. Деформирование биметаллических заготовок 1. Аркулис Г. Э. Совместная пластическая деформация разных металлов / Г. Э. Аркулис. – М.: Металлургия, 1964. – 271 с. 2. Унксов Е. П. К расчету процесса прессования биметаллических труб / Е. П. Унксов, Л. Г. Степанский // Кузнечно-штамповочное производство. – 1962. – № 3. – С. 3–8. 3. Биметаллические трубы / М. И. Чепурко, В. Я. Остренко, Е. А. Резников и др. – М.: Металлургия, 1974. – 224с. Устойчивость процессов деформирования в ОМД 1. Григолюк Э. Г. Устойчивость оболочек / Э. Г. Григолюк, В. В. Кабанов. – М.: Наука, 1978. – 360 с. 2. Алфутов Н. А. Основы расчета на устойчивость упругих систем / Н. А. Алфутов. – 2-е изд., перераб. и допол. – М.: Машиностроение, 1991. – 744 с. 3. Биргер И. А. Сопротивление материалов: учебное пособие / И. А. Биргер, Р. Р. Мавлютов. – М.: Наука, 1986. – 560 с. 4. Лизин В. Т. Проектирование тонкостенных конструкций / В. Т. Лизин, В. А. Пяткин. – М.: Машиностроение, 1976. – 408 с. 5. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела / Ю. Н. Работнов. – М.: Наука, 1979. – 744 с. 6. Уманский А. А. Строительная механика самолета / А. А. Уманский. – М.: Оборонгиз, 1961. – 521 с. 7. Бидерман В. Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика / В. Л. Бидерман. – М.: Машиностроение, 1977. – 488 с. 8. Григолюк Э. Г. Нелинейное деформирование тонкостенных конструкций / Э. Г. Григолюк, В. И. Мамай. – М.: Наука. Физматлит, 1997. – 272 с. Прочие работы 1. Кроха В. А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации: справочник / В. А. Кроха. – М.: Машиностроение, 1980. – 158 с. 2. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. – М.: Мир, 1989. – 510 с. 3. Журавлев В. П. Машиностроительные стали: справочник / В. П. Журавлев, О. И. Николаева. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с. 4. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела / Ю. Н. Работнов. – М.: Наука, 1988. – 712 с. 5. Качанов Л. М. Основы теории пластичности / Л. М. Качанов. – М.: Наука, 1969. – 420 с. 6. Хилл Р. Математическая теория пластичности / Р. Хилл. – М.: ГИТТЛ, 1956. – 407 с.

41

ОКОНЧАНИЕ ПРИЛ. 6 7. Гун Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением / Г. Я. Гун. – М.: Металлургия, 1980. – 456 с. 8. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. – М.: Металлургия, 1986. – 688 с. 9. Арышенский Ю. М. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов / Ю. М. Арышенский, Ф. В. Гречников. – М.: Металлургия, 1990. – 304 с. 10. Ершов В. И. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки / В. И. Ершов. – М.: Машиностроение, 1990. – 312 с. 11. Чиченев Н. М. Методы исследования процессов обработки металлов давлением / Н. М. Чиченев, А. Б. Кудрин, П. И. Полухин. – М.: Металлургия, 1977. – 287 с. 12. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. – Л.: Машиностроение, 1971. – 782 с. 13. Технологичность конструкции изделия: справочник / Ю. Д. Амиров, Т. К. Алферова, П. Н. Волков и др.; под общ. ред. Ю. Д. Амирова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 768 с. 14. Теория пластических деформаций металлов / Е. П. Унсков, У. Джонсон, В. Л. Колмогоров и др. – М.: Машиностроение, 1983. – 600 с. 15. Аверкиев Ю. А. Холодная штамповка. Формоизменяюшие операции / Ю. А. Аверкиев. – Ростов н/Д: РГУ, 1984. – 288 с. 16. Дель Г. Д. Технологическая механика / Г. Д. Дель. – М.: Машиностроение, 1978. – 174 с.

42

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Обзор основных методов решения задач в ТОМД * 1. Метод линий скольжения Данный метод применяется для решения плоских и осесимметричных задач. Метод интенсивно разрабатывался Генки Г., Прандтлем Л. и Гейрингер Х. [1, 2]. На рис. 1 представлена схема расположения линий скольжения в деформируемом теле и обозначения геометрических характеристик. Траектории главных напряжений пересекают линии скольжения под углом

π . Ясно, 4

что ϖ' = ϖ + π 2 , ϖ = ϕ + π 4 , а потому можно записать дифференциальные

уравнения линий скольжения (линий Чернова − Людерса) dx 3 dx 3 = −ctgϖ (семейство β ). = tgϖ (семейство α ), dx1 dx 1 При плоском деформированном состоянии напряжения c учетом соотно= k определяются следующим образом: шения σ max t

σ 11 = σ ср + k sin 2ϖ ;

σ 33 = σ ср − k sin 2ϖ (*);

σ 31 = − k cos 2ϖ . x2

ϕ

β

σ2

σ1

α

ϖ = ϕ +π 4

0

x1

Рис. 1. Траектории главных касательных напряжений

Для плоского деформированного состояния (*) условие пластичности выполняется тождественно 2 (σ 1 − σ 3 ) 2 + 4σ 13 = 4k 2 .

*

Ссылки на источники даны по основному библиографическому списку к настоящим методическим указаниям (с. 23) 43

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 7 Подставляя в уравнения равновесия значения напряжений (*) и переходя к криволинейным координатам, получим интегралы Генки:

σ ср + 2к ϖ = 2kn (β );

σ ср − 2кϖ = 2kε( α ); в которых ε(α ) , n(β ) – постоянны вдоль линий β и α соответственно. Из двух последних уравнений можно получить разрешающее уравнение для определения напряжений M N σ ср − σ ср = 2kϖ MN .

Полученное уравнение позволяет утверждать следующее: если задана линия скольжения и среднее значение напряжения в одной точке, то можно найти среднее напряжение в другой точке, а следовательно, определить в точках выхода линий скольжения на контактные поверхности контактные напряжения и деформирующие усилия. Условия на свободных и контактных поверхностях: 1) если сила трения отсутствует, σ 13 = 0 ⇒ cos 2ϖ = 0 ⇒ ϖ = ± π 4 (линии скольжения выходят на поверхность под углом ϖ = ± π 4 ); 2) при максимальном контактном трении σ 13 = σ t ⇒ cos 2ϖ = 1 ⇒ ϖ = 0 ; 3) при промежуточных значениях сил трения значение касательного напряжения расположено в пределах от нуля до ± π 4 . Фактически, если удается построить подходящее поле линий скольжений, то задача определения деформирующих усилий практически решена. При построении полей линий скольжения используют их свойства. Свойства линий скольжения: 1. линии скольжения непрерывны и образуют два семейства ортогональных кривых; 2. линии скольжения пересекают траектории главных напряжений под углом ± π 4 ; max

3. σ ср пропорционально углу поворота линии; 4. угол между касательными к двум линиям скольжения одного семейства в точках пересечения их каждой линией скольжения другого семейства остается постоянным (первая теорема Генки); 5. при перемещении точки вдоль линии скольжения одного семейства радиусы кривизны линий скольжения другого семейства в точках пересечения с данной линией изменяются на величину пройденных расстояний (вторая теорема Генки); 6. угол наклона линий скольжения на контуре зависит от касательных напряжений.

44

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 7 В общем случае, линии скольжения, построенные на основе вышеуказанных свойств, должны удовлетворять кинематическим условиям. Итак, построение полей линий скольжения позволяет определять деформирующие усилия при обработке металлов давлением. Метод может быть использован для следующих процессов: волочение, вдавливание, рубка, протяжка, обжатие, изгиб, прокатка, прямое (обратное, боковое) выдавливание.

2. Инженерный метод и метод прямого интегрирования Оба метода применяются для решения широкого класса плоских и осесимметричных задач: деформирование трубчатых заготовок в условиях внутреннего, внешнего или комбинированного давления; сжатие полосы шероховатыми плитами; сжатие клиновой заготовки; формовка деталей конической формы; осадка толстостенной трубы в матрице. Оба метода позволяют находить распределение напряжений в деформируемой заготовке [1 – 7]. Метод прямого интегрирования является более общим, хотя и для получения аналитических решений требуется существенное упрощение исходных уравнений на основе разумных допущений о характере протекания процесса формоизменения. В том и другом методе в ряде случаев удается найти и распределение деформаций (в инженерном методе для этого необходимы дополнительные данные, возможно, экспериментальные). Используемые в обоих методах уравнения и условия даются в табл. 1. Таблица 1 Сравнительная характеристика двух методов Инженерный метод 1)Уравнения равновесия

δσ r σ r − σ 0 + =0 δr r

2)Условия пластичности

σr − σ0 = σs *

3)Граничные условия

Метод прямого интегрирования 1)Уравнения равновесия 2) Условия пластичности 3) Физические уравнения

σ r = −σ s * ln r + C σ r | R n = 0 = −σ s ln R + C σ r = − σ s * ln r R n σ r | rB = 0 = − σ s * ln rB r

45

4) Уравнения неразрывности 5) Граничные условия

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 7

3. Метод верхней оценки Метод разработан Джонсоном В. и Кудо Х. [1, 5]. Суть метода состоит в том, что объем очага деформации заменяется набором жестких блоков, т. е. производится замена поля линий скольжения (действительного) системой прямолинейных отрезков. Блоки представляют собой треугольные призмы (см. рис. 2). Внутри каждого блока скорость постоянна. Число и размеры блоков первоначально выбирают произвольно. Вдоль границ касательные напряжения берут максимальными: σ t = k ; на свободной поверхности σ t = 0 ; на контактных поверхностях f ⋅ σ ∗s ≤ σ t ≤ k . Мгновенная мощность внутренних сил: .

∑ σ it ⋅ U i ⋅ L i b i ,

W=

i

где σ − касательные напряжения; i t

.

U i − скорость скольжения вдоль границ; L i – длины стороны треугольников при плоской деформации;

b i – длина проекции площадки контакта в направлении x1. Мгновенная мощность на пуансоне .

W = P U0 . Здесь U 0 − скорость движения пуансона, Р − полное усилие деформирования. Приравняв правые части мгновенных мощностей в деформируемом теле и на пуансоне, получим .

P=

∑ σ it ⋅ U i ⋅ L i ⋅ b i i

.

U0

.

x3 0 .5 а 5

0

1

α

4

x1

3

2

Рис. 2. Разбиение заготовки на блоки

46

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 7 .

Скорости U i определяются из годографа скоростей (рис. 3). Удельное усилие q (при b i = const) .

q=

P = ab i

∑ σ it U i I i i

.

.

a U0 3

4

2

α 5

Рис. 3. Годограф скоростей

Этот метод может использоваться для квазистатических процессов в случае не слишком больших деформаций при расчетах процессов ковки, штамповки, осадки, прямого, обратного и комбинированного выдавливания. Метод не позволяет выявлять распределение напряжений.

4. Метод баланса работ Данный метод [1, 3, 5, 6, 8 – 10] основан на законе сохранения энергии, согласно которому работа внешних сил на соответствующих перемещениях равна работе внутренних сил деформирования

А ex = A def , где A ex − работа внешних сил;

A def − работа внутренних сил деформирования. При этом упругая деформация не учитывается, материал заготовки считается несжимаемым, а работа внутренних сил определяется через интенсивности деформаций сдвига и касательных напряжений ε i и σ i dA def = ε i σ i dV . Полная работа деформирования тогда определяется тройным интегралом:

A def = ∫∫∫ ε i σ i dV . V

Работа внешних сил определяется интегральным выражением

47

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 7

A ex = ∫∫

→→

FUda

a

→

где F − вектор поверхностных сил, действующих на элементарную площадку dа; →

U − вектор перемещений.

Данный метод может быть использован для определения деформирующих усилий при процессах осадки, ковки и объемной горячей штамповки. Он не позволяет находить распределение полей напряжений и деформаций.

5. Метод сопротивления пластическим деформациям Этот метод [5, 9, 11] разработан профессором Г. А. Смирновым-Аляевым для решения практических задач конечного формоизменения: определения усилия по заданному формоизменению, определение деформаций по заданной нагрузке и работе внешних сил, определение формы тела на последовательных по конечной форме. Процесс считается монотонным и зависимости между напряжениями σ 1 , σ 2 , σ 3 и конечными деформациями е 1 , е 2 , е 3 записываются в виде e −e e −e e1 − e 2 = 3 2 = 1 3 = 1 ( 2G' ) , σ1 − σ 2 σ 3 − σ 2 σ1 − σ 3 где G' – модуль пластичности, который определяется экспериментально. Предполагается, что схемы напряженного и деформированного состояний совпадают: ν ( σ ) = ν (e ) , где ν(σ ) − показатель схемы напряженного состояния; ν(e) − показатель схемы деформированного состояния. Используется приближенное условие пластичности в виде:

σ 1 − σ 3 = βσ s , где β = 2 ( 3 + ν(σ ))1 2 - показатель Лоде. Например, если из анализа формоизменения можно получить деформации, то из второго соотношения и определения схемы напряженного состояния получаем одно уравнение, связывающее все три напряжения. Второе уравнение доставляет нам приближенное уравнение пластичности, а недостающее уравнение можно определить из условия равновесия выделенного объема как сумму напряжений σ 1 + σ 2 + σ 3 . Переходя от одного выделенного объема к другому, можно определить поле напряжений в теле. Процедура становится особенно простой, когда речь идет об определении напряженно-деформированного состояния частиц, расположенных вблизи поверхности.

48

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛ. 7

6. Вариационные методы Вариационные методы [12 – 14] определения усилий и деформаций, как и метод баланса работ, основаны на энергетическом принципе, но в отличие от метода верхней оценки и метода баланса работ позволяют определить не только полное и удельное усилия, но и распределение напряжений и деформаций по объему тела, а также форму тела после деформации с учетом неравномерности деформации. Вариационные методы основаны на положении: «сумма работ всех внешних и внутренних сил на возможных перемещениях около состояния равновесия равна нулю». Работа внешних сил A B = ∫∫ ( Xu + Yϑ + Zϖ )da , a

где X, Y, Z – компоненты внешних поверхностных сил; u, ϑ , ϖ – компоненты перемещений. Вариации работы внешних сил на возможных перемещениях, согласно уравнению для A B , определяются уравнением δA B = ∫∫ ( Xδu + Yδϑ + Zδϖ )da = δ ∫∫ ( Xu + Yϑ + Zϖ )da . a

a

Вариации работы внутренних сил на возможных перемещениях, согласно уравнению для A Д , определяются уравнением: δА Д = k ∫∫∫ dε i dV = kδ ∫∫∫ ε i dV . V

V

В соответствии с принципом возможных перемещений, учитывая, что работа внутренних сил положительна, а внешних отрицательна, имеем ⎡ ⎤ k ∫∫∫ δε i dV − ∫∫ ( XδU + Yδϑ + Zδϖ )da = δ ⎢k ∫∫∫ ε i dV − ∫∫ ( Xu + Yϑ + Zϖ )da ⎥ = 0 . V a a ⎣ V ⎦

Величина, стоящая в квадратных скобках, представляет собой полную энергию. Следовательно, вариация полной энергии равна нулю. Это положение можно сформулировать так: «действительная форма равновесия тела отличается от всех возможных форм тем, что сообщает полной энергии минимальное значение». Таким образом, задача может быть поставлена так: найти такую функциональную зависимость перемещений от координат, при которой полная энергия принимает минимальное значение. Решение практических задач обработки металлов давлением методом вариационного исчисления представляет значительные математические трудности. Применением приближенных, так называемых «прямых», методов вариационного исчисления удается решить большое число задач. Один из прямых методов (метод Ритца) заключается в том, что искомую функцию (применительно к обработке давлением этой функцией являются перемещения) представляют в виде ряда, например, u = a 1 ϕ 1 ( x, y , z ) + a 2 ϕ 2 ( x, y , z ) + ..., 49

ОКОНЧАНИЕ ПРИЛ. 7

где a 1 , a 2 ,..., − неопределенные параметры; ϕ 1 (x, y, z), ϕ 2 (x, y, z), ... − функции координат, отвечающие граничным условиям. Функции ϕ i можно принимать произвольно, лишь бы они отвечали граничным условиям. В настоящее время вариационные методы используются большей частью при реализации их численных алгоритмов на ЭВМ (из-за значительной трудоемкости вычислений).

7. Метод конечных элементов Метод конечных элементов впервые был применен Маркалом П. и Кингом И. [15] для решения упругопластических задач. Учет контактных взаимодействий заготовки и инструмента учитывается с использованием различных моделей [16]. Суть метода заключается в разбиении тела на отдельные элементы, соединенные в узловых точках. Для каждого элемента решается полная система матричных уравнений механики сплошных сред, опосредованная нелинейным функционалом, для которого одним из методов оптимизации (линейное программирование, метод штрафных функций) отыскиваются решения, приводящие невязку к нулю. Метод позволяет получать все характеристики напряженно-деформированного состояния, границы упругой и пластической областей, перемещения и т. д.; удовлетворительно работает при решении задач пластического формоизменения осесимметричных заготовок и плоских задач. Решение задач в пространственной постановке (особенно при значительных размерах заготовки и при больших конечных деформациях) зачастую приводит процесс вычисления к расходимости. Реализуется метод лишь на мощных ЭВМ, обладающих значительным быстродействием и ресурсами памяти.

50

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................... 3 1. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ .............................................................................. 3 1.1. Этапы выполнения работы ............................................................................... 3 1.2. Краткая характеристика и сроки выполнения этапов работы ...................... 3 2. СОДЕРЖАНИЕ, ОФОРМЛЕНИЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РАБОТЫ .............. 4 2.1. Содержание работы по разделам ..................................................................... 4 2.2. Формат страниц и абзацев ................................................................................ 5 2.3. Терминология и размерность физических единиц......................................... 5 2.4. Математические формулы................................................................................ 6 2.5. Оформление таблиц .......................................................................................... 6 2.6.Форматы документов стандартных программ обработки данных ................ 6 2.7. Оформление рисунков ...................................................................................... 7 2.8. Оформление библиографического списка ...................................................... 8 2.9. Общая компоновка, переплетные работы, хранение курсовой работы ....... 8 4. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ И ТРЕБОВАНИЯ К ЕЕ СОСТАВНЫМ ЧАСТЯМ .............................................................................. 9 3.1. Тема, задание и исходные материалы ............................................................. 9 3.2. Введение ............................................................................................................. 10 3.3. Литературный обзор.......................................................................................... 10 3.4. Постановка задач и выбор методов их решения ............................................ 11 3.5. Решение поставленных задач ........................................................................... 15 3.6. Обработка результатов, табуляция функций, графическая интерпретация зависимостей ..................................................... 17 3.7. Обсуждение результатов, сравнение с расчетными и экспериментальными данными из технологической практики ................ 17 3.8. Преимущественные схемы реализации процесса .......................................... 18 3.9. Заключение......................................................................................................... 18 3.10. Библиографический список............................................................................ 18 3.11. Оглавление ....................................................................................................... 18 3.12. Приложения ..................................................................................................... 19 3.13. Доклад к защите............................................................................................... 20 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ........................................................................ 21 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Образец титульного листа работы ................................................ 22 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Образец задания на выполнение работы...................................... 23 ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Примерные темы курсовых работ по ТОМД............................... 24 ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Эскизы к курсовым работам по ТОМД ........................................ 27 ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Лист графических материалов ...................................................... 29 ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Библиографический список по темам курсовых работ .............. 30 ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Обзор основных методов решения задач в ТОМД...................... 43

51

Учебное издание

ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ. КУРСОВАЯ РАБОТА Методические указания Составитель ФИЛИМОНОВ Вячеслав Иванович Редактор Л. В. Рыжова Подписано в печать 25.05.2006. Формат 60×84/16. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 3,50. Тираж 100 экз. Заказ Ульяновский государственный технический университет, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32. Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

52