Предисловие к книге «Уплотнение, консолидация и разрушение пористых материалов». Авторы: Шестаков Н.А., Субич В.Н, Демин В.А.

В монографии обобщена теория пластичности изотропных материалов на сжимаемые материалы с анизотропным упрочнением. В результате достигнуто повышение точности решения задач пластического течения пористых материалов, а также расширено ее применение для решения нового класса задач – с немонотонным характером деформирования. Применение разработанной теории дает возможность создания научно обоснованных методик выбора параметров новых технологических процессов, в том числе со сложным характером нагружения по двухзвенным траекториям деформации для получения заготовок и изделий высокого качества.

Проведены теоретическое обоснование и разработка на единой методологической основе универсального набора испытаний пористых материалов, необходимых для определения функций пористости, входящих в условие пластичности. Теоретически установлено, что следствием применения условия пластичности пористых материалов в виде эллипсоида вращения в пространстве напряжений является существенная зависимость функций пористости от схемы напряженного состояния. Показано, что использование функций пористости без учета схемы напряженного состояния может привести к несоблюдению условия пластичности на 30 и более процентов. Применение разработанной системы испытаний и методик обработки экспериментальных данных позволит получать надежные сведения о реальных свойствах пористых материалов, что дает возможность значительно повысить достоверность результатов моделирования течения пористых материалов.

Экспериментальными исследованиями процессов сложного нагружения, состоящих из двух этапов простого нагружения с использованием спеченных заготовок из железных и медных порошков с различной начальной плотностью установлены количественные эффекты снижения сопротивления деформации (на 50%) при изменении направления нагружения, а также эффекты восстановления скалярных свойств при нагружении в новом направлении. На основании полученных закономерностей сконструирован функционал сопротивления деформации наследственного типа и даны новые решения задач двухэтапного деформирования с промежуточной разгрузкой и вторичным нагружением в различных направлениях с углом излома траектории деформации в интервале 60^о…180^о. В результате выявлено количественное влияние угла излома траектории деформации на сопротивление деформации.

Сформулирован единый критерий залечиваемости или накопления повреждений дефектных структур в некомпактных материалах, что позволяет расчетным путем устанавливать необходимые параметры технологических процессов, обеспечивающие регламентные свойства изделий при одновременном накоплении повреждений и их залечиваемости. Применение предложенной теории в расчетной практике при проектировании процессов ОМД позволяет значительно сократить объемы или исключить полностью пробные эксперименты по от­ладке техноло­гий и тем самым снизить затраты на подготовку производства.

По результатам выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработан ряд новых технологических процессов прессования и штамповки некомпактных материалов с комбинированным характером течения или нагружения: прессования полос, профилей, трубных заготовок, дисков под последующую раскатку. Расчетным путем с применением разработанных феноменологических моделей уплотнения, залечиваемости, моделирования течения МКЭ определены технологические параметры новых процессов, обеспечивающие необходимое уплотнение, залечивание их дефектного строения, получение заданных механических свойств. Рассчитанные параметры подвергнуты широкой экспериментальной проверке

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ УПЛОТНЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Основные направления интенсификации процессов уплотнения некомпактных материалов
1.2. Влияние термомеханических режимов обработки на свойства изделий из некомпактных материалов
1.3. Особенности пластического течения некомпактных материалов
1.3.1. Основная система уравнений
1.3.2.  Методики определения функций пористости
1.4. Теории анизотропного упрочнения начально-изотропных несжимаемых материалов
1.5. Методы расчета процессов деформации пористых материалов

2. МОДЕЛЬ ПЛАСТИЧЕСКОГО  ТЕЧЕНИЯ  ИЗОТРОПНОГО ПОРИСТОГО  МАТЕРИАЛА   С  АНИЗОТРОПНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ

2.1.  Тензорная модель уплотняемости сжимаемого материала
2.2. Пластическое течение пористого изотропного материала с анизотропным упрочнением
2.3. Наследственное влияние степени деформации на упрочнение сжимаемого материала
2.4.  Двух- и многоэтапное нагружение сжимаемого материала
2.5. Теоретическое обоснование экспериментальных исследований функций пористости
2.6.  Методика и результаты экспериментального исследования закономерностей уплотнения пористых материалов в открытых объемах
2.7. Разработка способа испытания и методики экспериментального исследования функций пористости в условиях всестороннего неравномерного сжатия
2.7.1. Разработка и обоснование способа испытания
2.7.2. Методика расчета функций пористости по результатам С+q-опытов
2.7.3. Методика эксперимента и результаты
2.8. Экспериментальное исследование закономерностей анизотропного упрочнения пористых материалов
2.8.1. Исследование деформационной анизотропии
2.8.2. Экспериментальное обоснование ядра наследственности
2.8.3. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных наследственного влияния степени деформации при двухэтапном нагружении одноосным сжатием
2.9.  Расчет процессов двухэтапного деформирования

3. ЗАЛЕЧИВАЕМОСТЬ ДЕФЕКТОВ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НЕКОМПАКТ­НЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Обобщенная модель внутренних взаимодействий в металлах при пластической деформации
3.2. Двух- и многоэтапное деформирование
3.3. Методика экспериментальных исследований залечиваемости де­фектов при горячей пластической деформации некомпактных мате­риалов
3.4. Экспериментальное исследование залечиваемости дефектов при немонотонном де­формировании

4. ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ УПЛОТНЕНИЯ И ЗАЛЕЧИВАЕМОСТИ ЗАГОТОВОК ИЗ НЕКОМПАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Исследование залечиваемости дефектов при плоском комбиниро­ванном прессовании заготовок из некомпактных материалов
4.2. Прессование труб  с радиальным истечением металла в наружную кольцевую щель
4.3. Прессование труб  с радиальным истечением металла во внутреннюю кольцевую щель
4.4. Уплотнение спеченных цилиндрических заготовок из медного порошка при осадке вращающимся инструментом

5. ФИЗИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ В ОБОЛОЧКАХ

5.1. Процессы обработки малопластичных материалов в оболочках
5.2. Осадка в оболочках цилиндрической формы
5.3. Осадка в коротких оболочках
5.4. Осадка в комбинированных оболочках
5.5. Осадка без обжатия оболочки
5.6. Деформирование осадкой с истечением оболочки
5.7. Методика проектирования технологических процессов деформации малопластичных пористых материалов в оболочках

6. ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ  ПРОЦЕССОВ  ШТАМПОВКИ И  ПРЕССОВАНИЯ НЕКОМПАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

6.1. Опытно-промышленное использование результатов исследований комбинированного прессования некомпактных материалов
6.2. Опытно-промышленное освоение технологии производства дисков турбин газотурбинных двигателей (ГТД) из порошковых сплавов
6.3. Расчет теплового режима в процессе деформации заготовки диска газотурбинного двигателя
Заключение
Список  литературы
 

Ознакомиться с содержанием и скачать монографию можно ЗДЕСЬ