Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ОПТИМИЗАЦИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБШИВОЧНЫХ ЛИСТОВ С ЦЕЛЬЮ МИНИМИЗАЦИИ РАЗНОТОЛЩИННОСТИ ПРИ ОБТЯЖКЕ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-49-55

Полный текст:

Аннотация

В работе проведено компьютерное моделирование процесса обтяжки листов с различной анизотропией свойств в программном комплексе PAM-STAMP 2G. Для исследования влияния анизотропии свойств на разнотолщинность применялось центральное композиционное планирование, которое включает полный и дробный факторный эксперименты и некоторое число дополнительных опытов, зависящее от числа факторов. В качестве переменных факторов модели использовались следующие механические свойства материала: предел прочности, предел текучести, равномерное относительное удлинение, коэффициенты поперечной деформации.

После моделирования всех вариантов обтяжки проведен регрессионый анализ результатов и составлена математическая модель зависимости разнотолщинности от анизотропии свойств. Было установлено, что для минимизации разнотолщинности листовую заготовку необходимо так ориентировать относительно стола пресса, чтобы направление обтяжки совпадало с направлением максимального показателя анизотропии, а поперечное направление обтяжки совпадало с минимальным показателем анизотропии.

Путем использования известных методов поиска глобального минимума функции была определена оптимальная анизотропия механических свойств, обеспечивающая минимальную разнотолщинность (19,62 мкм) для данной схемы обтяжки обшивок из алюминий-литиевого сплава 1441: предел прочности – 430 МПа, предел текучести – 280 МПа, равномерное относительное удлинение – 14 %, коэффициенты поперечной деформации под углом 0° и 45° к направлению прокатки – 0,65, под углом 90° – 0,35. Направление прокатки совпадает с направлением обтяжки.

Рекомендовано на предприятиях обеспечивать входной контроль не только по механическим свойствам, но и по коэффициентам поперечной деформации, так как именно они оказывают наибольшее влияние на получение необходимой формы изделия.

Об авторах

Сергей Викторович Сурудин
Самарский университет, Самара
Россия

кандидат технических наук, ассистент кафедры обработки металлов давлением



Ярослав Александрович Ерисов
Самарский университет, Самара
Россия

кандидат технических наук, доцент кафедры обработки металлов давлением



Илья Николаевич Петров
Самарский университет, Самара
Россия

студент института ракетно-космической техники



Список литературы

1. Park J.-W., Kim J., Kang B.-S. Study on multiple die stretch forming for curved surface of sheet metal // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2014. Vol. 15. № 11. P. 2429–2436.

2. Seo Y.-H., Kang B.-S., Kim J. Study on relationship between design parameters and formability in flexible stretch forming process // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2012. Vol. 13. № 10. P. 1797–1804.

3. Wang S., Cai Z., Li M., Lan Y. Numerical simulation on the local stress and local deformation in multi-point stretch forming process // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2012. Vol. 60. P. 901–911.

4. Liu W., Yang Y.-Y., Li M.-Z. Numerical simulation of multi-point stretch forming and controlling on accuracy of formed workpiece // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2010. Vol. 50. P. 61–66.

5. Wang S., Cai Z., Li M. Numerical investigation of the influence of punch element in multi-point stretch forming process // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2012. Vol. 49. P. 475–483.

6. Chen X., Li M.Z., Fu W.Z., Cai Z.Y. Numerical simulation of different clamping modes on stretch forming parts // Advanced Materials Research. 2011. № 189–193. P. 1922–1925.

7. Cai Z.-Y., Yang Z., Che C.-J., Li M.-Z. Minimum deformation path sheet metal stretch-forming based on loading at discrete points // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. № 4. P. 1–10.

8. He J., Xia Z.C., Zhu X., Zeng D., Li S. Sheet metal forming limits under stretch-bending with anisotropic hardening // International Journal of Mechanical Sciences. 2013. № 75. P. 244–256.

9. Крупский Р.Ф., Кривенок А.А., Станкевич А.В., Феоктистов С.И., Белых С.В. Формообразование профильных заготовок с помощью листового обтяжного пресса // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2013. Т. 1. № 2. С. 4–8.

10. Мироненко В.В., Чеславская А.А., Белых С.В. Моделирование обтяжки летательных аппаратов с учетом эффектов, возникающих в зонах зажатия губками // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2014. Т. 1. № 2. С. 13–18.

11. Малащенко А.Ю. Конечно-элементное моделирование процесса изготовления гибридных листовых деталей // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 4. С. 40–43.

12. Крупский Р.Ф., Кривенко А.А., Станкевич А.В., Белых С.В., Мироненко В.В. Моделирование кинематики движения рабочих элементов обтяжного пресса FET // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 9. С. 40–45.

13. Белых С.В., Кривенко А.А., Мироненко В.В., Мишагин В.А. Определение положения пуансона в рабочем пространстве обтяжного пресса FET в процессе технологической подготовки производства // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 12. С. 36–41.

14. Demyanenko E.G. A technique of shaping the barrel-type parts // Russian Aeronautics. 2014. Vol. 57. P. 204–211.

15. Grechnikov F.V., Antipov V.V., Erisov Y.A., Grechnikova A.F. A manufacturability improvement of glass-fiber reinforced aluminum laminate by forming an effective crystallographic texture in V95 alloy sheets // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015. Vol. 56. P. 39–43.

16. Erisov Y.A., Grechnikov F.V., Surudin S.V. Yield function of the orthotropic material considering the crystallographic texture // Structural Engineering and Mechanics. 2016. Vol. 58. № 4. P. 677–687.

17. Mikheev V.A., Smolnikov S.D., Surudin S.V., Savin D.V. Statistical analysis of stretch shaping process of biconvex skin // Russian Aeronautics. 2016. Vol. 59. № 1. P. 145–150.

18. Михеев В.А., Гречников Ф.В., Дементьев С.Г., Самохвалов В.П., Савин Д.В., Сурудин С.В. Моделирование кинематической схемы последовательной обтяжки оболочек двояковыпуклой формы на обтяжном прессе FEKD // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 6-1. С. 172–179.

19. Hill R. The Mathematical Theory of Plasticity. Oxford: Clarendon Press, 1950. 365 p.

20. Gronostajski Z. The Constitutive Equations for FEM Analysis // Journal of Materials Processing Technology. 2000. Vol. 106. P. 40–44.

21. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. 432 c.


Рецензия

Для цитирования:


Сурудин С.В., Ерисов Я.А., Петров И.Н. ОПТИМИЗАЦИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБШИВОЧНЫХ ЛИСТОВ С ЦЕЛЬЮ МИНИМИЗАЦИИ РАЗНОТОЛЩИННОСТИ ПРИ ОБТЯЖКЕ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(2):49-55. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-49-55

For citation:


Surudin S.V., Erisov Y.A., Petrov I.N. OPTIMIZATION OF MECHANICAL ANISOTROPY OF COVER SHEETS TO MINIMIZE THE POLYTHICKNESS WHEN STRETCH-WRAP FORMING. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(2):49-55. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-2-49-55

Просмотров: 21


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)