Захищаються теоретичні та експериментальні дослідження процесів пластичного формозмінення пористих матеріалів. Розроблена методика проектування технологічних процесів деформування пористих матеріалів на основі теорії деформованості. Вдосконалено розрахунково-експериментальні методи визначення напружень. Запропонована математична модель для вибору раціональних параметрів холодного штампування. Розроблена і експериментально перевірена методика оцінки деформованості пористих матеріалів. Здійснено промислове впровадження розробок.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню ефективності одержання листового композитного прокату з високохромистої сталі з використанням способу послідовного розливання в одну виливницю сталей різного складу. Вивчені особливості формування структури та зміни механічних властивостей композитної високохромистої сталі в області температур гарячої деформації. Встановлені діапазони хімічного складу, які дозволяють забезпечити у внутрішній зоні композитного листового прокату однофазну феритну або двофазну ферито-мартенситну структуру. Рекомендовані оптимальні температурні режими термічної обробки гаряче- та холоднокатаного композитного прокату. Досліджені механічні та витяжні властивості, його експлуатаційні характеристики. Показана ефективність використання досліджуваного холоднокатаного композитного прокату для виготовлення деталей методом холодного штампування. Проведені дослідно-промислові випробування розробок.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено питанням розробки обладнання для імпульсної металообробки. Запропоновано принципово новий тип енергоприводу для установок імпульсної металообробки з вільним поршнем (пресгармат), що використовує енергію, якою запасається перегріта рідина (вода). На основі розробленої моделі розгону поршня двофазним середовищем розглянуто енергетичні можливості перегрітої води, проаналізовано вплив її початкових термодинамічних параметрів та геометричних характеристик енерговузла на енергетичні характеристики установки. Запропоновано конструкцію та одержано робочі характеристики ряду систем та вузлів рідинного енергоприводу. Експериментально доведено доцільність застосування даного типу енергоприводу для оснащення установок гідродинамічного штампування.

  Скачати повний текст

Розроблено нові підходи до аналізу процесів витягування вісесиметричних деталей на підставі створення узагальнених математичних моделей, що дозволяє інтенсифікувати формозмінювальні процеси листового штампування. На базі енергетичного методу створено математичні моделі процесів витягування, які дозволяють визначити напруження течії як функцію інтенсивності деформацій в будь-якій точці заготовки, що витягується, на всіх стадіях процесу. Аналіз процесів витягування виконано з урахуванням зміни товщини заготовки, в тому числі в зоні фланцю, впливів згину металу на витяжній крайці матриці та прижиму заготовки. Встановлено, що деформаційне зміцнення суттєво впливає на граничний коефіцієнт витягування і зусилля деформації. Отримані теоретичні залежності підтверджено експериментально. На підставі аналізу результатів дослідження розроблено методику розрахунку технологічних параметрів штампування вісесиметричних деталей, програмні засоби і технологічні рекомендації.

  Скачати повний текст

Вивчено питання удосконалення процесів листового штампування, зокрема, відбортування горловин. Виконано аналіз існуючих способів відбортування горловин. Встановлено, що існуючі способи не дозволяють отримати горловину достатньо високу (0,37 - 0,5) = H/d, за умов високої продуктивності процесу та низької різнотовщинності борту. Запропоновано новий спосіб відбортування горловин розширеного діапазону висот з використанням притискувача, що формує розподіл товщини заготовки вздовж її твірної, дозволяє уникнути зазначених недоліків. Зроблено теоретичні та експериментальні дослідження нового процесу. Розроблено методику розрахунку технологічного процесу отримання горловин розширеного діапазону висот з урахуванням граничної формозміни. Створено та реалізовано на ПЕОМ модель нового процесу відбортування горловин. Запропоновано конструкцію диференційованої системи подачі технологічного мастила під час відбортування.

  Скачати повний текст

Висвітлено нові підходи до інтенсифікації формозмінних процесів листового штампування. Створено уніфіковані математичні моделі для поелементного та поетапного багатоваріантного проектування технологічних процесів. На основі числового рекурентного рішення кінцево-різницевої форми умови статичної рівноваги виділеного елементарного об'єму в джерелі деформації розроблено математичні моделі напружено-деформованого стану, металу за умов витягування плоских вісесиметричних заготовок, витягування циліндричних заготовок без потоншення і з потоншенням, а також процесу формозмінення просторових заготовок. Досліджено імітаційну математичну модель процесу витягування плоских осесиметричних заготовок під час використання удосконаленої інженерної методики розрахунку як цільової функції. Описано геометричну модель порожніх вісесиметричних деталей, що дозволяє істотно знизити кількість інформації, необхідної для автоматизованого проектування, й уявити поверхню деталі у вигляді обмеженого набору елементів, які можуть розпізнаватися в процесі введення геометричної інформації в ЕОМ.

  Скачати повний текст

Запропоновано нові математичні моделі та розрахункові схеми структурно зв'язаних механічних (СЗМ) систем, що адекватно описують конструктивні та технічні особливості складних об'єктів нової техніки. Досліджено нові зубчасті варіатори швидкості, складені матриці для видавлювання, електромагнітні системи токамаків і торсатронів, індукторні системи для магнітно-імпульсного штампування. Нові розробки надають можливість уточненого врахування складних механізмів деформування таких систем. За результатами дослідження встановлено нові закономірності властивостей міцності та жорсткості СЗМ систем з елементами різної мірності за лінійних, нелінійно-пружних і конструктивно-нелінійних деформувань за умов контактного й електромагнітного навантажень.

  Скачати повний текст

Вивчено металургійні та технологічні особливості електрошлакового наплавлення штампів з застосуванням невитратних графітованих електродів і присаджування в шлакову ванну некомпактних матеріалів, зокрема, стружки сталі 5ХНМ. На підставі розробленої математичної моделі показано, що процеси руху та плавлення різних видів некомпактних матеріалів (стружка, дріб, січка дроту) у шлаковій і металевій ваннах за умов ЕШН НМ мають складний і багатостадійний характер, вирішальну роль грають межі поділу фаз повітря - розплав шляку та розплав шлаку - розплав металу. На цих межах за рахунок сил поверхневого натягу відбувається закріплення частинок НМ, їх нагрівання і, залежно від розмірів і форми, часткове чи повне розплавлення. Розраховано тепловий баланс процесу ЕШН НМ і визначено оптимальну масову швидкість подачі частинок некомпактних матеріалів: 0,3 - 0,7 кг/год на 1 кВт потужності, що підводиться. З використанням результатів досліджень і розробок запропоновано нову технологію відновлення штампів ЕШН НМ, що було використано під час проектування установок для наплавлення та оснащення.

  Скачати повний текст

Виконано й обгрунтовано оптимізацію структурно-аналітичних моделей для аналізу різнотипних даних і синтезу правил класифікації на підставі критерію мінімізації емпіричного ризику. Розроблено структуру інструментального засобу автоматизації формування даних моделей у вигляді інтерактивного програмного комплексу. Вирішено задачі класифікаційної обробки конструкторської та технологічної інформації про листові деталі у керуванні процесом штампування вибухом. Запропоновано структурно-аналітичні моделі медичної діагностики для підвищення ефективності керування лікувальним процесом.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено шляхи підвищення ефективності процесу штампування деталей з титанових сплавів. Проаналізовано силові та швидкісні параметри технологічного устаткування та схем навантаження заготовки. Набула подальшого розвитку методика розрахунку ККД генератора імпульсних струмів електрогідравлічної установки для штампування деталей. Досліджено поводження титанових сплавів за високошвидкісного навантаження. Визначено шляхи інтенсифікації та розроблено технологію електрогідравлічного штампування заготовок з титанових сплавів. Наведено рекомендації щодо розширення області застосування електрогідравлічної обробки металів.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні дослідження напружно-деформованого стану правки гибкою титанових заготовок. Розвинено математичну модель правки та її числову реалізацію, що дозволяє задати прогин залежно від кривизни заготовки. Вперше експериментально на моделях з пластичних матеріалів виявлено характер розташування компенсаційних виступів, які впливають на значення короблення та їх можливу форму. Вперше встановлено геометричні параметри та конструктивні характеристики компенсаційних виступів чорнових рівчаків штампів, що забезпечує зниження значення короблення штамповок деталей типу коробок і панелей з виступами. Запропоновано методику вибору конструктивних характеристик компенсаційних виступів чорнових рівчаків штампів.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель енергетичного вузла пресгармати для гідродинамічного штампування, яка описує процеси горіння пороху, розширення продуктів згоряння, витікання порохових газів через проміжок, а також розгону снаряда, радіаційно-конвективного теплообміну продуктів згоряння зі стволом і снарядом, розповсюдження тепла в стволі, а також виникнення нестаціонарного напружено-деформованого стану (НДС) ствола від дії температури й тиску порохових газів, тобто, модель, яка робить можливим перехід від натурного експерименту до математичного моделювання. Встановлено закономірності взаємного впливу основних параметрів енергетичного вузла: маси набою та тиску форсування, калібру й довжини ствола, маси та швидкості снаряда, тиску й температури газів, енергетичних втрат і коефіцієнта корисної дії. На підставі результатів досліджень доведено, що у разі розрахунку НДС ствола, який обумовлено дією перемінних за часом та у просторі тисків і температур, немає необхідності враховувати термопружні напруження за умов одиничного пострілу й у разі серійної роботи прес-гармати. Обгрунтовано практичну методику розрахунку на міцність енергетичних вузлів технологічного обладнання з урахуванням комплексу складних термомеханічних процесів з метою одержання раціональних параметрів і надано рекомендації щодо удосконалення конструктивних показників і технічних характеристик енергетичних вузлів.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розвитку теорії керування енергетичними та силовими параметрами високовольтних електророзрядних систем на базі проведених широкомасштабних експериментальних і теоретичних досліджень процесів перетворення електроенергії у разі електророзряду. Наведено математичну модель перетворення енергії у разі високовольтного електричного розряду, енергоефективні способи та алгоритми керування режимами роботи електророзрядних систем. Розроблено та апробовано за промислових умов електрогідроімпульсні комплекси з керованим перетворенням енергії для підвищення дебіту нафтових свердловин, руйнування неметалічних матеріалів, запресовування труб, штампування деталей та генерації потужного акустичного випромінювання.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі динамічної поведінки під час формовимірювання шаруватої звареної вибухом зоготовки та у разі поєднання операцій зварювання та штампування вибухом процесу імпульсного деформування шаруватої, звареної вибухом заготовки, а також пакетf монолітних заготовок за умов використання операцій зварювання та штампування вибухом та вибухового калібрування шаруватих заготовок з урахуванням механічної неоднорідності зони поєднання шарів, теплових ефектів під час суміщення. Поставлено та числово-аналітично розв'язано задачу імпульсного деформування шаруватої заготовки у разі поєднання даних операцій. Удосконалено методи визначення параметрів імпульсного та теплового впливу на шарувату заготовку за даних умов. Розвинуто та розроблено науково обгрунтовані методики для процесів імпульсної обробки тиском для одержання та формозміни шаруватих металевих композицій, створення, синтезу та обгрунтування комбінованих методів вибухової металообробки. Розроблено методики проведення експериментальних досліджень процесів імпульсного деформування, визначено критерії штампованості, процесів листового штампування вибухом, кінематичні й силові параметри шаруватих металевих композицій. Удосконалено та розроблено декілька унікальних технологічних процесів виготовлення виробів у багатошаровому виконанні. Запропоновано технічні рішення, на базі яких створено дослідно-промислові технологічні процеси, елементи технологічного оснащення та обладнання для їх здійснення.

  Скачати повний текст

З використанням методу верхньої оцінки розроблено математичні моделі процесів плоского й вісесиметричного комбінованого видавлювання ступінчастих стрижневих деталей з фланцем, що дають змогу визначити силовий режим деформування та проаналізувати постадійну формозміну заготовки. Базуючись на методі планування уперше встановлено емпіричну залежність для визначення силових параметрів за умов комбінованого видавлювання стрижневих деталей з осьовим відростком і фланцем. Одержано закономірності, що дають змогу врахувати вплив геометрії перехідних крайок матриці та пуансона на плини металу в осьовий відросток і у фланець. Визначено, що радіуси скруглення, величини фасок і кути їх нахилу, а також умови контактного тертя між заготовкою та деформуючим інструментом є керуючими параметрами у разі оптимізації режиму деформування.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі технологічних процесів електрогідравлічного формування та калібрування великогабаритних листових деталей складної форми на багатоелектродних установках, що дають змогу керувати місцем та енергією розряду вздовж поверхні поля навантаження. За результатами експериментальних досліджень установлено, що за умов, характерних для такого штампування, ступінь сприйняття плоскою перешкодою імпульсного навантаження залежить від механічних властивостей та геометричних параметрів заготовки та змінюється не монотонно. Запропоновано показник, який визначається частотою власних коливань ділянки заготовки, що формується. Цей показник дає змогу умовно розділити процеси формоутворення на малоінерційні та інерційні. Зроблено висновок, що в діапазоні відносної ширини ділянки, яка формується, від 10 до 100, що відповідає умовам формування, технологічні параметри слід визначати на підставі робіт формозмінювання, які є необхідними. Для операцій калібрування зі значенням цього параметру не більше 10-ти технологічні параметри розраховують на підставі значення потрібного тиску. З урахуванням можливості керування місцем і кількістю енергії, що виділяється, одержано аналітичні залежності, які дають змогу визначити технологічні параметри за картами потрібних тисків та режимами робіт деформування. Розроблено технологічні процеси формозмінювання панелей жорсткості літаків та листових панелей інших апаратів.

  Скачати повний текст

Розроблено узагальнену розрахункову схему процесу профілювання осаджування з утратою стійкості заготовок (ОУСЗ). Визначено область технологічних параметрів, у якій гарантовано виключено появу дефекту типу "затиск" під час профілювання. Розроблено та реалізовано числову та інженерну методику оцінки технологічної нерівномірності деформації. Теоретично виведено та експериментально підтверджено закономірності розподілу стовщень за довжиною зігнутої заготовки. Досліджено та аналітично описано у вигляді математичних моделей основні закономірності геометричної формозміни та розроблено методику розрахунку заготовки та ступеня осаджування під поковки з певними геометричними характеристиками. Запропоновано методику розрахунку максимальних тисків та технологічного зусилля профілювання. Розроблено та досліджено ряд технологічних рішень, спрямованих на розширення області застосування процесу профілювання ОУСЗ, серед яких - нерівномірне або диференційоване нагрівання за довжиною заготовки. Визначено раціональну форму температурного поля та створено математичну модель його зміни у часі. Створено програмні засоби з розрахунку заготовки та нерівномірного температурного поля.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу відомого обладнання та оснастки, теоретичних і експериментальних досліджень розроблено нові принципи створення устаткування та інструмента для штампування з крученням, конструктивне втілення яких дає змогу зменшити зусилля деформування вісесиметричних деталей та енерговитрати. З використанням результатів дослідження кінематичних і силових умов роботи обладнання та оснастки розроблено теоретичну базу для визначення основних її параметрів. Розроблено нову математичну модель контактної взаємодії інструмента і заготовки та алгоритми її реалізації, які дають змогу усунути можливість жорсткого зміщення чи розходження ітераційного процесу внаслідок вичерпання несучої можливості заготовки та врахувати вплив співвідношення швидкостей складного відносного руху на величину сил тертя, що найбільше задовольняє умови деформування з обертанням інструмента. Здійснено аналіз впливу характеру розподілу тангенційних сил тертя за поверхнею заготовки та його зміни в часі на напружено-деформований стан, що відкрило нові можливості керування процесом деформування і, як наслідок, дало змогу підвищити якість заповнення порожнини штампу у разі зниження силових параметрів деформування. Одержано аналітичне представлення епюри контактних тисків під час штампування тонкостінних конічних деталей, використання якого дає змогу визначити параметр кручення, що забезпечує задану точність.

  Скачати повний текст

Вивчено питання структуроутворення в стабілізованих титаном феритних корозійностійких сталях під час металургійної переробки до холоднокатаного листа з метою покращання їх технологічності за умов виготовлення виробів штампуванням. Показано, що порушення термічної стійкості первинних титанових включень і пересичення твердого розчину їх елементами у разі високотемпературного нагріву заготовок від прокату, супроводжується у подальшому інтенсивною гетерогенізацією структури з утворенням вторинних карбідів хрому та титану. Установлено, що у процесі подальшої гарячої деформації відбувається повторне розчинення вторинних фаз. Виявлено, що підвищення кількості розчинених у сталі домішок негативно позначається на властивостях металопродукту. З метою усунення цього ефекту розроблено практичні рекомендації щодо оптимізації технологічних режимів виготовлення холоднокатаного листа.

  Скачати повний текст

На підставі узагальнення результатів аналізу сучасних тенденцій розвитку матеріалознавства зносостійких і конструкційних матеріалів розроблено комплексний підхід щодо створення технологічних процесів одержання порошкових композиційних матеріалів на основі заліза для роботи за умов підвищення навантажень та інтенсивного тертя, а також ефективних маловідходних технологій виготовлення з них виробів з метою забезпечення заданого комплексу властивостей. Обгрунтовано доцільність і встановлено ефективність використання безабразивних шламових відходів підшипникової сталі як основи для одержання виробів з порошкових зносостійких і конструкційних матеріалів. Вивчено основні технологічні та структурно-фазові характеристики газорозпилених порошків швидкоріжучої сталі й особливості сплавоутворення у процесах їх спікання (зокрема, активованому) та гарячого штампування. Розроблено новий ефективний технологічний процес одержання високощільних композитів системи сталь - карбід титану з застосуванням методу гарячого штампування спечених заготовок. Досліджено основні закономірності формування структури на всіх стадіях технологічного процесу. Створено математичні моделі для числового моделювання ряду схем гарячого штампування пористих заготовок з урахуванням контактного тертя та встановлено основні закономірності ущільнення і формоутворення.

  Скачати повний текст