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

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

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

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

Розглянуто питання конструктивно-технологічного удосконалення надбудов і корпусів морських транспортних суден (КМТС) на основі гофрованих елементів і великогабаритного листового прокату (ЛП), що знижує трудомісткість виготовлення та собівартість суден, підвищує їх технологічність і конкурентоспроможність на світовому ринку. Проаналізовано тенденції розвитку сучасного суднобудування, технологічні особливості (ТО) виготовлення надбудов та КМТС, визначено основні задачі досліджень. Розкрито ТО використання гофрованих конструкцій (ГК) для виготовлення зовнішніх стінок суднових надбудов (СНБ) і вирішено завдання вибору оптимального перерізу (ОП) гофра. Розроблено програму розрахунків міцнісних характеристик гофра ОП і методику заміни зовнішніх стінок СНБ у вигляді плоских полотнищ з привареним набором на ГК, проаналізовано їх вібраційну стійкість та експлуатаційну міцність. Описано технологію виготовлення тонкостінних гофрованих модуль-панелей, наведено технічні вимоги до устаткування й спроектовано ділянку штампування даних модуль-панелей. Висвітлено особливості виготовлення й обробки великогабаритних листів українськими металургійними та суднобудівними підприємствами. Розроблено методичні рекомендації щодо вибору розмірів ЛП в проектуванні нових технологічних корпусів суден з високою конкурентоспроможністю на вітчизняному й світовому суднобудівних ринках. Визначено довжину зварних з'єднань для корпусів суден і плавучих доків з використанням ЛП різних розмірів, що допомагають на проектній стадії оцінювати технологічність проектів, які розробляються.

  Скачати повний текст

Розроблено нові методи вирішення крайових задач обробки металів тиском, що дозволяють визначити кінематичний і напружено-деформований стан металу в будь-якій заданій точці зони пластичної деформації за умови скорочення кількості або виключення послідовних наближень, зокрема у режимі реального часу формозміни металу. Розроблено експериментально-розрахунковий метод визначення компонентів напруженого стану в довільних точках границі зони пластичної деформації без вихідних даних про його реологічні властивості за відомими з експерименту компонентами вектора швидкості плину металу. Розроблено метод вирішення крайових задач обробки металів тиском, що дозволяє визначити невідомі компоненти векторів швидкості плину металу та напруження у довільній точці границі зони пластичної деформації за умови коректного завдання граничних умов крайової задачі. Обгрунтовано удосконалену технологію виробництва залізничних коліс малого діаметра. Запропоновано нові технології виготовлення особливо малих залізничних коліс і штампування деталей авіаційних двигунів.

  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

Обгрунтовано основні параметри імпульсу тиску та встановлено апроксимуючі функції його розподілу у формуючій камері, реалізовані у процесі гідродинамічного штампування (ГДШ) тонкостінних оболонок. З використанням систем CAE (computer-aided engineering) на прикладі сферичного наконечника з'єднання сфера-конус трубопроводів повітряних систем літальних апаратів (ЛА) побудовано скінченно-елементну модель ГДШ тонкостінних вісесиметричних оболонок під час формування основного контуру, за допомогою якої визначено вплив параметрів навантажуючого імпульсу тиску на процес формоутворення оболонок та установлено характерні області можливих результатів і визначено раціональні параметри навантаження. Наведено практичні рекомендації щодо формування техніко-економічних показників процесів ГДШ тонкостінних вісесиметричних оболонок. Розроблено скінченно-різницеву модель для визначення НДС тонкостінних вісесиметричних оболонок за динамічного формоутворення на етапі формування основного контуру. Створено зразок конструктивно удосконаленого перехідника ствола прес-гармати, який дозволяє дискретно регулювати об'єм рідини у формуючій камері. Обгрунтовано конструктивну схему енергетичного вузла на підставі гідравлічної мультиплікації швидкості рідини з використанням явища гідравлічного удару, що забезпечує необхідний розгін снаряда в установках для ГДШ. Запропоновано такі елементи розгінного блоку обладнання: пневматичний пристрій, аналог двигуна дизель-молота та гідравлічний пристрій замкненого типу.

  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

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

Розвинуто наукові засади процесу гарячого пластичного деформування сталі за умов багатопереходного об'ємного штампування. Розроблено раціональні режими деформування з урахуванням комплексного впливу параметрів деформації. Удосконалено метод розрахунку технологічних процесів пластичної деформації за багатопереходного об'ємного штампування та прокатки залізничних коліс за рахунок обліку фізичних і технологічних особливостей цього процесу, а саме: зміни температури, накопиченої деформації, міжформаційних пауз, реологічних властивостей і щільності колісної сталі, форми заготовки й інструмента, а також контактного тертя. Показано, що зростання швидкості деформації металу центральної зони ободу колеса до максимальних значень на останньому переході та монотонно затухаючий характер розподілу деформацій за переходами сприяє збільшенню в'язких і пластичних характеристик зі збереженням високого рівня міцності. За промислових умов колесопрокатного цеху одержано експериментальні дані про енергосилові параметри для об'ємного штампування залізничних коліс за різними технологічними схемами. Удосконалено метод розрахунку положення нейтральної поверхні плину металу у разі багатопереходного об'ємного штампування з урахуванням використання методу кінцевих елементів. Розроблено раціональну технологію виробництва залізничних коліс діаметром 957 мм за ГОСТ 10791-2004 та технологію виготовлення коліс підвищеної якості діаметром 1 098 мм згідно зі стандартами IRS R-19/93.

  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

Досліджено процес одержання гарячештампованих порошкових сталей і вперше виявлено існування декількох конкуруючих процесів, суперпозиція яких призводить до змін мікроструктури та механічних властивостей матеріалів. Встановлено, що дія процесів деформації призводить до подрібнення структурних елементів, а самовідпалювання - до зворотнього ефекту - їх укрупнення, що супроводжується процесами зміцнення та знеміцнювання матеріалів та проявляється в екстремальних залежностях параметрів тонкої кристалічної структури та механічних властивостей від температури штампування. Виявлено, що у процесі гарячого штампування формується градієнтна тонка кристалічна структура по перерізу заготовки. Вперше з використанням сучасних підходів для обробки результатів рентгенографічних досліджень - методу гармонічного аналізу профілю рентгенівської лінії та методу апроксимації з застосуванням пакету комп'ютерних програм одержано кількісні характеристики параметрів тонкої структури у різних частинах штамповки. На рівні параметрів тонкої кристалічної структури виявлено її відмінності у периферійній і внутрішній областях заготовок з порошкових гарячештампованих сталей залежно від температури нагрівання під штамповку та їх хімічного складу. Вперше з урахуванням внутрішньозеренної структури визначено температури нагрівання під штамповку, за яких у досліджених порошкових гарячештампованих сталях формується структура близька до однорідної. Встановлено закономірності формування субструктури в порошкових сталях, які використано для прогнозування та керування механічними властивостями порошкових сталей конструкційного призначення залежно від технологічних параметрів їх одержання. Показано, що для визначення кількісних характеристик параметрів тонкої структури порошкових гарячештампованих сталей найбільш інформативним і коректним є метод гармонічного аналізу профілю рентгенівської лінії.

  Скачати повний текст

Досліджено подальший розвиток на базі енергетичного методу верхньої оцінки математичній моделі силового режиму процесу радіально-прямого видавлювання на конусній оправці. Розроблено й апробовано нові способи видавлювання порожнистих деталей з перемінною товщиною стінки. Встановлено методику проектування технологічних процесів точного об'ємного штампування видавлюванням порожнистих деталей з перемінною товщиною стінки та програмне забезпечення.

  Скачати повний текст

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

Розроблено підходи до аналізу формозміни пластичних і малопластичних металів холодним об'ємним штампуванням (ХОШ) шляхом моделювання на базі методу скінченних елементів (МСЕ) для одержання виробів з прогнозованою та забезпеченою якістю з урахуванням комплексного впливу конструктивних, технологічних і фізико-механічних параметрів. Як показники якості визначено геометричну форму одержаних виробів з урахуванням пружної деформації, зміцнення та ступінь використання ресурсу пластичності здеформованого металу. Розвинуто математичні моделі процесів пресування, зворотного видавлювання стаканів, висаджування у напрямку одержання виробів необхідної форми, точності з прогнозованими властивостями здеформованого металу та виробів з забезпеченими властивостями. Запропоновано математичну модель формозміни ХОШ з накладанням диференційованого протитиску, величина якого визначається з урахуванням гідростатичного тиску в осередку деформації та збільшується зі зменшенням пластичності металу, що деформується та забезпечує деформування без руйнування малопластичних металів. Розроблено прикладні програми для автоматизації інженерних розрахунків під час удосконалення існуючих і створення нових процесів ХОШ вісесиметричних виробів прогнозованої та забезпеченої якості з пластичних і малопластичних сталей і сплавів. На підставі результатів моделювання встановлено конструктивні, технологічні та фізико-механічні параметри для створення та впровадження до виробництва нових ресурсозберігальних процесів.

  Скачати повний текст

  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

Розглянуто ефективний метод аналізу міцності та жорсткості складених конструкцій технологічного оснащення за контактного та технічного навантажень. Висвітлено проблеми проектування складених конструкцій для традиційних методів обробки металів тиском та для прогресивної технології магнітно-імпульсного штампування (МІШ). Запропоновано нові математичні моделі та наведено розрахункові схеми складених конструкцій технологічного оснащення, які адекватно описують конструктивні і технологічні особливості складних об'єктів нової техніки обробної промисловості. Досліджено нові складені бандажовані матриці для напівгарячого видавлювання вісесиметричних заготовок, а також технологічні системи "заготовка - матриця" для операції "МІШ - "роздача". Проаналізовано закономірності міцності і жорсткості конструкцій за термопружного та термопружнопластичного деформування з урахуванням контактного і теплового навантаження.

  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