Досліджено технологічну енергетику маловідходного технологічного процесу фрикційного формоутворення. Вивчено канали та потужність втрат енергії, витраченої в процесі вільного фрикційного формоутворення циліндричних деталей. Теоретично розроблено математичну модель теплопотоків через тіло тертьового та деформуючого інструменту (ТДІ), розглянутого як основний канал втрат енергії. У моделі передбачено розв'язання поставленої задачі за умов теплообміну на робочій поверхні першого та другого родів. Визначено реальні значення питомої теплогенерації на робочій поверхні, необхідні для розв'язання задачі за умов теплообміну другого роду експериментальним шляхом. На базі дослідження теплових потоків у тілі ТДІ доведено, що по мірі його прогрівання, витрати енергії на внутрішнє споживання знижуються, корисне використання енергії у циклічному технологічному процесі доходить до 95 % від генерованої на робочій поверхні. Одержано експериментально-теоретичний опис процесу зношення робочої поверхні інструменту для умов вільного формоутворення. Знайдено математичні залежності між діаметральними розмірами заготовки та виготовленої деталі. Висвітлено зміни мікроструктури та мікромеханічних властивостей матеріалу інструменту та деталі, виготовленої за умов вільного формоутворення. Проведено порівняння техніко-економічних показників двох конкуруючих технологій: фрикційного формоутворення й обробки металу різанням на прикладі виготовлення втулок восьми типорозмірів.

  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

Уточнено існуючі та побудовано нові математичні моделі теплових процесів у металургії у вигляді нелінійних крайових і нелокальних задач для рівняння теплопровідності, а також задач з рухомою за заданим законом межею. Розглянуто математичні моделі теплових процесів, що відбуваються у рухомому ізотропному середовищі з періодично та постійно діючими джерелами тепла. Побудовано математичну модель теплового процесу в рухомому середовищі у вигляді нелокальної задачі з інтегральною умовою. Показано, що на відміну від крайових задач, розв'язки нелокальних задач найбільш точно відбивають технологічний процес нагрівання та відображають температурний розподіл як на межах, так і у середині області. Показано можливість і межі застосування інтегральної умови для знаходження розв'язку обернених задач і визначення основних параметрів керування температурним полем. Запропоновано метод пошуку параметра керування температурним полем.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему збільшення стійкості штампового інструменту холодного деформування шляхом підвищення конструкційної міцності сталей для їх виготовлення. На підставі підбору легувальних елементів і їх кількості з метою максимального зниження сумарних спотворень кристалічної решітки запропоновано принцип компенсаційного легування (КЛ). Розроблено склади сталей, які найбільш повно відповідають цьому принципу. Наведено спосіб одержання двошарових карбідних покриттів з порошкових сумішей, що мають меншу крихкість завдяки більш плавній зміні твердості та коефіцієнта лінейного розширення. Доведено, що стійкість інструменту з запропонованих сталей, на відміну від тих, що використовуються, зросла (залежно від виду інструменту та марки сталі) в 1,7 - 12 разів.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію та методи розрахунку процесів обробки тиском з вираженою тривимірною течією металу. Виконано теоретичні дослідження, які призвели до розробки нових методів урахування складної форми деформуючого інструмента та напруг тертя на контакті металу з інструментом, орієнтованих на використання в процесі розв'язання об'ємних задач обробки металів тиском (ОМТ) за допомогою методу кінцевих елементів. Розроблено нові шляхи застосування методу граничних елементів для розв'язання задач ОМТ. Уперше теоретично досліджено в об'ємі осередку деформації під час прокатки, осадки та високошвидкісної обробки тиском явища виникнення деформаційних аномалій, пов'язаних з реологічними особливостями матеріалів. На підставі комп'ютерного аналізу тривимірної течії металу розроблено й удосконалено серію технологічних процесів кування, прокатки та пресування. На базі розроблених методів аналізу об'ємної течії металу в осередку деформації створено автоматизовану систему моделювання процесів пресування складних профілів, призначену для підвищення ефективності проектування і коректування пресових матриць за виробничих умов.

  Скачати повний текст