ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия:
Г. В. Шимов, канд. техн. наук, доцент, кафедра ОМД, эл. почта: g.v.shimov@urfu.ru

М. В. Ерпалов, канд. техн. наук

Д. А. Павлов, канд. техн. наук

Рассмотрена проблема неточности классических методик расчета технологических параметров, связанная с неучетом реальных реологических свойств материала при деформировании. Методом конечноэлементного моделирования в программном пакете Deform-3D решена задача безоправочного волочения трубы для трех различных моделей материала: жесткопластической с разупрочнением, идеально-пластической и жесткопластической с упрочнением. Показаны различия напряженно-деформированного состояния в очаге деформации для решенных задач. Обнаружено различие среднеквадратического отклонения интенсивности деформации по элементам очага, что подтверждает факт градиента деформированного состояния для трех рассмотренных моделей. Этот эффект свидетельствует о том, что даже в таком простом процессе холодного волочения без учета скоростных, температурных и упругих зависимостей можно проследить влияние характера кривой упрочнения на деформированное состояние в очаге. Также в ходе решения задач обнаружены различия в величине внеочаговой деформации в зависимости от модели материала. Сделаны выводы и показана необходимость учета рассматриваемых эффектов при проектировании процессов обработки металлов давлением для каждого конкретного случая реализации технологии.

Работа выполнена в рамках базовой части Государственного задания № 11.9538.2017/8.9 при поддержке Программы 211 Правительства РФ (соглашение № 02.A03.21.0006).

1. Сконечный А. И. Расчет усилий штамповки методом верхней оценки // Вестник машиностроения. 1973. № 2. С. 62–65.
2. Потапов А. И., Харитонин С. В. Сопротивление деформации титановых сплавов при температурах теплой и горячей обработки давлением // Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 3. С. 18–22.
3. Смирнов А. С., Коновалов А. В., Муйземнек О. Ю. Идентификация модели сопротивления деформации металлических материалов с учетом объемной доли динамически рекристаллизованных зерен // Деформация и разрушение материалов. 2013. № 9. С. 7–13.
4. Корнеев Н. И., Скугорев И. В. Основы физико-химической теории обработки металлов давлением. — М. : Машгиз, 1960. — 316 с.
5. Gronostajski Z. J. Model describing the characteristic values of flow stress and strain of brass M63 and aluminium bronze BA93 // Journal of Materials Processing Technology. 1998. Vol. 78. P. 84–89.
6. Первухин А. Е., Логинов Ю. Н. Влияние высоконагартованного состояния на стабильность механических свойств золота марки ЗЛ99,99 // Инновационные процессы обработки металлов давлением: фундаментальные вопросы связи науки и производства : Материалы II междунар. науч.-практич. конф. — Магнитогорск : Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2016. С. 17–18.
7. Lebyodkin M. A., Brechet Y., Estrin Y., Kubin L. P. Statistics of the catastrophic slip events in the Portevin-Le Châtelier effect // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 74, Iss. 23. P. 4758–4761.
8. Lebyodkin M., Dunin-Barkowskii L., Brechet Y. et al. Spatio-temporal dynamics of the Portevin-Le Châtelier eff ect: experiment and modelling // Acta Mater. 2000. Vol. 48. P. 2529–2541.
9. Логинов Ю. Н., Ершов А. А. Влияние вида кривой упрочнения на локализацию деформации при осадке титановых заготовок // Титан. 2012. № 1 (35). С. 22–28.
10. Логинов Ю. Н., Первухин А. Е., Бабайлов Н. А. Перераспределение деформации в операциях многопроходного волочения // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2016. № 5. С. 26–30.
11. Popov M. V., Balakin V. F., Belan K. S. New processes and technologies in making tubes with improved strength and performance properties determined by a certain microplastic structure of metal // CIS Iron and Steel Review. 2010. No. 1. P. 34–36.
12. Павлов Д. А., Ерпалов М. В., Шимов Г. В., Павлова Е. А. Исследование влияния свойств материала на неоднородность деформации при продольной прокатке труб на короткой оправке // Черные металлы. 2018. № 10. С. 17–21.
13. Буркин С. П., Серебряков Ал. В., Серебряков Ан. В., Шимов Г. В. Повышение точности и качества поверхности труб из коррозионностойкой стали для атомной энергетики // Черные металлы. 2012. № 4. С. 24–29.
14. Шимов Г. В., Серебряков Ан. В., Серебряков Ал. В., Розенбаум М. А. Исследование полей остаточных напряжений в особотонкостенных трубах из нержавеющей стали после волочения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2016. Т. 16, № 2. С. 127–132.