Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия:

Е. Н. Сосенушкин, профессор, эл. почта: sen@stankin.ru
Е. А. Яновская, доцент
Т. В. Гуреева, соискатель кафедры систем пластического деформирования

Московский государственный гуманитарно-экономический университет, Москва, Россия:

В. А. Кадымов, профессор

К сложным по конфигурации относятся поковки, имеющие продольные ребра на внешней цилиндрической поверхности, при штамповке которых течение металла затруднено из-за появления новых поверхностей и постоянно увеличивающейся площади контакта деформируемого металла с инструментом. В этом случае краевая задача теории пластичности должна формулироваться в объемной постановке, точного аналитического решения которой не существует. Известными методами механики сплошной среды трехмерная задача выдавливания пластического слоя приводится к плоской на основе выдвинутых А. А. Ильюшиным специальных кинематических гипотез относительно сил трения на контакте при условии полного проскальзывания металла и максимального значения касательных напряжений. В статье обосновывается постановка и приводится решение краевой задачи относительно трех осредненных по толщине деформируемого слоя неизвестных функций: контактного давления и двух компонент скорости течения. Получены аналитические зависимости для оценки контактного давления, сил деформирования, компонент скорости течения и деформаций при формоизменении полой цилиндрической поковки с затеканием металла в тонкие продольные ребра. Установлены характер изменения и взаимосвязи силы выдавливания, скорости течения и деформаций с геометрическими параметрами штампуемой поковки. Решение получено в общем виде, и результаты могут быть распространены на поковки с любым количеством ребер. Экспериментами подтверждена возможность изготовления оребренных поковок из алюминиевого сплава АК7 без дефектов структуры.

1. Xia Qiu-Xiang, Hu Xuan-Tong, Chen Deng, Qu Hong-Bo. Investigation into combined process of extrusion and upsetting extrusion for thick sheet with rectangular edge convexity // Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition). 2015. Vol. 43, Iss. 10. P. 89–94.
2. Zapara M., Augenstein E. Komplexe Bauteilherstellung virtuell und kostengünstig designen // Stahl und Eisen. 2018. No. 5. P. 50–51.
3. Prünte S., Music D., Schneider J. M., Teller M. et al. Decreasing friction during Al cold forming using a nanomolecular layer // Journal of Vacuum Science and Technology а Vacuum Surfaces and Films. 2017. Vol. 35, Iss. 2. P. 020605/1–020605/4.
4. Terhorst M., Ozhoga-Maslovskaya O., Trauth D., Mattfeld P. et al. Finite Element-Based Modeling of Strain Haedening in Metal Forming // Steel Research International. 2016. Vol. 87, Iss. 10. P. 1323–1332.
5. Liu Shuaiyang, Wang Aiqin, Xin Xuanrong. Design on hot extrusion process for aluminum alloy blades // Forging and Stamping Technol. 2017. Vol. 42, Iss. 4. P. 103–109.
6. Zhao Jiuhui, Zhang Jin, Chen Ming’an, Deng Yunlai. Design on isothermal die forging preform for 7050 aluminum alloy // Forging and Stamping Technol. 2017. Vol. 42, Iss. 4. P. 8–13.
7. Ильюшин А. А. Труды (1946–1966). Т. 2. Пластичность. — М. : Физматлит, 2004. — 480 с.
8. Георгиевский Д. В., Вилле Р. Асимптотическое интегрирование в краевых задачах идеально жесткопластического течения в тонком слое // Упругость и неупругость. Материалы Международного научного симпозиума по проблемам механики деформируемых тел, посвященного 100-летию со дня рождения А. А. Ильюшина / под ред. проф. И. А. Кийко, проф. Г. Л. Бровко, проф. Р. А. Васина. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 2011. С. 52–59.
9. Пат. 2484913 РФ. Способ изготовления стержневых изделий с продольными ребрами из алюминиевых сплавов / Артес А. Э., Володин А. М., Смеликов В. Г. и др. ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» ; заявл. 28.12.2011 ; опубл. 20.06.2013, Бюл. № 17.

10. Кадымов В. А., Сосенушкин Е. Н., Яновская Е. А. Некоторые точные решения эволюционного уравнения растекания пластического слоя на плоскости // Вестник Московского университета. Серия 1. Математика. Механика. 2016. № 3. С. 61–65.
11. Георгиевский Д. В. Избранные задачи механики сплошной среды. — М. : ЛЕНАНД, 2018. — 560 с.
12. Грешнов В. М. Физико-математическая теория больших необратимых деформаций металлов. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2018. — 232 с.
13. Кадымов В. А., Сосенушкин Е. Н., Белов Н. А. Контактная задача о несвободном растекании пластического слоя на плоскости: эксперимент и теория // Упругость и неупругость. Материалы Международного научного симпозиума по проблемам механики деформируемых тел, посвященного 105-летию со дня рождения А. А. Ильюшина (Москва, 20–21 января 2016 г.) / под ред. проф. Г. Л. Бровко, проф. Р. А. Васина, проф. Д. В. Георгиевского. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 2016. С. 180–185.
14. Воронцов А. Л. Технологические задачи теории пластичности. Т. 1. — М. : Машиностроение-1, 2006. — 474 с.