способ газовой формовки оболочки в условиях изотермии и сверхпластического течения материала

Формула изобретения

1. Способ газовой формовки оболочки, включающий закрепление заготовки в штампе, нагрев заготовки в печи при температуре формовки ТС, обеспечивающей сверхпластическое течение заготовки, подачу газа в штамп при начальном давлении Р₀ для начального деформирования заготовки в штампе, выбранном меньшим, чем давление в последующем временном интервале деформирования заготовки, определение временного шага t деформирования по формуле где - значение функции , определяющей зависимость интенсивности напряжений от интенсивности скорости деформации при где - половина минимальной величины скорости деформирования заготовки в условиях сверхпластичности, - пространственные координаты x, y, z произвольной точки деформируемой оболочки, К - коэффициент объемного сжатия, измерение геометрических параметров текущего состояния деформируемой заготовки на временном шаге t, определение гидростатического давления в материале заготовки и компонент тензора скорости деформации на конец шага по времени t для каждого временного шага t, определение максимального значения интенсивности скорости деформации по всему объему деформируемой заготовки, задание интенсивности скорости деформации заготовки, при этом подачу газа в штамп осуществляют при поддерживании на текущем временном шаге t величины давления Р(t) газа, рассчитанной в соответствии с математическим выражением

где

или x, у, z - ортонормированный базис, задающий трехмерную Декартову систему координат;

Г - внешняя граница деформируемой заготовки;

е⁽ⁱ⁾ - элементарная часть заготовки, индивидуализированная индексом (i);

- размер соответствующего участка внешней границы заготовки (площадь);

n_x,n_y,n_z - направляющие косинусы внешней нормали к соответствующему участку внешней границы оболочки ;

(i=x,y,z; j=x,y,z) - компоненты тензора напряжений, определенные из выражения

- интенсивности скорости деформации по всему объему деформируемой заготовки;

- средняя скорость деформации по всему объему деформируемой заготовки;

- функция, определяющая зависимость интенсивности напряжений от интенсивности скорости деформаций, характеризующая физические свойства деформируемого материала заготовки при температуре ТС,

А - множество элементов заготовки, для которых (интенсивность тензора скоростей деформации в элементе е⁽ⁱ⁾) находится в области .

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что начальное давление Р₀ определяют в соответствии с математическим выражением

где r₀ - обобщенный радиус отверстия матрицы штампа,

S - площадь отверстия матрицы штампа;

S₀ - исходная толщина заготовки, где S_min – минимальная толщина заготовки, S_max - максимальная толщина заготовки,

h - высота формуемой оболочки,

- коэффициент, учитывающий неравномерность уменьшения толщины стенок оболочки, в начальном состоянии заготовки

_s - напряжение течения материала заготовки в состоянии сверхпластичности при оптимальной скорости деформации.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что выявляют зоны заготовки, максимально деформируемые при подаче газа, и для этих зон определяют множество элементов А заготовки.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что интенсивность скорости деформации заготовки задают в интервале где - оптимальная интенсивность скорости деформации в условиях сверхпластичности, - максимальная интенсивность скорости деформации.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно задают пороговое значение интенсивности скорости деформации , которое выбирают в интервале где 1,0N5,0.

6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что интенсивность скорости деформации определяют из выражения

где

(без суммирования по повторяющимся индексам),

где - компоненты тензора скорости деформации за один и два предыдущих шага по времени, соответственно.

7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что компоненты тензора скорости деформации (i=x,y,z; j=x,y,z) определяют из соотношения

где - компоненты тензора скорости деформации за один и два предыдущих шага по времени соответственно;

(без суммирования по повторяющимся индексам).

8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в случае, если при подаче газа из-за ограниченных возможностей привода на текущем временном шаге t не достигается рассчитанная величина давления P(t) газа при скорости изменения давления приводом в интервале

где Р", Р" - минимальный и максимальный, соответственно ограничительные параметры на скорость изменения давления приводом подачи газа,

при выполнении условия

выбирают давление P*(t)=P(t-t)+P"t и достигают давления P(t) за несколько временных шагов t.

9. Способ по любому из пп.3, 5 и 8, характеризующийся тем, что в случае, если в зоне заготовки интенсивность скорости деформации превышает допустимое пороговое значение , то при выполнении условия производят уменьшение давления P(t) на текущем временном шаге t до величины P**(t)=P(t-t)-P"t и возвращаются к рассчитанной величине давления Р(t) для последующих временных шагов t при .

10. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в случае, если рассчитанная величина давления P(t) на текущем временном шаге t превышает допустимое по технике безопасности давление Р""", то при выполнении условия P(t)>P" выбирают давление P***(t)=P""" и для последующих временных шагов t при P(t)P""" возвращаются к рассчитанной величине давления P(t).

Описание изобретения к патенту

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).