Особенности определения деформированного состояния материала частиц при горячей штамповке пористых формовок
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-21-30
Аннотация
Показаны основные способы оценки деформированного состояния металлического каркаса пористых тел, разработанные разными авторами, на основе анализа условий текучести и определяющих уравнений, применения принципа эквивалентных деформаций и напряжений, а также изучения кинетики деформации материала в процессе прессования. Выведены формулы, позволяющие определить компоненты тензора деформаций материала частиц порошка через диады, как скалярные произведения векторов базиса сопутствующей системы координат в каждый момент деформации пористых формовок. Экспериментально обоснована целесообразность использования разработанных аналитических выражений для оценки деформированного состояния материала частиц, если известны параметры векторов смещения представительных элементов (макродеформаций) пористых заготовок. Установлены области применения известных аналитических выражений, показано, что предложенные формулы могут быть использованы для оценки деформированного состояния материала частиц при обработке давлением порошковых изделий разной конфигурации и проектировании заготовок с заданными пористостью и геометрическими параметрами, что является основой для составления программных алгоритмов при компьютерном моделировании процесса горячей штамповки пористых формовок.
Об авторах
Б. Г. Гасанов
Южно-Российский государственный политехнический университет (ЮРГПУ (НПИ)) им. М.И. Платова
Россия
Россия
докт. техн. наук, проф. кафедры «Международные логистические системы и комплексы»
346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
А. А. Аганов
Южно-Российский государственный политехнический университет (ЮРГПУ (НПИ)) им. М.И. Платова
Россия
Россия
аспирант кафедры «Международные логистические системы и комплексы»
г. Новочеркасск
П. В. Сиротин
Южно-Российский государственный политехнический университет (ЮРГПУ (НПИ)) им. М.И. Платова
Россия
Россия
канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Автомобили и транспортно-технологические комплексы»
г. Новочеркасск
Список литературы
1. Dorofeyev Y., Dorofeyev V. Powder forging in PSRSPU. Metal. Powder Report. 2018. Vol. 73. No. 2. P. 87—93.
2. Dorofeev V.Yu., Dorofeev Yu.G. Powder forging: Today and tomorrow. Powder Metall. Met. Ceram. 2013. Vol. 52. No. 7/8. P. 386—392.
3. Дорофеев Ю.Г., Гасанов Б.Г., Дорофеев В.Ю., Мищенко В.Н., Мирошников В.И. Промышленная технология горячего прессования порошковых изделий. М.: Металлургия, 1990.
4. Kuhn H.A., Ferguson B.L. Powder forging. Princeton, New Jersey: MPIF, 1990.
5. Oyane M., Shima S., Kono Y. Theory of plasticity porous metals. Bull. ISME. 1973. No. 99. Р. 1254—1262.
6. Горохов В.М., Дорошкевич Е.А., Ефимов А.М., Звонарев Е.В. Объемная штамповка порошковых материалов. Минск: Наука и техника, 1993.
7. Green R.Jr. Plasticity theory for porous solids. Int. J. Mech. Sci. 1972. No. 14. P. 215—224.
8. Green R.Jr. Theory of plasticity of porous bodies. Mechanics. 1973. No. 4. P. 109—120.
9. Kovalchenko M.S. Mechanical properties of isotropic porous materials. II. Uniaxial tensile and compressive yield points. Powder Metall. Met. Ceram. 1993. Vol. 32. P. 366—370.
10. Штерн М.Б. Определяющие уравнения для упрочняемых пористых тел. Порошковая металлургия. 1981. No. 4. С. 17—23.
11. Петросян Г.Л. Пластическое деформирование порошковых материалов. М.: Металлургия, 1988.
12. Штерн М.Б. Эквивалентные деформации и напряжения порошковых материалов. Сообщ. I. Связь эквивалентной деформации пористых тел с локальными характеристиками и реологическими свойствами твердой фазы. Порошковая металлургия. 1987. No. 1. С. 18—22.
13. Штерн М.Б. Эквивалентные деформации и напряжения порошковых материалов. Сообщ. II. Связь эквивалентной деформации пористых тел с макроскопическими деформациями. Порошковая металлургия. 1987. No. 2. С. 20—25.
14. Жданович Г.М. Теория прессования металлических порошков. М.: Металлургия, 1969.
15. Розенберг О.А., Михайлов О.А., Штерн М.Б. Численное моделирование процесса деформационного упрочнения пористых втулок методом многократного протягивания. Порошковая металлургия. 2012. No. 7/8. С. 3—11
16. Скороход В.В. Среднеквадратичные напряжения и скорости деформации в вязкодеформируемом пористом теле. Порошковая металлургия. 1965. No. 12. С. 31—35.
17. Kuhn H.A., Downey C.L. Deformation characteristics and plasticity theory of sintered powder materials. Int. J. Powder Metall. 1971. No. 1. Р. 15—25.
18. Oyane M., Kawakami T., Shima S. Plasticity theory for porous metals and application. J. Jpn. Soc. Powder Powder Metall. 1973. Vol. 20. No. 5. Р. 142—146.
19. Shima S., Oyne M. Plasticity theory for porous metals. Int. J. Mech. Sci. 1976. Vol. 18. Iss. 6. P. 285—291.
20. Shtern M.B, Dudunov V.D. On limit plasticity definition for porous body. I. The effect of porosity and mechanical characteristics of solid phase on porous sintered material plasticity resource. Powder Metallurgy. 1999. Vol. 38. P. 560—568.
21. Баглюк Г.А. Сравнительный анализ деформированного состояния пористых заготовок при штамповке в закрытом и открытом штампах. Обраб. металлов давлением. 2012. No. 2. С. 147—153.
22. Deshpande V.S., Fleck N.A. Isotropic constitutive models for metallic foams. J. Mechan. Phys. Sol. 2000. Vol. 48. P. 1253—1283.
23. Михайлов О.В., Штерн М.Б. Учет разносопротивляемости растяжению и сжатию в теориях пластичности пористых тел. Порошковая металлургия. 1989. No. 2. С. 11—17.
24. German R.M. Рarticle packing characteristics. Princeton: Metal Powder Industries Federation, 1989.
25. Мидуков В.З. Кривые упрочнения пористых материалов. Порошковая металлургия. 1990. No. 11. С. 1—6. Midukov V.Z. Hardening curves for porous materials. Poroshkovaya Metallurgiya. 1990. No. 11. P. 1—6 (In Russ.).
26. Fleck N.A., Hutchinson Y.W. Strain gradient plasticity. Adv. Appl. Mech. 1997. Vol. 33. P. 295—361.
27. Toth L.S., Zhao Y., Beygelzimer Y., Toth L.S., Shtern M. Modeling strain and density distributions during high-pressure torsion of pre-compacted powder materials. Mater. Res. Lett. Vol. 5. 2017. P. 179—186.
28. Olevsky E.A., Timmermans G., Shtern M.B., Froyen L., Delaey L. The permeable element method for modelling of deformation processes in porous and powder materials: Theoretical basis and checking by experiments. Powder Technology. 1997. Vol. 93. P. 127—141.
29. Лаптев А.М. Критерии пластичности пористых металлов. Порошковая металлургия. 1982. No. 7. С. 12—18.
30. Мартынова И.Ф., Штерн М.Б. Уравнение пластичности пористого тела, учитывающее истинные деформации материала основы. Порошковая металлургия. 1978. No. 1. С. 23—29.
31. Oyane M., Sehima S., Tabata T. Consideration of basid equations and their application in forming of metal powders and porous metals J. Mech. Working Technol. 1978. Vol 1. Р. 325—341.
32. Shtern M., Mikhailov O. Defects formation in die Compaction: Prediction and numerical analysis. Proc. Powder Metalurgy Eur. Congr. (France, Nice, 22—24 Oct. 2001). Nice, 2001. Vol. 3. P. 50—57.
33. Hirschvogel M. Beitrag zur Plastizitats teorie poroser Kompressibler Materialen mit Anwendung in der Pulvermettallurgie. Stutgart (TH): Dr. Jug. Diss., 1975.
34. Лещинский В.М., Сегал В.М., Блохин А.Г. Определение функций пористости условия пластичности порошкового тела при простом нагружении. Порошковая металлургия. 1990. No. 12. С. 15—17.
35. Штерн М.Б., Сердюк Г.Г., Максименко Л.А., Трухан Ю.В., Шуляков Ю.М. Феноменологические теории прессования порошков. Киев: Наук. думка, 1982.
36. Martinova I., Shtern M. On the nonlinear creep model for porous bodies. Sei. Sinter. 1994. Vol. 26. No. 3. P. 299—306.
37. Дорофеев Ю.Г., Гасанов Б.Г. Определение степени деформации материала при динамическом горячем уплотнении пористых заготовок. Порошковая металлургия. 1976. No. 8. С. 35—39.
Рецензия
Для цитирования:
Гасанов Б.Г., Аганов А.А., Сиротин П.В. Особенности определения деформированного состояния материала частиц при горячей штамповке пористых формовок. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2021;(1):21-30. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-21-30
For citation:
Gasanov B.G., Aganov A.A., Sirotin P.V. Features of determining the deformed state of a particle material during hot stamping of porous moldings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2021;(1):21-30. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-21-30
Просмотров:
461
Послать статью по эл. почте 