17. Siegert K., Vulkan perplastische Umformung von Aluminium-Blechen mit nachfolgendem hydromechanischem tiefziehen. Sдchsische Fachtagung Umformtechnik, 2001, Vol. 8. pp. 251-271.
18. Kim S. B., Huh H., Bok H. H., Moon M. B. Forming limit diagram of auto-body steel sheets for high-speed sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology, 2010, Vol. 211. pp. 851–862.
19. Glushhenkov V. A., Chernikov D. G., Tiabashvili A. T. Sposob dinamicheskih ispytanij listovyh materialov s ispol'zovaniem magnitno-impul'snogo nagruzhenija [The method of dynamic testing of sheet materials using magnetic-impulse loading]. Aktual'nye problemy v mashinostroenii, 2017, Vol 4, № 4. pp. 94-99.
20. Hallquist J. O. LS-DYNA theoretical manual. Livermore Software Technology Corporation. Livermore. SA. 2006. 498 p.
Conflicts of Interest
The author declare no conflict of interest
Acknowledgements
The authors express their gratitude to Ph. D., Associate Professor of the Metal Forming Department Samara University Yerisov Ya. A. for technical assistance and theoretical advice when writing this material.
Сведения для РИНЦ
Раздел МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
1, 2, 3
1Самарский национальный исследовательский университет имени академика , Московское шоссе, 32, г. Самара, 443086, Россия
ORCID: https://orcid. org/0000-0002-2879-8996, e-mail: *****@***ru
ORCID: http://orcid. org/0000-0002-2268-658X, e-mail: *****@***ru
ORCID: https://orcid. org/0000-0001-5426-8123, e-mail: *****@***ru.
Метод динамического испытания металлов
Аннотация
Благодаря внедрению в производство прогрессивных методов пластического деформирования, характеризующихся высокими скоростями протекания процесса (электрогидроимпульсная штамповка, магнитно-импульсная штамповка) стало возможным расширить номенклатуру получаемых изделий. В сравнении с традиционными методами ОМД было установлено иное поведение металла, в частности, заключающееся в увеличении технологической пластичности. На данный момент не существует адекватных способов оценки механических свойств, поведения материала в условиях динамической, высокоскоростной нагрузки, что сдерживает дальнейшее развитие предложенных методов в производстве.
Наиболее распространенным методом оценки предельного формоизменения листового материала является метод испытаний для построения диаграмм предельных деформаций (FLD). Однако условия испытаний ограничивают скорость нагружения статической областью. Таким образом, актуальной задачей является разработка метода испытаний материалов в условиях динамической нагрузки.
Существующие методики, использующие в качестве источника энергии взрыв, электромагнитное поле, сжатый газ и др. имеют ряд недостатков. В статье предлагается использовать импульсное магнитное поле высокой напряженности в качестве источника нагружения. Для определения наиболее оптимальных параметров проведения испытаний были спроектированы три схемы: с разгоном пуансона, с разгоном «пакета», с непосредственным воздействием импульсного магнитного роля на заготовку. В результате апробации к дальнейшей разработке была принята схема с разгоном пуансона. На основании выбранной схемы была обоснована методика проведения испытаний в области высокоскоростного нагружения, подобраны оптимальные параметры разрядного тока. Проведены динамические испытания заготовок из алюминиевого сплава 5182, по результатам испытаний с помощью системы обработки цифровых изображений были построены FLD диаграммы.
УДК 620.171.2
Ключевые слова:
динамическое нагружение, высокоскоростные испытания, магнитно-импульсные технологии, диаграмма предельных деформаций (FLD).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. , , Технологическое применение импульсных магнитных полей в ракетно-космической и авиационной технике // Материалы II научно-практической молодежной конференции с международным участием «Творческий потенциал молодежи в решении авиакосмических проблем» (Февральские чтения – 2017). Баку, Азербайджан. Центр Полиграфии Национальной Академии Авиации. С. 43-45.
2. Глущенков, В. А., , Технология МИОМ материалов: монография. Самара: Издательский дом «Федоров». 2014. 208 с.
3. Sklad М. Р., Verhaeghe J. D. Forming limit curve based on shear under tension failure criterion // International Deep Drawing Research Group. 31 May 2 June 2010. Graz, Austria. P. 54.
rajit K. P. Theoretical analysis of strain - and stress-based forming limit diagrams // The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. 2013. Vol. 48(3). P. 177-188.
5. Keeler S. P., Backhofen W. A. Plastic instability and fracture in sheet stretched over rigid punches // ASM Trans Q. 1964. Vol. 56. P. 25–48.
6. ISO 12004-2:2008. Metallic materials. Sheet and strip. Determination of forming-limit curves. Part 2: Determination of forming-limit curves in the laboratory.
7. Persy J. N. The effect of strain rate on the forming limit diagram for sheet metal/ Annals of CIPP. 1980. Vol. 29, №1. P. 131-132.
8. El-Magd E., Treppman C. Mechanical behaviour of AA7075, Ck45N and TiAl6V4 at high strain rates//Materialsweek. 2000. Vol. 2, № 1. P. 88-96.
9. Wood W. W. Experimental Mechanics at Velocity Extremes – Very High Strain Rates // Experimental Mechanics. 1967. P. 441-446. Doi:10.1007/BF02326303
10. El-Magd E., Abouridouane M. Einfluss der Umformgeschwindigkeit und temperatur auf das Umformvermцgen metallischer Werkstoffe // Zeitschrift fьr Metallkunde. 2003. Vol. 94. P. 35-45.
11. Bach Fr.-W., Rodman M., Rossberg A., Weber J., Walden L. Verhalten von Aluminiumwerkstoffen bei der elektromagnetischem Umformung // Colloquium elektromagnetische umforming. 28 Mai 2003. Dortmund, Germany. P. 11-19
12. Li et al F.-Q. Formability of Ti–6Al–4V titanium alloy sheet in magnetic pulse bulging // Materials and Design. 2013. Vol. 52. P. 337–344.
13. Seth M., Vohnoutn V. J., Daehn G. S. Formability of steel sheet in high velocity impact // Journal of Materials Processing Technology. 2005. Vol. 168. P. 390–400.
14. Engelhard M., von Senden genannt Haverkamp H., Klose C., Bach Fr.-W. Development of a Pneumatic High-Speed Nakajima Testing Device // 5th International Conference on High Speed Forming. 24 ‑26 April, 2012. Dortmund, Germany. P. 280-290.
15. El-Magd E., Abouridouane M. Characterization, modelling and simulation of deformation and fracture behaviour of the light-weight wrought alloys under high strain rate loading // International Journal of Impact Engineering. 2006. Vol. 32 (5). P. 741 – 758.
16. Engelhardt M., von Senden genannt Haverkamp H., Kiliclar Y., Schwarze M., Vladimirov I., Bormann D., Bach F.-W., Reese S. Characterisation and Simulation of High-Speed deformation processes // 4th International Conference on High Speed Forming. 9 – 10 March, 2010. Columbus, Ohio, USA. P. 145-155.
17. Siegert K., Vulkan perplastische Umformung von Aluminium-Blechen mit nachfolgendem hydromechanischem tiefziehen // Sдchsische Fachtagung Umformtechnik. 2001. Vol. 8. P. 251-271.
18. Kim S. B., Huh H., Bok H. H., Moon M. B. Forming limit diagram of auto-body steel sheets for high-speed sheet metal forming // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 211. P. 851–862.
19. , , Способ динамических испытаний листовых материалов с использованием магнитно-импульсного нагружения // Актуальные проблемы в машиностроении. 2017. Том 4, № 4. С. 94-99.
20. Hallquist J. O. LS-DYNA theoretical manual / Livermore Software Technology Corporation. Livermore. SA. 2006. 498 p.
Дата поступления:
Раздел MATERIAL SCIENCE
1 Glushenkov Vladimir A., 1 Chernikov Dmitryj G., 1 Tiabashvili Alexandr T.
1 Samara National Research University named after Academician S. P. Korolev, 34 Moskovskoye Shosse, Samara, 443086, Russian Federation
Glushenkov V. A. ORCID: https://orcid. org/0000-0002-2879-8996, e-mail: *****@***ru
Chernikov D. G. ORCID: http://orcid. org/0000-0002-2268-658X, e-mail: *****@***ru
Tiabashvili A. T. ORCID: https://orcid. org/0000-0001-5426-8123, e-mail: *****@***ru
Method of dynamic testing of metalls
Through to the introduction into the production of progressive methods of plastic deformation, characterized by high process flow rates (electrohydropulse stamping, magnetic-pulse stamping, exploding stamping), it became possible to expand the nomenclature of the products obtained. In comparison with traditional methods of metal forming, a different behavior of the metal was established, in particular, an increase in technological plasticity and increase limit mechanical characteristics At the moment, there are no adequate ways to assess the mechanical properties, the behavior of the material under conditions of dynamic, high-speed loading, which hinders the further development of the proposed methods in manufacture.
The most common method for estimating the ultimate shaping of sheet material is the test method for constructing forming limit diagrams (FLD). However, test conditions limit the rate of loading by the static region. Therefore, the actual task is to develop a method for testing materials under dynamic load conditions.
Existing techniques that use as an energy source an explosion, an electromagnetic field, a compressed gas, etc., have a number of defect. The article proposes to use a pulsed magnetic field of high intensity as a loading source. To determine the most optimal test parameters, three schemes were designed: with acceleration the punch, with the acceleration of the "package", with the direct action of the pulsed magnetic field on the workpiece. As a result of approbation to further development, a scheme was adopted with acceleration the punch. On the basis of the chosen scheme, the method of carrying out tests in the field of high-speed loading was substantiated, the optimal parameters of the discharge current were selected. Dynamic tests of workpiece from aluminum alloy 5182 were carried out, according to the results of tests using a digital image processing system forming limit diagram were constructed. The analysis of the diagram showed an increase in the limiting mechanical properties and also the plasticity of the metal with an increase in the deformation velocity.
Keywords:
Dynamic loading, High speed tests, Pulse-magnetic process, Forming limit diagram (FLD)
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
