Анотація до роботи:

Марченко В.Л. “Наукові основи технології пластичного деформування осесиметричних деталей з обертанням інструмента.“ Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.05 – “Процеси та машини обробки тиском”. Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003 р.

В роботі розглядаються три основних напрямки досліджень: створення устаткування (пристроїв), інструмента та режимів деформування, які забезпечують зниження зусилля деформування осесиметричних деталей та енерговитрати.

Розроблені конструкції пристроїв дозволяють здійснювати штампування з крученням на пресах з поступальним переміщенням повзуна. Вони мають принципову відмінність від існуючого устаткування, яка полягає в тому, що рух інструмента визначається умовами деформування заготовки.

Принципова відмінність розроблених конструкцій інструмента полягає в тому, що вони забезпечують змінний в ході деформування режим навантаження заготовки тангенційними силами тертя.

Проведені дослідження впливу обертання інструменту на напружено-деформований стан заготовки дозволили визначити режим деформування, при яких досягається зниження зусилля і необхідна точність виробів.

Дослідження здійснено з використанням математичної моделі контактної взаємодії заготовки і інструмента, яка розроблена на основі методу скінчених елементів.

В роботі показано, що на величину сил тертя впливає історія навантаження приконтактного шару, обґрунтовано доцільність застосування однієї з відомих моделей.

1. Проведений порівняльний аналіз існуючих моделей тертя, виконані розрахунки та експериментальні дослідження дозволили обгрунтувати доцільність використання однієї з моделей, показали вплив на величину сил тертя історії навантаження приконтактного шару заготовки.

   Розроблено модель контактної взаємодії заготовки і інструмента, яка відрізняється тим, що силові контактні умови представленні у вигляді розподіленого навантаження, а сили тертя у вигляді лінійної функції відносного переміщення входять у функціонал роботи внутрішніх і зовнішніх сил. Вказані відмінності дозволяють уникнути жорсткого переміщення заготовки і розходження ітераційного обчислювального процесу.

   Дослідження впливу розподілу тангенційних сил тертя по контактній поверхні та його зміни в часі на напружено – деформований стан заготовки показало, що воно відкриває нові можливості керування процесом деформування з метою зниження зусилля деформування при якісному заповненні порожнини штампу.

   Отримане в роботі представлення епюри контактних тисків на поверхню інструмента при виготовленні тонкостінних конусів встановлює в явному вигляді зв’язок між кінематичними і силовими параметрами деформування, що разом з розробленою методикою дозволяє визначити режим деформування, який забезпечує задану точність виробів.

   Розроблені принципи створення інструмента для штампування з крученням і відповідні конструкції дозволяють забезпечити змінний по поверхні заготовки і в часі закон розподілу тангенційних сил тертя, що знижує силові параметри деформування і поліпшує заповнення формоутворюючої порожнини штампу.

   Розроблені принципи створення устаткування для штампування з крученням дозволяють розширити діапазон ефективного застосування та скоротити кут повороту інструмента. Конструктивна реалізація цих принципів в запропонованих пристроях дозволяє здійснювати штампування з крученням на пресах з поступальним переміщенням повзуна і забезпечує зниження зусилля деформування осесиметричних деталей до 1,5 – 2,5 а енерговитрат до 1,2 – 3 разів в порівнянні з відповідними типами устаткування для штампування з крученням.

   Розроблені на основі проведеного аналізу силових і кінематичних умов роботи пристроїв методики, аналітичні співвідношення, практичні рекомендації дозволяють визначити весь спектр механічних, гідравлічних та геометричних парметрів пристроїв, які визначають їх ефективність.

Публікації автора:

1. Определение контактных давлений при штамповке тонкостенных конических поковок/ Марченко В.Л., Шамарин Ю.С., Ковтун В.В., Аль-Равашдех М.А. // Известия вузов. Чёрная металлургия. - 1998. - №9. – С.29- 31.

2. Прогнозирование размерной точности тонкостенных конических поковок./ Марченко В.Л., Шамарин Ю.С., Ковтун В.В., Аль-Равашдех М.А. // Известия вузов. Чёрная металлургия. - 1998. - №11. - С.35 - 38.

3. Марченко В.Л., Шамарин Ю.Е. Исследования контактных давлений в многослойных осисеметричных конструкциях // Проблемы прочности. - 1998. - №4. - С. 73-82.

4. Марченко В.Л., Мохорт Г.Г. Розробка конструкцій та визначення геометричних параметрів основних елементів пристрою для штампування інструментом, що обертається // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1998. - №2. - С. 62-65.

5. Марченко В.Л., Ковтун В.В., Шамарин Ю.С. Распределение контактных давлений в составных бандажированных конструкциях // Вестник машиностроения. - 1999. - №2. - С. 54-55.

6. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Вплив кінематичних параметрів облойного штампування інструментом, що обертається, на напружно-деформований стан заготовки // Наукові вісті Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут". - 1999. - №1. - С.104-107.

7. Марченко В.Л. Визначення силових параметрів холодного штампування при довільному зв’язку інструмента з повзуном преса. // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1999. - №4. - Ч.2. - С. 119-122.

8. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Красильников С.Р. Розробка конструкції кривошипного преса для багаторазового деформування заготовки // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1999. - № 2.- С.42-44.

9. Марченко В.Л. Розробка моделі пружно-пластичного контакту тіл з лінійчатою контактною поверхнею // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. –1999. - № 4.- С. 10-14.

10. Марченко В.Л. Дослідження динаміки зворотного руху гвинта в одноциліндровому пристрої для штампування з обертанням інструмента. // Вестник Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт". Машиностроение. – 1999. – вып. 37. – С.221 – 224.

11. Марченко В.Л. Визначення кінематичних параметрів гарячого штампування при довільному зв’язку інструмента з повзуном преса. // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 1999. - №3. - С.153-155.

12. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Дослідження впливу діаграми деформування заготовки на кут повороту інструмента при штампуванні з крученням // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2000. - № 3.- С.42-44.

13. Марченко В.Л. Визначення оптимального тиску в гідроакумуляторі в пристрої для штампування з обертанням інструмента при зворотному русі // Наукові вісті Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут".. – 2000. - № 2.- С. 80-82.

14. Марченко В.Л. Визначення ходу і робочої довжини гвинта в пристрої для штампування з обертанням інструмента // Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" – 2000. – вип. 39.- С. 205-208.

15. Марченко В.Л. Вплив параметрів пристрою для штампування інструментом, що обертається, на силові умови деформування // Наукові вісті Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут". - 2000. - №5. - С.82-87.

16. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Визначення параметрів силового гідроакумулятора в пристрої для штампування з обертанням інструмента // Вісник технологічного університету Поділля. - 2000. - №6 . – Ч.3. - С. 60-63.

17. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Ліствін К.В. Контактна взаємодія жорсткого інструмента з лінійчатою поверхнею з пружною заготовкою // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2000. - № 1.- С. 44-46.

18. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Направленість сил тертя при штампуванні з обертанням інструмента // Проблеми трибології. – 2000. - № 1.- С. 91-93.

19. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Красильников С.Р. Визначення параметрів рушійного гідроакумулятора в пристрої для штампування з обертанням інструмента на кривошипному пресі // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2000. - № 5.-Ч.1.- С.48-52.

20. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Красильников С.Р. Силовий аналіз системи заготовка-інструмент при штампуванні з крученням асиметричних деталей // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2000. - № 1.- С. 14-17.

21. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Визначення величини сил тертя при пластичному деформуванні // Проблемы трибологии. – 2000. - № 2.- С.158-165.

22. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Контактна взаємодія декількох об’єктів // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2000. - № 2.- С. 22-25.

23. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Порівняльний аналіз моделей пластичного тертя // Проблемы трибологии. – 2000. - № 4.- С. 91-96.

24. Марченко В.Л., Ковтун В.В., Шамарін Ю.Є. Заповнення порожнини відкритого штампу, що обертається. // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2001. - №3. - Ч.1. - С. 78-82.

25. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Хмель В.В. Дослідження впливу співвідношення швидкостей при складному відносному русі на величину сил тертя // Проблеми трибології. –2001. - №4. – С. 11-14.

26. Патент 35671 Україна МКІ В21D22/08 Пристрій для штампування з крученням / Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Вовк В.П., Ковтун В.В., Аль-Равашдех М.А., бюл. №3. – 3 с.

27. Патент 35672 Україна МКІ В21D22/08 Штамп для відкритого об’ємного штампування з крученням / Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Ковтун В.В., Аль-Равашдех М.А., бюл. №3. – 3 с.

28. Патент 35670 Україна МКІ В21D22/08 Штамп для закритого об’ємного штампування з крученням деталей звичайної точності / Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., Ковтун В.В., Аль-Равашдех М.А., бюл. №3. – 2 с.

29. Патент 35673 Україна МКІ В21D22/08 Кривошипний прес / Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є., бюл. №3. – 2 с.

30. Марченко В.Л., Шамарин Ю.Е. Штамповка вращающимся инструментом // Труды Научно-технической конференции "Оснастка-97". - Киев. - 1997. - С.3.

31. Марченко В.Л., Шамарин Ю.Е. Заполнение формообразующей полости открытого штампа при штамповке вращающимся инструментом // Труды Научно-технической конференции "Технологичекое обеспечение работоспособности деталей машин, механизмов и инструмента". - Киев. - 1997. - С.121.

32. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Алгоритм рішення контактних нелінійних задач методом скінчених елементів // Праці YII науково – технічної конференції “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах.- Хмельницький, 2000.- С. 243-244.

33. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. До питання про визначення сил тертя при пластичному контакті // Праці міжнародної науково – технічної конференції ”Зносостійкість та надійність вузлів тертя машин”. - Хмельницький, 2000. - С. 54-56.

34. Марченко В.Л., Шамарін Ю.Є. Конструкція пристрою для штампування з обертанням інструменту // Праці міжнародної наково – технічної конференції “ Застосування теорії пластичності в сучасних технологіях обробки тиском” – Вінниця. – 2001. – С. 68-69.

35. Марченко В.Л., Исабеков Б.Н. Моделирование процесов открытой объемной штамповки при комбинированном нагружении // Труды 14 межвузовского семинара « Совершенствование методики преподавания и научной работы по теоретической и прикладной механике в условиях перестройки высшей школы». – 1988. – С. 125-126.

Особистий внесок здобувача в праці, опубліковані у співавторстві.

В статтях 1-3, 5 отримано основні аналітичні співвідношення і чисельні результати; 4, 11, 15, 16, 20 – виконаний теоретичний аналіз умов роботи пристроїв, отримано основні співвідношення; 6, 24, 30, 31, 35 проведення чисельних розрахунків, розробка режимів деформування у відкритому штампі; 17, 22, 32 – постановка задачі, розробка алгоритмів обчислень, отримання основних співвідношень; 21, 23, 25, 33 – теоретичний аналіз і експериментальні дослідження; 9, 26 – 29, 34 – розробка конструкцій пристроїв та інструмента.