Анотація до роботи:

Шипуль О. В. Технологія багатоперехідного закритого штампування авіаційних деталей із алюмінієвих сплавів з оцінкою ресурсу пластичності. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.07.02 – проектування, виробництво та випробування літальних апаратів. – Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2007.

Дисертацію присвячено проектуванню технології багатоперехідного закритого штампування особливо відповідальних деталей ЛА з алюмінієвих сплавів із заданими структурою і властивостями, включаючи дослідження в частині граничного формоутворення на базі науково обґрунтованих критеріїв аналізу дефектів і руйнування та математичного моделювання; створенню методики визначення параметрів технологічного процесу багатоперехідного штампування, яке спрямоване на удосконалення процесу проектування та виготовлення технологічного оснащення та орієнтоване на використання сучасних виробничо-технологічних програмних комплексів і скорочення термінів підготовки дрібносерійного виробництва.

Дисертація містить результати теоретичних і чисельних досліджень. Дослідження базуються на рівняннях механіки суцільних середовищ, теоріях пластичної течії та теплопровідності, результатах аналізу експериментальних і металографічних досліджень. Математичне моделювання виконано з використанням сучасних розрахун-ково-міцнісних CAE-пакетів і систем автоматизованого проектування.

Результати роботи передано для використання на АНТК “Антонов”, на підприємство «ХАІ–Сервіс», застосовано в навчальному процесі в Національному аерокосмічному університеті “ХАІ”.

1. Розроблено математичні моделі процесів пластичної течії і теплопередачі, які супроводжують закрите штампування вісесиметричних поковок особливо відповідальних деталей ЛА з алюмінієвих сплавів. Проведено оцінку адекватності розроблених моделей на основі існуючої експериментальної інформації. Розбіжність розрахункових і експериментальних даних не перевищує 11%.

2. Розрахунково-експериментальним методом побудовано діаграми пластичностей при кувальних температурах алюмінієвих сплавів АК4-1, АМг6, що широко використовуються в конструкціях ЛА.

3. Розроблено методику визначення необхідної кількості переходів багатоперехідного закритого штампування особливо відповідальних деталей ЛА, форми і розмірів заготовок по переходах, вибору геометричних параметрів штампової оснастки на основі оцінки ресурсу пластичності.

4. Запропоновано технологію багатоперехідного штампування відповідальних деталей ЛА з алюмінієвих сплавів і обґрунтовано її ефективність для отримання поковок, точних за формою і розмірами, з розташуванням волокон металу, що максимально опрацьовані, відповідно до профілю чистової деталі, що дає можливість отримувати деталі з мінімальною масою.

5. Експериментально встановлено, що використання закритого двоперехідного штампування при отриманні кришки гідроциліндра ЛА із сплаву АМг6 забезпечує підвищення коефіцієнта використання матеріалу на 30% порівняно з облойним штампуванням і зниження максимального зусилля деформування на 19% порівняно з одноперехідним закритим штампуванням.

6. Сформульовано технологічні рекомендації щодо процесу багатоперехідного закритого штампування особливо відповідальних деталей ЛА з алюмінієвих сплавів, які забезпечують отримання поковок із заданими структурою і властивостями.

7. Розроблено програму у вигляді прикладної бібліотеки САПР «КОМПАС – Графік», яка здійснює передачу даних про форму і розміри поковок по переходах з розрахунково-міцнісних CAE-пакетів у виробничо-технологічні CAD/CAM-комплекси. Це дозволяє автоматизувати проектування і виготовлення штампової оснастки для скорочення термінів підготовки дрібносерійного виробництва.

Публікації автора:

1. Шипуль О.В. Разработка методики проектирования технологического процесса получения авиационных деталей точной штамповкой с помощью интеллектуальной системы «Квант» // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: Сб. науч. тр. – Х.: НАКУ, 2002. – Вып.13. – С. 38–43.

2. Шипуль О.В. Методы расчета параметров процесса точной штамповки авиационных деталей сложной формы // Авиационно-космическая техника и технология: Труды Нац. аэрокосм. ун-та “ХАИ”. – Х., 2003. – Вып. 39/4. – С. 52–56.

3. Шипуль О.В., Мещеряков А.Н. Методика теоретических исследований формоизменения заготовки с оптимизацией переходов при штамповке авиационных деталей сложной формы // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: Сб. науч. тр. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т “ХАИ”. – 2003. – Вып.19. – С. 158–162.

4. Шипуль О.В., Дыбский П.А., Мещеряков А.Н. Исследование параметров конечно-элементной модели при формоизменении осесимметричной заготовки // Авиационно-космическая техника и технология. – 2004. – № 5(13). – С. 18 – 22.

5. Шипуль О.В., Дыбский П.А., Мещеряков А.Н. Исследование процесса объемного деформирования с помощью МКЭ // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: Сб. науч. тр. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т “ХАИ”. – 2004. – Вып. 24. – С. 159–164.

6. Дыбский П.А., Мещеряков А.Н., Шипуль О.В. Исследование методом конечных элементов распределения напряжений на контактных поверхностях при осадке цилиндров // Совершенствование процессов и оборудования обработки давлением в металлургии и машиностроении: Сб. науч. тр. – Краматорск, 2005. – С. 25 – 29.

7. Кривцов В.С., Мещеряков А.Н., Дыбский П.А. Шипуль О.В. Анализ предельного формоизменения металла в полости закрытого штампа // Кузнечно-штамповочное производство. – 2007. – № 3. – С. 39–44.

В працях, написаних у співавторстві, авторові належать:

[3] – запропоновано методику теоретичних досліджень формозміни заготовки багатоперехідного штампування авіаційних деталей;

[4] – розроблено математичну квазістаціонарну двовимірну модель процесу формозміни циліндричної заготовки та проведено аналіз впливу параметрів скінченно-елементної моделі на збіжність результатів розрахунків;

[5] – проведено чисельні експерименти з дослідження процесу осадки циліндричної заготовки під дією стаціонарного навантаження і проаналізовано напружений стан контактних поверхонь;

[6] – побудовано діаграми пластичності сплавів АК4-1 і АМг6 при кувальних температурах;

[7] – проведено аналіз граничної формозміни металу в закритому штампі.