ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 2 2023 17 ТЕХНОЛОГИЯ Введение Сущность процесса интенсивной пластической деформации (ИПД) заключается в пластической обработке, осуществляемой при температурах ниже порога рекристаллизации Аналитическая модель равноканального углового прессования титановой губки Иван Березин 1, 2, a, Александр Залазинский 3, b, Денис Крючков 3, c, * 1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002, Россия 2 ООО «Гайд Системс», ул. Родонитовая, 18б, г. Екатеринбург, 620089, Россия 3 Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова УрО РАН, ул. Комсомольская, 34, г. Екатеринбург, 620049, Россия a https://orcid.org/0000-0002-8674-3352, i.m.berezin@urfu.ru, b https://orcid.org/0000-0001-8352-5475, zalaz@list.ru, c https://orcid.org/0000-0001-8585-3544, kru4koff @bk.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 2 с. 17–31 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.2-17-31 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.7 История статьи: Поступила: 28 февраля 2023 Рецензирование: 29 марта 2023 Принята к печати: 28 апреля 2023 Доступно онлайн: 15 июня 2023 Ключевые слова: Модель Равноканальное угловое прессование Титановая губка МКЭ Финансирование Работа выполнена в рамках программы ФНИ государственных академий наук по теме № 0391-20190005 «Разработка научных основ проектирования оптимальных технологий пластического формоизменения металлических материалов с гарантированным уровнем сплошности и физико-механических сво йств». Благодарности Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Применение равноканального углового прессования (РКУП) металлического порошка позволяет получить практически беспористые заготовки с высокой твердостью, высоким уровнем накопленной деформации и образованием ультрамелкозернистой структуры. Актуальным вопросом для исследования полунепрерывного процесса РКУП остается надежная оценка энергосиловых параметров процесса и прогнозирование пористости спрессованных материалов. Это, в свою очередь, связано с необходимостью разработки достаточно точных, надежных и простых для практического применения математических моделей. Целью работы является разработка аналитической модели процесса равноканального углового прессования пористого материала. В качестве модели материала для исследования выбран порошкообразный отсев губчатого титана марки ТГ-100. Объектом исследования является процесс полунепрерывного равноканального углового прессования осесимметричного пористого брикета титановой губки в канале пресс-формы. Предполагается, что при РКУП используется пуансон для создания противодавления. Для решения определены схема процесса, статически допустимая схема нагрузки на слой интенсивной деформации и кинематически допустимая схема течения пластически сжимаемой среды в слое. В соответствии с принятыми схемами построена система уравнений, применяется уравнение баланса мощности. Аналитическое уравнение решается методом последовательных приближений. Осуществлено имитационное моделирование методом конечных элементов процесса РКУП пористого титана при углах пересечения каналов пресс-формы в 45°, 50°, 55° и 60°. Определена пористость заготовки на разных стадиях процесса РКУП. С использованием аналитического решения и конечно-элементного моделирования получена диаграмма изменения давления на пуансон. Результаты и обсуждение. Выявлено, что результаты аналитического решения согласуются с данными имитационного конечно-элементного моделирования. Наибольший уровень напряжений возникает в процессе равноканального углового прессования при α = 45°, однако при этом распределение относительной плотности по сечению наиболее равномерно. При увеличении угла α максимальное значение давления на рабочий пуансон уменьшается. Рациональные технологические параметры прессования пористых заготовок должны обеспечивать максимально допустимые давления на деформирующий инструмент. Согласно этому условию в каждом конкретном процессе РКУП из аналитического решения возможно определить оптимальное значение угла. Для цитирования: Березин И.М., Залазинский А.Г., Крючков Д.И. Аналитическая модель равноканального углового прессования титановой губки // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 2. – С. 17–31. – DOI: 10.17212/19946309-2023-25.2-17-31. ______ *Адрес для переписки Крючков Денис Игоревич, к.т.н., научный сотрудник Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения Российской академии наук, ул. Комсомольская, 34, 620049, г. Екатеринбург, Россия Тел.: 8 (343) 374-50-51, e-mail: kru4koff @bk.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1