Obrabotka Metallov 2014 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (65) 2014 87 ТРУДЫ КОНФЕРЕНЦИИ Диаграммы деформирования для сплава АК4-1Т при температуре 195  С получены при растяжении и сжатии образцов, изготовленных из плиты толщиной 42 мм [15, 16]. В качестве программы расчета использовался конечноэле- ментный комплекс ANSYS, в котором анизо- тропия и разносопротивляемость пластического деформирования может быть учтена с помощью опции «Anisotropic». Однако при этом кривая деформирования материала задается лишь при- ближенно с помощью билинейных зависимо- стей. Как показывают эксперименты, кривые де- формирования материала при растяжении и сжа- тии носят плавный характер и не имеют пло- щадок текучести, что затруднительно описать билинейными зависимостями. В опции «Multi- linear Isotropic» характеристики материала при растяжении и сжатии считаются одинаковыми, но кривая деформирования может быть задана с высокой точностью с помощью кусочно-линей- ной зависимости. В расчетах была использована кусочно-линейная аппроксимация кривой дефор- мирования, построенная по экспериментальным значениям, приведенным в табл. 1 и полученным при растяжении образцов. Модуль упругости E = 5,85×10 10 Н/м 2 , коэффициент Пуассона  = 0,25. В табл. 2 приведены данные по испытаниям образцов в условиях чистого изгиба. Результаты расчета находятся в удовлетворительном соот- ветствии с данными экспериментов. Т а б л и ц а 1 Экспериментальные значения, полученные при растяжении образцов Номер точки 1 2 3 4 5 6 7  ×10 3 1,86 3,25 4,79 5,95 8,43 11,0 13,0  , МПа 108,8 189,5 260,5 275,1 284,4 287,5 292,2 Т а б л и ц а 2 Результаты испытаний образцов в условиях чистого изгиба Номер образца Радиус изгиба загрузки (по нейтральной оси), R изг , мм Стрела прогиба на длине L баз = 100 мм, w , мм Остаточная максимальная стрела прогиба на длине L баз = 300 мм,  w , мм 1 2281,63 0,550 2,00 2 2281,63 0,550 1,92 3 2345,35 0,535 1,85 4 4041,04 0,310 0,42 Теория и методы С учетом результатов тестового расчета была подготовлена модель и выполнен расчет упреж- дающей формы оснастки для процесса формо- образования оребренной панели в геометриче- ски линейной постановке. Расчет был проведен с помощью модели упругопластического дефор- мирования материала с изотропным упрочнени- ем конечноэлементного комплекса ANSYS. Конструкция представлена конечными эле- ментами оболочки SHELL143. Четырехуголь- ный элемент SHELL143 с 24 степенями сво- боды предназначен для анализа нелинейного деформирования тонкостенных конструкций при малых упругопластических деформациях. При составлении расчетной модели (рис. 3) уч- тены основные конструктивные особенности панели (ребра жесткости, переменная толщина обшивки, вырезы прямоугольной формы) [17]. Модель состоит из 5869 элементов и 5776 узлов. Для исключения перемещений конструкции, как жесткого целого перемещения точек A (узел 6 на рис. 4), B (узел 29) и C (узел 125), задавались рав- ными нулю. Узел 51 на рис. 4 (на рис. 3 этот узел отмечен как узел максимальных отклонений)