Obrabotka Metallov 2010 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (47) 2010 ТЕХНОЛОГИЯ 3 УДК 004.94: 539.52: 621.7 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ФОРМОВКИ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫХ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Ю.В. ЖЕРЕБЦОВ, аспирант, Т.М. ЗАГИРОВ, аспирант, И.Ф. АЮПОВ, бакалавр, Ф.У. ЕНИКЕЕВ, доктор техн. наук, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа Статья получена 02 марта 2010 г. Загиров Т. М . – 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1, Уфимский государственный нефтяной технический университет, e-mail: bc10204@mail.ru Предложен подход к построению компьютерных моделей технологических процессов сверхпластическо- го формообразования ультрамелкозернистых материалов, включающий в себя учет влияния роста зерен и идентификацию сверхпластических свойств по результатам технологических экспериментов. Данный подход реализован на примере сверхпластической формовки титанового сплава ВТ6 в прямоугольную матрицу. Чис- ленные расчеты проводятся в среде программного комплекса ANSYS, результаты расчетов сопоставляются с предсказаниями инженерного подхода и экспериментальными данными, известными из литературы. Ключевые слова : сверхпластическая формовка, компьютерное моделирование, технологические пара- метры, реологические свойства. The finite element modeling of superplastic metal working of ultrafine-grained materials is effected in terms of the theory of creep taking into account the influence of grain growth on the mechanical response of a material to be deformed. The values of material constants are determined from the technological tests, ANSYS-code being used to fulfill the calculations. The approach suggested is applied to the modeling of the superplastic forming of a long rectangular sheet. The finite element solutions found are compared with corresponding predictions of the analytical approach as well as with corresponding experimental data on Ti-6Al-4V alloy known in the literature, a good agreement being found. Key words : super plastic forming, finite element modeling, ANSYS, technological parameters, rheological properties. Структурная сверхпластичность (СП), про- являемая поликристаллическими материалами при повышенных гомологических температурах и сравнительно низких скоростях деформации, начала применяться в практических технологи- ях обработки металлов давлением с середины 60-х годов прошлого века [1]. Математиче- ское моделирование технологических процес- сов сверхпластической формовки листовых промышленных алюминиевых и титановых сплавов, как правило, проводилось в рамках безмоментной теории оболочек [1,2] на основе принятия дополнительных упрощающих пред- положений, которые обосновывались путем сопоставления теоретических предсказаний с соответствующими экспериментальными дан- ными. В результате в литературе было опубли- ковано большое количество работ, посвященных описанию разнообразных инженерных моделей различных технологических процессов обработ- ки металлов давлением в состоянии СП [1,2]. Численные методы моделирования при- менялись сравнительно редко и считались труднодоступными в инженерной практике.