Аннотация
Для технологии формообразования крупногабаритных оребренных панелей рассматривается решение обратной упруго-пластической задачи расчета упреждающей формы оснастки по заданному остаточному контуру детали с учетом упругого восстановления заготовки после снятия нагрузок. Форма детали представляет собой сложную поверхность двойной кривизны, у которой зоны выпуклости соседствуют с зонами вогнутости. При формообразовании панели рёбра жёсткости находятся в условиях растяжения, сжатия и кручения. Предварительные тестовые расчёты упругопластического деформирования образцов Т–образного поперечного сечения из сплава АК4–1Т при температуре 195 °С в условиях чистого изгиба, моделирующих деформирование ребра жёсткости с присоединённой обшивкой показали удовлетворительное соответствие экспериментальным данным. Итерационный метод расчёта с использованием конечноэлементного комплекса ANSYS позволил получить достаточно близкую к практике форму поверхности детали, которая может рассматриваться, как начальное приближение при отработке технологии процесса формообразования в реальных условиях.
Ключевые слова: обратная упруго-пластическая задача, формообразование, изгиб, оребрённая панель, алюминиевый сплав, двойная знакопеременная кривизна
Список литературы
1. Guines D., Gavrus A., Ragneau E. Numerical modeling of integrally stiffened structures forming from creep age forming technique // International Journal of Material Forming. – 2008. – Vol. 1, iss. 1, suppl. – P. 1071–1074. – doi: 10.1007/s12289-008-0204-z.
2. Springback evaluation in hot v-bending of Ti-6Al-4V alloy sheets / Yingying Zong, Po Liu, Bin Guo, Debin Shan // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 05 Sept. 2014. – doi: 10.1007/s00170-014-6190-z.
3. Isakhanov G.V., Gulyar A.I., Maiboroda E.E. Computer simulation of the processes of mechanical shaping of three-dimensional shells under the conditions of creep. Pt. 2 // Strength of Materials. – 1997. – Vol. 29, iss. 5. – P. 495–502. – doi: 10.1007/BF02767459. – [Translated from Problemy Prochnosti. – 1997. – N 5. – P. 69–77].
4. Яковлев С.С., Ларин С.Н. Правка растяжением листовой заготовки из анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2013. – № 7-2. – C. 223–231.
5. Nepershin R.I. Shaping a thin-walled cylindrical shell on a three-roll bending machine // Mechanics of Solids. – 2011. – Volume 46, iss. 4. – P. 554–562. – doi: 10.3103/S0025654411040066. – [Original Russian Text R.I. Nepershin, published in Izvestiya Akademii Nauk. Mekhanika Tverdogo Tela. – 2011. – N 4. – P. 75–84].
6. Шавров И.А. Повышение точности формообразования корпусных деталей судов из алюминиевых сплавов // Судостроительная промышленность. Серия: Технология и организация производства. – 1989. – Вып. 14. – С. 1–11.
7. Технология формообразования крупногабаритных деталей из сплава 1561 в режиме сверхпластичности / Б.В. Горев, И.Д. Клопотов, И.А. Шавров, А.Л. Кузнецовский // Судостроительная промышленность. Серия: Технология и организация производства. – 1989. – Вып. 14. – С. 11–23.
8. Горев Б.В., Веричев С.Н., Раевская Г.А. К анализу формообразования оребренных панелей при медленных режимах деформирования // Авиационная промышленность. – 1990. – № 2. – С. 8–10.
9. Горев Б.В., Соснин О.В., Загарин Ю.В. Технология процесса формообразования деталей двойной знакопеременной кривизны в режиме ползучести и устройство для его осуществления // Военная техника, вооружение и технологии двойного применения: материалы III Международного технологического конгресса, Омск, 7–10 июня 2005 г.: в 2 ч. – Омск: Изд-во ОМГУ, 2005. – Ч. 1. – С. 117–119.
10. Банщикова И.А., Горев Б.В., Цвелодуб И.Ю. О ползучести пластин из алюминиевых сплавов при изгибе // Прикладная механика и техническая физика. – 2007. – Т. 48, № 5 (285). – С. 156–159.
11. Банщикова И.А., Цвелодуб И.Ю. Об одном классе обратных задач формоизменения вязкоупругих пластин // Прикладная механика и техническая физика. – 1996. – Т. 37, № 6. – С. 122–131.
12. Формообразование подкрепленных панелей двойной кривизны в условиях ползучести / И.В. Сухоруков, Б.В. Горев, И.Д. Клопотов, С.Н. Веричев // Труды XVI международной конференции по теории оболочек и пластин, 21–23 сент. 1993 г. – Н. Новгород: Изд-во Нижегор. ун-та. – 1994. – Т. 3. – С. 199–207.
13. Annin B.D., Oleinikov A.I., Bormotin K.S. Modeling of forming of wing panels of the SSJ-100 aircraft // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. – 2010. – Т. 51, N 4. – P. 579–589. – doi: 10.1007/s10808-010-0074-2. – [Translated from Prikladnaia mekhanika i tekhnicheskaia fizika. – 2010. – T. 51, N 4. – P. 155–165.]
14. Shape and thickness optimization of an aeronautical structure manufactured using age creep forming process / J.-P. Bourdin, J.-P. Bonnafé, J. Delmotte, E. Grosjean, J.-M. Roelandt // Integrated design and manufacturing in Mechanical Engineering ’98: Proceedings of the 2nd IDMME Conference held in Compiègne, France, 27–29 May 1998. – Dordrecht, Netherlands: Springer Science and Business Media, 1999. – P. 315–322. – doi: 10.1007/978-94-015-9198-0_39.
15. Problem of processing materials by pressure under creepage conditions / B.V. Gorev, I.D. Klopotov, G.A. Raevskaya, O.V. Sosnin // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. – 1980. – Vol. 21, iss. 5. – P. 729–735. – doi: 10.1007/BF00910183. – [Translated from Zhurnal prikladnoi mekhaniki i tekhnicheskoi fiziki. – 1980. – N 5. – P. 185–191].
16. Формообразование монолитных вафельных панелей из сплава АК4-1 в режиме ползучести. Типовой технологический процесс: ОСТ 1–42388–88. – Введ. 01.07.1989. – М.: НИАТ, 1989. – 15 с.
17. Веричев С.H. Автоматизация проектирования геометрии рабочего контура при формообразовании монолитных панелей // Вопросы авиационной науки и техники. Серия: Авиационная технология. – 1988. – Вып. 2 (5). – C. 72–76.
