ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.982.5
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-2-128-138
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Крупногабаритные монолитно-фрезерованные панели являются одними из наиболее сложных элементов в конструкции самолета. Совокупность больших габаритных размеров вместе с переменной кривизной на фоне малой жесткости обуславливает сложность изготовления данных деталей. В силу необходимости достижения высокой точности формы данных панелей процесс их производства также осложняется за счёт конструктивных особенностей – тонкостенности, наличия подкрепляющих ребер и малых значений кривизны, для достижения которой нужна общая деформация, соизмеримая с упругой составляющей. Результаты формообразования панелей зависят от большого количества взаимовлияющих факторов, которые, в свою очередь, влияют на формирование напряженно-деформированного состояния (НДС) и формы деталей. Одним из перспективных методов изготовления данных деталей является использование метода посадки ребер. Данный процесс широко применяется для формообразования профилей и балок. Имеющиеся публикации методик расчёта режимных параметров процесса посадки ребер монолитных панелей в настоящее время имеют малое освящение. Цель работы. Совершенствование методик расчета режимных параметров обработки металлов методами локального пластического деформирования. Используемые методы. Конечно-элементное моделирование процесса локального пластического деформирования на примере посадки ребер панелей. Новизна. Концепция моделирования формообразования монолитно-фрезерованных панелей методом посадки. Практическая значимость. Разработанная конечно-элементная модель представляет собой входные данные для расчета режимных параметров процесса посадки ребер монолитно-фрезерованных панелей. Результаты. Разработана методика построения и анализа конечно-элементной модели с целью определения внутренних силовых факторов, возникающих в монолитно-фрезерованных панелях в процессе их обработки методом посадки.
Ключевые слова
посадка ребер панелей, пластическое деформирование, обработка металлов давлением, остаточные напряжения, напряженно деформированное состояние
Для цитирования
Исследование процесса посадки крупногабаритных монолитных панелей / Пашков А.Е., Пашков А.А., Исаченко А.С., Дук А.А., Рыбак А.М. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №2. С. 128-138. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-2-128-138
1. Разработка методики анализа геометрических параметров длинномерных панелей / Пашков А.Е., Пашков А.А., Фалеев С.Ю., Самойленко О.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №2. С. 102-113. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2023-21-2-102-113
2. Hamouche E., Loukaides E.G. Classification and selection of sheet forming processes with machine learning // Int. J. Comput. Integr. Manuf. 2018, vol. 31, no. 9, pp. 921-932. https://doi.org/10.1080/ 0951192X.2018.1429668
3. Макарук А.А., Минаев Н.В. Повышение эффективности формообразования и правки маложестких подкрепленных ребрами деталей раскаткой роликами // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. №12(107). С. 63-70.
4. Определение внутренних силовых факторов, возникающих при упрочнении подкрепленных ребрами деталей / Макарук А.А., Пашков А.А., Хамаганов А.М., Самойленко О.В. // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. №10(141). С. 29-37. DOI: 10.21285/ 1814-3520-2018-10-29-37. EDN: QKKZCJ.
5. Минаев Н.В. К созданию предсказательной модели процесса формообразования и правки подкреплённых панелей раскаткой роликами // Современные авиационные технологии. 2023. С. 15-25.
6. Баушев В.Н., Львин Я.Б., Кушнаренко С.Г. Расчет параметров технологического процесса формообразования монолитных ребристых панелей отрицательной гауссовой кривизны больших прогибов // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: темат. сб. науч. тр. Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1985. С. 123-133.
7. Сикульский В.Т., Кащеева В.Ю., Сикульский С.В. Методика расчета осесимметричного формоизменения монолитных ребристых панелей двойной кривизны с жесткими ребрами последовательным деформированием // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. 2016. №74. С. 78-87.
8. Сикульский В.Т., Сикульский С.В. Моделирование процесса формообразования монолитных панелей локальным деформированием ребер // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. 2018. №80. С. 63-70.
9. Hoffmann H., Hautmann R., & Petry R. Studies for the Development of a Simulation Basis for Numerically Controlled Driving of Sheet Metal // Advanced Materials Research. (2005). no. 6-8, pp. 517-524. https://doi:10.4028/www.scientific.net/amr.6-8.517
10. From art to part: Learning from the traditional smith in developing flexible sheet metal forming processes / Daniel T. Bowen, Iacopo M. Russo, Christopher J. Cleaver, Julian M. Allwood, Evripides G. Loukaides // Journal of Materials Processing Technology. January 2022, vol. 299, 117337.
11. Универсальные станки для холодного формования листового металла и профилей без стружки: холодная обработка листов и профилей ECKOLD Kraftformer KF 675: Каталог. Германия, 10.06.2023. 28 с.
12. Пат. 1,809,168, Германия. Tool for upsetting or stretching sheet metal / H. Junkers; заявл. 12.12.1929, Serial No. 413,604; опубл. 09.06.1931.
13. Пат. 2,010,996, Германия. Tool for producing a change of form in sheet metal / H. Junkers; заявл. 24.09.1932, Serial No. 634,737; опубл. 13.08.1935.
14. Пат. 2,798,388, Германия. Apparatus for deforming, especially upsetting or stretching, sheets or profiles / W. Eckold; заявл. 12.05.1954, Serial No. 452,195; опубл. 09.07.1957.
15. Shell Models with Enhanced Kinematics for Finite Elements in Sheet Metal Forming Simulations / Tobias Willmann, Manfred Bischoff // The 12th European LS-DYNA Conference At: Koblenz. Germany, 2019.
16. Numerical modelling and deformation mechanics of the english wheel process / Bowen D.T., Music O., Shokrani A., Loukaides E.G. // The 13th International Conference On the Technology of Plasticity, Ohio State University, 2021.
17. Oliveira M.C., & Fernandes J.V. Modelling and Simulation of Sheet Metal Forming Processes // Metals. 2019, vol. 9, no. 12, 1356. https://doi.org/10.3390/ met9121356
18. Cherouat A., Borouchaki H., & Jie Z. Simulation of Sheet Metal Forming Processes Using a Fully Rheological-Damage Constitutive Model Coupling and a Specific 3D Remeshing Method // Metals. 2018, vol. 8, no. 12, 991. https://doi.org/10.3390/met8120991
19. Gatea S., Ou H., McCartney G. Review On the influence of process parameters in incremental sheet forming // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2016, vol. 87, no. 1-4, pp. 479-499. https://doi.org/10.1007/s00170-016-8426-6
20. Gohil A., Modi B. Review of the effect of process parameters on performance measures in the incremental sheet forming process // Proc. Inst. Mech. Eng. Part B: Eng. Manuf. 2021, vol. 235, no. 3, pp. 303-332. https://doi.org/10.1177/0954405420961215