Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек
В работе представлены результаты моделирования температурных полей, напряжений и деформаций при формировании аддитивной многослойной конструкции из алюминиевого сплава 1561, низколегированной конструкционной стали марки 09Г2С и титанового сплава марки Grade 2. На основании экспериментальных результа...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167521 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек / В.А. Костин, Г.М. Григоренко // Современная электрометаллургия. — 2018. — № 4 (133). — С. 52-61. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859719730178293760 |
|---|---|
| author | Костин, В.А. Григоренко, Г.М. |
| author_facet | Костин, В.А. Григоренко, Г.М. |
| citation_txt | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек / В.А. Костин, Г.М. Григоренко // Современная электрометаллургия. — 2018. — № 4 (133). — С. 52-61. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | В работе представлены результаты моделирования температурных полей, напряжений и деформаций при формировании аддитивной многослойной конструкции из алюминиевого сплава 1561, низколегированной конструкционной стали марки 09Г2С и титанового сплава марки Grade 2. На основании экспериментальных результатов, полученных в ИЭС им. Е. О. Патона, при аддитивных наплавках данных материалов проведено компьютерное моделирование с целью улучшения технологии проведения процесса. В ходе расчетов проанализировано влияние алгоритма последовательности нанесения аддитивных слоев (наплавление цилиндрической оболочки по кольцу или по спирали) на распределение температур при наплавке и ее устойчивость к внешним нагрузкам. Установлено, что при формировании цилиндрических оболочек аддитивным способом целесообразно использовать технологию наплавления по спирали и применять менее теплопроводные конструкционные материалы (конструкционные стали, титановые сплавы).
В роботі представлені результати моделювання температурних полів, напружень і деформацій при формуванні адитивної багатошарової конструкції з алюмінієвого сплаву 1561, низьколегованої конструкційної сталі марки 09Г2С і титанового сплаву марки Grade 2. На підставі експериментальних результатів, отриманих в ІЕЗ ім. Є. О. Патона, при наплавленні адитивних шарів з даних матеріалів проведено комп’ютерне моделювання з метою підвищення продуктивності адитивного процесу. В ході розрахунків проаналізовано алгоритм послідовності нанесення адитивних шарів (наплавлення циліндричної оболонки по кільцю або по спіралі) на розподіл температур в оболонці та параметри її стійкості до зовнішніх навантажень. Встановлено, що при формуванні циліндричних оболонок адитивним способом доцільно використовувати технологію наплавлення по спіралі і застосовувати менш теплопровідні матеріали (конструкційні сталі, титанові сплави).
The work presents the results of modeling the temperature fields, stresses and deformations during formation of the additive multi-layer structure of aluminium alloy 1561, low-alloy structural steel of 09G2s grade and titanium alloy Grade 2. On the basis of experimental results, obtained at the E.O. Paton Electric Institute, the computer modeling was carried out during the additive surfacing of these materials to improve the technique of the process conducting. In the course of calculations the effect of algorithm of successive deposition of additive layers (surfacing of cylindrical shell around the circumference or in spiral) on distribution of temperatures during surfacing and its resistance to external loads was analyzed. It was established that during the formation of cylindrical shells by an additive method it is rational to apply the technology of surfacing in spiral and to use the less heat-conducting structural materials (structural steels, titanium alloys).
|
| first_indexed | 2025-12-01T09:35:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
52 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
УДК 621.791.92 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/sem2018.04.04
МоДЕЛИРоВАНИЕ АДДИТИВНоГо ПРоЦЕССА
ФоРМИРоВАНИЯ ТоНКоСТЕННых
ЦИЛИНДРИчЕСКИх оБоЛочЕК
В. А. Костин, Г. М. Григоренко
Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины.
03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
в работе представлены результаты моделирования температурных полей, напряжений и деформаций при
формировании аддитивной многослойной конструкции из алюминиевого сплава 1561, низколегированной
конструкционной стали марки 09Г2С и титанового сплава марки Grade 2. На основании экспериментальных
результатов, полученных в ИЭС им. Е. О. Патона, при аддитивных наплавках данных материалов проведено
компьютерное моделирование с целью улучшения технологии проведения процесса. в ходе расчетов проанали-
зировано влияние алгоритма последовательности нанесения аддитивных слоев (наплавление цилиндрической
оболочки по кольцу или по спирали) на распределение температур при наплавке и ее устойчивость к внешним
нагрузкам. Установлено, что при формировании цилиндрических оболочек аддитивным способом целесоо-
бразно использовать технологию наплавления по спирали и применять менее теплопроводные конструкцион-
ные материалы (конструкционные стали, титановые сплавы). Библиогр. 21, табл. 1, ил. 10.
К л ю ч е в ы е с л о в а : аддитивное производство; моделирование; наплавление по спирали; цилиндрические
оболочки; устойчивость; остаточные напряжения
в современном строительстве, авиационной и кос-
мической технике, а также в ряде других областей
промышленного производства большое значение
приобретает использование тонкостенных цилин-
дрических оболочек, выполненных из различных
материалов [1–3].
Такие оболочки могут использоваться для
корпусов ракетных двигателей твердого топлива,
строительных куполообразных сооружений, ре-
зервуаров для хранения активных и криогенных
жидкостей, т. е. как конструкции, работающие при
высоких внутренних давлениях при осесимме-
тричной внешней нагрузке.
в качестве исходных материалов для их произ-
водства часто используются различные конструкци-
онные (низколегированные высокопрочные, нержа-
веющие, коррозионостойкие) стали, титановые и
алюминиевые сплавы, композиционные материалы
на основе титана, алюминия и керамики [4–7].
Без таких материалов невозможно развитие
современной авиационной и ракетно-космиче-
ской техники, создание совершенных простран-
ственных конструкций, удовлетворяющих опре-
деленному сочетанию эксплуатационных свойств,
устойчивых к самым сложным механическим и
тепловым нагрузкам.
Использование тонкостенных оболочек позво-
ляет значительно уменьшить вес конструкции при
сохранении максимального объема, обеспечить
необходимую прочность и жесткость, позволя-
ет использовать большое разнообразие сложных
форм при проектировании конструкций различно-
го вида.
Традиционно такие оболочки получают раз-
личными методами штамповки: инструменталь-
ной, магнито-импульсной, электрогидравличе-
ской, взрывом, а также способом ротационной
вытяжки, изгиба тонколистового проката и после-
дующего соединения его краев сваркой [8, 9].
в случае использования оболочек переменной
толщины возникает проблема удаления лишнего
материала. Это достигается путем механическо-
го фрезерования или химического травления, что
значительно увеличивает длительность процесса
ее изготовления и заметно повышает себестои-
мость производства. возникающие в процессе
этих операций механические дефекты на поверх-
ности оболочки делают ее не пригодной к воста-
новлению в случае ремонта.
возобновление интереса к исследованию тон-
костенных конструкций в последние годы вызва-
но не только появлением новых перспективных
материалов и сплавов, бурным развитием средств
вычислительной техники, но и возможностью ис-
пользования новых способов их получения — ад-
дитивных технологий [10–12].
Аддитивные технологии — это новый высо-
коэффективный способ создания деталей и кон-
струкций, основанный на добавлении небольших
порций материала в отличие от традиционных © в. А. КОСТИН, Г. М. ГРИГОРЕНКО, 2018
53ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
технологий, где создание детали происходит пу-
тем удаления «лишнего» материала.
Изделия создаются за счет расплавления кон-
центрированными источниками энергии металли-
ческого порошка [11], проволоки сплошного сече-
ния или порошковой [13].
Использование в аддитивном процессе метал-
лической проволоки вместо порошка позволяет
повысить производительность металлургических
процессов, обеспечить более высокую энергоэф-
фективность, поднять коэффициент использова-
ния материала, понизить остаточные напряжения
и деформации, обеспечить требуемый комплекс
эксплуатационных свойств.
Применение аддитивного метода в процессе
ремонта тонкостенных оболочек может позволить
восстановить их структурную целостность и несу-
щую способность.
вместе с тем создание работающей тонкостен-
ной конструкции требует проведения предвари-
тельного лабораторного исследования и компью-
терного моделирования с учетом масштабного
фактора.
Цель представленной работы — улучшение
технологии процесса формирования тонкостен-
ной оболочки, полученной аддитивным методом,
на основе моделирования температурных полей,
напряжений и деформаций, формирующихся в
оболочке, и сравнение параметров устойчивости
оболочек, полученных при различной последова-
тельности нанесения аддитивных слоев, с параме-
трами устойчивости оболочки, полученной суще-
ствующими способами.
Материалы и методика исследований. Исходя
из того, что технология аддитивного производства
позволяет послойно создавать изделия размер ко-
торых в одном из направлений значительно мень-
ше, чем в других (до 2 мм), было целесообразно
исследовать ее возможности для создания тонко-
стенных конструкций.
в свете того, что тонкостенные конструкции
широко используются в аэрокосмической техни-
ке, судостроении и промышленном строитель-
стве, для исследований были отобраны два типа
конструкционных материалов — титановый сплав
марки Grade 2 и конструкционная низколегиро-
ванная сталь марки 09Г2С.
в связи с особенностями формирования кон-
струкций из титановых сплавов (высокие мощ-
ность источника нагрева и вакуум в камере на-
несения) использовали специализированную
систему аддитивного наплавления xBeam 3D
Metal Printing. Данная система разработана и ре-
ализована в полнофункциональном оборудовании
ЧАО «НвО «Червона Хвиля» [14]. Система ос-
нована на применении полого конического элек-
тронного луча (ЭЛ) в качестве источника нагрева
и использовании проволоки как расходуемого ма-
териала. Это создает благоприятные условия для
расплавления расходуемого материала и его по-
слойного контролируемого наплавления.
Для формирования изделий из конструкцион-
ной стали использовали электродуговую (ЭД) си-
стему создания аддитивных конструкций с помо-
щью сварочного робота «ABB IRB-1600». Данная
система разработана в ИЭС им. Е. О. Патона НАН
Украины. Разработано программное обеспечение
для создания 3D модели, основанное на сканиро-
вании аддитивной наплавки, планировании траек-
тории перемещения сварочной горелки с учетом
коррекции данных от лазерно-телевизионного и
видеопирометрического сенсоров [15].
На рис. 1 представлены тонкостенные изделия
из исследуемых материалов, полученные аддитив-
ным способом. в качестве исходного материала
для аддитивного наплавления 3D изделий исполь-
зовали сварочные проволоки соответствующего
состава и толщины.
С целью улучшения технологии процесса соз-
дания тонкостенной оболочки аддитивным спосо-
бом, сокращения времени и материальных ресур-
сов, необходимых на его проведение, применили
компьютерное моделирование.
При моделировании использовали титано-
вый сплав марки Grade 2 (вТ1-0), содержащий
0,03 % N, 0,1 % C, 0,25 % O, 0,3 % Fe. Предел те-
кучести сплава составлял 275 МПа, предел проч-
ности — 345 МПа.
в расчетах использовали низколегированную
сталь марки 09Г2С, применяемую для сварных кон-
Рис. 1. внешний вид изделий, полученных аддитивной на-
плавкой из низколегированной стали марки 09Г2С (диаметр
проволоки 1,8 мм) (а) и титанового сплава марки Grade 2 (ди-
аметр проволоки 1,2 мм) (б)
54 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
струкций, содержащую 0,12 % С, 0,6 % Si, 1,5 % Mn,
0,3 % Cu, 0,04 % S, 0,003 % P. Предел текучести стали
составлял 345 МПа, предел прочности — 490 МПа,
относительное удлинение — 21 %.
в связи с тем, что в практике создания цилин-
дрических оболочек для аэро- и ракетно-космиче-
ской техники широко распространено использова-
ние высокопрочных алюминиевых сплавов, было
целесообразно применить разработанные подхо-
ды к анализу создания аддитивных оболочек для
данных сплавов. в связи с ограничением доступа
к экспериментальным результатам в этой отрасли
в качестве прогнозируемого варианта проведено
моделирование электродуговой наплавки прово-
локой тонкостенного изделия из деформируемого
алюминиевого сплава марки 1561 (АМг61) в за-
щитной среде аргона. Сплав марки 1561 содержит
6,1 % Mg, 0,9 % Mn, 0,4 % Si, 0,4 % Fe, 0,003 % Be,
0,12 % Zr. Данный сплав широко применяется
при производстве тонкостенных элементов аэро-
космической техники. Алюминиевый сплав име-
ет предел текучести не менее 250 МПа, а предел
прочности — не менее 360 МПа.
Для проведения компьютерного моделирова-
ния формирования тонкостенной цилиндрической
оболочки аддитивным способом использовали па-
кет междисциплинарных исследований COMSOL
Multiphysics и математическую модель аддитив-
ного процесса, представленные в работах [17, 18],
а необходимые физико-механические свойства
материалов раcсчитывали с использованием мето-
да CALPHAD [16]. Расчетная зависимость физи-
ко-механических свойств материалов от темпера-
туры приведена в таблице.
Для удобства расчета в данной работе исполь-
зовали цилиндрическую систему координат. Пре-
Влияние температуры нагрева на теплофизические свойства сталей и сплавов
Температура,
oC
Плотность, кг/м3
Коэффициенты
Модуль
упругости,
ГПa
теплопро-
водности,
Вт/м·k
теплоемкости,
Дж/кг·k
термического
расширения,
10–6/k
Пуассона
Титановый сплав Grade 2
25 4,51 21,62 – – 0,312 116,99
100 4,5 19,36 567,30 9,08 0,315 112,60
200 4,49 17,93 591,93 9,28 0,318 106,73
300 4,48 17,44 613,61 9,48 0,322 100,86
400 4,46 17,49 633,71 9,67 0,326 94,99
500 4,45 17,87 652,16 9,86 0,330 89,11
600 4,44 18,46 679,62 10,04 0,334 83,23
700 4,42 19,21 716,48 10,22 0,338 77,12
800 4,41 20,08 1024,52 10,37 0,343 70,51
900 4,40 21,22 1152,47 10,21 0,355 56,03
1000 4,39 22,79 640,46 9,44 0,375 40,68
Сталь 09Г2С
25 7,91 23,61 451,30 – 0,29 201,27
100 7,87 24,72 478,03 19,33 0,30 196,25
200 7,83 25,94 509,11 19,53 0,30 188,83
300 7,78 26,84 540,92 19,73 0,31 180,36
400 7,73 27,40 576,87 19,93 0,31 170,85
500 7,69 27,68 620,39 20,13 0,32 160,42
600 7,64 27,76 677,87 20,34 0,32 149,21
700 7,59 27,77 765,51 20,54 0,32 137,37
800 7,54 27,88 905,33 20,75 0,33 125,06
900 7,53 27,23 611,08 18,88 0,35 114,37
1000 7,48 28,40 626,65 19,59 0,35 104,47
Алюминиевый сплав 1561
25 2,64 107,83 960,36 22,62 0,331 69,28
100 2,62 118,59 965,47 23,41 0,334 66,72
200 2,60 129,12 1008,35 24,44 0,339 62,91
300 2,58 137,04 1050,27 25,49 0,344 58,65
400 2,5 143,16 1085,28 26,55 0,350 53,94
500 2,54 147,78 2469,84 27,62 0,357 48,77
600 2,45 118,05 6388,35 43,33 0,419 5,19
700 2,33 86,83 – 65,97 0,500 0,00
55ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
образование декартовой системы координат в ци-
линдрическую выполняли согласно уравнениям
x = R cos wt, y = R sin wt, z = ht,
где R — радиус оболочки; w — угловая скорость
наплавления; h — толщина слоя; t — время.
Геометрия расчетной цилиндрической оболоч-
ки представляет собой последовательно наноси-
мые на подложку по окружности радиусом 20 мм
слои материала шириной и толщиной по 2 мм.
Количество наносимых слоев должно удовлет-
ворять условию «тонкостенности», т. е. оболочка
считается тонкой, если h/R ≤ 1/10...1/20. Исходя из
выбранных параметров это условие выполнялось
при количестве слоев больше 10.
Технологические параметры аддитивного наплавления
Мощность источника нагрева (Al/Fe/Ti), квт . . . . .0,6/1,0/5,0
Толщина пластины, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Толщина наплавляемого слоя, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Ширина наплавки, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Радиус наплавки, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
высота наплавки, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Количество слоев, шт. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Скорость перемещения дуги, об/с . . . . . . . . . . . . . .0,1; 0,2; 1,0
Количество наплавляемых слоев, шт. . . . . . . . . . . . . . 20…30
выбор мощности дугового источника нагрева
определялся характерными режимами сварок для
данного типа материала: электронно-лучевой ти-
тановых сплавов — 5 квт, дуговой в среде защит-
ных газов низколегированных сталей — 1 квт и
дуговой алюминиевого сплава плавящимся элект-
родом — 0,6 квт.
Исследовали два способа нанесения аддитив-
ных слоев — по кольцу и спирали (рис. 2). Угло-
вую скорость наплавления одного слоя опреде-
ляли исходя из технологических возможностей
установок и она составила 0,1, 0,5 и 1,0 об/с.
Исходя из результатов эксперимента приня-
то, что в начальный момент времени наносимый
материал находится в температурном интервале
твердожидкого состояния. Этому состоянию со-
ответствует часть температурного интервала кри-
сталлизации, ограниченная сверху температурой
ликвидуса, при которой начинает формироваться
жесткий каркас из твердой фазы, а снизу — тем-
пературой солидуса, при которой жидкая фаза
полностью исчезает. Такой подход позволяет не
учитывать в расчетах жидкую фазу при формиро-
вании слоев.
в расчетах применяли модель упруго-пласти-
ческого материала. Напряжения и деформации в
модели возникают в результате развития усадоч-
ных явлений уменьшения объема материала при
охлаждении.
Решение дифференциальных уравнений прово-
дили методом конечных элементов (МКЭ), путем
построения неоднородной адаптивной сетки и за-
дания в каждой ячейке сетки интерполяционного
многочлена Лагранжа второго порядка. Так как
геометрия наплавки имеет симметричный вид, то
для сокращения ресурсов вычислительной техни-
ки расчет проводили на половине изделия.
Поученные результаты и их обсуждение. в ходе
расчетов проанализировано влияние различных
параметров наплавления (скорости, типа матери-
ала, толщины наплавки) на характер изменения
средней и минимальной температур цилиндри-
ческой наплавки. Анализ данных параметров
необходим для того, чтобы оценить возможное
влияние структурных превращений, которые мо-
гут проходить в этих материалах при нагреве, на
конечную микроструктуру, величину напряжений
и деформаций, вызванных фазовыми превраще-
ниями. рассчитано поле температур, напряжений,
деформаций и перемещений при формировании
цилиндрической оболочки аддитивным способом.
Результаты моделирования температурных по-
лей при последовательном наплавлении 20-ти сло-
ев тонкостенной оболочки приведены на рис. 3.
Анализ полученных результатов показывает почти
Рис. 2. Последовательность нанесения аддитивных слоев по кольцу (а); спирали (б)
56 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
однородное распределение температуры по толщи-
не наплавляемого слоя.
Характер распределения температуры оболоч-
ки из стали 09Г2С по высоте приведен на рис. 4.
Анализ распределения температуры по высоте
оболочки показывает, что при нанесении на под-
ложку 9…10-ти слоев температура подложки
практически не изменяется и не превышает 500 К
(200…230 оС) и, следовательно, ее структурно-фа-
зовое состояние дальше не изменяется.
в работе для исследуемых материалов рассчи-
таны термические циклы нагрева и охлаждения ци-
линдрической оболочки, полученной аддитивным
способом. На рис. 5 представлены термические ци-
клы, полученные при скорости нанесения 0,2 об/с.
время наплавления одного слоя составляло 5 с.
Расчеты показывают, что самая быстрая стаби-
лизация температуры оболочки наблюдается при
наплавлении проволокой из стали 09Г2С и после
35…40 с температура оболочки в нижней части
не меняется (рис. 5, кривая 2). Для алюминиевого
сплава 1561 это время составляет 65…70 с (рис. 5,
кривая 3). Для титанового сплава Grade 2 стабили-
зации не происходит (рис. 5, кривая 1).
Расчеты показывают, что в зависимости от соста-
ва используемой проволоки максимальная темпера-
тура наплавки превышала температуру плавления
данного материала на 50…75 оС (для алюминиевого
сплава 1561), 100…150 оС (для стали 09Г2С) и 200 оС
(для титанового сплава Grade 2).
Помимо однородности температурного поля
и структурного состояния металла вдоль стенки
оболочки необходимо поддерживать стационар-
ным температурный режим наплавки по высоте.
Для оценки однородности температурного поля
по высоте оболочки была определена ее средняя и
Рис. 3. Распределение температуры (К) в цилиндрической оболочке из титанового сплава Grade 2, полученной со скоростью
0,1 об/с по времени, с: а — 13; б — 35; в — 108; г — 194
Рис. 4. Распределение температуры по высоте оболочки из
стали 09Г2С при нанесении 40-ка слоев, мм: 1 — 40; 2 — 35;
3 — 30; 4 — 25; 5 — 22; 6 — 20; 7 — 15; 8 — 10
Рис. 5. Термические циклы наплавления цилиндрической
тонкостенной оболочки: 1 — титановый сплав Grade 2; 2 —
сталь 09Г2С; 3 — алюминиевый сплав 1561
57ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
минимальная температуры (усредненные по пло-
щади наплавки) в процессе наплавления (рис. 6).
Результаты расчетов показали, что средняя тем-
пература наплавок постепенно возрастает, однако
с уменьшением скорости наплавления эта тенден-
ция снижается. Так, при наплавлении титаново-
го сплава Grade 2 средняя температура наплавки
возрастает примерно с 1100 до 1280 К (приблизи-
тельно 1000 оС) при скорости наплавления 1 об/с,
и приблизительно с 700 до 770 К (около 500 оС)
при скорости наплавления 0,1 об/с. Минимальная
температура наплавки постепенно возрастает при
наплавлении первых 3…4-х слоев, а затем стаби-
лизируется. Снижение этих параметров после 20 с
(рис. 6, а) и 200 с (рис. 6, б) связано с окончанием
наплавления и постепенным остыванием наплав-
ки. Остывание наплавки при высокой скорости
наплавления происходит значительно медленнее,
чем при низкой.
Анализ распределения температур по высоте
наплавки показывает, что в зависимости от типа
используемого материала влияние расплавлен-
ной проволоки на уже нанесенные слои наплавки
различно (рис. 7). Так, наибольший отпуск в ре-
зультате воздействия предыдущих слоев дости-
гается при наплавке алюминиевого сплава 1561,
которое распространяется на нижележащие 8…10
слоев (рис. 7, а). При нанесении расплавленной
проволоки из стали 09Г2С или титанового сплава
Grade 2 это влияние существенно ниже. Для стали
оно составляет 3…4 слоя, для титанового спла-
ва — 1…2 (рис. 7, б, в). Полученные результаты
объясняются заметно более высокой теплопрово-
дностью алюминиевого сплава (100…150 вт/м·K,
таблица) по сравнению со сталью (23…28 вт/м·K)
или титановым сплавом (17…25 вт/м·K).
Цилиндрическая конструкция из алюминиево-
го сплава 1561 остывает заметно медленнее и по-
вторный разогрев достигает более глубоких слоев,
что приводит к росту размера зерна и заметному
разупрочнению изделий из этих сплавов. Исполь-
зование в аддитивном процессе стали 09Г2С и
титанового сплава Grade 2 приводит к формирова-
нию более однородной структуры наплавки и сни-
жает остаточные напряжения, образующиеся при
формировании цилиндрической оболочки.
в ходе расчетов проанализировано влияние ал-
горитма нанесения аддитивной цилиндрической
наплавки (наплавление по кольцу или спирали) на
Рис. 6. влияние скорости наплавления на среднюю (1) и минимальную (2) температуры цилиндрической наплавки титанового
сплава Grade 2: а — 1; б — 0,1 об/с
Рис. 7. влияние материала наплавки на температурное поле
в ней: а — сплав 1561; б — сталь 09Г2С; в — сплав Grade 2
58 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
температуру наплавки и параметры устойчивости
аддитивной оболочки к внешним нагрузкам (рис. 8).
Анализ полученных результатов показал, что
спиралевидная наплавка нагревается до более
высоких температур по сравнению с кольцевой.
По-видимому это связано с пониженной переда-
чей тепла между слоями. При этом наплавка бы-
стрее остывает, что определяется большей площа-
дью охлаждаемой поверхности.
Параметры охлаждения цилиндрической на-
плавки менее теплопроводного титанового сплава
Grade 2 по сравнению с наплавкой из стали 09Г2С
обеспечивают более высокие уровни температур
и, как следствие, возможно повышение перегре-
ва жидкой ванны и выход из диапазона темпера-
тур твердожидкого состояния для данного сплава
(Тsol/Tliq). Тем самым повышается риск протекания
жидкого расплава по боковой поверхности цилин-
дрической наплавки.
в работе проанализировано различие механи-
ческой устойчивости цилиндрических аддитивных
оболочек, полученных различными способами.
Первые теоретические решения задачи по опре-
делению критической нагрузки для сжатой в осе-
вом направлении тонкостенной цилиндрической
оболочки были даны Р. Лоренцом и С. Тимошенко
в начале прошлого века [19, 20]. Они определяли
наименьшую нагрузку, при которой наряду с на-
чальным безмоментным состоянием появлялись
смежные изгибные состояния равновесия оболоч-
ки. Такую постановку задачи устойчивости оболо-
чек называют классической.
в настоящее время существует большое разно-
образие критериев устойчивости оболочек.
Например, критической нагрузкой можно счи-
тать нагрузку, при которой происходит переход от
одной формы равновесия к другой (часто исполь-
зуется при исследовании устойчивости линей-
но-упругих оболочек). Можно принять за крити-
ческую нагрузку таковую, при которой происходит
бесконечное возрастание прогибов (используется
при исследовании ползучести оболочек). Можно
использовать критерий, согласно которому при
критической нагрузке скорость прогиба стремится
к бесконечности (используется при исследовании
динамических нагрузок). Существует и ряд дру-
гих критериев [21].
При анализе устойчивости цилиндрических
оболочек, полученных аддитивным способом, не-
обходимо принимать во внимание наличие оста-
точных напряжений, которые формируются на
границе нанесенных слоев. в случае нанесения
слоев по кольцу остаточные напряжения на грани-
цах составляют 40…50 МПа, в то время, как при
нанесении слоев по спирали, остаточные напря-
жения оказываются несколько ниже и составляют
10…30 МПа. При этом, как показали предыдущие
исследования [18], наибольший уровень напряже-
ний наблюдается на границе аддитивных слоев и
подложки. в этом случае уровень напряжений со-
ставляет 100…150 МПа.
Характер распределения напряжений в ци-
линдрических оболочках, полученных различны-
ми способами, под действием внешней нагрузки
50 МПа вдоль оси оболочки, приведен на рис. 9.
Как видно из приведенных результатов, на-
личие дополнительных малых напряжений
(10…20 МПа), которые формируются на границе
нанесенных аддитивных слоев, изменяет в целом
характер распределения напряжений в оболочках
под действием осевой нагрузки.
Для оболочки, полученной традиционным
способом из сплошного листа (рис. 9, а), макси-
мальные напряжения наблюдаются в верхней ча-
сти ее и составляют 60…65 МПа. Для оболочки,
полученной из последовательно нанесенных по
кольцу слоев, максимальные напряжения фор-
мируются в нижней ее части (рис. 9, б) и состав-
Рис. 8. влияние последовательности нанесения аддитивных слоев титанового сплава Grade 2 на температурное поле в ней:
а — по кольцу; б — по спирали
59ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
ляют 120…150 МПа. Для оболочки, полученной
аддитивным нанесением слоев по спирали, макси-
мальные напряжения формируются по всей обо-
лочке более равномерно (рис. 9, в) и составляют
50…70 МПа.
Результаты анализа устойчивости оболо-
чек, полученных различными способами, к дей-
ствию внешней осевой нагрузки представлены
на рис. 10. Исследования цилиндрических обо-
лочек показали, что при многослойной наплав-
ке по спирали достигается наибольший уровень
критических напряжений (180…200 МПа), при
которых она теряет устойчивость по сравнению
с оболочками, полученными из сплошного листа
(150…165 МПа), и многослойной наплавкой по
кольцу (145…150 МПа).
Повышенная устойчивость цилиндрических
оболочек, полученных многослойной наплавкой
по спирали, связана с наличием малых остаточных
напряжений (10…20 МПа), которые образуются
на границе аддитивных слоев вследствие усадоч-
ных явлений. возникновение дополнительных ка-
сательных напряжений вдоль спиральной направ-
ляющей приводит к возникновению небольшого
вращающего момента у цилиндрической оболоч-
ки, что увеличивает уровень напряжений на гра-
нице оболочки и подложки и повышает риск ее
отрыва от подложки.
Таким образом, на основании проведенной ра-
боты можно заключить, что при формировании
цилиндрических оболочек аддитивным способом
целесообразно использовать технологию наплав-
ления по спирали и применять менее теплопро-
водные конструкционные материалы (стали и ти-
тановые сплавы).
Выводы
1. Показано, что использование деформируемых
алюминиевых сплавов в аддитивном процессе
создания цилиндрических оболочек не целесо-
образно в связи с тем, что цилиндрическая кон-
струкция остывает заметно медленнее и повтор-
ный разогрев достигает более глубоких слоев, что
приводит к росту размера зерна и заметному разу-
прочнению конструкций из этих сплавов.
2. Для улучшения технологии создания тонко-
стенной цилиндрической оболочки аддитивным
способом целесообразно использовать алгоритм
последовательного нанесения аддитивных слоев
по спирали и применять менее теплопроводные
конструкционные материалы (стали и титановые
сплавы).
Рис. 9. Распределение напряжений в цилиндрической оболочке из титанового сплава Grade 2 под действием осевой внешней
нагрузки 50 МПа, полученной различными способами: а — традиционным из листа; б — многослойной наплавкой по кольцу;
в — многослойной наплавкой по спирали
Рис. 10. Устойчивость цилиндрических оболочек, получен-
ных различными способами: 1 — многослойной наплавкой
по спирали; 2 — традиционным из листа; 3 — многослойной
наплавкой по кольцу
60 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
3. Повышенная устойчивость цилиндрических
оболочек, полученных многослойной наплавкой
по спирали, к осевой нагрузке связана с наличи-
ем малых остаточных напряжений (10…20 МПа),
которые образуются на границе аддитивных слоев
вследствие усадочных явлений.
Список литературы
1. Кривошапко С. Н. (2013) О возможностях оболочечных
сооружений в современной архитектуре и строительстве.
Строительная механика инженерных конструкций и со-
оружений, 1, 51–56.
2. Буланов И. М., воробей в. в. (1998) Технология ракет-
ных и аэрокосмических конструкций из композиционных
материалов: учеб. для вузов. Москва, Изд-во МГТУ
им. Н. Э. Баумана.
3. (2017) ВМС США напечатали готовый к погруже-
нию подводный аппарат. https://hi-news.ru/technology/
vms-ssha-napechatali-gotovyj-k-pogruzheniyu-podvodnyj-
apparat.html
4. Ночовная Н. А., Анташев в. Г. (2007) Титан спускается
на Землю. Мир транспорта, 4. http://www.viam.ru/public.
5. (2016) Титан — материал XXI века. Судостроение. Ме-
таллургия. Машиностроение. Энергетика. http://www.
crism-prometey.ru/about/activities/titanovyye-splavy-60.pdf
6. Каблов Е. Н. (2007) Основные итоги и направления разви-
тия материалов для перспективной авиационной техники.
В сб. 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды
«ВИАМ» 1932–2007. Москва, вИАМ, 20–26.
7. Дубинчик Е. в., Пастушков в. Г., Янковский Л. в. (2013)
Особенности применения композитных материалов в
строительстве. Модернизация и научные исследования в
транспортном комплексе, 3, 175–181.
8. Голенков в. А., Дмитриев А. М., Кухарь в. Д. и др. (2004)
Специальные технологические процессы и оборудование
обработки давлением. Москва, Машиностроение.
9. Барвинок в. А., Кирилин А. Н., Комаров А. Д. (2002) Вы-
сокоэффективные технологические процессы изготов-
ления элементов трубопроводных и топливных систем
летательных аппаратов. Москва, Наука и технологии.
10. Григоренко Г. М., Шаповалов в. А., Жуков в. в. (2016)
Аддитивное производство металлических изделий (Об-
зор). Автоматическая сварка, 5–6, 148–153.
11. Wong K. V., Hernandez A. (2012) A review of additive
manufacturing. International scholarly research net-
work — mechanical engineering, 2012, Article ID 208760,
doi:10.5402/2012/208760.
12. Махненко О. в., Миленин А. С., великоиваненко Е. А. и
др. (2017) Моделирование температурных полей для раз-
личных типов трехмерных образцов при их послойном
формировании на оборудовании электронно-лучевой на-
плавки xBEAM 3D Metal Printer. Сб. докл. восьмой межд.
конф. «Лучевые технологии в сварке и обработке мате-
риалов». Киев, Международная Ассоциация «Сварка».
http://patonpublishinghouse.com/proceedings/ltwmp2017.
pdf.
13. Jandric Z., Labudovic M., Kovacevic R. (2004) Effect of heat
sink on microstructure of three-dimensional parts built by
welding-based deposition. International Journal of Machine
Tools and Manufacture, 44(7–8), 785–796.
14. Ковальчук Д. в., Мельник в. И., Мельник И. в., Ту-
гай Б. А. (2017) Новые возможности аддитивного произ-
водства с технологией xBeam 3D Metal Printing (Обзор).
Автоматическая сварка, 12, 26–33.
15. Шаповалов Е. в., Долиненко в. в., Коляда в. А. и др.
(2016) Применение роботизированной и механизирован-
ной сварки в условиях возмущающих факторов. Там же,
7, 46–51.
16. Lukas H. L., Fries S. G., Sundman B. (2007) Computational
Thermodynamics: The Calphad Method. Cambridge, U.K.,
Cambridge University Press.
17. Костин в. А., Григоренко Г. М. (2017) Особенности фор-
мирования структуры 3D изделия из стали S460M в ад-
дитивной металлургической технологии. Современная
электрометаллургия, 3, 33–42.
18. Григоренко Г. М., Костин в. А., Жуков в. в. (2017) Мо-
делирование металлургического аддитивного процесса
создания конструкций из стали 09Г2С. Там же, 2, 35–44.
19. Lorenz R. (1911) Die nicht assensymmetrische. Knickung
dunnwandiger Hohlzulinder Zeitschrift, 7, 241–260.
20. Тимошенко С. П. (1914) К вопросу о деформации и устой-
чивости цилиндрической оболочки. Вестн. о-ва технол.,
21, 785–792.
21. Карпов в. (2010) Прочность и устойчивость подкреплен-
ных оболочек вращения. в 2-х ч. Ч. 1. Модели и алгорит-
мы исследования прочности и устойчивости подкреплен-
ных оболочек вращения. Москва, ФИЗМАТЛИТ.
References
1. Krivoshapko, S.N. (2013) On possibilities of shell constructions
in modern architecture and building industry. Stroit. Mekhanika
Inzh. Konstrukts. i Sooruzhenij, 1, 51–56 [in Russian].
2. Bulanov, I.M., Vorobej, V.V. (1998) Technology of rocket and
aerospace structures from composite materials. In: Manual for
institutes of higher education. Moscow, MGTU im. N.E. Bau-
mana [in Russian].
3. (2017) 3D printed NAVY US vessel ready to immersion.
https://hi-news.ru/technology/vms-ssha-napechatali-got-
ovyj-k-pogruzheniyu-podvodnyj-apparat.html
4. Nochovnaya, N.A., Antashev, V.G. (2007) Titanium goes
down to Earth. Mir Transporta, 4. http://www.viam.ru/public
[in Russian].
5. (2016) Titanium is the material of 21st Century. Sudostroe-
nie. Metallurgiya. Mashinostroenie. Energetika. http://www.
crism-prometey.ru/about/activities/titanovyye-splavy-60.pdf
[in Russian].
6. Kablov, E.N. (2007) Main results and directions of develop-
ment of materials for prospective aeronautical engineering. In:
75 years. Aircraft materials: Transact. of VIAM 1932–2007.
Moscow, VIAM, 20–26 [in Russian].
7. Dubinchik, E.V., Pastushkov, V.G., Yankovsky, L.V. (2013)
Peculiarities of application of composite materials in building
industry. Modernizatsiya i Nauchn. Issledov. v Transportnom
Komplekse, 3, 175–181 [in Russian].
8. Golenkov, V.A., Dmitriev, A.M., Kukhar, V.D. et al. (2004)
Special technological processes and equipment of pressure
treatment. Moscow, Mashinostroenie [in Russian].
9. Barvinok, V.A., Kirilin, A.N., Komarov, A.D. (2002) High-ef-
ficient technological processes for manufacture of compo-
nents of piping and fuel systems of flying vehicles. Moscow,
Nauka i Tekhnologii [in Russian].
10. Zhukov, V.V., Grigorenko, G.M., Shapovalov, V.A. (2016)
Additive manufacturing of metal products (Review). The Pa-
ton Welding J., 5–6, 148–153.
11. Wong, K.V., Hernandez, A. (2012) A review of addi-
tive manufacturing. International scholarly research net-
work — mechanical engineering, 2012, Article ID 208760,
doi:10.5402/2012/208760.
61ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (133), 2018
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ
12. Makhnenko, O.V., Milenin, A.S., Velikoivanenko, E.A. et al.
(2017) Modeling of temperature field for different types of 3D
samples at their layer-by-layer forming on installation using
electron beam surfacing equipment xBeam 3D Metal Printer.
In: Proc. of 8th Int. Conf. on Beam Technologies and Materi-
als Processing. Kiev, IAW. http://patonpublishinghouse.com/
proceedings/ltwmp2017.pdf [in Russian].
13. Jandric, Z., Labudovic, M., Kovacevic, R. (2004) Effect of
heat sink on microstructure of three-dimensional parts built
by welding-based deposition. Int. J. of Machine Tools and
Manufacture, 44(7–8), 785–796.
14. Kovalchuk, D.V., Melnik, V.I., Melnik, I.V., Tugaj, B.A.
(2017) New possibilities of additive manufacturing using
xBeam 3D Metal Printing technology (Review). The Paton
Welding J., 12, 16–22.
15. Shapovalov, E.V., Dolinenko, V.V., Kolyada, V.A. et al.
(2016) Application of robotic and mechanized welding under
disturbing factor conditions. Ibid., 7, 42–46.
16. Lukas, H.L., Fries, S.G., Sundman, B. (2007) Computational
Thermodynamics: The Calphad Method. Cambridge, U.K.,
Cambridge University Press.
17. Kostin, V.A., Grigorenko, G.M. (2017) Peculiarities of for-
mation of 3D structure of S460M steel product in additive
metallurgical technology. Sovrem. Elektrometall., 3, 33–42 [in
Russian].
18. Grigorenko, G.M., Kostin, V.A., Zhukov, V.V. (2017) Mod-
eling of metallurgical additive process of manufacture of
09G2S steel structures. Ibid., 2, 35–44 [in Russian].
19. Lorenz, R. (1911) Die nicht assensymmetrische. Knickung
dunnwandiger Hohlzulinder Zeitschrift, 7, 241–260 [in Ger-
man].
20. Timoshenko, S.P. (1914) To problem of deformation and sta-
bility of cylindrical shell. Vest. O-va Tekhnol., 21, 785–792
[in Russian].
21. Karpov, V. (2010) Strength and stability of reinforced rotation
shells. In: 2. Pts. Pt 1: Models and algorithms of strength and
stability. Moscow, FIZMATLIT [in Russian].
МоДЕЛЮВАННЯ АДИТИВНоГо ПРоЦЕСу ФоРМуВАННЯ ТоНКоСТіННИх ЦИЛіНДРИчНИх оБоЛоНоК
В. А. Костін, Г. М. Григоренко
Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України.
03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
в роботі представлені результати моделювання температурних полів, напружень і деформацій при формуванні
адитивної багатошарової конструкції з алюмінієвого сплаву 1561, низьколегованої конструкційної сталі мар-
ки 09Г2С і титанового сплаву марки Grade 2. На підставі експериментальних результатів, отриманих в ІЕЗ
ім. Є. О. Патона, при наплавленні адитивних шарів з даних матеріалів проведено комп’ютерне моделювання з
метою підвищення продуктивності адитивного процесу. в ході розрахунків проаналізовано алгоритм послідов-
ності нанесення адитивних шарів (наплавлення циліндричної оболонки по кільцю або по спіралі) на розподіл
температур в оболонці та параметри її стійкості до зовнішніх навантажень. встановлено, що при формуванні
циліндричних оболонок адитивним способом доцільно використовувати технологію наплавлення по спіралі і
застосовувати менш теплопровідні матеріали (конструкційні сталі, титанові сплави). Бібліогр. 21, табл. 1, іл. 10.
К л ю ч о в і с л о в а : адитивне виробництво; моделювання; наплавлення по спіралі; циліндричні оболонки;
стійкість; остаточні напруження
moDeliNg of aDDitive proceSS of formatioN of thiN-WalleD cyliNDrical ShellS
v. a. kostin, g. m. grigorenko
E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine.
11 Kazimir Malevich Str., 03150, Kyiv, Ukraine. E-mail: office@paton.kiev.ua
The work presents the results of modeling the temperature fields, stresses and deformations during formation of the
additive multi-layer structure of aluminium alloy 1561, low-alloy structural steel of 09G2s grade and titanium alloy
Grade 2. On the basis of experimental results, obtained at the E.O. Paton Electric Institute, the computer modeling was
carried out during the additive surfacing of these materials to improve the technique of the process conducting. In the
course of calculations the effect of algorithm of successive deposition of additive layers (surfacing of cylindrical shell
around the circumference or in spiral) on distribution of temperatures during surfacing and its resistance to external
loads was analyzed. It was established that during the formation of cylindrical shells by an additive method it is rational
to apply the technology of surfacing in spiral and to use the less heat-conducting structural materials (structural steels,
titanium alloys). Ref. 21, Table 1, Fig. 10.
K e y w o r d s : additive production; modeling; surfacing in spiral; cylindrical shells; resistance; residual stresses
Поступила 22.05.2018
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167521 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T09:35:14Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Костин, В.А. Григоренко, Г.М. 2020-03-30T12:26:10Z 2020-03-30T12:26:10Z 2018 Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек / В.А. Костин, Г.М. Григоренко // Современная электрометаллургия. — 2018. — № 4 (133). — С. 52-61. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0233-7681 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/sem2018.04.04 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167521 621.791.92 В работе представлены результаты моделирования температурных полей, напряжений и деформаций при формировании аддитивной многослойной конструкции из алюминиевого сплава 1561, низколегированной конструкционной стали марки 09Г2С и титанового сплава марки Grade 2. На основании экспериментальных результатов, полученных в ИЭС им. Е. О. Патона, при аддитивных наплавках данных материалов проведено компьютерное моделирование с целью улучшения технологии проведения процесса. В ходе расчетов проанализировано влияние алгоритма последовательности нанесения аддитивных слоев (наплавление цилиндрической оболочки по кольцу или по спирали) на распределение температур при наплавке и ее устойчивость к внешним нагрузкам. Установлено, что при формировании цилиндрических оболочек аддитивным способом целесообразно использовать технологию наплавления по спирали и применять менее теплопроводные конструкционные материалы (конструкционные стали, титановые сплавы). В роботі представлені результати моделювання температурних полів, напружень і деформацій при формуванні адитивної багатошарової конструкції з алюмінієвого сплаву 1561, низьколегованої конструкційної сталі марки 09Г2С і титанового сплаву марки Grade 2. На підставі експериментальних результатів, отриманих в ІЕЗ ім. Є. О. Патона, при наплавленні адитивних шарів з даних матеріалів проведено комп’ютерне моделювання з метою підвищення продуктивності адитивного процесу. В ході розрахунків проаналізовано алгоритм послідовності нанесення адитивних шарів (наплавлення циліндричної оболонки по кільцю або по спіралі) на розподіл температур в оболонці та параметри її стійкості до зовнішніх навантажень. Встановлено, що при формуванні циліндричних оболонок адитивним способом доцільно використовувати технологію наплавлення по спіралі і застосовувати менш теплопровідні матеріали (конструкційні сталі, титанові сплави). The work presents the results of modeling the temperature fields, stresses and deformations during formation of the additive multi-layer structure of aluminium alloy 1561, low-alloy structural steel of 09G2s grade and titanium alloy Grade 2. On the basis of experimental results, obtained at the E.O. Paton Electric Institute, the computer modeling was carried out during the additive surfacing of these materials to improve the technique of the process conducting. In the course of calculations the effect of algorithm of successive deposition of additive layers (surfacing of cylindrical shell around the circumference or in spiral) on distribution of temperatures during surfacing and its resistance to external loads was analyzed. It was established that during the formation of cylindrical shells by an additive method it is rational to apply the technology of surfacing in spiral and to use the less heat-conducting structural materials (structural steels, titanium alloys). ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Общие вопросы металлургии Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек Моделювання адитивного процесу формування тонкостінних циліндричних оболонок Modeling of additive process of formation of thin-walled cylindrical shells Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек Костин, В.А. Григоренко, Г.М. Общие вопросы металлургии |
| title | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек |
| title_alt | Моделювання адитивного процесу формування тонкостінних циліндричних оболонок Modeling of additive process of formation of thin-walled cylindrical shells |
| title_full | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек |
| title_fullStr | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек |
| title_full_unstemmed | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек |
| title_short | Моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек |
| title_sort | моделирование аддитивного процесса формирования тонкостенных цилиндрических оболочек |
| topic | Общие вопросы металлургии |
| topic_facet | Общие вопросы металлургии |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167521 |
| work_keys_str_mv | AT kostinva modelirovanieadditivnogoprocessaformirovaniâtonkostennyhcilindričeskihoboloček AT grigorenkogm modelirovanieadditivnogoprocessaformirovaniâtonkostennyhcilindričeskihoboloček AT kostinva modelûvannâaditivnogoprocesuformuvannâtonkostínnihcilíndričnihobolonok AT grigorenkogm modelûvannâaditivnogoprocesuformuvannâtonkostínnihcilíndričnihobolonok AT kostinva modelingofadditiveprocessofformationofthinwalledcylindricalshells AT grigorenkogm modelingofadditiveprocessofformationofthinwalledcylindricalshells |