Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания
Представлены результаты исследования строения порошковых тел, подвергнутых пластическому деформированию путем протягивания. Рассмотрены различные схемы деформирующего протягивания, предусматривающие прямой контакт поверхности заготовки с деформирующим элементом и протягивание в замкнутой системе. Пр...
Saved in:
| Published in: | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20699 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания / О.А. Розенберг, Е.А. Пащенко, А.П. Майданюк, О.В. Михайлов, М.Б. Штерн, Е. Олевский // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 3. — С. 81-91. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860189498139213824 |
|---|---|
| author | Розенберг, О.А. Пащенко, Е.А. Майданюк, А.П. Михайлов, О.В. Штерн, М.Б. Олевский, Е. |
| author_facet | Розенберг, О.А. Пащенко, Е.А. Майданюк, А.П. Михайлов, О.В. Штерн, М.Б. Олевский, Е. |
| citation_txt | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания / О.А. Розенберг, Е.А. Пащенко, А.П. Майданюк, О.В. Михайлов, М.Б. Штерн, Е. Олевский // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 3. — С. 81-91. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Сверхтвердые материалы |
| description | Представлены результаты исследования строения порошковых тел, подвергнутых пластическому деформированию путем протягивания. Рассмотрены различные схемы деформирующего протягивания, предусматривающие прямой контакт поверхности заготовки с деформирующим элементом и протягивание в замкнутой системе. Приведена математическая модель процесса и представлены расчетные картины распределения плотности и накопленной деформации порошковых прессовок в различные моменты деформирования. Сопоставлены структурные проявления применения обеих схем деформирующего протягивания.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:05:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 2 81
Инструмент, порошки, пасты
УДК 621.77
О. А. Розенберг, Е. А. Пащенко, А. П. Майданюк,
О. В. Михайлов, М. Б. Штерн (г. Киев)
Е. Олевский (г. Сан-Диего, США)
Эволюция распределения плотности,
накопленной деформации и топологических
особенностей порошковых цилиндрических
заготовок в условиях деформирующего
протягивания
Сообщение 1. Моделирование и анализ
распределения плотности и накопленной
деформации в порошковых телах,
сформированных с использованием
различных схем деформирующего
протягивания
Представлены результаты исследования строения порошковых
тел, подвергнутых пластическому деформированию путем протягивания. Рас-
смотрены различные схемы деформирующего протягивания, предусматриваю-
щие прямой контакт поверхности заготовки с деформирующим элементом и
протягивание в замкнутой системе. Приведена математическая модель процес-
са и представлены расчетные картины распределения плотности и накопленной
деформации порошковых прессовок в различные моменты деформирования. Со-
поставлены структурные проявления применения обеих схем деформирующего
протягивания.
Ключевые слова: порошковый компакт, пластическое деформи-
рование, накопленная деформация, пористость.
Введение. Операция раздачи по внутреннему диаметру дос-
таточно хорошо известна как в традиционной обработке давлением [1], так и
порошковых технологиях [2]. Обычно она используется для калибровки
внутренней поверхности втулок, полученных различными путями, в частно-
сти, по схеме прессования порошков в жесткой матрице или радиального
изостатического уплотнения. В обоих случаях внутренние напряжения, нака-
пливаемые в ходе предварительного уплотнения, способствуют упругой ре-
© О. А. РОЗЕНБЕРГ, Е. А. ПАЩЕНКО, А. П. МАЙДАНЮК, О. В. МИХАЙЛОВ, М. Б. ШТЕРН,
Е. ОЛЕВСКИЙ, 2008
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 82
лаксации, выражающейся в уменьшении внутреннего радиуса спрессованной
втулки, в силу чего и возникает необходимость использования деформирую-
щего протягивания как калибрующей операции. В то же время, указанный
тип обработки порошковых материалов может рассматриваться и как само-
стоятельный метод компактирования, отличающийся от известного метода
радиально-изостатического уплотнения. При этом сама операция раздачи по
внутреннему диаметру может применяться как по отношению к пористой
заготовке, так и к неспрессованному порошку. В отличие от обработки де-
формирующим протягиванием компактных металлов, порошковые втулки
могут изменять свой объем, что позволяет осуществлять их обработку в ус-
ловиях существенного ограничения кинематики их течения. В частности,
возможно их деформирование лишь за счет увеличения внутреннего радиуса
при неизменном наружном [3].
Вместе с тем указанный тип обработки внутренней поверхности часто вы-
полняет те же функции, что и обычное поверхностное упрочнение. Специ-
альные методы поверхностной обработки — совмещение указанного типа
уплотнения с поверхностной обработкой по внутреннему радиусу — предло-
жены проф. О. А. Розенбергом и его сотрудниками в ИСМ НАН Украины [4].
В последние годы такой характер упрочнения рассматривают как один из
путей достижения ультрамелкозернистой структуры (УМЗС) [5]. Это, в свою
очередь, обеспечивает и достижение более высоких прочностных характери-
стик. При этом формирование УМЗС обычно связывают с большими пласти-
ческими деформациями [5], предполагая наличие высокого уровня накопле-
ния сдвиговых компонент деформации. В настоящее время существенное
внимание уделяют изучению физических аспектов проблемы накопления
сдвиговых деформаций [6]. Изучают механизмы пластического течения, ко-
торые связываются с конкретными носителями деформаций. Достаточно
подробно возникающие при этом проблемы рассмотрены в [7—9].
В то же время, практика обработки давлением свидетельствует, что ис-
пользование схем нагружения, обеспечивающих достижение больших де-
формаций [1, 2], обычно сопровождается повышенным риском разрушения
материалов. При этом процессам разрушения при больших деформациях
обычно предшествует накопление дефектов. Можно утверждать, что наибо-
лее желаемые схемы деформации находятся в области, когда материал при-
ближается к исчерпанию второго предельного состояния, а само деформиро-
вание балансирует на грани устойчивого поведения материалов [10, 11].
Здесь, наряду со структурными, не менее важны макро- и мезоскопиче-
ские аспекты поведения материалов [10, 11], в частности, контроль близости
напряженно-деформированного состояния к предельному. Один из путей
контроля состоит в отслеживании накопления дефектов. Наиболее распро-
страненным типом дефектов являются поры. Их рост и возникновение новых
пор приводит к усилению роли разупрочнения и приближает поведение ма-
териала к неустойчивому.
Методы контроля устойчивости, основанные на анализе кинематических
аспектов поведения материалов, в частности, учитывающие эволюцию пор и
их влияние на напряженно-деформированное состояние, в настоящее время
достаточно успешно апробированы в теории пластичности компактных мате-
риалов, где поры возникают в ходе деформирования [12]. В том случае, когда
наличие пор связано с генезисом материала, в том числе, с его порошковым
происхождением, могут быть использованы теории пластичности пористых
тел [13—16].
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 2 83
Объектом исследования в данной работе было радиальное деформирова-
ние порошковых втулок путем протягивания с одновременным упрочнением
внутренней поверхности. Были рассмотрены две схемы деформирования:
протягивание по внутренней поверхности пористой заготовки, непосредст-
венно находящейся в контакте с инструментом (схема 1), и деформирующее
протягивание двухслойного цилиндра, внутренним слоем которого является
стальной цилиндрический контейнер, а наружным — неспеченная прессовка
(схема 2). При реализации первой из схем перемещение оснований заготовки
в осевом направлении не ограничивали, в то время как при деформировании
по схеме 2 осевые перемещения концевых элементов заготовки отсутствуют.
Сравнивали две схемы с точки зрения эволюции как распределения плотно-
сти для каждой из них, так и накопленной в материале порошка деформации
твердой фазы. Последнюю и связывали с формированием УМЗС. При этом
особое внимание было уделено возможности одновременного достижения
высокой плотности и высокой степени деформации твердой фазы.
Также изложены данные экспериментального исследования эволюции по-
ристой структуры, понимая под этим проницаемость порошковых сред по
отношению к жидким зондирующим агентам, а также те прямые и косвенные
следствия, которые открывают путь к пониманию того вклада в формирова-
ние свойств, который вносит внутренняя топология.
Структурно работа представлена в виде двух сообщений, первое из кото-
рых нацелено на оценку состояния деформируемого изделия по данным рас-
четов на основании МКЭ. Второе — непосредственно связано с анализом
внутренней топологии пористой структуры и ее эволюции при деформирова-
нии.
Схемы деформирования. Целью технологических операций, описанных
ниже, является получение втулки, изображенной на рис. 1.
Рассмотрены две технологические
операции. Первая обеспечивает одно-
временное уплотнение и поверхност-
ное упрочнение пористой цилиндри-
ческой заготовки в ходе прямого кон-
такта внутренней поверхности заго-
товки с протягивающим инструмен-
том (рис. 2).
Вторая схема предполагает нали-
чие промежуточного цилиндрическо-
го контейнера, внешняя поверхность
которого соприкасается с порошко-
вой заготовкой, а внутренняя воспри-
нимает воздействие протягивающего
инструмента (рис. 3).
Математическая модель процес-
са. Для каждой из рассмотренных
схем деформирования изучена эво-
люция распределения плотности и
накопленной деформации твердой
фазы. Применяемые для анализа ма-
тематические модели основаны на
теории пластичности пористых тел. В
Рис. 1. Втулка, полученная из пористого
материала.
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 84
данной работе использован вариант теории, предложенный в [13—16]. В его
основе лежит представление о пластическом потенциале, как о функции ком-
понентов тензора напряжений, которой в пространстве напряжений соответ-
ствуют гладкая, выпуклая и замкнутая поверхности. На основе многочислен-
ных экспериментальных и теоретических исследований он может быть пред-
ставлен в форме
Рис. 2. Одновременное уплотнение и поверхностное упрочнение пористой цилиндриче-
ской заготовки в ходе прямого контакта внутренней поверхности заготовки с протяги-
вающим инструментом.
P
пр
1 2
3
4
5
6
Q
R
N
P
V
F
q
N
α 0,5 a
Рис. 3. Компактирование и поверхностное упрочнение по схеме 2: 1 — ограничитель; 2 —
оправка с деформирующим элементом; 3 — технологическая втулка; 4 — порошковый
континиум; 5 — разрезная втулка; 6 — матрица.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 2 85
s
sm
mp
mF σρ−
ψ
ψσρ
+
+
++
ϕ
τ=
2
2
2 )
1
(
)1( , (1)
где ijijp δσ=
3
1 , ))(( ijijijij pp δ−σδ−σ=τ — инварианты тензора напряже-
ний: среднее давление и интенсивность касательных напряжений. Особую
роль в дальнейшем изложении играют пористость θ или относительная плот-
ность ρ , связанная с пористостью очевидным соотношением θ−=ρ 1 . На
основании работы В. В. Скорохода [17] принимаем, что 2)1( θ−=ϕ ,
θ
θ−=ψ
2)1(
3
2 . Параметрm характеризует степень несовершенства контактов
в порошковой заготовке. Он же определяет различное сопротивление порис-
той заготовки при ее испытании на растяжение и сжатие. Параметр σ0 харак-
теризует напряжение течения твердой фазы пористого тела. Изменение объе-
ма вследствие пластической деформаций оценивали в рамках данной модели
скоростью изменения объема
ψ
σ++
ψ
+≈ 0
2 )1(2)1(2 mmpme . (2)
Для интерпретации полученных в данном рассмотрении результатов ока-
зывается весьма полезной формула, связывающая касательные напряжения и
скорость сдвиговых деформаций, которая, также как и формула (2), вытекает
из принципа нормальности, примененного к условию пластичности (1):
τ
ϕ
≈γ 2 . (2а)
Скорость накопления деформаций в твердой фазе пористого тела в рамках
данной модели может быть определена на основе постулата В. В. Скорохода
[17] об однозначности диссипативной функции:
)
1
)1(
1
(1
222
m
em
e
m
mw
+
ψ+ϕγ+
+ψ
+
−θ−= . (3)
Саму же величину накопленной пластической деформации, обозначаемую
далее как ω, можно восстановить путем решения дифференциального урав-
нения
w
dt
d =ω . (4)
Напряжение течения σ0 является функцией от ω. Данная функция соответ-
ствует диаграмме упрочнения материала порошка при одноосном растяже-
нии.
Указанная математическая модель является основой как для вычисления
полей скоростей и напряжений, так и для определения текущих значений ω и
θ. С этой целью применяют метод конечных элементов, который может быть
представлен в виде последовательности хорошо известных процедур, первой
из которых является триангуляция области пластически деформируемого
тела или переход от сплошной заготовки к ее конечноэлементному аналогу.
При этом используют требование экстремальности функционала
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 86
)Ω(vΩ1))((
ΩΩ
∂+= ∫∫
∂
dpdWxvD ii
p
ρ
. (5)
Модель, описанная выше, а также ключевые вычислительные процедуры
были имплементи-рованы в пакет прикладных программ ABAQUS Subroutine
UMAT, 6.7 – version, 08sdsume – License.
Начальные и граничные условия. Анализ выполнен при условии, что
исходная пористость заготовки равна 0,3, а ее неоднородным распределением
вначале процесса деформирования можно пренебречь. При проведении рас-
четов полагали, что на границе заготовка—матрица имеет место условие
одностороннего контакта совместно с условием трения по Кулону. Коэффи-
циент трения предполагали равным 0,1. Наружный и внутренний диаметры
заготовки принимали равными соответственно 30 и 20 мм, начальную высоту
— 100 мм, наружный и внутренний диаметры прокладки в начальном со-
стоянии — соответственно 20 и 15 мм.
Эволюция распределения плотности и накопления деформаций твер-
дой фазы при деформировании по схеме 1. Схематически процесс пред-
ставлен на рис. 2. Результаты расчетов распределения плотности и накоплен-
ной деформации твердой фазы для пяти различных моментов деформирова-
ния приведены на рис. 4 и 5 соответственно.
0,77
0,60
0,43
0,25
0,95
Рис. 4. Распределение относительной плотности в различные моменты времени при де-
формировании пористой заготовки по схеме 1.
На начальных стадиях процесса уплотнение носит локальный характер. В
то время как часть заготовки, удаленная от места контакта с деформирующим
элементом не уплотняется, в зоне контакта уплотнение весьма интенсивно и
в некоторых точках плотность достигает более 90 %. В этом смысле по ана-
логии со многими распространенными процессами обработки давлением
компактных материалов можно утверждать, что на начальных стадиях фор-
мируется очаг уплотнения. По мере деформирования уплотнение захватыва-
ет все новые и новые области, в то время как относительная плотность в оча-
ге уплотнения резко возрастает. Уже на четвертом этапе в окрестности де-
формирующего элемента можно наблюдать образование так называемого
наката или волны деформирования — начинается выпучивание материала.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 2 87
3,0
2,5
2,0
1,8
4,0
1,4
1,2
0,9
0,8
1,6
0,7
0,6
0,5
0,4
1,0
0,3
0,2
0,1
0
Рис. 5. Распределение накопленной деформации твердой фазы в различные моменты вре-
мени при деформировании пористой заготовки по схеме 1.
Анализ ситуации на пятом этапе свидетельствует о начале формирования
в очаге уплотнения существенной неоднородности. В частности, в местах
поверхности заготовки, находящихся позади места ее контакта с инструмен-
том, возникают зоны довольно интенсивного локального разуплотнения. В
некоторых местах плотность опускается до ее начальных значений.
Указанное явление связано с тем, что на предшествующих стадиях участ-
ки поверхности, находившиеся в контакте с инструментом, в значительной
мере уплотнились и обрели способность сопротивляться растягивающим
нагрузкам. В силу внешнего трения в области пятна контакта начали разви-
ваться растягивающие напряжения, что, в конечном счете, и привело к изме-
нению знака гидростатического напряжения, которое стало растягивающим.
В этом случае, как вытекает из формулы (2), имеет место рост объема и
уменьшение относительной плотности, что и объясняет наличие зон разуп-
лотнения на конечных стадиях.
Подобно очагу уплотнения уже в начале деформирования развивается
очаг накопления деформаций твердой фазы, который, как это присуще доста-
точно распространенным методам обработки давлением, очевидным образом
локализован. Если уплотнение, хоть и в небольшой степени, распространяет-
ся на весь объем образца уже на начальных стадиях, накопление деформаций
на протяжении большей части процесса деформирования локализовано в зоне
контакта заготовки и инструмента. Лишь в конце процесса деформирована
практически вся заготовка.
Обращают на себя внимание аномально высокие значения накопленной
пластической деформации твердой фазы в зоне контакта инструмента и по-
верхности заготовки, а также значительная степень неоднородности ее рас-
пределения в этой области. Указанное обстоятельство является следствием
интенсивного поверхностного упрочнения участков поверхности, находив-
шихся в контакте с инструментом на предыдущих стадиях.
Эволюция распределения плотности и накопления деформаций твер-
дой фазы при деформировании по схеме 2. Процесс реализуется согласно
схеме, приведенной на рис. 3. В отличие от рассмотренного выше, использу-
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 88
ется промежуточная деформируемая прокладка, разграничивающая инстру-
мент и внутреннюю поверхность заготовки. На рис. 6 и 7, на которых пред-
ставлены результаты расчетов, прокладка расположена слева.
1
1
1 0,07
0,15
0,22
0,3
0,01
Рис. 6. Распределение плотности в различные моменты деформирования при деформиро-
вании по схеме 2.
1
1
1
1,2
0,9
0,6
0,3
0
Рис. 7. Распределение накопленной деформации твердой фазы в различные моменты де-
формирования при использовании схемы 2.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 2 89
В отличие от схемы 1 очаг деформации в данном случае локализован и ог-
раничен по радиусу. Наличие необратимо деформируемой прокладки вносит
существенные коррективы в формирование поля плотности. Наибольшая
степень уплотнения достигается в месте контакта инструмента с прокладкой.
Однако в отличие от предыдущего случая по мере продвижения инструмента
вниз распределение плотности остается неизменным. Анализ рисунка позво-
ляет утверждать, что в отличие от схемы 1 наблюдается формирование уста-
новившегося участка вдоль оси втулки, т. е. такого участка заготовки, вдоль
которого картина распределения плотности не изменяется. Естественными
границами данного участка являются плоскости, параллельные основанию,
находящиеся в непосредственной близости от верхнего и нижнего основания.
Плотность монотонно убывает от внутреннего радиуса до наружного. При
этом уплотнение практически не достигает наружных участков втулки и в
этом смысле очаг деформирования ограничен по радиусу.
Существенное различие между двумя рассматриваемыми случаями за-
ключается в том, что при деформировании по схеме 2 полностью отсутству-
ют зоны разрыхления. Это очевидным образом свидетельствует о том, что в
отличие от схемы 1, где на последней из рассмотренных стадий имело место
разрыхление, вероятность разрушения в данном случае процесса практически
отсутствует.
Это обеспечивается наличием деформируемой прокладки, которая час-
тично выполняет функции дополнительного гидростатического давления.
Отметим, что при деформировании по схеме 1 внутренняя поверхность заго-
товки во все моменты остается свободной, что резко увеличивает касатель-
ную составляющую, понижая при этом гидростатическую.
Иная, по сравнению со схемой 1, формируется и картина распределения
накопленной деформации твердой фазы.
В целом, картина распределения деформаций напоминает проиллюстри-
рованную на рис. 6 эволюцию распределения плотности. Справедливы за-
ключения о характере распределения по радиусу и наличии установившегося
участка. Также, как и в предыдущем случае, наружный участок практически
не деформируется, в то время как ожидаемый эффект поверхностного упроч-
нения достигается — наиболее продеформированным является участок под
прокладкой.
В то же время максимальная величина накопленной деформации оказыва-
ется существенно ниже, чем при деформировании по схеме 1. Обсуждение
данного факта следует ниже.
Обсуждение результатов. Полученные результаты анализировали с уче-
том поставленной в данном исследовании задачи — обеспечить максималь-
ное уплотнение пористой цилиндрической заготовки, достигнув при этом
максимально возможного поверхностного упрочнения ее внутренней поверх-
ности.
Деформирование по схеме 1 характеризуется тем, что внутренняя поверх-
ность заготовки свободна от напряжений. Это позволяет добиться высокого
уплотнения лишь в приконтактных областях. По мере продвижения инстру-
мента наличие свободной поверхности влечет частичную потерю устойчиво-
сти и обрабатываемая поверхность может терять устойчивость, что и проде-
монстрировано на примере схемы 1. Здесь, естественно, определенную роль
играет выбор геометрии заготовки, внешнее трение и скорость прохождения
инструмента. Однако решающим является то обстоятельство, что обрабаты-
ваемая поверхность свободна.
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 90
Одним из явлений, наблюдаемых одновременно с потерей геометрической
устойчивости, является появление на упрочняемой части поверхности участ-
ков, где фиксируются аномально высокие значения накопленной деформа-
ции. Отмеченное обстоятельство можно было бы рассматривать как дости-
жение поставленной цели в плане поверхностного упрочнения. Между тем,
именно на этих участках поверхности наблюдается особенно активное разуп-
лотнение на завершающих стадиях процесса — имеет место рост пористости
до ее значений, превышающих начальную, что уже можно рассматривать как
факт локального разрушения. При деформировании по данной схеме порис-
тость вообще характеризуется высокой степенью ее неравномерного распре-
деления по объему.
Сказанное выше является выражением того известного факта, что дости-
жение высоких степеней накопленной деформации при отсутствии кинема-
тических ограничений сопряжено с потерей устойчивости и формированием
существенно неоднородного поля плотности, в котором могут присутство-
вать участки разуплотнения, что в свою очередь может сопровождаться ло-
кальным разрушением.
Из сказанного выше очевидно, что достижение приемлемых результатов
может быть не более чем компромиссным решением, где, по-видимому, сле-
дует вносить существенные коррективы в схему деформирования. Такое ре-
шение, предложенное проф. О. А. Розенбергом, заключалось в наложении
кинематических ограничений, в частности, использовании деформируемой
прокладки. Это обстоятельство, естественно, привело к ужесточению схемы
деформирования — возросла абсолютная величина гидростатической состав-
ляющей, которая в данном случае работает на сжатие (см. формулу (2)). В то
же время в соответствии с условием пластичности (1) увеличение абсолют-
ной величины гидростатической составляющей влечет заметное уменьшение
макроскопической интенсивности касательных напряжений τ. Как это следу-
ет из уравнения (3) уменьшается и вклад скоростей сдвиговых деформаций.
Указанное обстоятельство может быть установлено на основе анализа конту-
ра нагружения (1) и ориентации рассматриваемых схем относительно него
(рис. 8). Чем точка контура ближе к состоянию всестороннего сжатия, тем
жестче соответствующая ей траектория нагружения.
P
Схема 2
Схема 1
τ
Рис. 8. Ориентация схем 1 и 2 относительно контура нагружения.
В то же время ужесточение схемы деформирования не приводит к полно-
му закреплению перемещений всех участков поверхности. В частности, в
силу того, что прокладка деформируема, на внутренней поверхности ско-
рость сдвиговой компоненты не равна нулю.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 2 91
Выводы
Реализация схем деформирования, характеризующихся значительными
сдвиговыми деформациями, связана с риском возрастания темпа накопления
повреждений или роста пористости.
Предотвращение разрушения может быть основано на применении эле-
ментов гидростатического обжатия.
Возможность достижения наноструктуры при сохранении целостности
образца обеспечивается за счет выбора соответствующей траектории нагру-
жения, пердусматривающей “разумное” соотношение между девиаторной и
шаровой компонентами тензора напряжений.
1. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическим деформациям. Краткие
основы. — М.: Машгиз. — 1949. — 248 с.
2. Реут О. П., Богинский Л. С., Петюшик Е. Е. Сухое изостатическое прессование уплот-
няемых материалов. — Минск: Дэбор, 1998. — 258 с.
3. Розенберг О. А. Механика взаимодействия инструмента при деформирующем протяги-
вании. — Киев: Наук. думка, 1981. — 288 с.
4. Новиков Н. В., Розенберг О. А. О влиянии научного наследия профессора А. М. Розен-
берга на развитие теории и практики процессов резания и холодного пластического де-
формирования // Вопросы механики и физики процессов резания и холодного пласти-
ческого деформирования. К 100-летию со дня рождения профессора А. М. Розенберга.
— Киев: ИСМ НАН Украины, 2002. — С. 20—32.
5. Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. — М.: Метал-
лургия. — 1986. — 224 с.
6. Валиев Р. З., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной
пластической деформацией. — М.: Логос, 2000. — 271 с.
7 . Beygelzimer Y. Grain refinement and viscous fracture of metals during severe plastic deforma-
tion: mathematical simulation // Nanostructured Materials By High-Pressure Severe Plastic
Deformation / Ed. by Y. T. Zhu, V. Varyukhin. — Boston; Dordrecht; London: Springer,
2005. — P. 181—185.
8. Park J.-J., Shin D. H. Numerical analysis of plastic deformation in constrained groove press-
ing // Ultrafine Grained Materials II / Ed. by Y. T. Zhu, T. G. Langdon, R. S. Mishra et al. —
TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2002. — P. 253—258.
9. Konstantinova T. E., Primisler V. B., Dobrikov A. A. Bending of a crystal lattice as an independ-
ent form of plastic deformation // Met. Phys. Adv. Tech. — 1997. — 16. — Р. 1191—1201.
10. Сегал В. М., Резников В. И., Копылов В. И. и др. Процессы пластического структурооб-
разования металлов. — Минск: Навука и тэхника. — 1994. — 232 с.
11. Segal V. M. Slip line solutions, deformation mode and loading history during equal channel
angular extrusion // Mater. Sci. Eng. A. — 2003. — 345, N 1—2. — P. 36—46.
12. Tvergaard V. Effect of yield surface curvature and void nucleation on plastic flow localiza-
tion // J. Mech. Phys. Solids. — 1987. — 35, N 1. — P. 43—91.
13. Штерн М. Б. Особенности плоской деформации пористых тел // Порошк. металлургия.
— 1982. — № 3. — С. 16—22.
14. Штерн М. Б., Михайлов О. В. Контроль распределения плотности и предсказание раз-
рушения при прессовании порошков в жесткой матрице на основе компьютерного мо-
делирования // Вопросы механики и физики процессов резания и холодного пластиче-
ского деформирования. — Киев: ИСМ НАН Украины, 2002 — C. 434—441.
15. Shtern M., Mikhailov O. Defects formation in die compaction: prediction and numerical
analysis // Proc. Powder Metallurgy European Congress, Nice, France, 22—24 Oct., 2001. —
Vol. 3. — P. 50—57.
16. Beygelzimer Y. Grain refinement versus voids accumulation during severe plastic deforma-
tions of polycrystals: mathematical simulation // Mech. Mater. — 2005. — 37. — P. 753—
767.
17. Скороход В. В. Реологические основы теории спекания. — Киев: Наук. думка, 1972. —
140 с.
Ин-т сверхтвердых материалов Поступила 07.02.08
им. В. Н. Бакуля НАН Украины
Ин-т проблем материаловедения
им. И. Н. Францевича НАН Украины
Ун-т штата Калифорния
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-20699 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3119 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:05:50Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Розенберг, О.А. Пащенко, Е.А. Майданюк, А.П. Михайлов, О.В. Штерн, М.Б. Олевский, Е. 2011-06-03T22:08:28Z 2011-06-03T22:08:28Z 2008 Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания / О.А. Розенберг, Е.А. Пащенко, А.П. Майданюк, О.В. Михайлов, М.Б. Штерн, Е. Олевский // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 3. — С. 81-91. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20699 621.77 Представлены результаты исследования строения порошковых тел, подвергнутых пластическому деформированию путем протягивания. Рассмотрены различные схемы деформирующего протягивания, предусматривающие прямой контакт поверхности заготовки с деформирующим элементом и протягивание в замкнутой системе. Приведена математическая модель процесса и представлены расчетные картины распределения плотности и накопленной деформации порошковых прессовок в различные моменты деформирования. Сопоставлены структурные проявления применения обеих схем деформирующего протягивания. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Инструмент, порошки, пасты Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания Article published earlier |
| spellingShingle | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания Розенберг, О.А. Пащенко, Е.А. Майданюк, А.П. Михайлов, О.В. Штерн, М.Б. Олевский, Е. Инструмент, порошки, пасты |
| title | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания |
| title_full | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания |
| title_fullStr | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания |
| title_full_unstemmed | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания |
| title_short | Эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. Сообщение 1. Моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания |
| title_sort | эволюция распределения плотности, накопленной деформации и топологических особенностей порошковых цилиндрических заготовок в условиях деформирующего протягивания. сообщение 1. моделирование и анализ распределения плотности и накопленной деформации в порошковых телах, сформированных с использованием различных схем деформирующего протягивания |
| topic | Инструмент, порошки, пасты |
| topic_facet | Инструмент, порошки, пасты |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20699 |
| work_keys_str_mv | AT rozenbergoa évolûciâraspredeleniâplotnostinakoplennoideformaciiitopologičeskihosobennosteiporoškovyhcilindričeskihzagotovokvusloviâhdeformiruûŝegoprotâgivaniâsoobŝenie1modelirovanieianalizraspredeleniâplotnostiinakoplennoideformaciivporoškovyhtelahsformirovannyhsispo AT paŝenkoea évolûciâraspredeleniâplotnostinakoplennoideformaciiitopologičeskihosobennosteiporoškovyhcilindričeskihzagotovokvusloviâhdeformiruûŝegoprotâgivaniâsoobŝenie1modelirovanieianalizraspredeleniâplotnostiinakoplennoideformaciivporoškovyhtelahsformirovannyhsispo AT maidanûkap évolûciâraspredeleniâplotnostinakoplennoideformaciiitopologičeskihosobennosteiporoškovyhcilindričeskihzagotovokvusloviâhdeformiruûŝegoprotâgivaniâsoobŝenie1modelirovanieianalizraspredeleniâplotnostiinakoplennoideformaciivporoškovyhtelahsformirovannyhsispo AT mihailovov évolûciâraspredeleniâplotnostinakoplennoideformaciiitopologičeskihosobennosteiporoškovyhcilindričeskihzagotovokvusloviâhdeformiruûŝegoprotâgivaniâsoobŝenie1modelirovanieianalizraspredeleniâplotnostiinakoplennoideformaciivporoškovyhtelahsformirovannyhsispo AT šternmb évolûciâraspredeleniâplotnostinakoplennoideformaciiitopologičeskihosobennosteiporoškovyhcilindričeskihzagotovokvusloviâhdeformiruûŝegoprotâgivaniâsoobŝenie1modelirovanieianalizraspredeleniâplotnostiinakoplennoideformaciivporoškovyhtelahsformirovannyhsispo AT olevskiie évolûciâraspredeleniâplotnostinakoplennoideformaciiitopologičeskihosobennosteiporoškovyhcilindričeskihzagotovokvusloviâhdeformiruûŝegoprotâgivaniâsoobŝenie1modelirovanieianalizraspredeleniâplotnostiinakoplennoideformaciivporoškovyhtelahsformirovannyhsispo |