Определение материальных математических функций в условиях текучести дилатирующих сред из порошковых и слитковых металлических систем
https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-2-538-561
Аннотация
Необратимые изменения объема материала, называемые дилатансией, возникают во многих технологических процессах. Она проявляется в порошковых и пористых металлах, грунтах и горных породах, бетонах, металлических сплавах различного химического состава и других материалах. Кроме того, в условиях пластической деформации происходит необратимое изменение объема деформируемого материала – его пластическая дилатансия, которая является основным физическим механизмом повреждаемости различных металлических систем (металлов, сталей, цветных сплавов) при их больших пластических деформациях. В связи с этим возникает необходимость учета необратимого изменения объема материала при расчетах многих технологических процессов, например, прессования порошковых металлических материалов, обработки давлением и резанием пористых металлов и металлических сплавов. При составлении основных математических соотношений для теоретического описания изменения объема используются различные математические модели пластической дилатансии: дискретные модели, континуальные модели, в том числе и стохастические, которые описывают поведение дилатирующих материалов, как подвергающихся преимущественному уплотнению, так и разрыхлению. Для построения условий текучести, используемых в расчете дилатирующих сред, необходимо определение материальных математических функций для конкретных процессов и материалов. В работе рассмотрены основные условия текучести и методы их построения, которые используются в расчетах процессов пластической обработки порошковых и слитковых металлических материалов в различных условиях и состояниях.
Об авторах
Эдуард Сергеевич МакаровРоссия
Александр Евгеньевич Гвоздев
Россия
Геннадий Модестович Журавлев
Россия
Игорь Васильевич Минаев
Россия
Николай Николаевич Добровольский
Россия
Сергей Владимирович Сапожников
Россия
А. А. Калинин
Россия
Список литературы
1. Определяющие законы механики грунтов: Сб. статей / Под ред. В. Н. Николаевского. – М.: Мир, 1975. – 230 с.
2. Вялов С. С. Реологические основы механики грунтов. – М.: Высшая школа, 1978. – 448 с.
3. Виноградов Г. А., Каташинский В. П. Теория листовой прокатки металлических порошков и гранул. – М.: Металлургия, 1979. – 224 с.
4. Перельман В. Е. Формование порошковых материалов. – М.: Металлургия, 1979. – 232 с.
5. Макаров Э. С. К теории формования металлических порошков в условиях плоской деформации // Известия вузов, Машиностроение. – 1973. – № 10. – С. 158–162.
6. Павлов В. А., Кипарисов С. С., Щербина В. В. Обработка давлением порошков цветных металлов. – М.: Металлургия, 1977. – 176 с.
7. Новые процессы деформации металлов и сплавов / А. П. Коликов, П. И. Полухин, А. В. Крупин и др. – М.: Высшая школа, 1986. – 352 с.
8. Порошковая металлургия и напыленные покрытия / Под ред. Б. С. Митина. – М.: Металлургия, 1987. – 792 с.
9. Экономичные методы формообразования деталей / Под ред. К. Н. Богоявленского и В. В. Риса. – Л.: Лениздат, 1984. – 144 с.
10. Теория пластичности дилатирующих сред: монография / Э. С. Макаров, А. Е. Гвоздев, Г. М. Журавлев; Под ред. проф. А. Е. Гвоздева. 2-е изд. перераб. и доп. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. – 337 с.
11. Калужский Я. А., Батраков О. Т. Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд. – М.: Транспорт, 1971. – 158 с.
12. Хархута Н. Я. Машины для уплотнения грунтов. – Л.: Машиностроение, 1973. – 176 с.
13. Green R. J. A plasticity theory for porous solids // Int. J. Mech. Sci., vol. 14, 1972, pp. 215–224.
14. Doraivelu S. M., Gegel H. L., Gunasekera J. S., Malas J. C., Morgan J. T., Tomas J. F. A new yield function for compressible P/M materials // Int. J. Mech. Sci., vol. 26, 1984, pp. 527–535.
15. Харр М. Е. Основы теоретической механики грунтов. – М.: Стройиздат, 1971. – 320 с.
16. Макаров Э. С., Толоконников Л. А. Вариант построения теории пластичности дилатирующей среды // Изв. АН СССР, Механика твердого тела. – 1979. – № 1. – С. 88–93.
17. Качанов Л. М. Основы теории пластичности. – М.: Наука, 1969. – 420 с.
18. Томас Т. Пластическое течение и разрушение в твердых телах. – М.: Мир, 1964. – 308 с.
19. Механика гранулированных сред: Сб. статей / Под ред. И. В. Ширко. – М.: Мир, 1985. – 280 с.
20. Макаров Э. С., Толоконников Л. А. Плоские задачи теории пластичности ортотропных дилатирующих сред // Изв. АН СССР, Механика твердого тела. – 1979. – № 5. – С. 139–143.
21. Макаров Э. С., Толоконников Л. А. Теория магнитопластичности дилатирующих сред // V Всесоюзный съезд по теоретической и прикладной механике (аннот. докл.). – Алма-Ата: Наука, 1981. – С. 245.
22. Макаров Э. С., Киселев В. И. Теория электропластичности изотропных дилатирующих сред // Иссл. в обл. пластичности и обработки металлов давлением. – Тула: изд. ТулПИ, 1982. – С. 104–109.
23. Макаров Э. С., Толоконников Л. А. Уравнения теории магнитопластичности изотропной дилатирующей среды // Изв. АН СССР, Механика твердого тела. – 1983. – № 5. – С. 188–190.
24. Макаров Э. С., Киселев В. И. Задачи теории пластического течения дилатирующих сред в электрических и магнитных полях // Общие задачи и методы исследования пластических и вязкоупругих материалов и конструкций. – Свердловск: изд. УНЦ АН СССР, 1986. –С. 66–71.
25. Макаров Э. С. Пластическое деформирование дилатирующих сред в электростатических и магнитостатических полях // Иссл. в обл. теории, технологии и оборудования штамповочного производства. – Тула: изд. ТулГУ, 1998. – С. 64–69.
26. Макаров Э. С. Вариант построения и некоторые плоские задачи теории хемопластичности // Изв. АН СССР, Механика твердого тела. – 1989. – № 5. – С. 70–72.
27. Макаров Э. С. Применение теории хемопластичности к расчету предельных состояний корродирующих труб // Физико-химическая механика материалов. – 1989. – № 2. – С. 115–117.
28. Друянов Б. А. Прикладная теория пластичности пористых тел. – М.: Машиностроение, 1989. – 166 с.
29. Люстерник Л. А., Червоненкис О. А., Янпольский А. Р. Математический анализ (вычисление элементарных функций). – М.: Физматгиз, 1963. – 248 с.
30. Павлов В. А., Кипарисов С. С., Щербина В. В. Обработка давлением порошков цветных металлов. – М.: Металлургия, 1977. – 176 с.
31. Технология металлов и сплавов: учебник / Н. Н. Сергеев, А. Е. Гвоздев, Н. Е. Стариков, В. И. Золотухин, А. Н. Сергеев, А. Д. Бреки, О. В. Кузовлева, Г. М. Журавлёв, Д. А. Провоторов; Под ред. проф. Н. Н. Сергеева. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. – 490 с.: ISBN 978-5-7679-3777-6.
32. Гвоздев А. Е., Сергеев Н. Н., Минаев И. В., Тихонова И. В., Колмаков А. Г. Роль процесса зародышеобразования в развитии некоторых фазовых переходов первого рода // Материаловедение. – 2015. – № 1. – С. 15–21.
33. Gvozdev A. E., Golyshev I. V., Minayev I. V., Sergeyev A. N., Sergeyev N. N., Tikhonova I. V., Khonelidze D. M., Kolmakov A. G. Multiparametric optimization of laser cutting of steel sheets // Inorganic Materials: Applied Research. – 2015. – Т. 6. – № 4. – С. 305–310.
34. Gvozdev A. E., Bogolyubova D. N., Sergeev N. N., Kolmakov A. G., Provotorov D. A., Tikhonova I. V. Features of softening processes of aluminum, copper, and their alloys under hot deformation // Inorganic Materials: Applied Research. – 2015. – Т. 6. – № 1. – С. 32–40.
35. Бреки А. Д., Гвоздев А. Е., Колмаков А. Г. Использование обобщенного треугольника паскаля для описания колебаний силы трения материалов // Материаловедение. – 2016. – № 11. – С. 3–8.
36. Макаров Э. С., Гвоздев А. Е., Журавлев Г. М., Сапожников С. В., Сергеев А. Н., Колмаков А. Г., Бреки А. Д., Малий Д. В., Добровольский Н. Н. Анализ уравнений теории пластичности порошковых металлических систем // Чебышевский сборник. – 2018, 19 (1). – C. 152–166. URL: https://doi.org/10.22405/2226-8383-2018-19-1-152-166
37. Макаров Э. С., Журавлев Г. М., Гвоздев А. Е., Сапожников С. В., Сергеев А. Н. Свойства уравнений теории пластичности дилатирующих материалов в концепции пластического газа // Чебышевский сборник. – 2018, 19 (2). – C. 163–171. URL: https://doi.org/10.22405/2226-8383-2018-19-2-163-171
38. Журавлев Г. М., Гвоздев А. Е., Колмаков А. Г., Сергеев А. Н., Малий Д. В. Применение математического метода локальных вариаций для решения задач пластического формоизменения металлических, порошковых и нанокомпозиционных материалов // Чебышевский сборник. – 2018, 19 (4). – C. 43–54. URL: https://doi.org/10.22405/2226-8383-2018-19-4-43-54
39. Макаров Э. С., Гвоздев А. Е., Журавлев Г. М., Сергеев А. Н., Минаев И. В., Бреки А. Д., Малий Д. В. Применение теории пластичности дилатирующих сред к процессам уплотнения порошков металлических систем // Чебышевский сборник. – 2017, 18(4). – С. 268–284. URL: https://doi.org/10.22405/2226-8383-2017-18-4-268-284
40. Гвоздев А. Е., Журавлев Г. М., Сапожников С. В. К теоретическому анализу процесса компактирования порошковых материалов прессованием // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2017. – № 4. – С. 273–283.
41. Breki A. D., Aleksandrov S. E., Tyurikov K. S., Kolmakov A. G., Gvozdev A. E., Kalinin A. A. Antifriction properties of plasma-chemical coatings based on SiO2 with MoS2 nanoparticles under conditions of spinning friction on SHKH15 steel // Inorganic Materials: Applied Research. – 2018. – Т. 9. № 4. – С. 714–718.
42. Breki A. D., Gvozdev A. E., Kolmakov A. G., Starikov N. E., Provotorov D. A., Sergeyev N. N., Khonelidze D. M. On friction of metallic materials with consideration for superplasticity phenomenon // Inorganic Materials: Applied Research. – 2017. – Т. 8. № 1. – С. 126–129.
43. Gvozdev A. E., Sergeyev N. N., Minayev I. V., Tikhonova I. V., Sergeyev A. N., Khonelidze D. M., Maliy D. V., Golyshev I. V., Kolmakov A. G., Provotorov D. A. Temperature distribution and structure in the heat-affected zone for steel sheets after laser cutting // Inorganic Materials: Applied Research. – 2017. – Т. 8. № 1. – С. 148–152.
44. Breki A. D., Gvozdev A. E., Kolmakov A. G. Application of generalized pascal triangle for description of oscillations of friction forces // Inorganic Materials: Applied Research. – 2017. – Т. 8. № 4. – С. 509–514.
45. Gvozdev A. E., Sergeyev N. N., Minayev I. V., Kolmakov A. G., Tikhonova I. V. Role of nucleation in the development of first-order phase transformations // Inorganic Materials: Applied Research. – 2015. – Т. 6. № 4. – С. 283–288.
46. Gvozdev A. E., Bogolyubova D. N., Sergeev N. N., Kolmakov A. G., Provotorov D. A., Tikhonova I. V. Features of softening processes of aluminum, copper, and their alloys under hot deformation // Inorganic Materials: Applied Research. – 2015. – Т. 6. № 1. – С. 32–40.
47. Gvozdev A. E., Minaev I. V., Sergeev N. N., Kolmakov A. G., Provotorov D. A., Tikhonova I. V. Grain size effect of austenite on the kinetics of pearlite transformation in low- and mediumcarbon low-alloy steels // Inorganic Materials: Applied Research. – 2015. – Т. 6. № 1. – С. 41–44.
Рецензия
Для цитирования:
Макаров Э.С., Гвоздев А.Е., Журавлев Г.М., Минаев И.В., Добровольский Н.Н., Сапожников С.В., Калинин А.А. Определение материальных математических функций в условиях текучести дилатирующих сред из порошковых и слитковых металлических систем. Чебышевский сборник. 2019;20(2):538-561. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-2-538-561
For citation:
Makarov E.S., Gvozdev A.E., Zhuravlev G.M., Minaev I.V., Dobrovol’sky N.N., Sapozhnikov S.V., Kalinin A.A. Determination of material mathematical functions in the conditions of the duration of dilatating media from powder and ingot metal systems. Chebyshevskii Sbornik. 2019;20(2):538-561. (In Russ.) https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-2-538-561
Просмотров: 234
Послать статью по эл. почте 