ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 620.186
DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-3-78-88
Аннотация
В статье приведены результаты сравнительного анализа применения реологических моделей с 5-ю и 9-ю коэффициентами, основанных на эмпирической формуле Хензеля-Шпиттеля. Исследуемый материал – новый алюминиевый сплав RS-356 (Al – 92,58; Si – 6,83; Mg – 0,29; Mn – 0,002; Fe – 0,14; Ti – 0,15; Cu – 0,002; Zn – 0,003), заготовки из которого формируются методом селективного лазерного сплавления. Значения неизвестных коэффициентов определены за счет проведения натурного и вычислительного экспериментов – реализован метод решения обратной задачи, а также применения оригинальной методики обработки результатов натурного эксперимента. Натурный эксперимент проведен методом испытания цилиндрических образцов исследуемого сплава RS-356 на сжатие в диапазоне температур от 20 до 450°С при постоянных скоростях деформации 0,001, 0,01 и 0,4 с-1. Образцы диаметром 10 мм и высотой 10 мм получены методом электроэрозии из заготовок сплава RS-356. Вычислительный эксперимент выполнен с применением программного комплекса QFORM, значения неизвестных коэффициентов в реологических моделях – программы Matlab. Точность определения значений коэффициентов в каждой из полученных моделей оценивается по коэффициенту детерминации R2. Так, для модели с 9-ю коэффициентами R2 = (0,95-0,97) в зависимости от температурного интервала. Установленные зависимости с 9-ю коэффициентами для описания реологических свойств сплава RS-356 обеспечивает точность прогнозирования силовых параметров при моделировании процесса пластической деформации в пределах 5% и могут быть применены при компьютерном моделировании операций обработки давлением для температурного интервала 20-450°С и скоростей деформации 0,001, 0,01 и 0,4 с-1.
Ключевые слова
алюминиевый сплав RS-356, испытание на сжатие, реологическая модель Хензеля-Шпиттеля, кривая текучести, модель сопротивления деформации
Для цитирования
Получение реологических моделей алюминиевого сплава RS-356 при различных режимах деформации / Во Фан Тхань Дат, Петров П.А., Бурлаков И.А., Фам Ван Нгок, Нгуен Хань Тоан, Гневашев А.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №3. С. 78-88. https://doi.org/ 10.18503/ 1995-2732-2023-21-3-78-88
1. Металловедение алюминия и его сплавов: Справ. изд. / Беляев А.И., Бочвар О.С., Буйнов Н.Н. и др. М.: Металлургия, 1983. 280 c.
2. Tusar R.S., Ramanuj K., Isham P., Ashok K.S., Amlana P., Rabin K.D. Machinability behavior of Aluminium Alloys: A Brief Study // Materialstoday: Proceedings. 2019, vol. 18, part 7, pp. 5069-5075.
3. Управление процессами формообразования заго-товок из титановых сплавов (на примере сплава OT4-1) с использованием моделирования реологии и режимов деформирования / Петров П.А., Хань Тоан Нгуен, Бурлаков И.А., Сухоруков Р.Ю. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. №6. С. 88-95. DOI: 10.31857/S02357119210 60134
4. Szeliga D., Gaward E., Pietrzyk M. Inverse analysis for identification of rheological and friction models in metal forming // Computer methods in applied mechanics and engineering. 2006, vol. 195, pp. 6778-6798.
5. Смирнов А.С. Разработка методики идентификации определяющих соотношений для металлов при больших высокотемпературных пластических деформациях: дис. … канд. техн. наук: 01.02.04. Екатеринбург, 2008. 243 с.
6. Liye Liang, Xuexin Pan, Guilan Wang, Haiou Zhang, Hao Zhang. Microstructure and mechanical properties of selective laser melted AlSi7Mg // Journal of Physics: Conference Series. 1939 012041, 2021, pp. 1-6.
7. Charpentier P.L. Characterization and Modelling of High Temperature Flow Behavior of Aluminum Alloy 2024 / P.L. Charpentier, B.C. Stone, S.C. Ernst, J.R. Thomas // Met. Trans. A. 1986, vol. 17, pp. 2227.
8. Петров П.А. Методика исследования сопротив-ления деформации при двухэтапном монотонном нагружении // Известия Тульского государст-венного университета. Технические науки. 2019. №5. С. 157-174.
9. Построение кривых текучести алюминиевого сплава RS-356 на основе натурного и вычислительного эксперимента / Петров П.А., Фам Ван Нгок, Бурлаков И.А., Матвеев А.Г., Сапрыкин Б.Ю., Петров М.А., Во Фан Тхань Дат // Технология легких сплавов. 2023. №1. С. 63-69.
10. Зюзин В.И., Бровман М.Я., Мельников А.Ф. Сопротивление деформации сталей при горячей прокатке. М.: Металлургия, 1964. 270 с.
11. Хензель А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки давлением: справочник. М.: Металлургия, 1982. 360 с.
12. Marquardt D.W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters // Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics. 1963, vol. 11, no. 2, p. 431. References