Науковий вісник НГУ

Ефективність процесу термомеханічного калібрування та визначення величини залишкових напруг в обичайках головного обтічника ракети-носія «Циклон-4»

Рейтинг користувача:  / 0

Деталі

Категорія: Гірнича механіка

Останнє оновлення: Середа, 16 липня 2014, 10:55

Опубліковано: Четвер, 20 березня 2014, 14:09

Перегляди: 4570

Aвтори:

Д.Г. Шерстюк, Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара, аспірант фізико-технічного факультету, м.Дніпропетровськ, Україна

О.В. Кулик, кандидат технічних наук, доцент, Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара, доцент кафедри технологій виробництва, м.Дніпропетровськ, Україна

Є.А. Сошніков, ВАТ „Український науково-дослідний інститут технології машинобудування“, начальник сектора,м.Дніпропетровськ, Україна

О.М. май, ДП ВО ПМЗ „Південмаш ім. О.М. Макарова“, начальник технологічного сектора, м.Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Мета. Порівняльна характеристика результатів математичного моделювання з експериментальними даними й математична обробка результатів проведеного термомеханічного калібрування.

Складність конструкції обичайок головного обтічника ракети-носія (РН) „Циклон-4“, висока вартість, значні габаритні розміри виробів (діаметр 3000–4000 мм), а також характерні фізико-механічні особливості використовуваних матеріалів створюють необхідність точної оцінки ефективності використовуваних технологій у процесі виробництва.

Методика. У роботі проведено порівняння експериментальних і розрахункових параметрів процесу термомеханічного калібрування обичайок – тонкостінних великогабаритних конструкцій головного обтічника РН „Циклон-4“, і ступінь його ефективності в залежності від попередніх технологічних операцій.

Ефективним способом боротьби з деформаціями у випадках,  коли виріб зварено із високоміцного матеріалу, може стати відпал конструкції в затискному пристосуванні (термомеханічне калібрування).

Результати. Математична обробка результатів проведеного термомеханічного калібрування показала достатню відповідність експериментальних і розрахункових величин. Аналіз експериментальних даних показав адекватність показань тензодатчиків у процесі термомеханічного калібрування.

Визначивши достовірність математичної моделі на основі експерименту, можна зробити висновок, що висока ефективність методики виправлення еліптичності та непрямолінійності форми великогабаритних обичайок безпосередньо залежить від величини й характеру розподілу залишкових напруг, отриманих у процесі попередніх етапів виробництва.

Аналітичні розрахунки та чисельне моделювання процесу термомеханічного калібрування дозволяють зробити висновок щодо очевидної необхідності проведення додаткової операції відпалу для зняття залишкових напруг.

Наукова новизна. Було встановлено, що облік усіх технологічних впливів у процесі виробництва збільшує ефективність термомеханічного калібрування та підвищує результуючу точність виробів.

Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані для модифікації існуючих технологічних процесів термомеханічної обробки великогабаритних тонкостінних конструкцій, таких як обичайки головного обтічника РН „Циклон-4“, підвищуючи їх загальну ефективність.

Список літератури / References:

1. Сварка. Введение в специальность / В.А. Фролов, В.В. Пешков, А.Б. Коломенский, В.А. Казаков. – М., 2004. – 234 с.

Frolov, V.A., Peshkov, V.V., Kolomenskiy, A.B. and Kazakov, V.A. (2004), Svarka. Vvedeniye v spetsyalnost [Welding. Specialty Introductory Course], Moscow, Russia.

2. Шерстюк Д.Г. Порівняльна характеристика методів забезпечення точності геометричних параметрів вісесиметричних великогабаритних конструкцій / Д.Г. Шерстюк, О.В. Кулик, А.А. Фокін // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: ракетно-космічна техніка. –  2012. – Випуск 15. – Том 2. – С. 207–213.

Sherstiuk, D.G., Kulik, A.V. and Fokin, A.A. (2012), “Comparison of methods to ensure the accuracy of axisymmetrical geometrical parameters of large structures”, Bulletin of Dnipropetrovsk University, Series: rocket-space technique, Issue 15, Volume 2, DNU, pp. 207–213.

3. Головин Г.Ф. Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева / Головин Г.Ф., Зимин Н.В. – Л.: Машиностроение, 1998. – 87 с.

Golovin, G.F. and Zimin, N.V. (1998), Tekhnologiya termicheskoy obrabotki metallov s primeneniyem induktsyonnogo nagreva [Technology of Heat Treatment of Metals with Induction Heating], Mechanical Engineering, St. Petersburg, Russia.

4. Залишкові напруги у процесі виготовлення циліндричних та конічних обичайок головного обтічника ракети-носія /
Д.Г. Шерстюк, О.В. Кулик, Є.А. Джур [та ін.] // Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки: збірних наукових праць, ДНУ ім. О.Гончара. – 2012. – Том XIV. – С. 116–129.

Sherstiuk, D.G., Kulik, O.V., Dzhur, Ye.A., Soshnіkov, Ye.A. (2012), “Zalyshkovі napruhy v protsesі vyhotovlennia tsylіndrychnykh ta konіchnykh obychaiok holovnoho obtіchnyka rakety-nosіia” [Residual stresses in the shell nose cone of rocket vehicle production process], System design and performance analysis of aerospace technology: modular scientific papers of
O. Gonchar DNU, Volume XIV, pp. 116–129.

5. Махненко О.В. Прогнозирование деформаций при сварке и тепловой правке конструкций на основе методов термопластичности и функции усадки: автореф. диссертация на соискание научной степени доктора технических наук: специальность 05.03.06 „Сварка и родственные технологии“ / О.В. Махненко – К., 2009. –18 с.

Makhnenko, O.V. (2009), “Prediction of deformation during welding and thermal straightening designs based on the thermoplastic methods and features of shrinkage”, Abstract of doctor of technical science dissertation, specialty 05.03.06 “Welding and Related Technologies”, Institute of Electric, Paton National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine.

6. Двуреченский А.Г. Опыт термокалибровки сварных оболочковых конструкций для уменьшения сварочных деформаций и напряжений / А.Г. Двуреченский, В.П. Корнеев, В.А. Казаков // Технология машиностроения. – 2009. – 
№ 12. –  С. 37–44.

Dvurechensky, А.G., Korneev, V.P. and Kazakov, V.A. (2009), “Experience of thermal calibration of welded shell structures to reduce the welding deformation and stress”, Manufacturing Engineering, no. 12, pp. 37–44.

7. Маршрутно-технологический паспорт: Корпус 94.7300.1220.0340.00.0, цех №87, сверен и откорректирован с эталоном 25.09.12 – Днепропетровск: ПО ГП „Южмаш“ им. А.М. Макарова. – 2012. –15 с.

Manufacture-tracking sheet: Site 94.7300.1220.0340. 00.0, workshop No.87, verified and corrected with the standard 25.09.12, Dnepropetrovsk, “Uzmash”, 15 р.

8. Маршрутно-технологический паспорт: Корпус 94.7300.1220.0240.00.0, цех №87, сверен и откорректирован с эталоном 07.12.12 – Днепропетровск: ПО ГП „Южмаш“ им. А.М.Макарова. – 2012. – 25 с.

Manufacture-tracking sheet [Text]: Site 94.7300.1220.0240.00.0, workshop No.87, verified and corrected with the standard 07.12.12 - Dnepropetrovsk, “Uzmash”, 25 р.

2014_1_sherstiuk
2014-07-16  238.12 KB  1015

• < Попередня
• Наступна >