ОАО «РосНИТИ», Челябинск, Россия:
А. В. Выдрин, докт. техн. наук, профессор, заместитель генерального директора по научной работе, эл. почта: VydrinAV@rosniti.ru
Е. В. Храмков, канд. техн. наук, зав. лабораторией моделирования технологических процессов
М. А. Павлова, старший инженер лаборатории моделирования технологических процессов

АО «ВТЗ», Волжский, Россия:
А. С. Жуков, директор по качеству

Характер напряженно-деформированного состояния металла при прессовании оказывает влияние как на параметры технологического процесса, так и на качество горячепрессованных труб. Существующие методы экспериментальных исследований не позволяют определять поля напряжений и деформаций в объеме очага деформации. Поэтому современные представления о процессе прессования носят характер гипотез и предположений. Появление в последнее время средств компьютерного моделирования, в частности программных продуктов, основанных на методе конечных элементов, позволило выполнить аналитическое исследование особенностей напряженно-деформированного состояния металла при горячем прессовании стальных труб. Особое внимание при моделировании уделялось условиям деформации поверхностных слоев металла. Это связано с тем, что одним из характерных дефектов поверхности горячепрессованных труб являются трещины и разрывы. Известно, что для прогнозирования вероятности появления поверхностных трещин необходимо оценивать напряженное состояние, скорости течения и температуру металла. Соответственно, полученная методами компьютерного моделирования информация будет способствовать прогнозированию качества поверхности труб и поиску путей снижения трещинообразования. С этой целью были аппроксимированы полученные численные данные, описывающие изменение вдоль очага деформации компонент тензора деформации, степень накопленной деформации с учетом температуры металла и коэффициента трения. Кроме того, компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния металла при прессовании позволяет оценить достоверность модельных представлений о характере течения металла при прессовании, сформировавшихся к настоящему времени.

1. Выдрин А. В., Космацкий Я. И., Храмков Е. В. Технологии и оборудование для изготовления горячепрессованных труб. — Челябинск : Изд. центр ЮУрГУ, 2015. — 105 с.
2. Kosmatskiy Y. Ig., Khramkov E. V., Fokin N. V., Tikhonova M. A. Improvement of ways pipes production bu the combined processec // Applied and Fundamental Studies. 2013. Vol. 1. P. 203–205.
3. Пат. 143437 РФ. Устройство для получения полых профилей / Я. И. Космацкий, А. В. Выдрин, Е. В. Храмков; заявл. 12.03.2014; опубл. 20.07.2014, Бюл. № 20.
4. Осадчий В. Я., Вавилин А. С., Зимовец В. Г., Коликов А. П. Технология и оборудование трубного производства / под ред. В. Я. Осадчего. — М. : Интермет Инжиниринг, 2007. — 560 с.
5. Логинов Ю. Н., Антоненко Л. В. Изучение напряженно-деформированного состояния для предупреждения образования продольных трещин в прессованных трубах // Цветные металлы. 2010. № 5. С. 119–122.
6. Колмогоров В. Л. Напряжения, деформации, разрушение. — М. : Металлургия, 1970. — 229 с.
7. Богатов А. А. Механические свойства и модели разрушения металлов. — Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2002. — 329 с.
8. Xue L., Wierzbicki T. Ductile fracture initiation and propagation modeling using damage plasticity theory // Engineering Fracture Mechanics. 2008. Vol. 75. P. 3276–3293.
9. Коликов А. П., Романцев Б. А. Теория обработки металлов давлением. — М. : Изд. Дом МИСиС, 2015. — 451 с.
10. Матвеев М. А. Оценка вероятности разрушения металла при горячей пластической деформации с помощью критерия Кокрофта — Латама // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2017. Т. 23. № 2. С. 109–126.
11. Космацкий Я. И. Исследование материала горячепрессованных труб с винтовым оребрением внутренней поверхности // Черные металлы. 2017. № 6. С. 62–67.
12. Логинов Ю. Н. Прессование как метод интенсивной деформации металлов и сплавов : учеб. пособие. — Екатеринбург : Изд-во Уральского ун-та, 2016. — 158 с.
13. Колмогоров В. Л., Шишминцев В. Ф. Физика металлов и металловедение. — М. : Металлург, 1966. — 960 с.
14. Вичужанин Д. И., Шихов С. Е., Смирнов С. В., Чурбаев Р. В. Влияние напряженного состояния на предельную пластичность медной катанки М00К // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2015. № 5. С. 39–45.
15. Дукмасов В. Г., Выдрин А. В. Математические модели и процессы прокатки профилей высокого качества. — Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2002. — 214 с.
16. Duan X., Velay X., Sheppard T. Application of finite element method in the hot extrusion of aluminium alloys // Materials Science and Engineering: A. 2004. Vol. 369. No. 1-2. P. 66–75.
17. Lin Chao, Ransing Rajesh S. An innovative extrusion die layout design approach for single-hole dies // Journal of Materials Processing Technology. 2009. Vol. 209. P. 3416–3425.
18. Манегин Ю. В., Притоманов А. Е., Шпиттель Т., Кнаушнер А. Горячее прессование труб и профилей. — М. : Металлургия, 1980. — 272 с.