ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ОТРИМАННЯ ДВОШАРОВИХ БІМЕТАЛІЧНИХ ЛИСТІВ З МЕХАНІЧНИМ ЗВ'ЯЗКОМ

Анотація

У роботі представлено результати експериментально-теоретичного дослідження процесу формування механічного з’єднання при виготовленні двошарових біметалічних листів методом прокатки. Актуальність дослідження обумовлена зростаючою потребою у сучасних конструкційних матеріалах із заданим комплексом експлуатаційних і технологічних властивостей, що досягається шляхом створення шаруватих композитів. Запропоновано технологічну схему отримання біметалів на основі спільного обтиснення заготовок із попереднім формуванням поздовжніх пазів на більш міцній підкладці, що забезпечує надійний механічний зв’язок за рахунок затікання більш пластичного металу без застосування високотемпературних процесів. Експериментальні дослідження виконано з використанням промислово-лабораторного прокатного стану та комплексу вимірювального обладнання, що дозволило варіювати основні технологічні параметри процесу, зокрема ступінь обтиснення, геометрію пазів, умови контактного тертя та фізико-механічні властивості матеріалів. Дослідження проводилися у двох напрямах: фізичне моделювання процесу пластичного течіння металу в пази та моделювання реального формування біметалічного з’єднання типу «сталь – м’який метал». Отримано експериментальні залежності енергосилових параметрів прокатки та глибини заповнення пазів від технологічних факторів. Встановлено, що максимальна ефективність формування механічного зв’язку досягається при куті нахилу стінок пазів близько 30°, що забезпечує оптимальний розподіл напружень у зоні контакту. Порівняння експериментальних і теоретичних результатів підтвердило адекватність розробленої математичної моделі та високу прогностичну здатність чисельних методів. Показано доцільність використання інтегрованих CAD/CAE-систем і паралельних обчислень (на базі багатоядерних CPU та GPU) для прискорення розрахунків методом скінченних елементів і проведення багатофакторної оптимізації. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні ефективних технологій виробництва біметалічних матеріалів із підвищеними експлуатаційними характеристиками