Аналітичне формулювання матеріалу заготовок  зі зварним швом під час пластичної деформації

Руслан  Пузир; Ростислав  Козлов

doi:10.25140/2411-5363-2026-2(44)-27-41

Автор(и)

Руслан Пузир Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Україна https://orcid.org/0000-0001-9791-9002
Ростислав Козлов Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Україна https://orcid.org/0009-0006-3291-1126

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2026-2(44)-27-41

Ключові слова:

роздавання; асиметрія; пуансон; зварний шов; трубна заготовка; напружений стан; січний модуль

Анотація

Показано, що зварні конструкції широко використовуються в автомобільній та машинобудівній промисловості. Однак під час їх пластичного деформування теоретично складно спрогнозувати поведінку та руйнування таких заготовок. Для спрощення аналітичних розрахунків на основі методу січних модулів запропоновано модель матеріалу заготовки, яка враховує геометрію зварного шва та його механічні характеристики. Наведено конкретний процес формозмінення та застосування отриманої моделі матеріалу в аналітичних рівняннях для розрахунку напруженого стану. Проведено та проаналізовано порівняння результатів розрахунку для того ж самого процесу для заготовок зі зварним швом та без нього.

Посилання

Ayadi, A., Cherouat, A., Rezgui, M., & Mezghani, N. (2009). Experimental and Numerical Studies of Welded Tubes Formability. Materials Science Forum, 614, 129-134.

He, Z., Ruan, X., Liang, J., Ning, J., Lin, Y., & Chen, K. (2024). The Development of a Continuous Constitutive Model for Thin-Shell Components with A Sharp Change in the Property at Welded Joints. Materials, 17(8), 1796. https://doi.org/10.3390/ma17081796

Khalfallah, А. (2014). Experimental and numerical assessment of mechanical properties of welded tubes for hydroforming. Materials & Design, 56, 782-790. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.11.051.

Fan, L., Gao, Y.,. Yan, J.X., &. Yun, J.B. (2014). Deformation Characteristic Analysis on Mechanical Expanding of Large Diameter Welding Pipe. Applied Mechanics and Materials, 623,125-128. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.623.125.

Auto/Steel Partnership. (2001). TWB Applications and Manufacturing (pp. 9, 12, 43). Southfield MI, USA: Auto/Steel Partnership.

Пузырь, Р. Г., Левченко, Р. В., & Мосьпан, Д. В. (2011). Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду и пути уменьшения вредных выхлопов путем совершенствования технологии и машин для профилирования. In Матеріали XIII Міжнародної науково-практичної конференції «Ідеї академіка Вернадського та науково-практичні проблеми стійкого розвитку регіонів» (pp. 108–110). КрНУ.

BAOSTEIL. (n.d.). Tailored Blanks. https://www.tailored-blanks.com/en.

Ciubotariu, V. A., Radu, M. C., Herghelegiu, E., Zichil, V., Grigoras, C. C., & Nechita, E. (2022). Structural and behaviour optimization of tubular structures made of tailor welded blanks by applying taguchi and genetic algorithms methods. Applied Sciences, 12(13), 6794. https://doi.org/10.3390/app12136794.

Бойко, Ю. О. (2011). Удосконалення технології формозміни зварних циліндричних заготовок при профілюванні та повздовжньому обтиску з осадкою [Дисертація кандидата технічних наук, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського].

Янчук, О.С. (2022). Вдосконалювання технології виготовлення колеса легкового автомобіля шляхом комп'ютерного моделювання процесу [Дипломна робота магістра]. Хмельницький національний університет.

Ren, J., Yue, Y., Zhang, X., Yang, Z., Liu, Z., Dong, Y., Ma, J., Liu, C., & Ma, J. (2025). Investigation of Welding-Induced Residual Stresses in a Herringbone Column Using the Blind Hole Technique: An Experimental and Numerical Study. Buildings, 15(3), 398. https://doi.org/10.3390/buildings15030398.

Махненко, В.И. (1976). Расчетные методы исследования кинетики сварочных деформаций и напряжений. Наукова Думка.

Yang, L., Chuai, R., & Cai, G. (2024). Ultrasonic Non-Destructive Testing and Evaluation of Stainless-Steel Resistance Spot Welding Based on Spiral C-Scan Technique. Sensors, 24(14), 4771. https://doi.org/10.3390/s24144771.

Yuan, D., Cui, C., Zhang, Q., Li, Z., & Ye, Z. (2022). Fatigue damage evaluation of welded joints in steel bridge based on meso-damage mechanics. International Journal of Fatigue, 161, 106898. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2022.106898.

Muślewski, Ł., & Pająk, M. (2025). Methodological aspects of welded joint quality assessment. Materials, 18(9), 2148. https://doi.org/10.3390/ma18092148.

Johnson, G.R., & Cook, W.H. (1985). Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures, and pressures. Engineering Fracture Mechanics, 21, 31-48.

Лоскутов, О.Ю., Овсяников, В.В., Проців, В.В., & Григоренко, В.У. (2021). Процес експандування в технологіях виробництва труб великого діаметра для магістральних нафто- і газопроводів та металознавчі аспекти його використання. Матеріалознавство та галузеве машинобудування, 65, 99-106. https://doi.org/10.33271/crpnmu/65.099.

Цибульник, М., Хоцевич, М., & Товбер, А. (2018). Stress-strain state simulation of welded plate. Вісник Київського політехнічного інституту. Серія Приладобудування, 56(2), 38-44.

Ciubotariu, V. A., Radu, M. C., Herghelegiu, E., Zichil, V., Grigoras, C. C., & Nechita, E. (2022b). Structural and behaviour optimization of tubular structures made of tailor welded blanks by applying taguchi and genetic algorithms methods. Applied Sciences, 12(13), 6794. https://doi.org/10.3390/app12136794.

Бойко, Ю.А. (2007). Выбор критериев разрушения сварной цилиндрической заго-товки при профилировании. Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету імені Михайла Остроградського, 5(46), Ч. 1, 42-46.

Костін, В.А., Позняков, В.Д., Берднікова, О.М., Жуков, В. В., Алексеєнко, Т. О., & Алексеєнко, І. І. (2020). Вплив структурних перетворень на механічні властивості зварних з'єднань броньових сталей. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 4, 36-43.

Пузырь, Р., Сирая, Ю., & Дятловская, В. (2021). Моделирование материала цилиндрической заготовки со сварным швом при обжиме-раздаче деталей автомобилей. Mechanics and Advanced Technologies, 5(1), 130-135. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2021.5.1.218045.

Пузырь, Р.Г. (2012). Определение длины волны затухания изгибающего момента при раздаче цилиндрической заготовки. Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського, 5(76), 64-66.

Пузырь, Р.Г., Левченко, Р.В., & Сирая, Ю.Б. (2017). Интенсификация процесса раздачи цилиндрической заготовки. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Інноваційні технології та обладнання обробки матеріалів у машинобудуванні та металургії, 43(1265), 39-42.

Козлов, Р.Р., Єрух, Є.І., Вакуленко, Р.А., Аргат, Р.Г., Пузир, Р.Г., & Сіра, Ю.Б. (2025). Визначення поля напружень, які діють на заготовку зі зварним швом під час несиметричного роздавання. Матеріали XXXII Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих учених «Актуальні проблеми життєдіяльності суспільства» (с. 90). Кременчук: КрНУ.