Розрахунок приведеного тиску прямого видавлювання деталей з конічною порожниною енергетичним методом балансу потужностей

Антон  Грановський; Володимир  Левченко; Віталій Станков; Олег  Марков

doi:10.25140/2411-5363-2026-2(44)-138-156

Автор(и)

Антон Грановський Донбаська державна машинобудівна академія, Україна https://orcid.org/0009-0006-1657-2232
Володимир Левченко Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-2411-4198
Віталій Станков Донбаська державна машинобудівна академія, Україна https://orcid.org/0009-0003-2126-9623
Олег Марков Донбаська державна машинобудівна академія, Україна https://orcid.org/0000-0001-9377-9866

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2026-2(44)-138-156

Ключові слова:

енергетичний метод балансу потужностей; кінематично можливе поле швидкостей; приведений тиск; силовий режим; нерівність Коші–Буняковського; лінеаризована оцінка; метод скінченних елементів; холодне об’ємне штампування

Анотація

Побудовано розрахункову схему прямого видавлювання деталей з конічною порожниною на основі енергетичного методу балансу потужностей. Для трьох кінематично-елементарних зон визначено кінематично можливі поля швидкостей, інтенсивності швидкостей деформації та складові потужностей. Для зони формоутворення порівняно верхню оцінку потужності сил пластичного деформування за нерівністю Коші–Буняковського та лінеаризовану оцінку. Показано, що частка зсувної складової становить 0,3…11 %, а лінеаризований варіант забезпечує меншу середню абсолютну похибку визначення сили порівняно з методом скінченних елементів: 6,4 % проти 23,8 % для оцінки Коші–Буняковського. Отримані залежності можуть бути використані для інженерного оцінювання силового режиму процесу.

Посилання

Алієв, І. С., Грудкіна, Н. С., Малій, Х. В., & Таган, Л. В. (2021). Моделювання та розробка процесів точного об’ємного штампування видавлюванням. ДДМА. https://dspace.mipolytech.education/handle/mip/512.

Алієв, І. С., Левченко, В. М., Марков, О. Є., Абхарі, П. Б., & Малій, Х. В. (2023). Моделювання процесу видавлювання порожнистих конічних деталей. Математичне моделювання, 1(48), 147–156. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(48)2023.280802.

Калюжний, О. В., Піманов, В. В., & Савчук, І. М. (2010). Розрахунковий аналіз холодного зворотного видавлювання конічних порожнин. Вісник НТУУ «КПІ». Машинобудування, 60, 64–67. https://ela.kpi.ua/items/3e9e6a8b-352a-4dc4-ae74-f520dfa36bba.

Сабол, С. Ф., Піманов, В. В., & Коробка, Є. М. (2015). Комбіноване холодне видавлювання конічної порожнистої заготовки для виробу спеціального призначення. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Інноваційні технології та обладнання обробки матеріалів у машинобудуванні та металургії, 24(1133), 103–107. https://library.kpi.kharkov.ua/files/Vestniki/2015_24.pdf.

Алиев, И. С., Корденко, М. Ю., & Самоглядов, А. Д. (2018). Комбинированное выдавливание полых конических деталей. Обработка материалов давлением, 2(47), 90–95. http://www.dgma.donetsk.ua/science_public/omd/omd_2(47)_2018/article/16.pdf.

Калюжний, В. Л., Алієва, Л. І., Ярмоленко, О. С., & Ситник, С. В. (2022). Гаряче видавлювання із високовуглецевої сталі конусних порожнистих виробів. Mechanics and Advanced Technologies, 6(3), 302–308. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2022.6.3.269897.

Грановський, А. Є. (2025). Верхня оцінка приведеного тиску та оптимізація параметрів схеми прямого видавлювання деталей з конічною порожниною. Mechanics and Ad-vanced Technologies, 9(4(107)), 442–455. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.4(107).344506.

Алієв, І. С. (2023). Енергетичні методи досліджень процесів обробки металів тиском. ДДМА. http://dspace.dgma.donetsk.ua:8080/jspui/handle/DSEA/943.

Грудкіна, Н. С. (2021). Розвиток енергетичних методів аналізу технологічних режимів та удосконалення процесів точного об’ємного штампування видавлюванням [Докторська дисертація, Донбаська державна машинобудівна академія]. ДДМА. https://uacademic.info/ua/document/0521U101565#google_vignette.

Hrudkina, N. S., & Aliieva, L. I. (2020). Modeling of cold extrusion processes using kinematic trapezoidal modules. FME Transactions, 48(2), 357–363. https://doi.org/10.5937/fme2002357H.

Hrudkina, N., Aliieva, L., Abhari, P., Kuznetsov, M., & Shevtsov, S. (2019). Derivation of engineering formulas in order to calculate energy-power parameters and a shape change in a semi-finished product in the process of combined extrusion. Eastern-European Journal of En-terprise Technologies, 2(7(98)), 49–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160585.

Aliieva, L., Hrudkina, N., Aliiev, I., Zhbankov, I., & Markov, O. (2020). Effect of the tool geometry on the force mode of the combined radial-direct extrusion with compression. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(1(104)), 15–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198433.

Грудкіна, Н. С. (2020). Особливості моделювання процесів радіально-поздовжнього видавлювання із використанням трикутних кінематичних модулів. Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського, 2(121), 110–115. https://doi.org/10.30929/1995-0519.2020.2.110-115.

Алиева, Л. И., Грудкина, Н. С., & Крюгер, K. (2017). Моделирование процесса радиально-обратного выдавливания полых деталей. Mechanics and Advanced Technologies, 1(79), 91–99. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2017.79.95873.

Vlasenko, K., Hrudkina, N., Reutova, I., & Chumak, O. (2018). Development of calculation schemes for the combined extrusion to predict the shape formation of axisymmetric parts with a flange. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(1(93)), 51–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.131766.

Amini, A., Moslemi Naeini, H., Deilami Azodi, H., Talebi-Ghadikolaee, H., Badparva, H., & Zeinolabedin-Beygi, A. (2025). Hydro-mechanical deep drawing of conical components: Wrinkling behavior and process enhancement. Journal of Engineering Research, 13(2), 975–984. https://doi.org/10.1016/j.jer.2024.04.005.

Gorji, A., Alavi-Hashemi, H., Bakhshi-Jooybari, M., Nourouzi, S., & Hosseinipour, S. J. (2011). Investigation of hydrodynamic deep drawing for conical–cylindrical cups. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 56(9–12), 915–927. https://doi.org/10.1007/s00170-011-3263-0.

Thiruvarudchelvan, S., & Tan, M. J. (2004). The drawing of conical cups using an annu-lar urethane pad. Journal of Materials Processing Technology, 147(2), 163–166. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2003.12.011.

Shewakh, W. M., & Hassab-Allah, I. M. (2024). Finite element simulation and experimental verification of circular tube nosing through conical dies. Applied Sciences, 14(6), Article 2337. https://doi.org/10.3390/app14062337.

Han, Z. R., Fan, Z. J., Xiao, Y., & Jia, Z. (2017). A research on thickness distribution of oblique cone in dieless shear spinning. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 90(9–12), 2901–2912. https://doi.org/10.1007/s00170-016-9565-5.