WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«Актуальность работы Порошковая металлургия позволяет получать лёгкие композиционные материалы на основе алюминия, которые нашли широкое применение в ...»

Отзыв

официального оппонента доктора технических наук Соколова Юрия

Алексеевича на диссертационную работу Доан Ван Фука «Моделирование

и исследование процессов получения заготовок из композиционных

материалов на основе порошков алюминия», представленную на

соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности

05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

Актуальность работы

Порошковая металлургия позволяет получать лёгкие композиционные

материалы на основе алюминия, которые нашли широкое применение в различных отраслях промышленности: космическая и авиационная техника, ядерная энергетика, приборостроение. Такие материалы обладают высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе размерной стабильностью в сочетании с низкой плотностью и коэффициентом термического расширения близким к стали.

Порошковые многоэлементные системы с управляемыми теплофизическими и механическими свойствами относятся к наиболее перспективным материалам. Однако протекающие в них при компактировании фазовые превращения и наличие примесей, располагающихся по межчастичным границам, препятствуют эффективной реализации полезных свойств. Перспективными для уплотнения многоэлементных порошковых систем являются методы пластической деформации в незамкнутых объёмах, в частности, метод горячей экструзии.

Его особенностью является совмещение воздействия на заготовку повышенного гидростатического давления и больших сдвиговых деформаций в очаге деформации.



Следует признать, что до настоящего времени не выполнен комплексный анализ влияния различных параметров на процесс уплотнения и деформации порошковых заготовок. В основе математического моделирования деформирования лежит метод конечных элементов. На основе этого метода разработано большое количество программных пакетов инженерного анализа: Abaqus, Ansys, Deform, Oform. Однако, большинство современных программных пакетов не адаптированы для решения задач, связанных с деформированием порошковых и пористых материалов. Разработка программных моделей, описывающих реологические характеристики порошковых и пористых материалов, является перспективным и относительно новым направлением и требует дополнительной адаптации и экспериментальной проверки адекватности полученных результатов.

Целью диссертационной работы Доан Ван Фука является разработка математических моделей уплотнения и деформирования шаровидных порошков и определение конструктивно-технологических параметров процесса горячей экструзии заготовок из композиционных материалов.

Материалом исследования в работе выбраны новые порошковые многоэлементные системы на основе алюминия с использованием редкоземельных элементов и углеродных нанотрубок. Следует отметить, что до настоящего времени данные о порошковых системах, полученных методом горячей экструзии, САП-1, АКВ-2.5+33%(ПА-4+15%РЗЭ), АКВ-2.5+20%(ПА4+2%УНТ) отсутствовали.

Таким образом, диссертационная работа Доан Ван Фука, посвященная усовершенствованию технологического процесса горячей экструзии и формированию принципиально новых порошковых многоэлементных систем на основе алюминия, является актуальной и практически важной.

Результаты ее способствуют усилению конкурентных позиций России, в том числе, в области авиакосмической промышленности.

Общая характеристика диссертационной работы Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и списка цитируемой литературы.

Работа изложена на 178 страницах машинописного текста. В первой главе, помимо литературного обзора по теме диссертационного исследования, рассмотрены особенности процессов получения порошков алюминия и его сплавов методами газового и центробежного распыления, условия текучести порошковых и пористых материалов, уплотнения и деформации порошковых материалов на основе алюминия и его сплавов. Приведена математическая формулировка задачи уплотнения и деформации порошковых и пористых материалов.

Рассмотрены программные пакеты, используемые для моделирования процесса уплотнения порошковых и пористых материалов,: MSC Nastran, Marc, Dytran, PAM-STAMP 2G, Deform, Ansys, Abaqus. Приведена классификация реологических моделей, используемых для моделирования процесса деформирования порошковых и пористых материалов.

Во второй главе подтверждена адекватность разработанных математических моделей деформации порошкового материала с использованием пакетов Deform, Ansys, Abaqus. Отмечено, что модель Друкера-Пракера более точно отражает механику деформации и уплотнения порошкового тела при низких плотностях порошков с шаровидными частицами, что позволило получить наиболее точные результаты с использованием программного пакета Abaqus.

В третьей главе рассмотрены особенности реологической модели Друкера-Пракера и методы экспериментального определения её параметров. Доан Ван Фуком разработан программный модуль к пакету Abaqus, позволяющий автоматически обновлять параметры текучести уплотняемого материала, рассчитывать текущее приращение деформации, локальную плотность в каждом элементе по новым параметрам текучести, обновлять упругопластические свойства материала. Обоснован метод экстраполяции параметров реологической модели Друкера-Пракера для порошковых образцов при низких и высоких плотностях. Сравнение результатов моделирования и практической реализации процесса прессования алюминиевых образцов в закрытой камере показало, что среднее различие между ними составляет 2%.

В четвертой главе выполнено исследование влияния гранулометрического состава порошков на плотность упаковки. Выявлены следующие условия получения плотной структуры композиции: размер частиц фракции, вводимой в основную, должен быть значительно меньшим, чем размер пустот, образованных частицами предыдущих фракций. На основе исследования утряски порошка АКВ-2,5 (ТУ 1791-99-043-2001) определён фракционный состав порошкового композита, позволяющий исключить этап структурной деформации при уплотнении порошкового материала и осуществить уплотнение пластическим деформированием материала частиц. Разработана методика определения реологических характеристик порошкового и пористого материала. Приведены зависимости предела текучести при гидростатическом сжатии и сдвиге от плотности для порошкового и пористого тела. Определены зависимости параметров модели Друкера-Пракера от относительной плотности и предела текучести при сдвиге компактного материала. Исследованы зависимости упругих характеристик порошкового и пористого материала от относительной плотности.

В пятой главе определены реологические характеристики порошкового материала, состоящего из 92% порошка алюминия АКВ-2,5 и 8% порошка упрочнителя – корунда Al2O3. На основе полученных реологических характеристик порошкового материала рассчитаны параметры модели Друкера-Пракера и построены кривые текучести Друкера-Пракера порошкового материала САП-1. При помощи пакета Abaqus промоделирован процесс уплотнения и деформации в капсуле порошкового материала САП-1 при различных вариантах экструзии.

Исследовано влияние конструктивных параметров капсулы, величины зазора между капсулой и боковой поверхностью матрицы, предела текучести материала капсулы на процесс совместного деформирования капсулы с порошковым материалом. Установлено влияние коэффициента вытяжки и угла конусности матрицы на уплотнение порошковых заготовок.

В шестой главе выполнена практическая реализация процесса горячей экструзии по выбранным в результате математического моделирования параметрам. Получены композиционные материалы на основе алюминия с различными упрочнителями (корунд, РЗЭ, УНТ). Полученные прутки имеют плотность, близкую к плотности компактного материала (0,95-0,98).

Основные результаты работы представлены в разделе Выводы.

В диссертации, приведен список используемой литературы, состоящий из 80 наименований.

Научная новизна В качестве научной новизны можно выделить следующее: автором впервые проведено комплексное исследование процессов деформирования порошковых и пористых алюминиевых материалов на базе математического моделирования, разработана методика определения реологических характеристик порошкового материала. Предложены аналитические формулы для определения параметров модели Друкера-Прагера порошкового и пористого материала различной пористости. Выполнен анализ влияния различных параметров на процесс уплотнения и деформации порошковых заготовок при горячей экструзии.

Установлены зависимости реологических характеристик порошкового материала от плотности. Получены зависимости механических характеристик композиционных материалов на основе алюминия от относительной плотности для проведения математического моделирования.

Методом горячей экструзии с последующей пластической деформацией получены многоэлементные композиционные материалы на основе алюминия с использованием редкоземельных элементов и углеродных нанотрубок.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов определяется:

- применением современных методов исследования с использованием сертифицированного оборудования, среди которых: оптический микроскоп Carl Zeiss Observer D1m, электронный сканирующий микроскоп Mira Tescan 5136LMU, энергодисперсионный рентгеновский спектрометр INCA X-Max (Oxford Instruments), универсальная испытательная машина Zwick/Roell z100 с максимальным усилием 100кН и др.;

- физической обоснованностью предложенных моделей, согласованием экспериментальных и расчетных данных.

Достоверность результатов диссертации подтверждается также их широкой научно-общественной экспертизой. Доан Ван Фук является автором 14 публикаций по теме настоящего исследования, в том числе 8-ми

– рекомендуемых перечнем ВАК РФ, и участником международных и российских конференций, что может служить положительной оценкой компетентности и важности настоящего исследования.

Практическая значимость полученных результатов Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке рекомендаций по выбору геометрических параметров и режима деформации порошковых и пористых материалов на основе алюминия.

Разработана подпрограмма к пакету Abaqus, позволяющая на каждом временном шаге учитывать изменение параметров деформации.

Разработаны также рекомендации по проектированию оснастки и изготовлению капсул для реализации процесса горячей экструзии.

Результаты математического моделирования горячей экструзии в капсулах использованы для обоснования конструктивно-технологических параметров процесса получения композиционных материалов на основе алюминия. По расчётным параметрам экспериментально получены заготовки из композиционных материалов и изучено влияние дополнительной пластической деформации на формирование их структуры и механических свойств.

Замечания по работе Диссертационная работа не лишена недостатков и замечаний, среди которых следующие:

1. В качестве базового инструмента для математического моделирования деформирования материала безальтернативно предложен метод конечных элементов. В то же время, известны другие методы для исследования деформаций, например, метод функции Грина, метод Фурье, метод конформных отображений. При анализе литературы в Главе 1 было бы уместно выполнить сравнение этих методов.

2. В работе задание граничных и начальных условий при расчёте радиальных напряжений и объёмной пластической деформации в рамках программных пакетов Deform (44-45) и Ansys (стр. 48-49), Abaqus (стр. 51-52) выполнено исключительно в виде соответствующих окон.

Задание граничных условий и трения исключительно в виде окон является недостаточным.

3. Не рассмотрено влияние температуры нагрева материала на процесс осадки порошковой заготовки в капсуле (стр. 54). Необходимо уделить большее внимание одному из важнейших параметров процесса и обосновать его выбор.

4. Одним из основных в работе является п. 3.2 – разработка программного модуля к пакету Abaqus для возможности изменять характеристики материала в расчёте процесса уплотнения. В то же время, приведённая на стр. 65 работы блок-схема, достаточно формально отражает содержание доработки: отсутствуют формулы для расчёта напряжения, объёмной пластической деформации, плотности; также непонятно какой выбран шаг по приращению деформации для текущего временного шага. Блок-схема должна иметь более развёрнутый и понятный вид, так как отражает одну из основных сторон работы.

5. Целесообразно объяснить, из каких соображений для математического моделирования процесса экструзии в пакете Abaqus коэффициент трения принят равным 0,1 (стр. 111).

6. Необходимо обосновать применение формулы (2.1) для расчёта плотности материала в зависимости от величины объёмной пластической деформации в рамках программного пакета Ansys.

Заключение Отмеченные замечания принципиально не влияют на научную и практическую значимость, а также на достоверность полученных результатов, основных выводов и защищаемых положений диссертации.

Доан Ван Фук выполнил огромный объем аналитической и прикладной работы, разработал новые программные решения для моделирования процессов деформирования порошковых и пористых материалов.

Автореферат и публикации автора достаточно полно отражают основное содержание работы.

На основании вышеизложенного, с учетом актуальности, научной новизны, практической ценности, а также объёма выполненного эксперимента по расчётам и анализу полученных результатов, рассматриваемая диссертационная работа соответствует требованиям 9и присуждении ученых степенеи) п.

п. Положения (утв. Постановлением Правительства РФ от 24.09.20|Зr. }IЪ 842), предъявляемым к кандидатским диссертациям, и является завершеннои научной квалификационной работой, в которой содержится решение задачи, имеющей существенное значение для р€ввития порошковой МеТ€LллУрГИИИ'конкреТно,технолоГииГорячеиЭксТрУЗии.

Двтор работы,Щоан Ван Фук заслуживает присуждениJI ему ученой

–  –  –

металлургия и композиционные материztлы;

публичное акционерное общество кэлектромеханикa)), |72386,Россия, Тверская область, г. Ржев, Заводское шоссе, 2;

|l - служебный тел., 8 (4S2) 322 79

Похожие работы:

«Акимова Мария Игоревна ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ГЛАВНОЙ ПЛОЩАДИ ГОРОДОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (конец XVI – начало ХХ вв.) Специальность 17.00.04 – изобразительное искусство, декоративноприкладное искусство и архитектура АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание...»

«ЗАКУПКА № 0306-070201 ДОКУМЕНТАЦИЯ О ПРОВЕДЕНИИ ЗАПРОСА ПРЕДЛОЖЕНИЙ Открытый запрос предложений в электронной форме на право заключения договора выполнения работ по созданию и технической поддер...»

«Вестник Тюменского государственного университета. Гуманитарные исследования. Humanitates. 2016. Том 2. № 2. C. 35-44 Марина Витальевна ВЛАВАЦКАЯ1 Анастасия Вячеславовна КОРШУНОВА2 УДК 81'373.42 +37+367 ФУНКЦИОНАЛЬНО-СЕМАНТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ (НА МАТЕРИАЛЕ АНГЛИЙСКИХ ОККАЗИОНАЛЬ...»

«Государственный комитет Российской Федерации по строительству и жилищнокоммунальному комплексу (Госстрой России) Государственное унитарное предприятие "Ростовский научноисследовательский институт ордена Трудового красного знамени академии коммунального хозяйства им. К.Д. Па...»

«ИННОВАЦИОННОЕ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ 338.341.1(477) Зубейко И.И., студент, ТНУ имени В.И. Вернадского РЕГИОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ РАЗВИТИЯ ИННОВАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ УКРАИНЫ Украина – государство с высоким научно-техническим потенциалом, однако фактическое состояние научно-технической де...»

«© 1994 г. Л.Б. КОСОВА УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ ЖИЗНЬЮ И ИНТЕНСИВНОСТЬ РЕФОРМ КОСОВА Лариса Борисовна — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ВЦИОМ. Постоянный автор нашего журнала. Субъективная оценка качества жизни — популярная тема социологической литературы (особенно американской) конца...»

«Попов Андрей Николаевич Управление скринингом патологии молочных желез на основе компьютерной радиотермометрии. Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата...»

«Пояснительная записка Игры, которые представлены в данной программе, направлены на формирование восприятия ребенка младшего дошкольного возраста. Программа разработана с учетом закономерностей формирования восприятия в дошкольном возрасте и психологических механизмов перехода внешних перцептивных действий во внутренний план, а также...»

«Остроухов Всеволод Викторович ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ Специальность 05.09.03 – "Электротехнические комплексы и системы" АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2012 Работа выполнена на ка...»

«Документ предоставлен КонсультантПлюс Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1647-ст НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАРТОФЕЛЬ СЕМЕННОЙ ПРИЕМКА И МЕТОДЫ АНАЛИЗА Seed...»









 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.