Конструирование штамповой оснастки для холодной объемной штамповки глубоких стальных стаканов в подвижной матрице Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

УДК 621.777.24

КОНСТРУИРОВАНИЕ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ГЛУБОКИХ СТАЛЬНЫХ СТАКАНОВ В ПОДВИЖНОЙ МАТРИЦЕ

А.М. Дмитриев, Н.В. Коробова

При крупносерийном производстве холодной объемной штамповкой стальных стаканов ставится задача повышения сопротивления усталости пуансонов, прошивающих полость деталей. Эффективным путем решения этой задачи является штамповка с созданием активно направленных напряжений контактного трения между заготовкой и матрицей. Для этого матрицу перемещают относительно поверхности заготовки. Приведены пуансон, прошивающий полость в заготовке, также пуансонодер-жатель и его элементы. Рассмотрены трудности размещения и эксплуатации выталкивателя детали из перемещаемой матрицы при применении штампов, устанавливаемых на универсальные прессы. Показано преимущество созданного специализированного пресса и для него разработаны чертежи выталкивателя и его элементов.

Ключевые слова: детали типа стальных стаканов, штамповка холодная объемная, силы трения по матрице активно направленные, конструкция пуансонодержатела штампа, конструкция специализированного пресса, конструкция выталкивателя детали из матрицы.

Авторы данной публикации в своих предыдущих статьях [1, 2] начали обсуждение практических трудностей, встающих перед разработчиками технологического процесса и конструкции штампа, предназначенных для производства холодной объемной штамповкой (ХОШ) деталей типа стальных стаканов, имеющих глубокую полость и относящихся к толстостенным. В данной публикации приведены элементы инструментальной оснастки штампа, предназначенного для ХОШ стаканов из сплошных цилиндрических заготовок в матрице, освобожденной от крепления в осевом направлении и перемещающейся в сторону истечения материала заготовки в стенку изделия. Выбор описанного комплекта элементов штамповой оснастки основывается на практическом опыте авторов данной статьи, нашедшем отражение, в частности, в работе [3]. Авторы входят в узкий круг

441

специалистов, разрабатывающих технологию ХОШ в подвижной матрице, создающей активно направленные напряжения контактного трения с заготовкой.

Указанная выше технология позволяет уменьшить величину удельной силы, которую требуется приложить к прошивающему полость в заготовке пуансону. Даже незначительное снижение деформирующей силы на пуансоне может значительно повысить сопротивление пуансона усталостному разрушению, что оценивается по соответствующим диаграммам.

В работах [1, 2] уже обсуждалось, что представляющееся на первый взгляд простым освобождение матрицы от крепления в осевом направлении содержит в себе трудность, связанную с необходимостью опоры выталкивателя, предназначенного для извлечения штампованной детали из матрицы, на нижнюю плиту штампа. Это вызвано с тем, что в штампе с подвижной матрицей невозможно предусмотреть в ее полости ступеньку для опоры выталкивателя. На выталкиватель действует удельная сила (деформирующая заготовку сила, деленная на площадь поперечного сечения выталкивателя), которая может превышать 2000 МПа. Поскольку закалка плиты штампа не допускается, требуется создание под нижним торцом выталкивателя, выше нижней плиты штампа, конструкции из закаленных прокладок. Указанная проблема усложнятся тем, что в центре стола пресса, на который устанавливают штамп, имеет место отверстие, через которое проходит шток выталкивателя, предусмотренного в конструкции самого пресса, и тем, что выталкиватель штампа должен быть соединен с этим выталкивателем пресса.

Говоря в целом, проблема извлечения изготовленного изделия из штампа, особенно в крупносерийном и массовом производстве изделий является настолько существенной, что из-за нее не были реализованы на практике перспективные технологии, доведенные до стадии их производственного внедрения [4].

Поскольку ХОШ позволяет изготавливать цилиндрические детали, внутренние и внешние боковые поверхности которых не нуждаются в последующей обработке резанием, к соосности таких поверхностей между собой предъявляются очень строгие требования. Для надежного удержания на оси штампа прошивающего полость заготовки верхнего пуансона в штампах для производства рассматриваемых деталей между верхней и нижней плитами штампа устанавливают направляющие колонки большого диаметра и направляющие втулки большой длины. Втулки обеспечивают направление по колонкам, начиная от внедрения пуансона в заготовку. При креплении прошивающего полость детали пуансона к верхней плите штампа хорошо зарекомендовала себя конструкция пуансонодержителя, приведенная на рис. 1.

На рис. 1 пуансон 2 опирается на закаленную прокладку 3. На посадочную часть пуансона одета промежуточная втулка 4, сопряженная по посадке без зазора с обоймой 5. Перечисленные элементы зафиксированы в обойме 5 гайкой 1. Снаряженная обойма устанавливается без зазора в верхней плите штампа или, как будет прокомментировано ниже по тексту, в

штоке специализированного пресса. Ниже пуансонодержателя на рис. 1 тонкими линиями показана обрезанная волнистой линией стержневая часть пуансона, расположенная в полости также обрезанной волнистой линией бан-дажированной матрицы. Над верхним торцом матрицы размещено кольцо 8 с двумя радиально направленными прорезями, в которых перемещаются в радиальном направлении съемники 6 для съема изготовленной детали с пуансона. Съемники перемещают с помощью ручек 7.

IL

Рис. 7. Конструкция пуансонодержателя штампа для ХОШ стаканов закрытой прошивкой сплошных цилиндрических заготовок

Чертеж пуансона приведен на рис. 2. Пуансон изготавливают из быстрорежущих сталей Р6М5, Р9, Р18 или их безвольфрамового аналога -стали ЭП761 и термообрабатывают на твердость, указанную на чертеже. Головку рабочей части пуансона карбонитрируют, чтобы уменьшить ее истирание в процессе штамповки.

Рис. 2. Чертеж пуансона: ИЯС 38...62; неуказанные предельные

отклонения валов - по И14

443

При конструировании пуансона, особенно при большой длине его стержневой части (на данном чертеже имеющей размер 045.О1), возникает проблема с назначением разницы в диаметрах этой стержневой части и калибрующего пояска головки пуансона (на данном чертеже имеющего размер 045,65_о,о5). Проблема состоит в том, что даже закаленная на указанную твердость стержневая часть пуансона в начале его работы при удельной силе 2500 МПа получает пластическую деформацию, и ее диаметр увеличивается. При большой длине пуансона на увеличение диаметра его стержневой части влияет также упругая деформация. Нельзя допустить, чтобы увеличившийся вследствие этих деформаций диаметр стержневой части достиг диаметра калибрующего пояска пуансона. В этом случае прошитая и уже не находящаяся в пластическом состоянии трубная часть заготовки будет охватывать по посадке с натягом увеличившуюся в диаметре стержневую часть пуансона. Это приведет к увеличению удельной силы, действующей на головку пуансона, и, как следствие, к снижению сопротивления пуансона усталости.

Назначение при конструировании заниженного диаметра стержневой части пуансона, так же, как при завышенном ее диаметре, приводит в увеличению удельной силы в стержневой части пуансона. Как следствие, к снижению сопротивления пуансона усталости. Напомним, что удельная сила равна силе штамповки, деленной на площадь поперечного сечения пуансона.

При радиальном шлифовании стержневой части изготавливаемого пуансона используют фальш-центры, которые позже, перед шлифованием торцевых частей пуансона, удаляют. Провести корректирующее радиальное шлифование, чтобы удалить образовавшуюся в начале эксплуатации бочко-образность стержневой части не представляется возможным из-за отсутствия центров, с помощью которых пуансон устанавливался в шлифовальном станке. Поэтому устранить бочкооразность можно только обтачиванием стержневой части пуансона эльборовым резцом. В предположении такой технологии, на диаметр стержневой части пуансона на чертеже назначен не очень высокий квалитет шероховатости поверхности. Эта поверхность после ее обтачивания не будет соприкасаться с поверхностью прошитой полости детали. Для обеспечения приемлемого с технико-экономических позиций сопротивления пуансона усталости наиболее важно, чтобы на его стержневой части отсутствовали следы обработки в виде рисок в окружном направлении.

Над верхним торцом пуансона устанавливают прокладку, обозначенную позицией 3 на рис. 1. Чертеж прокладки приведен на рис. 3. К показанному на рис. 2 пуансону относится прокладка с размерами, указанными в первой строке таблицы на рис. 3.

Назначение прокладки - гарантированно не допустить пластической деформации в верхней незакаленной плите штампа при действии удельной силы 2500 МПа на уровне головки пуансона. Прокладка отделяется от тела

пуансона в качестве автономной детали, чтобы уменьшить отход дорогостоящей стали, который имел бы место, если бы пуансон изготавливался как единое целое с его опорной частью, совпадающей с размерами прокладки. Кроме того, чтобы повысить качество термообработки пуансона благодаря отсутствию больших перепадов его диаметра, которые имели бы место, если бы пуансон составлял единое целое с прокладкой. Также, чтобы сэкономить при смене инструмента, поскольку прокладки меняются реже, чем производится замена пуансонов. При этом прокладка может быть изготовлена из менее дорогостоящей стали, чем пуансон. Например, стали Х12Ф1 или Х12М. Высказанные соображения не снижают строгости требований к качеству прокладок, поскольку малейшая пластическая деформация прокладки или плиты штампа выше верхнего торца прокладки, понизит сопротивление пуансонов усталости и качество изготавливаемых штампованных деталей. Подчеркнем важность обеспечения большой толщины прокладок.

Уы)

Обозначен. ТЗ, им А,им Кол-

т 90 /

т 120 /

Рис. 3. Прокладка над верхним торцом пуансона: ИЯС48...50; центровые отверстия не допускаются; неуказанные предельные отклонения размеров - по Н14; * - размер для справок

При предлагаемой последовательности сборки рассматриваемого (см. рис. 1) узла после установки приведенной на рис. 3 прокладки устанавливают обойму пуансонодержителя, чертеж которой приведена на рис. 4. В этой обойме предъявлены высокие требования к соосности поверхностей с диаметрами й и В1. Размеры обоймы, применяемой в рассматриваемом верхнем пуансонодержателе, приведены в верхней строке таблицы на рисунке. Размер й приведен с цифровым значением допуска Н7.

Чертеж промежуточной втулки 4, одеваемой на посадочную часть пуансона (см. рис. 1) приведен на рис. 5.

I

Обознаиение а &2 ш Ь Ы н км

90^ №0'2.5-6д 150 120-0,02.2 т 65 №. /

00+о.п №0*2Яд № /60-4025 22.0-О,'* № т т

Рис. 4. Обойма пуансонодержателя: неуказанные предельные отклонения размеров отверстий - по Н4; валов - по Н4;

14

остальных - ±-

2

В конструкции втулки важны допуски на размеры, задающие диаметры ее внутренней и внешней цилиндрических поверхностей. Эти допуски определяются посадками Ы7/И6 направляющей части пуансона во втулке и втулки в обойме 5 на рис. 1.

446

Рис. 5. Втулка направления пуансона: НЯС42...44; неуказанные предельные отклонения размеров отверстий - по Н14; валов - по Н14;

Л4

остальных - ±

2

Пуансон с его направляющей втулкой фиксируются в пуансонодер-жателе с помощью накидной гайки, чертеж которой приведен на рис. 6. Размеры гайки (см. поз. 1 на рис. 1), применяемой в пуансонодержителе, приведены в верхней строке таблицы на рис. 6.

Материал приведенной на рис. 3 прокладки - сталь Х12Ф1 или Х12М. Материал приведенной на рис. 4 втулки и приведенной на рис. 5 обоймы - сталь 40Х, приведенной на рис. 6 гайки - сталь 45.

Разработка бандажированной матрицы начинается со спецификации (рис. 7).

Сборочный чертеж бандажированной матрицы приведен на рис. 8.

Поскольку вставка 1 матрицы, непосредственно контактирующая с деформируемой заготовкой, должна иметь максимальную прочность и твердость, чтобы противостоять царапанию и истиранию ее рабочей поверхности, вставку изготавливают из высокопрочной инструментальной стали (Х12Ф1 или Х12М) и закаливают на высокую твердость.

Такая вставка матрицы не может противостоять растягивающим напряжениям, которые возникают в ней при деформировании заготовки. Чтобы противостоять растягивающим напряжениям во вставке матрицы, действующим в окружном направлении, в матрице создают постоянно действующее напряжение сжатия в этом направлении, превышающее по величине растягивающее напряжение, возникающее во время деформирования заготовки. Постоянно действующее напряжение сжатия создают путем заключения вставки матрицы с существенным по величине натягом в бандаж

или в систему бандажей (рис. 8). Рабочий чертеж вставки матрицы приведен на рис. 9. Рабочие чертежи внутреннего 2, среднего 3 и наружного 4 бандажей матрицы приведены, соответственно на рис. 9, 10 и 11.

Обозначение й1 а ъ Кол

80 тшмн № 1

юо то*гв-тн № 1

Рис. 6. Гайка крепления пуансона в пуансонодержателе: неуказанные предельные отклонения размеров отверстий - по Н14;

ЗТ14

валов - по Н14; остальных - ±-

2

о С Т" Обозначение Наименование я ч о X Примечание

4 6 7

йшашшшл

—

ПАСТ-11 -009С В Сборочный чертеж

—

I

Т <2 4 Летали

ПАСТ-11-009/401 Вставка _/_

паст-и-009/йог бандаж внутренний 1

ПАСТ-11 -009/403 Бандаж средний 1

ПАСТ-41 -009/404 бандаж наружный 1

■—

Материалы

Сталь ШХ 15Г0СТ&01-6С 5,9 кг

— Ста ль 40 X Г0СТ45ЧЗ-71 т кг

Сталь Х1йФ1

Г0СТ5950-63 ом

Рис. 7. Спецификация сборочного чертежа бандажированной матрицы

448

Рис. 8. Сборочный чертеж бандажированной матрицы

При этом на внешней поверхности наружного бандажа окружное напряжение, являющееся результатом суммирования постоянно действующего растягивающего напряжения от натяга между вставкой и бандажом с растягивающего напряжения, действующего при деформировании заготовки во вставке матрицы, не должно превышать напряжения текучести материала бандажа с некоторым запасом прочности. Запас прочности, кроме указанной выше причины, предусматривает также, чтобы не происходил разрыв бандажа при хранении матрицы на стеллаже в перерывах между использованием матрицы для производства в ней штампованных деталей.

Чтобы удовлетворить в полной мере описанным выше требованиям, при однобандажной матрице приходится конструировать бандаж с большим диаметром его внешней поверхности. Даже при этом выравнивание напряжений по диаметру бандажированной матрицы, имеющей один бандаж, происходит недостаточно плавно. С целью создания более равномерных напряжений в бандажированной матрице при одновременном сокращении ее внешнего диаметра предусматривают систему бандажей, как это показано в данном примере. Заметим, что твердости, на которые закаливают бандажи, последовательно уменьшаются от внутреннего к внешнему бандажу.

Вставку бандажированой матрицы изготавливают из сталей Х12Ф1 или Х12М и закаливают на твердостьуказанную на рис. 9. Материалы бандажей: внутреннего и среднего - ШХ15, внешнего - сталь 40Х. Твердости, на которые их термообрабатывают, приведены на рис. 9-12.

Перед сборкой внешнюю поверхность вставки, сопрягаемую с ней, и сопрягаемые между собой поверхности бандажей притирают друг относительно друга с обеспечением пятна контакта не менее 2/3 от площадей контактных поверхностей. Сборку матрицы ведут в последовательности от внешнего бандажа в вставке. Указанные на сборочном чертеже допуски обеспечивают шлифованием цилиндрических поверхностей матрицы и последующим полированием внутренней поверхности после сборки матрицы.

Рис. 9. Рабочий чертеж вставки бандажированной матрицы: HRC 58...60; допускается изготовление детали из стали Х12М ГОСТ 5950-51; неуказанные предельные отклонения размеров по H12, h12; размеры и шероховатость поверхности в скобках после сборки

Рис. 10. Рабочий чертеж внутреннего бандажа матрицы: НЯС 56... 58; неуказанные предельные отклонения размеров

по Н12, Н12

ч/ясх 6,3 (У)

ФН&бЩ-щз)

Фвом***0»

Рис. 11. Рабочий чертеж среднего бандажа матрицы: НЯС42...45; допускается изготовление детали из стали 5ХНВ ГОСТ 4543-71; неуказанные предельные отклонения размеров

по Н12, Н12

Ы)

л иылн-п.ат

Рис. 12. Рабочий чертеж внешнего бандажа матрицы: НЯС 38.40; допускается изготовление детали из стали 40ХН ГОСТ 4543-71; неуказанные предельные отклонения размеров по Н12, Н12; размеры и шероховатость поверхности в скобках после сборки

При решении описанной в начале статьи проблемы опоры выталкивателя из матрицы, освобожденной от крепления в осевом направлении, в описанном в статье [1] штампе отказались от использования выталкивателя пресса и предусмотрели приводимый от ползуна пресса выталкиватель в конструкции самого штампа. Однако так можно поступить только при штамповке некрупных деталей. Для ХОШ стальных деталей массой более

1 кг описанное в указанной статье техническое решение неприемлемо. Эффективных альтернативных решений при использовании универсальных прессов авторы данной статьи не нашли. Сказанное является еще одним аргументом (в дополнение к аргументам, изложенным в работах [4, 5]) в пользу создания специализированных прессав для штамповки с активно направленными силами контактного трения. Примером такого пресса является изготовленный ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань) по чертежам авторов данной статьи пресс марки РПГ-37, имющий номинальную силу 6,3 МН.

Ниже на рис. 13 приведен сборочный чертеж пресса такой же конструкции, как пресс РПГ-37, но имеющий номинальную силу 1,6 МН.

620 ±1

____660-3_^

Рис. 13. Конструкция специализированного пресса

452

В прессе главный гидроцилиндр 1 расположен под столом 2. Плунжер главного гидроцилиндра является ползуном пресса и штамповой плитой. На нем установлен пуансон 4. Второй пуансон 6 закреплен на опоре 8, которая служит штоком гидроцилиндра 7. К гильзе гидроцилиндра 7 крепят траверсу 5 пресса, служащего для перемещения матрицы 3 в процессе деформирования.

Рабочие части пресса приводятся в движение от двух насосов. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость А главного гидроцилиндра поршень совершает рабочий ход, а при подаче рабочей жидкости в штоко-вую полость Б - обратный ход. Прямой и обратный ходы траверсы осуществляются при подаче рабочей жидкости, соответственно, в полости Г и В гидроцилиндра привода траверсы пресса, служащей для перемещения матрицы. В конструкции пресса предусмотрено надежное направление гильзы 5 по опоре 8, что позволяет свести к минимуму несоосность верхнего пуансона и матрицы. Пресс описанной конструкции технологичен в плане его сборки и монтажа, прост в наладке.

Узел опоры нижнего пуансона (он же выталкиватель изготовленной детали из матрицы) приведен на рис. 14.

Рис. 14. Узел опоры нижнего пуансона в прессе в прессе РПГ-37

В соответствии с этом рис. 14, в полости нижней плиты штампа установлена обойма 5, ниже которой размещена прокладка 3, на которую оперты сферический подпятник 7 и сферическая пята 6. На верхний торец пяты 6 опирается нижний пуансон пресса. Верхним торцом этот пуансон по посадке без зазора входит в нижнюю полость матрицы, частично показанной на рис. 1, навстречу показанному на этом рисунке верхнему пуансону.

В узле опоры нижнего пуансона (рис. 14) применены детали 1, 3, 5, аналогичные деталям, входящим в узел крепления верхнего пуансона, чертежи которых даны выше на рис. 3, 4 и 6. В приведенных на рис. 3, 4 и 6 таблицах размеров для узла крепления нижнего пуансона следует рассматривать нижние строки. Чертежи сферических пяты (поз. 6) и подпятника (поз. 7), а также втулки упорной (поз. 4 рис. 14) приведены, соответственно, на рис. 15, 16 и 17.

Рис. 15. Чертеж сферической пяты: НКС54...58; * поверхность притереть по детали; неуказанные предельные отклонения размеров: валов - по Н14;

, Л14

остальных - ±-

2

Рис. 16. Чертеж сферического подпятника: НКС 52.54; * поверхность притереть по детали; неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий - по Н14;

Л14

валов - по Н14; остальных - ±

•к*

2

размер для справок

щ

45.о,5

50-О,5 ^

Рис. 17. Чертеж втулки упорной: НКС 44.. .48

454

Таким образом, рассмотрение данной частной проблемы по опоре и перемещению нижнего пуансона, предназначенного для реализации операции ХОШ крупного стального стакана по схеме, предусматривающей создание активно направленных сил контактного трения на границе заготовки с матрицей, является еще одним аргументом в дополнение к приведенным в работе [5] для реализации специализированных прессов. Конструкция одного из таких прессов приведена на рис. 13.

Список литературы

1. Дмитриев А.М., Коробова Н.В. Снижение деформаций штампов при холодном выдавливании стальных стаканов с активно направленными напряжениями контактного трения по матрице // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 5. С. 72-84.

2. Дмитриев А.М., Коробова Н.В. Конструирование штампов для холодного выдавливания стаканов при создании активно направленных напряжений контактного трения заготовки по матрице // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 5. С. 85-96.

3. Ковка и штамповка: справочник. Холодная объемная штамповка деталей из компактных и порошковых материалов / под ред. А.М. Дмитриева. 2-е изд., перераб. и доп. / под общ. ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностроение, 2010. Т. 3. 352 с.

4. Отечественное развитие и решение проблемы штамповки полых деталей цилиндрической формы, имеющих конический придонный участок / А.М. Дмитриев, Н.В. Коробова, Н.С. Толмачев, А.Ю. Аксененко // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. Вып. 10. Ч. 2. С. 3-18.

5. Дмитриев А.М., Гречников Ф.В., Коробова Н.В. Специализированное штамповочное оборудование и выбор его технологических параметров. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2016. 334 с.

Дмитриев Александр Михайлович, д-р техн. наук, профессор, член-корреспондент РАН, mt-6@yandex.ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «Станкин»,

Коробова Наталья Васильевна, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, mt-6@yandex.ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «Станкин»

DESIGN OF DIE TOOLING FOR COLD VOLUMETRIC STAMPING OF DEEP STEEL

CUPS IN A MOVABLE MA TRIX

A.M. Dmitriev, N. V. Korobova

In large-scale production of cold stamping steel cups the task of increasing the fatigue resistance of punches, piercing the cavity of parts, resolves. An effective way to solve this task is stamping with the creation of actively directed contact friction stresses between the work-piece and the matrix. To do this, the matrix is moved along the surface of the workpiece. The

455

article presents the punch residing cavity in the workpiece, as well as the punch holder and its elements. The difficulties of placement and operation of the ejector parts from the movable matrix in the application of stamps installed on universal presses are considered. The advantage of the created specialized press is shown and drawings of the ejector and its elements are developedfor it.

Key words: details of the type of steel cups, stamping cold volumetric, friction forces on the matrix actively directed, the design of the punch holder of the stamp, the design of a specialized press, the design of the ejector of goods from the matrix.

Dmitriev Alexander Mikhailovich, doctor of technical sciences, professor, corresponding member of RAS, mt-6@yandex. ru, Russia, Moscow, Stankin Moscow State Technological University,

Korobova Natalia Vasilievna, doctor of technical sciences, professor, head of department, mt-6@yandex. ru, Russia, Moscow, Stankin Moscow State Technological University

УДК 621.7

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЗАКРЫТОЙ АЛЮМИНИЕВОЙ ПЕНЫ

М.А. Петров, С.П. Смолев

Представлены результаты исследования несущей способности композиционного материала категории сэндвич - структура на основе листовых металлических обкладок и вспененной структуры, результаты компьютерной томографии, электронной микроскопии и одноосного сжатия. Получены зависимости энергии деформации от объёма образца и степени его деформации. Также показано, что при создании эквивалентной топологической геометрии металлической пены существенным являетсяраспреде-ление напряжений и деформаций на облицовочный лист.

Ключевые слова: ячеистые структуры, лёгкие конструкции, сэндвич - структура, относительная плотность, численное моделирование, реология, QForm, топологическая оптимизация, solidThinking Inspire, обработка давлением.

На рис. 1 представлена диаграмма изменения напряжения в зависимости от деформации металлической пены с плотностью (р), рассмотренная Эшби и другими в работе [1]. На ней выделено несколько областей, которые отличают её от диаграммы, полученной для сплошных материалов. После наклонной прямой, характеризующей упругую область, появляется первый предел текучести [1, 2]. Далее следует горизонтальная площадка, характеризующая пластическую деформацию тонких перемычек пены (op), что эквивалентно процессу компактирования/консолидации при деформировании дискретного материала, например, стружки. Оканчиваясь, горизонтальная площадка переходит в резко возрастающий участок, связанный с моментом начала уплотнения и продолжением развития консолидации (eD).