CC BY
7
-Ф-
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Научный редактор раздела докт. техн. наук В.Л. Бережной
УДК 621.777
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДОЛОГИИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОМ РАЗРАБОТКИ МОДИФИКАЦИИ ПРЕССОВАНИЯ С УЧЕТОМ МАСШТАБНОГО ФАКТОРА*
В.Л. Бережной, докт. техн. наук (ОАО ВИЛС, e-mail: [email protected])
С учетом влияния масштаба деформации в промышленных условиях рассмотрены методологии параметрической разработки процессов прессования, модифицируемых и новых, с использованием трех подходов - экспериментального (физического) моделирования, математического конечно-элементного моделирования с графопостроением и методически оснащенной комплексной НИОКР. Показаны научные и практические преимущества третьего подхода и недостатки первых двух с выдачей рекомендаций по их доработке и развитию.
Ключевые слова: прессование, укрупнение экструдата, масштаб деформации, модифицируемые и новые процессы, методология, физическое моделирование, метод конечных элементов, классическая НИОКР, параметрическая разработка технологии и оборудования.
Substantiation of Choice of Methodology for Parametric Development of Extrusion Modifications Taking Account of Scale Factor. V.L. Berezhnoy.
In view of the effect of deformation scale under industrial conditions, methodologies for parametric development of extrusion processes, both modified and new ones, with the use of three approaches, namely: experimental (physical) modeling, mathematical finite-element simulation with automatic plotting and methodically equipped comprehensive R & D are discussed. Scientific and practical merits of the third approach and limitations of the first two approaches are shown and recommendations concerning their modifications and further development are made.
Key words: extrusion, enlargement of extrudate, deformation scale, modified and new processes, methodology, physical modeling, finite-element method, classic R & D, parametric development of technology and equipment.
Введение в проблематику
Состояние вопроса. В научно-технической литературе фактически отсутствует систематизированная, методически приемлемая для тео-
* Статья относится к инновационному развитию и оптимизации сфер деятельности ОАО ВИЛС, реализуемых не только в совершенствовании востребованной части производства, но и в аналитическом решении актуальных научных проблем, в том числе в ряде работ автора, опубликованных в журнале ТЛС: 2013, № 1 и 3; 2012, № 1 и 4; 2011, № 1 и 2; 2010, № 3; 2009, № 2-4.
рии и практики прессования информация о количественном изменении параметров процесса и свойств экструдата при увеличении масштаба деформации (диаметра контейнера), равно как и нет методики учета масштабного фактора при проектировании соответствующих экстру-зионных технологий. Редкие опытные данные об изменении скорости и давления истечения только подтверждает это положение [1, 2].
Между тем учет влияния масштаба деформации и его изменения на показатели и пара-
-Ф-
-Ф-
-Ф-
метры прессования и производства в целом необходим при решении следующих типовых проблем:
I. Изготовление впервые в рамках номенклатурного ряда кардинально более крупных прессованных полуфабрикатов с аналогичной геометрией сечения (примеры в работах [1-4]).
II. Проведение экспериментального исследования и разработки нового способа (процесса) прессования с выявлением условий и параметров, отвечающих его оптимальной реализации в технологически допустимых рамках натуры большого масштаба (примеры условий реализации в работах [2, 5-7]).
III. Проведение модифицирования базовых способов прессования (прямого и обратного) за счет выборочной (по производственной задаче) позитивной реализации физических эффектов кинематического и/или кинетического воздействий на процесс таких проверенных средств, как активное напряжение трения с макросдвигом в контейнере, простой микросдвиг в оптимальных условиях рав-ноканального поперечно-углового прессования, изотермический и изофрикционный режимы прессования, ультразвук, проявление сверхпластичности и др. [2, 5, 7].
Заметим предварительно, что масштаб деформирования при прессовании оценивается масштабным фактором в виде соотношения площадей сечения большого и малого контейнеров.
Установлено по отношению к проблеме I, что без учета масштабного фактора при переходе от пресса к прессу (табл. 1) попытки
опытным путем приспособить действующий режим прессования к более масштабному (т. е. с кардинальным увеличением диаметра контейнера), как правило, безуспешны или сопряжены с большими материальными затратами. Это можно распространить также на штамповку и ГИП.
Пример 1 (нагативный): как известно, на прессование уникальной длинномерной панели, впервые осуществленное в СССР на крупнейшем прессе усилием 200 МН, было затрачено более 50 ч. Причины: не вполне обоснованное назначение в проектное задание силовых условий и некоторые другие.
Пример 2 (негативный): на одном из российских заводов в результате перехода к контейнеру со значительным увеличением диаметра произошло падение уровня прочностных характеристик в крупногабаритных прессованных прутках из высоколегированного А1-сплава. Причина: не учтен масштабный фактор, проявившийся в этом случае в изменении температурно-скоростного и деформационного режимов прессования.
Разумеется, проблема I не ограничивается однозначной задачей достичь положительных результатов при производстве кардинально более крупного прессованного полуфабриката при неизменном, научно обоснованном коэффициенте вытяжки. В рамки этой решаемой проблемы следует внести и другие подобные задачи, но связанные, например, с использованием плоскоовальных контейнеров, с производством весьма массивных крупногабаритных полуфабрикатов или в случае необходи-
Таблица 1
Выборка известных технических характеристик некоторых экструзионных гидропрессов
Номинальное усилие, МН; модель и изготовитель пресса Диаметр втулок контейнера, мм Длина контейнера, мм Наибольший ходтраверсы, мм Скорость рабочего хода траверсы, мм/с
12,5; ПА8841, НЗТСГ 130-170 700 1170 0,5-30,0
16; П8742БМ, КЗТС 150-200 750 1680 0,2-20,0
2,5; П8744, КЗТС 200-250 950 2460 0,2-20,0
50; 4708, УЗТМ 300-500 1200 1520 1,8-60,0
72; Шлеман, ФРГ 400-500 1500 - до 24,0
80; 108ТП, НКМЗ 360-550 1200 2700 0,1-40,0
95; ИЧИ-Шлеман (Япония) 350-700 - 3255 до 21,2
200; 4715, УЗТМ 650-1100 2100 2550 0,1-30,0
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
мости осваивать более мелкую номенклатуру на базе действующей технологии, а также вовлечь задачи определения предпочтительного диапазона диаметров контейнеров при сохранении этой технологии или, напротив, при переходе к новой, модифицированной технологии (см. ниже), ориентированной на типоразмеры действующего парка гидропрессов (см. табл. 1).
Проблема II сложнее, поскольку требуется определить рациональные условия нового процесса, изучить его с выявлением параметров оптимального осуществления с учетом масштабного фактора и последующей разработкой промышленных режимов для реализации соответственно производственным задачам. В связи с тем, что под влиянием масштаба деформации существенно изменяется содержание процесса прессования, то при его исследовании необходимо это охарактеризовать, используя связанные показатели внешнего воздействия на процесс и внутреннего реагирования [5], и дополнительно решить задачу определения рациональной (или наиболее эффективной) области применения по принятому интервалу диаметров контейнеров.
Пример 3 (позитивный): подобная современная проблема была, по-видимому, впервые решена при параметрической разработке многофункциональной технологии прессования с активными напряжениями трения в контейнере (8 процессов активно-обратного прессования - АОП) [5, 8]. В этом случае было обеспечено точное определение параметров, в том числе с учетом влияния масштабного фактора, без чего попытки расширять использование нового процесса за счет типоразмеров прессов и контейнеров обречены на неудачи.
Пример 4 (негативный): пытаясь повысить экономические показатели производства с новой освоенной технологией прессования Conform, на металлургическом предприятии одной из компаний в Ю. Корее перешли к сплаву системы 1000 с более высоким сопротивлением деформированию, оставив без изменения объем (и диаметр) матричной полости перед калибрующим каналом. В результате часть материала из этой полости, не попадая в канал из-за повышенного сопротивления
деформации, выходила вбок, за пределы машины Conform, образуя нечто, подобное стогу сена. Причина: необоснованно принятый для измененных условий процесса диаметр наполнительной полости в матрице оказался за пределами технологически лимитируемого диапазона.
При решении проблемы III [5] посредством использования вариантов модифицирования базовых способов прессования необходимо найти подход к их параметрической разработке в оптимальных условиях с учетом масштабного фактора, обеспечивая сохранение приемлемого уровня и степени использования средства воздействия на базовый процесс прессования и определение внутри этого диапазона величин количественного влияния масштабного фактора. Тогда с установлением условий рационального использования технологии негативный пример 4 был бы исключен.
Укажем также на большое значение одного из требований к разработке технических решений для проблемы III: определение рациональных условий и оптимальных параметров процесса. Выполнение этого требования позволяет исключить из экструзионной технологии некоторые традиционные недостатки (см. ниже).
Пример 5 (негативный): широко принятый в исследовательской практике способ деформационного передела слитков - РКУП ( равноканальное угловое прессование ) отличается формированием с начала цикла повышенной неравномерности поперечного распределения деформаций и величин зерна, а, следовательно, и механических свойств в прессуемой многократно заготовке [9, 10]. Характеристики «неравномерность» и «многократность» сдерживают промышленное применение РКУП, особенно, при увеличении масштаба деформации.
Между тем опубликовано техническое предложение, устраняющее этот недостаток (вовлечение активных напряжений трения для выравнивания этих распределений) [9, 11].
Вводные представления о масштабном факторе. Принимая во внимание скудность и бессистемность сведений о влиянии на характеристики прессования масштаба деформации при переходе к значительно большему диаметру контейнера, в этот анализ вовлечены
-Ф-
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
аналогичные сведения из опытов в области физического (экспериментального) моделирования, кратко обобщенные, например, в работах [1-3, 12-14]. Из подборки этих сведений аналитически рассмотрены пригодные кусловиям горячего прямого прессования А1-сплавов без смазки через плоскую матрицу в технологически допустимом интервале вытяжки.
Установлены следующие изменения некоторых характеристик прессования, визуально фиксируемые в ходе увеличения масштаба деформации (диаметра контейнера), в основном, качественного порядка:
- снижается порог допустимых скоростей истечения, причина чему - сосредоточение неравномерности и термоэффекта деформации и трения в периферии потока материала через матрицу (поэтому должна быть снижена скорость прессования);
- падает удельное усилие прессования (давление течения) в связи с указанными выше изменениями, которые сопровождаются нежелательным уменьшением удельной работы прессования (поэтому ограничивается прессуемость).
Применительно к исследуемой области прессования с масштабом деформации, реально относящемуся к контейнерам диаметром Ок до 350-500 мм, используем показатель масштаба деформации (масштабный фактор) вида
/-н //-м /г->н >2// гчм \2
mF = Fk /FK = (D )2/( DK )2
(1)
,-н _.н ,-м _.м где Рк и ик , Рк и ик - площади поперечного
сечения и диаметры рабочих полостей соответственно «натурного» (большого) и «модельного» (малого)контейнеров.
Термины «малый» и «большой» контейнеры с указанием соответствующих диаметров используются в оценке влияния масштабного фактора тр на показатели внешнего воздействия и внутреннего реагирования, относящиеся к характеристике прессования [5]. А термины «модельный» и «натурный» точнее выражают суть контейнеров, используемых в опытах по физическому (экспериментальному) моделированию прессования [2].
Реально допуская далее для уточнения условий подобия прессования из малого и боль-
шого контейнеров, что в исследованиях нетрудно обеспечить в первом приближении стабильность параметров температурных полей заготовки и инструмента, и величин коэффициента трения и термоэффекта между ними, а также принять несущественные для режима прямого прессования различия в скоростях смещения заготовок в контейнере, можно показать, что обнаруженные и указанные выше визуальные изменения в характеристиках прессования имеют место благодаря влиянию, главным образом, резкого уменьшения объемного показателя удельной площади контактирования контейнера с заготовкой вида
fv = ^.з/Цз.к = ЛРк'з^зк = 4/Ок.з, (2)
где Гк.з и Lj.k - площадь и длина контакта рас-прессованной заготовки с контейнером; Цз.к -объем распрессованной заготовки; а соотношение ^з.к/Ок.з = const принято для условий прессования «М» и «Н».
Фактически, в любом случае прессования без смазки показатель fv выступает в роли первоначального объемного показателя, определяющего кинематико-силовое воздействие контактного трения в контейнере вглубь прессуемой заготовки с возможной оценкой распространений деформации и тепловой инерции (согласуется с выводами об определяющей функции трения в работе [15]).
Следовательно, вышеизложенное подводит к необходимости обоснованного выбора надежной методологии исследований и параметрической разработки развиваемых и новых способов прессования с учетом масштабного фактора и определением области эффективного применения их.
Анализ методических вариантов исследований
Актуальные технологические проблемы I-III относятся к группе «не поддающихся строгому математическому анализу» [13]. Для их решения, как известно, наиболее надежна методология экспериментальных исследований, реализация которой требует немалых материальных затрат, но оставляет на месте прогрессивную базу техники и накоп-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
ленных данных; менее результативно использование приближенных методов, разработанных на теоретической основе.
Из научно-технической литературы выбраны три методических подхода к решению проблем 1-111:
1) физическое (экспериментальное) моделирование, удовлетворяющее принципу подобия «модели» и «натуры» по группе контролируемых признаков - геометрических и физических;
2) математическое (с графопостроением) моделирование на основе конечно-элементных программ (используется метод конечных элементов, МКЭ);
3) комплексная научно-исследовательская и опытно-констукторская разработка (НИОКР), поэтапно реализуемая .
Рассматривая возможности первого методического подхода (физического моделирования) с опорой на источники его анализа [2, 12-14] применительно к решению проблем 1-111, необходимо сфокусировать внимание на следующем:
- процессы в формате «модели» должны быть подобны процессам в формате «натуры», чтобы даже в лабораторных условиях получать информацию об искомых зависимостях и параметрах, относящихся к явлениям в «натуре». Появление этой красивой идеи связано с деятельностью таких ученых, как И. Ньютон (первая теорема теории подобия) [13], В.Л.Кирпичев (закон подобия для упругой деформации, 1874 г.) [12], И. Барба и Ф. Кик (принцип подобия для пластической деформации, 1879 г.) [13]. В разработке идеи участвовали позднее С.И. Губкин, А.А. Ильюшин, Е.Н. Мошнин и др. [12];
- применительно к горячему прессованию сплавов со сложными физико-химическими процессами надлежащая реализация методологии по этой идее моделирования невозможна без достижения для модели и натуры следующих видов «подобия»: а) материала с его состоянием;б)геометрического; в) температурного; г) скоростного; д) деформационно-пластического; е) динамического; ж) упругого - для инструмента; з) теплового (с учетом термоэффектов); и) кинематического; к) гранично-фрикционного (по показа-
телям трения). Поскольку часть «подобий» практически нереализуемы либо реализуются весьма приближенно (см. позиции а - состояние , в , г , д, з , и , к ), причем , с использованием сложных или сомнительных ухищрений (замена прочных сплавов свинцом, даже, пластилином; дополнительный подвод тепла в модель; попытки зонального контроля температуры; использование необоснованных приемов для получения данных о параметрах, относящихся к натуре и т. д.), то это, по-видимому, послужило основанием для следующих авторитетных заключений:
И.Л. Перлин: «Условия геометрического и физического подобия модели и натуры для горячего прессования выполнить трудно, поэтому силовые показатели моделирования, перенесенные на натуру, неточны» [2].
М.В. Сторожев: «Полностью подобные условия создать практически невозможно, ... например, для выполнения полного теплового подобия модели и натуры... нужно деформировать модель в печи на требуемом температурном уровне... По-видимому, задача заключается в установлении методов приближенного моделирования, с использованием экспериментально устанавливаемых «поправочных» коэффициентов» [12].
Соглашаясь в основном с этими заключениями, автор настоящей статьи хотел бы добавить следующее.
При должной востребованности за последние 120 лет методология физического моделирования способствовала бы формированию парка экспериментальных установок для достижения проблемных видов «подобий», но этого не произошло, по-видимому, по причине либо неполной компетентности в этом потребителей идеи, либо ее непрактичности подобно литературному образу - «создать океанскую бурю (натура) в стакане воды (модель)».
Таким образом, физическое моделирование, не претендуя на надежность (при его существующем техническом оснащении), может только опробироваться применительно к несложным вариантам улучшения действующих деформационных процессов:
- проблемы I, при наличии достоверных зависимостей основных параметров модели и натуры, полученных, по-видимому, инже-
-Ф-
нерными методами расчета в отсутствии экспериментальных данных;
- проблемы III, после статистической обработки данных ранее выполненных исследований [2, 5, 7] с извлечением основных закономерностей, относящихся к модели и натуре, что достаточно трудно без реального участия экспертов - авторов вариантов, например, модифицирования действующих способов прессования.
Имея опыт использования и развития МКЭ в первичном графоаналитическом формате применительно к параметрическому анализу процессов горячего прессования (прямой, обратный и активно-обратный способы) [16], автор рассмотрел возможности второго методического подхода - математического моделирования с использованием конечно-элементных программ с опорой на источники его описания и анализа [7, 17-19] применительно к проблемам I-III.
Установлена необходимость учесть следующее:
- на современной стадии своего развития МКЭ, представленный в разных программах, имеет существенное распространение в применении, позволяя демонстрировать в динамике количественные данные полей температур и перемещений частиц материала через контейнер и матрицу, и качественные конфигурации распределений рабочих напряжений, контактных давлений и удельных сил трения,скоростей течения контролируемых частиц материала, зон упрочнения и т. п. [18, 19];
- результаты использования любой конечно-элементной программы определяются [19] полнотой и корректностью введения исходной информации об условиях прессования, надежностью принятой в программе процедуры реализации МКЭ, упрощенной (хуже) или с определением и использованием поправочных коэффициентов, отчасти компенсирующих проявление родовой систематической ошибки МКЭ (по оценке В.Л. Колмогорова [18], неувязка между напряженным и деформированным состояниями обусловлена неадекватностью расчетных полей кусочно-непрерывных приращений перемещений частиц и разрывных приращений деформаций);
- оценки погрешности упрощенного использования конечно-элементных программ встречаются в журнальных публикациях и докладах на конференциях, для численного определения энергетических параметров, которые достигают 30-50 %, что неприемлемо для использования в рассматриваемой тематике проблем. Вместе с тем в работах английского ученого Т. Sheppard, итальянского ученого L. Donnati и других сообщается о позитивном влиянии поправочных коэффициентов на уменьшение погрешности (до 10- 15 %) при определении этих энергетических параметров прессования;
- разумеется, конкретность технологической привязки поправочных коэффициентов полезна, но не сделает их панацеей в перспективе, поэтому для развития методологии численного моделирования скоростей, напряжений и сил для прессования, включая рассматриваемую проблематику, целесообразно ликвидировать или минимизировать существующую в МКЭ неувязку между напряженным и деформированным состояниями. Этому, по-видимому, может способствовать развитие и практическое тестирование теоретического метода, предложенного ранее В.Л. Колмогоровым [18], а также обеспечение экспертного сопровождения научными специалистами в области прессования процедур подготовки и загрузки в программу МКЭ исходных данных.
Таким образом, методология математического моделирования МКЭ (с учетом сказанного выше) может быть также опробирована применительно к несложным версиям решений проблем I и III с предварительно проведенной доработкой базы исходных данных, аналогично рассмотренному выше случаю физического моделирования.
Что касается проблемы II, то в отсутствие надежной базы данных о вводимых показателях и условиях реализации нового способа ОМД эксплуатационные возможности конечно-элементных программ ^ 0, поэтому такую базу данных необходимо накапливать с помощью классической методологии НИОКР.
В целом, не отвергая целесообразных попыток развития рассмотренных методологий физического и математического моделирования применительно к более сложным задачам, чем
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
ранее удалось решить с их помощью, и учитывая существующие мнения о том, что физическое моделирование и теоретический МКЭ обладают признаками альтернативности и даже взаимозаменяемости, автор хотел бы без комментариев привести также следующее.
Пример 6 (негативный): на этапах проектирования и создания известного самолета «Боинг-787» «Dream Liner» трудоемкое испытание в аэродинамической трубе его планера (в виде натуры или достоверной модели) заменено теоретическим компьютерным исследованием по конечно-элементной программе)*. В результате, по мнению автора, одной из причин чрезмерно затянувшейся эпопеи введения самолета в эксплуатацию является, например, неоднократное обнаружение недостаточной динамической прочности мест состыковки композиционного материала корпуса планера с ответными узлами.
Касательно третьего методического подхода - поэтапной методологии НИОКР - отметим, что последняя, будучи классической, универсальной и хорошо известной научным специалистам, имеет следующие особенности в отношении проблематики, рассматриваемой с опорой на большинство источников к этой статье.
- НИОКР с ее экспериментальной основой построена поэтапно - от принятия основной идеи с гипотезой реализации ^ через экспериментальную (-ые) установку (-ки) с получением исследовательской базы данных (если ее не было в заделе) ^ через обработку и проверку последних методами математической статистики с извлечением основных технологических закономерностей ^ через трансформацию последних в проектные технологические и конструкторские решения ^ через реализацию проектов с их внедрением.
Разумеется, в таком полном цикле нуждаются решения проблем II и III, а в предыстории к рядовой проблеме I может сформироваться необходимая база данных о «модели» (т. е. прессе меньшего усилия) для причинно-следственной связи с ней результатов
* Со слов одного из докладчиков - менеджера этой компании, отвечающего на вопросы из зала автора статьи (на чтениях, посвященных 40-летию ВИЛСа).
экспериментов с использованием большого пресса, частично реконструированного на время исследований в функцию «натуры».
- Базовым элементом экспериментальных исследований служит исследовательская установка, как правило, модельная с набором рабочих втулок контейнера наименьших диаметров, безупречно оснащенная в плане осуществления режимов прессования и фиксирования параметров процессов. Фактически эту установку следует превратить в формат технологического модуля, способного определить оптимальные условия и параметры улучшаемого или нового способа (процесса) прессования. Такие требования не являются новостью: многие экспериментальные установки в качественных диссертационных исследованиях в области ОМД в целом удовлетворяют им.
- Для численного раскрытия влияния на характеристики прессования масштабного фактора (например, при кардинальном увеличении диаметра контейнера в 10-20 раз) необходимо изыскать возможность использовать два - три пресса большего усилия, частично реконструированных для исполнения функции промежуточных и «натуры» (с целью упрощения технической задачи каждому из этих прессов можно определить свой, смежный с другими, параметрический участок исследования).
Подобная методология реализована, например, при проведении НИОКР в рамках разработки в ОАО ВИЛС многоцелевой технологии прессования с активными напряжениями трения и макросдвига [8, 21].
- Экспериментальные исследования проводятся с использованием статистически значимого числа прессовок и полуфабрикатов на каждый график и под разделку на образцы для исследования физико-механических свойств экструдата.
- Качественная подготовка базы опытных данных призвана обеспечить полноту использования статистических методов, имеющих конечной целью выявление взаимосвязей между переменными величинами для получения основных закономерностей в исследуемых процессах.
- Главными элементами в многошаговой статистической обработке [2, 12, 13], надеж-
-Ф-
но завершающей исследовательскую часть НИОКР по проблематике в этой статье, приняты следующие: первичный анализ базы опытных данных с установлением типа зависимостей; первичная статистическая обработка с отсевом недостоверных результатов экспериментов; дисперсионная проверка; предварительный анализ графопостроений и полученного корреляционного поля; проверка качества графических связей между исследуемыми переменными; построение линий регрессии методом наименьших квадратов с выводом регрессионных уравнений для искомых зависимостей; исследование их точности.
Формализация и практическая
проверка методических процедур
НИОКР для решения проблем 1-111
Принципы параметрической разработки. В отношении проблемы I не возникает значительных научно-технических трудностей для ее решения, если по базе данных о действующем способе прессования можно построить зависимости типа ТПХ = ^О^1, mF), которые допустимо распространить в зону желаемой экспансии способа, т. е. с . О^1 и mF (где ТПХ -
технологические параметры процесса и ха-
мн
рактеристики экструдата; Ок и Ок - соответственно диаметры малого и натурального контейнеров). Разумеется, в исключительных случаях (см. выше) необходим эксперимент по установлению ТПХ = ^ О^) на подобном модели, но более крупном экструзионном прессе с этим или близким значением О кн , чтобы уточнить аппроксимацию с использованием зависимости ТПХ = ^О^ , О^).
Напротив , качественная работа в отноше -нии проблем II и III проходит через преодоление таких серьезных трудностей, как:
- определение в ходе НИОКР зависимостей ТПХ = ^О^1, тр) впервые (для проблемы II) [21] или посредством тестирования и дополнения имеющихся данных из ранних исследований, проведенных авторами предложений о совершенствовании действующих способов (процессов) прессования посредством требуемого обновления [5];
- создание модельной прессовой установки с двумя О^1 (малым и промежуточным)
для исследования принципиально нового способа прессования с определением комплекта ТПХ (при решении проблемы II);
- реанимация действовавших ранее исследовательских установок для проведения дополнительных целевых экспериментов, которые позволят в ходе НИОКР уточнить соответственно новой задаче зависимости типа ТПХ = f(D^, mF) с использованием минимум одного диаметра контейнера дополнительно к малому (при решении проблемы III);
- реализация частичной временной реконструкции более крупных прессов, чем модельный пресс, с обоснованно выбранными
г»н ^ ^ ,-.м
двумя-тремя D|< >> D|< и последующим проведением дополнительных экспериментов в ходе НИОКР для установления зависимостей типа ТПХ = f( D^, D£), пригодных для аппроксимации в искомую зависимость ТПХ = f(mF), захватывающую зону желаемой экспансии с использованием каждого из способов, относящихся к проблемам II и III;
- вовлечение аппарата статистической обработки и построение с использованием метода наименьших квадратов (МНК) регрессионных зависимостей, связывающих показатели внешнего воздействия на процесс прессования и его параметры с показателями внутреннего реагирования на эти воздействия, включающие также влияние масштабного фактора;
- назначение полученной параметриче -ской информации о процессах прессования в предпроектную стадию разработки и проектирования новыхтехнологических процессов и нового технологического оборудования (при решении проблемы II), и модифицированных технологических процессов и оборудования (при решении проблемы III)*.
Условия исследования по проблемам II и III. В соответствии с приведенными выше поло-
* Автор сегодня (2013 г.) испытывает удовлетворение от того, что в общей беседе, после защиты своей кандидатской диссертации (1968 г.), он не согласился с мнением одного из авторитетных ярких ученых в области теории ОМД, весело утверждавшим, что его теоретический аппарат способен «с нуля» совершить численное параметрическое «дознание» нового процесса (АОП) и экструдата с теми же результатами, которые содержатся в экспериментальной части указанной диссертации: его прогноз так и не подтвердился.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
жениями из авторского задела НИОКР в области прессования выбрана база данных для аналитической части исследований в этой статье в рамках проблем II и III, которые фактически различаются конструкцией прессов -соответственно принципиально новой (в принятом примере - полностью адекватной АОП) и реконструированной традиционной (с неполным по рабочему ходу соответствием АОП). Это различие определяет больший или меньший объем работ по их реализации с существенно меньшим технологическим эффектом во втором случае [22].
Приведенному ниже тексту придан характер кратких образцовых случаев решения проблем II и III, в которых, поэтому, фактор технологической новизны принят общим -объемный эффект активного трения и макросдвига. В других случаях могут быть эффекты простого микросдвига, сверхпластический, изотермический и др.
Цель установления и расчета влияния масштабного фактора на характеристики процесса прессования достигалась благодаря обеспечению для данного случая следующих условий исследований:
- способы прессования: активно-обратный и, отчасти, прямой и обратный (в качестве базы сравнения);
- прессовые установки: модельные усилием 1,0/0,8 МН (Ок = 30 мм) и 2,0/0,63 МН (Ок = 30 и 40 мм); экспериментальные на основе частично (временно) реконструированных гидропрессов усилием 25 МН (реализованная для АОП силовая характеристика 8,5/3,1 МН с Ок=95 мм) и 31,5 МН (4,4/31,5 МН, Ок = 242 мм); промышленная, усилием 31,5 МН модели ПБ8745-1 (Ок = 250 и 300 мм);
- материал заготовок с разным диаметром соответственно mF = 1-100: сплав Д16 и, отчасти, АД31, свинец С1 (моделирует горячий режим в определенных случаях).
О НИОКР процессов АОП применительно к новому оборудованию (проблема II) и реконструированному базовому (проблема III) приведены данные в ряде источников, например в [19-22].
Здесь для оценки влияния масштабного фактора mF на процесс АОП с его технологическими преимуществами в случаях новой
разработки (проблема II) и модифицирования (проблема III) приняты для исследований следующие показатели внешних воздействий (ВВ) и внутреннего реагирования (ВР):
(ВВ) как DKH , FKH , DJ- = 1,78% = t"3 , t3/tK > 1,
D3.K
Х, Kv, цт, 2a = 180° и 120°, которые приняты постоянными для начала активно-обратного, прямого и обратного прессования, АОП, ПП и ОП, а в качестве переменных синхронно процессу рассмотрены показатели , Гн, Рн,
Тк.з.тах/Рп max,
(ВР) как переменные показатели Ра.с/Рк, Хц/Х, 0', w, Нп, Тп и также ^.пДз (в качестве дополнительно контролируемого),
где mF = 1-100 для Ок = 30-300 мм, Ткзтах и Рп тах - максимальные величины сил трения и прессования в начале истечения; pz - давление прессования (на матрице), Kv = 1,05-1,5; 1,0 и 0 - соответственно для АОП, ОП и ПП;
t|o tg.p - соответственно начальные температуры заготовки, контейнера, выходной части прессуемого прутка; тк.з - напряжение трения в контейнере в начале прессования; цт = тк.з/т5 - коэффициент трения в контейнере без смазки; Гкз - площадь контакта заготовки с контейнером после распрессовки; Гк - площадь поперечного сечения полости контейнера; \/з - объем заготовки; Яас - глубина активного макросдвига в прессуемой заготовке; Як - радиус полости контейнера; w = XvR - скорость истечения; X = 9 - коэффициент вытяжки; vR - скорость прессования; Х^/Х = Sx - показатель поперечного выравнивания деформаций удлинения; Х^/Х - коэффициент локальной вытяжки в центре прутка; 0' - кинематический показатель поперечного выравнивания течения (см. пояснение к определению 0' в тексте к рис. 2; ств - предел прочности; tg.p/^ - показатель термоэффекта прессования; Нп и Тп - протяженность и продолжительность прессования.
Заметим, что в исследованиях, относящихся к проблемам II и III, внимание сфокусировано на изучении влияния масштабного фактора mF прессования на изменения показателей, относящихся к технологическому эффекту внешнего воздействия на процесс (в данном случае
в порядке примера избрано кинематико-си-ловое и термическое воздействие активных напряжений трения и макросдвига), которые определяют реальную возможность эффективного увеличения диаметра заготовки и контейнера (Оз и Ок), т. е. масштаба деформирования, а также номенклатуру пресс-изделий. Что касается НИОКР в отношении технологических процессов активно-обратного прессования с базой сравнения в виде данных из параллельных исследований технологических процессов прямого и обратного прессования, то их результаты могут служить здесь фоном при рассмотрении в качестве образцовой методологии параметрической разработки любого нового и модифицированного вариантов прессования.
Ниже дается детализация и диапазон параметров и показателей внешнего воздействия, имеющих определяющее влияние на процесс АОП прутков из сплава Д16 (табл. 2).
Заметим, что в каждом случае модернизации традиционного прессования с помощью какого-либо другого средства внешнего воздействия [5] целесообразно для обоснования экономного состава и количества частично реконструированных прессов провести подобные этим оценки.
Краткое рассмотрение результатов исследований. В дополнение к опытным, не численно представленным данным, в исследовании на минимуме прессовых установок (1,0/0,8, 8,5/3,1, 4,4/31,5 и 31,5 МН) получены с увеличением масштаба деформирования (Ок = 30 ^ 95 ^ ^ 242 ^ 300 мм, тР = 1 ^ 10 ^ 65 ^ 100) результаты, частично использованные при построении диаграммы для условий АОП (рис. 1), совместно с необходимыми для должной точности данными, из исследований на модельной установке 2,0/0,63 МН (Ок = 40 мм), частично на реконструированном прессе 12,5 МН (Ок = 130 мм) и усиленном новом прессе 32,8/16,7 МН (Ок = 300 мм) [22]:
- при постоянстве заданных величин в начале прессования ^з /Оп.з = 1,78, X = 9, Мк = Мтмакс, <опт = ^п происходит уменьшение величин показателей силового воздействия (Тк.з.макс/Рмакс, Тк.з/Рг и Рг) и снижение захо-лаживающего эффекта воздействия на боковую поверхность заготовки, что фиксировалось в начальной и стационарной стадиях процесса АОП (¿зДк). Графики (7к.з.макс/р макс
и рг) = ЦтР)
представлены на рис. 1, а также построено регрессионное выражение в виде формулы для анализа Тк.з.макс/Рп.макс = 1,2 ' 10"7+
+ 0,2- 10-4 т^ - 0,6- 10-3тР + 0,73 в указан-
ных выше условиях АОП;
(3)
Таблица 2
Силовые, кинематические и контактные условия процесса АОП в зависимости от масштабного фактора
Номинальное усилие базового пресса, МН 1,0 2,0 25,0 31,5 31,5 мод. ПБ8745-1
Силовая характеристика прессовой 1,0/0,8 2,0/0,63 8,5/3,1 31,5/4,4; 31,5/16,1 32,8/16,7
установки, МН/МН 31,5
Диаметр контейнера DK, мм 30 40 95 242 250 300
Масштабный фактор mF = F £ / F м 1,0 1,8 10 65 69,4 100
Реализованный кинематический коэф- 1,4+0,5 1,4±°,5 1,3+0,7 1,3-1,4 1,35±0,°5 1,4±0,05
фициент Kv gconst
Показатель протяженности рабочего хо- 100 % 100 % 85 %* 30 %** 80 %* 90 %*
да с достигнутым Kv
Объемный показатель площади трения в 100 % 75 % 31,5 % 12,3 % 12 % 10 %
контейнере fv = F^/V^ (принят за 100 %
для модели с D^1 = 30 мм)
Примечание. Контрольную обработку проводили с частичным совмещением данных в скобках -Ок = (30 и 40 мм), 95 мм, (242 и 250 мм) и 300 мм, чтобы компенсировать некоторые «потери» полного рабочего хода без воздействия Ку, где * - относится к АОП с «потерей» Ку в начале хода, а ** Ку в конце хода; показатель ^ рассчитан для случая £к з = 1,78 Ок з
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Тк з pz, МПа —, м/мин X Д/Х
35 30 25 20 15 10
1 20 40 60 80 100/1 20 40 60 80 100 mF I_I_I_LLJ_i_i F
30 95
242 95
300/30
242 300 DK, мкм
Рис. 1. Диаграммы влияния масштабного фактора прессования на силовые, фрикционные, скоростные и деформационные показатели процесса:
ппри К„ = 1,4 (1), Тк.з/Рп при К„ = 1,4 (2),
при ^ = 1,4 (3), п при ^ = 0 (4), хц/х при ^ = 1,6 (5),
9' при К„ = 1,4 (6), хц/X при К„ = 1,4 (7),
9' при ^ = 1,6 (8), рЕ = рм - нормальное давление
на матрицу;---и-экспериментальные кривые
и их аппроксимации соответственно
- по методике [19] для стационарной стадии АОП определено для тр = 1-100 синхронное изменение показателей внутренних процессов течения и деформирования, а именно: сужение периферийной зоны активного макросдвига Яа.с/^к (рис. 2), снижение величины
максимума хц /X в осевой зоне потока и технологически допустимого максимума скоростей истечения п(см.рис.1)при увеличении градиента фронта перемещения (квазискоростей течения) частиц металла, который оценивается усредненным по сечению потока
_ п _
значением 9' = 1/п £9', где 9' = 1ду', а у' -/ = 1
угол наклона градиентной кривой координатной сетки [22]. Дополнительно построены регрессионные выражения в виде формул для анализа основных показателей реагирования:
ХЦ/X = 1,8- 10-8m3F + 7,5- 10-7m2F --0,6- 10-3mF + 1,05,
0' = -1,8- 10-6 m3 + 0,F • 10-F m2F --0,7- 10-1mF + FF,7.
(4)
(5)
Применительно к проблемам II и III получены численные оценки возможных изменений указанных показателей (в виде интервалов) под влиянием увеличения масштабного фактора тр от 1 до 100:
Кт = Тк. з. макс/Рп.макс < на 12-15 %;
Р2 = Рп.макс/Рк < на 20-25 %;
Яа.с/Як < на 20-25 %; 8х = хц/X; < на 8-12 %; 8п = пАОП/пОП < на 30-40 %, а 9' > на 150-180 % (здесь оценки для проблемы II позитивно ниже, поскольку принципиально новые гидропрессы обладают более высоким уровнем технологических возможностей и точности эффективного режима, чем модифицированные, т. е. модернизированные посредством реконструкции).
Дополнением к этой информации могут служить данные проверочного эксперимента, проведенного ранее с использованием только частично реконструированных прессов в формате модифицирования [23]:
- с увеличением Ок по схеме 30 мм ^ ^ 95 мм ^ 242 мм глубина периферийно-поточного течения уменьшается при сохранении его интенсивности вблизи контейнера
X
"к I *
3
I R I I
Рис. 2. Схема изменений активного макросдвига по методу координатной сетки [22] при А ОП с Kv= 1,4
в зонах вблизи пресс-шайбы (а) и матрицы (б) в зависимости от масштабного фактора шРи типовой характер деформации зеренной макроструктуры сплава АОО при mF = 10 (в): 1 - матрица; 2 - прессуемая заготовка; 3 - контейнер с vK > vn; 4 - пресс-штемпель; 5 - mF = 1; 6 - mF = 65; 7, 8, 9, 10 - mF = 100; 65; 10; 1 соответственно; RK и йас - радиусы контейнера и изменяющейся зоны активного сдвига; х-х и y-y - поперечные сечения соответственно в зонах а и б
а
в
-Ф-
-Ф-
-Ф-
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
(см. рис. 2), что суммируется в уменьшении объемного эффекта трения и сдвига и снижении на 8-12 % локальных деформаций в центре потока, уровень которых остается на 20-30 % выше, чем при прямом прессовании;
- было показано также [23], что при прессовании в условиях - сплав Д16, Ок = 242 мм, X = 10, Ку.ср = 1,3, :з/:к = 360-370 °С/340-350 °С:
• АОП обладает преимуществом повышенного упрочнения экструдата после закалки против ПП: ств = 570-590 МПа и 8 = 12-16,8 % против ств = 420-450 МПа и 8 = 10-12 %;
• характер уменьшения уровня скоростей истечения без трещин при увеличении тр иллюстрируют такие данные эксперимента, относящиеся к этим условиям АОП: для Ок = 30 мм м = 14 м/мин, для Ок = 95 мм м = 10-11 м/мин, для Ок = 242 мм м = = 8-9,5 м/мин. Отметим, что в экспериментальной серии ПП скорость истечения составляла 1,8-3 м/мин (см. рис. 1);
- в условиях АОП при переходе от меньших размеров диаметра контейнеров к большим возникает потребность в увеличении перепада 8: = tз/tк за счет уменьшения :к на 20-40 °С, чтобы за счет компенсирования термоэффекта трения уменьшить спад в скоростях истечения (см. рис. 1, поз. 1).
Выражения (3-5) позволяют оценить количественное влияние масштабного фактора тр в принятых типовых условиях прессования на силовое воздействие трения в контейнере в начале процесса (через показатель к; = Тк.з.макс/Р п.макс), неравномерность деформаций в поперечном сечении экструдата (через показатель 8х = Х'ц/Х и неравномерность истечения через матрицу (через показатель 9').
Однако при разработке новых и модифицированных способов, процессов и технологий прессования эти показатели существенно изменяются также при изменении определяющих и других параметров и показателей внутри каждого способа, например, соотношения длина/диаметр заготовки, коэффициента вытяжки X, показателя перепада температур заготовки и контейнера 8: = tз/tк, угла входного конуса матрицы ам и наличия в ней смазки, скорости прессования уп и др.
Заметим также, что в отношении других модифицированных процессов [5] необходи-
мо наити средства компенсации нежелательного снижения некоторых параметров под влиянием увеличения mF подобно АОП, где вопреки снижению fv (см. табл. 2), объем зоны активного сдвига можно увеличить за счет роста показателей воздействия тк.з/рм, Ку и 8t [22].
Поэтому завершающим этапом перед проектированием соответствующей технологии должно быть построение регрессионных зависимостей основных показателей (в случае АОП - K, 8x, 9' и др.) от указанных конкретных условий эффективной реализации данного процесса.
Примером этому может служить разработка в ОАО ВИЛС многоцелевой технологии АОП, которой предшествовал этап построения для АОП по методу наименьших квадратов (МНК) на ПЭВМ IBM РС/АТ, например, таких регрессионных зависимостей [20, 21]:
к; = f(L3/D3, X, Kv, mF), 8' = f(X, 8t, Kv, mF),
9' = f(X, ам, Kv, mF), [8W] = wAW = f(X, tB.3, Kv, mF),
(6)
где индексы «А» и «П» обозначают активный и прямой способы прессования, Ку = ук.м/уп -кинематический коэффициент прессования, укм - скорость движения контейнера относительно матрицы, уп - скорость прессования, а :в.3 - температура выходного конца заготовки, градиентно нагретой.
Имея в виду, что для способов прессования ПП, ОП и АОП кинематический коэффициент Ку количественно выражен соответственно как 0, 1 и > 1, можно в первом приближении оценить показатели из подборки (6) также для ПП и ОП.
Широкие практические возможности МНК демонстрируют также разработанные в МИСиС [22] уравнения регрессии, определяющие уровень формирования механических свойств экструдата в зависимости от принятых параметров АОП:
ств = 285,1 + 2,28X - 23^п +
+ 49,48Kv + 0,56tg, 8 = 38,08 - 0,166X + 1,288vri -- 5,741 Kv- 0,0413t3.
(7)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Заметим, что пользуясь методологией, рассмотренной выше, эти уравнения можно развить с включением в них масштабного фактора тр, чтобы полнее оценивать изменения механических свойств в условиях производства.
Заключение
В оптимальной методологии параметрической разработки модифицируемых и новых процессов ОМД (прежде всего, прессования и штамповки) и ГИП нуждается организационно следующее за ней проектирование соответствующих технологий и оборудования, например, с использованием деформационных эффектов позитивно активного трения с макросдвигом, простого микросдвига, ультразвука, сверхпластичности, изотермического режима и др. При этом весомое значение имеют возможности точного учета влияния масштаба деформации на изменения величин напряжений, деформаций, скоростей и температур, определяющих технико-экономические показатели производства, качество и механические свойства продукции.
При изучении этого комплексного влияния необходимо обеспечить накопление базы статистически значимых данных экспериментальных исследований на минимум 3-4-х типоразмерах деформирующего оборудования, функционально включающих машину-модель и машину-натуру.
По результатам данной работы можно сформулировать следующие выводы и рекомендации касательно современных возможностей параметрической разработки модификаций и новых способов прессования с учетом масштабного фактора:
1. Классическая, поэтапно реализуемая НИОКР вовлекает наиболее надежную методологию исследований, контроля результатов и параметрической разработки усовершенствуемых и новых способов прессования (и других вариантов ОМД) с учетом масштабного фактора и определением области их эффективного применения. Ключевое значение в этой методологии имеет предпроектная обработка экспериментальных данных статистическим методом наименьших квадратов
(МНК) с извлечением формул для расчета основных технологических параметров.
2. Физическое (экспериментальное) моделирование, обладая рядом трудностей, в том числе полностью не разрешимых, по удовлетворению закона подобия «модели» и «натура», не получает распространения. Одна из весомых причин этому - не сформирован парк экспериментально-исследовательских установок для достижения проблемных видов «подобий».
3. Методология конечно-элементного моделирования (с графопостроением), привлекая возможностью отслеживания динамических процессов (температурных, деформационных, скоростных, силовых и т. д.) при прессовании, находится в стадии отработки и уточнения области применения. Причины: неприемлемые погрешности в расчетах величин скоростей, сил и напряжений, которые усугубляются при использовании в процедуре подготовки программы к конкретной работе не экспертов в прессовании и других процессов ОМД. Но эту методологию, не имеющую альтернатив, целесообразно развивать, минимизируя существующую неувязку в теории МКЭ между напряженным и деформированным состояниями хотя бы за счет определения соответствующих поправочных коэффициентов для компенсации погрешности расчетов. Это реально при значительном сужении технологической зоны моделирования. Вместе с тем методология МКЭ применима с достаточной точностью к расчету и построению полей температур и деформаций, а также к прогнозированию зеренной структуры деформированных полуфабрикатов.
4. Особое значение при использовании и развитии рассмотренных методологий физического и теоретического моделирования следует придать формированию экспериментально полученной иллюстративной базы данных о реологии (характере течения металла, распределениях деформаций и скоростей), полях температур и напряжений в типовых условиях прессования (и ОМД, вообще). Эта информация (в альбомах, на файлах) будет служить истинной базой сравнения с реологическими результатами моделирования и
-Ф-
-Ф-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
расчета, зачастую некорректными, что свидетельствует о последующем получении ошибочных величин параметров.
5. Затраты на реализацию методологии НИОКР компенсируются не только безупречным решением поставленных задач, но и накоплением для последующих работ парка
модельного и исследовательского оборудования, возможно, в формате исследовательского технологического модуля, и формированием результатов проведенных НИОКР в виде перспективной базы данных (эти возможности, к сожалению, не вполне принимаются во внимание в настоящее время).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ерманок М.З., Фейгин В.И., Сухоруков Н.А.
Прессование профилей из алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия, 1977. - 264 с.
2. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. Изд. 2-е. Раздел XVI. 2. Особенности моделирования процесса. - М.: Металлургия. 1975. - 448 с.
3. Ерманок М.З. Прессование панелей из алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия. 1974. - 232 с.
4. Сомов Б.С. Трубопрофильные прессы. - М.: Машиностроение. 1972. - 232 с.
5. Бережной В.Л. Обоснование и оценка подходов к дальнейшему развитию базовых технологий прессования//Технология легких сплавов. 2012. № 4. С. 81-91.
6. Kennedy A. Extrusion presses and related equipment. Maintenance Manual. USA. - Fellow Publishing Co // Light Metal Age. 1996. 250 p.
7. Прессование: справочное рук-во / Баузер М., Зауер Г., Зигерт K. / Пер. с нем. под ред. Бережного В.Л. - М.: Алюсил МВиТ, 2009. - 918 с.
8. Бережной В.Л. История разработки многофункциональной технологии прессования с активными напряжениями трения // Оборудование и инструмент для профессионалов (Металлообработка): части I и II. 2011. № 5. С. 96-99; № 6. С. 132-134.
9. Бережной В.Л. Технологический анализ равно-канального углового прессования заготовок // Технология легких сплавов. 2007. № 1. С. 109-117.
10. Логинов Б.Н., Буркин С.П. Оценка неравномерности деформаций и давлений при угловом прессовании // Кузнечно-штамповочное производство. 2001. № 3. С. 29-34.
11. Бережной В.Л., Казимов И.В. Подходы к решению проблем неравномерности деформирования и многооперационности при РКУП // Технология легких сплавов. 2009. № 2. С. 91-100.
12. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. Изд. 2-е. Раздел 5.8. Принцип подобия. - М.: Машиностроение, 1971. -424 с.
13. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Изд. 3-е.
Гл. 13. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. - 369 с.
14. Чижиков Ю.М. Теория подобия и моделирования процессов обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1970. - 248 с.
15. Бережной В.Л. Анализ и формализация представлений о неравномерности деформации для технологического развития прессования // Технология легких сплавов. 2013. № 1. С. 40-57.
16. Бережной В.Л., Пасхалов А.С., Ураждин В.И., Ураждина Г.И. Совершенствование многоканального прессования активным действием трения // Цветные металлы. 1982. № 2. С. 71-74.
17. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов в технике. - М.: Мир, 1979. - 392 с.
18. Колмогоров В.Л. Численное моделирование больших пластических деформаций и разрушения металлов // Кузнечно-штамповочное производство. 2003. № 2. С. 4-16.
19. Бережной В.Л. Моделирование процессов прессования с использованием конечно-элементных программ: направления развития и ограничения // Технология легких сплавов. 2005. № 1-4. С.129-136.
20. Бережной В.Л. Комплексная методика исследований и оптимизации прессования в промышленных условиях // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2000. № 7. С. 3-10.
21. Бережной В.Л. Условия разработки и оптимального проектирования технологии прессования с активным действием трения // Кузнеч-но-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2001. № 7. С. 11-18.
22. Бережной В.Л., Щерба В.Н., Батурин А.И. Прессование с активным действием сил трения. -М.: Металлургия, 1988. - 296 с.
23. Бережной В.Л., Мороз Б.С., Пасхалов А.С. О некоторых особенностях влияния масштабного фактора на результаты прессования с активным трением // В кн.: Обработка металлов давлением. -Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1979. С. 141-149.
