Mater.Phys.Mech.(MPM)
No 1, Vol. 33, 2017, pages 171-177

NUMERICAL SIMULATION OF SUPERPLASTIC ROLL-FORMING OF A HOLLOW
SHAFT OUT OF NICKEL-BASED SUPERALLOY

R.V.Shakhov, M.I. Nagimov, Sh.Kh. Mukhtarov, F.Z. Utyashev,
R.Yu. Sukhorukov, A.A. Sidorov

Abstract

Numerical simulations of superplastic roll-forming used for manufacturing of hollow shafts out of superalloys are carried out. Configurations of the workpiece and roller, mutual orientations of their rotation planes are varied. Various initial cone-shaped blanks with angles of 15° to 45° between the generatrix and axis, and initial positions of the roller are considered. As a result, an optimal design of the workpiece and tool, which allows one to obtain required shapes and dimensions of a shaft with a bearable deformation load on the existing roll forming equipment are determined. Basing on this, an optimal shape of a blank with a cone angle of 30° is selected.

Keywords: numerical simulations; isothermal roll-forming; superplasticity; nickel base superalloy; hollow shaft.

full paper (pdf, 1312 Kb)

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСКАТКИ ПОЛОГО
ВАЛА ИЗ ЖАРОПРОЧНОГО НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА В УСЛОВИЯХ
СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Р.В. Шахов, М.И. Нагимов, Ш.Х. Мухтаров, Ф.З. Утяшев, Р.Ю. Сухоруков,
А.А. Сидоров

Аннотация

Проведено компьютерное моделирование процесса изотермической раскатки полого вала из жаропрочного никелевого сплава в условиях сверхпластической деформации. Варьировались конструкции заготовки и ролика, также расположение плоскости вращения ролика относительно заготовки. Рассматривались различные исходные заготовки в виде конусов с образующими, составляющими углы от 15° до 45° к оси, и начальные положения раскатного ролика. В результате определены оптимальные конструкции заготовки и инструмента, позволяющие получить требуемую форму и размеры вала при допустимой для раскатки силе деформации на имеющемся оборудовании. На основании этого выбран оптимальный вариант заготовки с углом конуса 30°.

Ключевые слова: компьютерное моделирование; изотермическая раскатка; сверхпластичность; никелевый сплав; полый вал.

full paper (pdf, 1312 Kb)