ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:

В. Д. Кухарь, заведующий кафедрой «Теоретическая механика», профессор, докт. техн. наук,
В. А. Коротков, доцент кафедры «Механика пластического формоизменения», канд. техн. наук
С. С. Яковлев, аспирант кафедры «Механика пластического формоизменения», эл. почта: fiz-site@yandex.ru
А. А. Шишкина, студент кафедры «Охрана труда и окружающей среды»

Получение оболочек, на внутренней поверхности которой нанесены рифли, является сложной и актуальной задачей, поэтому разработан новый метод рифления, отличающийся высокой эффективностью и низкой металлоемкостью конструкции. При этом практически отсутствуют работы, посвященные оценке и исследованию напряжений, деформаций и повреждаемости материала при рифлении локальным формоизменением. В работе проведен анализ интенсивности деформаций, средних напряжений и опасности разрушения при нанесении рифлей на внутренней поверхности оболочки при локальном формоизменении с помощью инструментов, имеющих различные по форме заходные части клиновых выступов. Выполнен сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния при различных методах нанесения рифлей одного направления — локального формоизменения и редуцирования через коническую матрицу. Исследование проведено с целью определения наиболее подходящего способа нанесения рифлей с точки зрения получения благоприятного напряженно-деформированного состояния. Также рассмотрено напряженно-деформированное состояние при нанесении рифлей встречного направления в зоне их пересечения в процессе формирования сетки рифлей локальным формоизменением. Для решения задачи проведено компьютерное моделирование в программе DEFORM с последующей интерпретацией результатов.
Работа выполнена в рамках гранта Правительства Тульской области в сфере науки и техники № ДС/167.

1. Gurel E. Modeling and simulation of shaped charges: graduate work for the degree of master of science. — Turkey : Middle East Technical University, 2009. — 150 p.
2. Harikrishnan S., Murthy K. P. S. Inconsistent performance of a tandemshaped charge warhead // Defence Science Journal. 2010. Vol. 60. No. 2. P. 164–168.
3. Пат. 2087239 РФ. Способ накатывания продольных рифлей / Е. А. Попов ; заявл. 06.07.1995 ; опубл. 20.08.1997.
4. Яковлев С. С. Анализ интенсивности напряжений и деформаций при рифлении внутренней поверхности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 5. С. 88–93.
5. Кухарь В. Д., Коротков В. А., Яковлев С. С., Шишкина А. А. Формообразование сетки спиральных клиновых выступов на внутренней поверхности стальной оболочки локальным пластическим деформированием // Черные металлы. 2021. № 6. С. 65–68. DOI: 10.17580/chm.2021.06.12.
6. Митин О. Н. Формирование винтовых рифтов на внутренней поверхности цилиндрического стакана // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 3. С. 548–552.
7. Митин О. Н., Иванов Ю. А. Напряженно-деформированное состояние материала при редуцировании цилиндрического стакана пуансоном с рифлями // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 4. С. 111–116.
8. Кухарь В. Д., Киреева А. Е. Влияние редуцирования на напряженно-деформированное состояние материала стальных осесимметричных изделий с внутренними спиральными рифлениями // Черные металлы. 2020. № 3. С. 31–39.
9. Samudre S. S., Nair U. R., Gore G. M., Sinha R. K., Sikder A. K., Asthana S. N. Studies on an improved plastic bonded explosive (PBX) for shaped charges // Propellants Explosives Pyrotechnics. 2009. Vol. 34. P. 145–150.
10. Москвичев Е. Н., Скрипняк В. А., Каракулов В. В., Лычагин Д. В. Влияние микроструктурных изменений при циклическом рифлении прессованием на механическое поведение магниевого сплава Mg – Mn – Ce // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 58. С. 109–118.
11. Moskvichev E. N., Skripnyak V. A., Skripnyak V. V., Kozulin A. A., Lychagin D. V. Influence of structure to plastic deformation resistance of aluminum alloy 1560 after groove pressing treatment // Letters on Materials. 2016. Vol. 6. No. 2. P. 141–145.
12. Pack K., Mohr D. Combined necking and fracture model to predict ductile failure with shell finite elements // Engineering Fracture Mechanics. 2017. Vol. 182. P. 32–51.
13. Roth C. C., Mohr D. Ductile fracture experiments with locally proportional loading histories // International Journal of Plasticity. 2016. Vol. 79. P. 328–354.
14. Bakulin V. N. Block based finite element model for layer analysis of stress strain state of three-layered shells with irregular structure // Mechanics of Solids. 2018. Vol. 53. P. 411–417.
15. Власов А. В. О применении критерия Кокрофта – Лэтэма для прогнозирования разрушения при холодной объемной штамповке // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 11–1. С. 46–58.