Проведен анализ существующих конструкций установок для испытания материалов в условиях действия гидростатического давления, предложены новые конструкции установок. На базе метода конечных элементов разработаны математические модели процесса испытания на растяжение стандартных образцов в условиях действия гидростатического давления. Для стали ШХ15 изучено влияние гидростатического давления на механические свойства при растяжении.

Методом конечных элементом выполнен анализ комбинированного выдавливания заготовок из стали 20. Определено влияние геометрии матрицы на силовые режимы деформирования и распределение удельных усилий на инструменте. Установлена геометрия изделия, напряженно-деформированное состояние и упрочнение металла после деформации. По данным расчета спроектирован штамп для реализации процесса в производстве.

С помощью метода конечных элементом проведено моделирование процесса холодного обратного выдавливания конических полостей в заготовках из малоуглеродистой стали. Определена конечная геометрия изделия. Установлены силовой режим процесса, распределение удельных усилий на пуансоне, матрице, выталкивателе. Рассчитано упрочнение металла по всему объему изделия. По данным расчета разработана технология холодного выдавливания и спроектирована конструкция штампа.

Числовим моделюванням за допомогою методу кінцевих елементів проведено аналіз, гідропресування на гладкій оправці, показано можливість одержання заготовок для ствола пістолет-кулемета із сталі 20X17H2. Моделювання процесу виконано в програмному пакеті DEFORM, як вісесиметрична задача. Визначено можливість реалізації процесу, необхідний гідростатичний тиск, який прикладається на вільну поверхню заготовки під час гідропресування та розподіл ступеня використання пластичності. Одержано кінцеву геометричну форму заготовки, що деформується та параметри напружено-деформованого стану, визначено зусилля необхідне для вибору обладнання та розподіл нормальних напружень на інструменті, що деформує.

Уперше спільним розв'язанням наближених диференціальних рівнянь рівноваги з умовою пластичності одержано аналітичні залежності для визначення питомих зусиль та зусиль деформування в процесах холодного видавлювання порожнин сферичним та ступінчастим пуансонами за дії диференційованого протитиску на заготовку. Набули подальшого розвитку з використанням методу скінченних елементів розрахункові методики побудови діаграм пластичності для малопластичних сталей і сплавів з урахуванням дії диференційованого протитиску. Уперше в процесах холодного видавлювання з диференційованим протитиском порожнистих виробів із малопластичних сталей встановлено енергосилові режими деформування, розподіли питомих зусиль на деформівному інструменті, кінцеві форми та розміри виробів, напружено-деформований стан і ступінь використання ресурсу пластичності здеформованого металу.

В роботі запропоновано адаптувати технологію виготовлення артилерійської гільзи на прикладі виготовлення піддону для 125 мм танкового пострілу під виробничі потужності оборонно-промислового комплексу України, що надає змогу скоротити час підготовки виробництва із застосуванням стандартного обладнання. Для розробки технологічного процесу було проведено комп'ютерне моделювання технологічних переходів формоутворення напівфабрикатів у відповідних умовах. Моделювання виконували в програмному комплексі DЕFORM-20/30. Проведено моделювання та виконано розрахунковий аналіз технологічних переходів виготовлення зі сталі 11ЮА. За допомогою комп'ютерного моделювання було встановлено необхідні технологічні параметри для реалізації процесу: температура, енергосилові параметри процесів, кінцева форма та розміри напівфабрикатів, а також напружено-деформований стан та ступінь використання ресурсу пластичності на кожному переході деформування. На основі одержаних результатів комп'ютерного моделювання було спроектовано та виготовлено експериментальне оснащення для всіх переходів технологічного ланцюга. Експериментальним шляхом було підтверджено результати розрахунків та працездатність приведеної технології виготовлення. Заготовка після операцій штампування (гаряче видавлювання, гаряче витягування з потоншенням, холодне витягування з потоншенням та осадка фланця з локальним нагрівом заготовки) доводиться до кінцевої форми та розмірів ротаційним видавлюванням, що надає змогу зменшити кількість технологічних переходів, які здійснюються на пресовому обладнанні. Ротаційне видавлювання заготовок здійснювалося на токарному верстаті 16К20 сферичним роликом. Крім того, ротаційне видавлювання, як фінішна обробка, надало змогу виправити одержану при штампуванні різностінність.