Презентация - Загиров Н.Н., Иванов Е.В. Механика сплошных сред. Теория обработки металлов давлением

Подождите немного. Документ загружается.

Основы расчета предельных деформаций Основы расчета предельных деформаций

при ОМД. при ОМД.

Оценка Оценка вероятности разрушения. вероятности разрушения.

Понятие монотонной и немонотонной Понятие монотонной и немонотонной

деформации. деформации.

Условия деформирования металла Условия деформирования металла

без разрушения при различном развитии без разрушения при различном развитии

деформации во времени.деформации во времени.

При изготовлении продукции методом При изготовлении продукции методом

обработки давлением нередко, особенно на обработки давлением нередко, особенно на

стадии отладки технологии, наблюдают стадии отладки технологии, наблюдают

образование макротрещин, как на поверхности, образование макротрещин, как на поверхности,

так и внутри изделия. В этом случае продукция так и внутри изделия. В этом случае продукция

классифицируется как окончательный брак, либо классифицируется как окончательный брак, либо

подвергается дополнительной обработке.подвергается дополнительной обработке.

Кроме того, при разработке новой технологии не Кроме того, при разработке новой технологии не

всегда очевидны пути предотвращения всегда очевидны пути предотвращения

образования трещин и затруднена экспертная образования трещин и затруднена экспертная

оценка пригодности предложенного процесса оценка пригодности предложенного процесса

для изготовления бездефектной продукции.для изготовления бездефектной продукции.

Большую помощь в решении указанных задач Большую помощь в решении указанных задач

оказывают исследования процесса оказывают исследования процесса

разрушения металла при обработке разрушения металла при обработке

давлением. С этой целью разработана модель давлением. С этой целью разработана модель

разрушения, сущность которой заключается разрушения, сущность которой заключается

в следующем.в следующем.

Разрушение при больших пластических Разрушение при больших пластических

деформациях можно разделить на две стадии. деформациях можно разделить на две стадии.

По мере развития деформации на первой По мере развития деформации на первой

стадии образуются и растут зародыши стадии образуются и растут зародыши

трещин, начинают все сильнее действовать трещин, начинают все сильнее действовать

эффекты концентрации напряжений.эффекты концентрации напряжений.

Монотонной называют такую деформацию, при которой Монотонной называют такую деформацию, при которой

на каждой ступени в процессе значительного на каждой ступени в процессе значительного

формоизменения остаются постоянными отношения формоизменения остаются постоянными отношения ξξ

1111

, ,

ξξ

2222

, , ξξ

3333

и направления главных скоростей удлинений и направления главных скоростей удлинений

связаны с одними и теми же материальными волокнами.связаны с одними и теми же материальными волокнами.

Условия деформирования называют близкими к Условия деформирования называют близкими к

монотонным, если:монотонным, если:

11. . ξξ

1111

, , ξξ

2222

, , ξξ

3333

точно не совпадают с одними и теми же точно не совпадают с одними и теми же

материальными волокнами, но поворачиваются в материальными волокнами, но поворачиваются в

процессе деформации относительно их на угол не процессе деформации относительно их на угол не

больше, чем больше, чем ππ/2/2;;

22. отношение между . отношение между ξξ

1111

, , ξξ

2222

, , ξξ

3333

не сохраняется не сохраняется

постоянным, но главные скорости удлинения в процессе постоянным, но главные скорости удлинения в процессе

деформации изменяются монотонно без смены знака.деформации изменяются монотонно без смены знака.

Условие (Условие (34.234.2) во всех случаях существенно ) во всех случаях существенно

немонотонного деформирования дает немонотонного деформирования дает

завышенные расчетные значения завышенные расчетные значения ψψ, т.е. , т.е.

разрушение происходит при больших разрушение происходит при больших

деформациях, чем предсказывает условие (деформациях, чем предсказывает условие (34.234.2).).

Иллюстрацией могут служить результаты Иллюстрацией могут служить результаты

опытов на разрушение цилиндрических опытов на разрушение цилиндрических

образцов (образцов (рис. 34.1.), рис. 34.1.), подвергавшихся подвергавшихся

существенно немонотонному деформированию: существенно немонотонному деформированию:

одноосному растяжению вдоль оси образца до одноосному растяжению вдоль оси образца до

ψψ = = ψψ

, а затем кручению вокруг этой же оси до , а затем кручению вокруг этой же оси до

ψψ = = ψψ

, которое заканчивалось разрушением., которое заканчивалось разрушением.

Согласно условию (Согласно условию (34.134.1), поскольку произошло ), поскольку произошло

разрушение, то расчетные значения разрушение, то расчетные значения ψψ

(при растяжении) (при растяжении)

и и ψψ

(при кручении) должны быть связаны уравнением(при кручении) должны быть связаны уравнением

ψψ

+ + ψψ

= 1 (рис.= 1 (рис. 5.15.1, прямая , прямая 11).).

Рис. Рис. 34.1. 34.1. Прогнозирование разрушения Прогнозирование разрушения

цилиндрических образцов, подвергшихся существенно цилиндрических образцов, подвергшихся существенно

немонотонному деформированиюнемонотонному деформированию

Экспериментальная кривая Экспериментальная кривая 22 лежит несколько лежит несколько

выше, следовательно, разрушение идет медленней, выше, следовательно, разрушение идет медленней,

чем ожидалось по модели.чем ожидалось по модели.

Это объясняется тем, что параллельно с процессом Это объясняется тем, что параллельно с процессом

возникновения и увеличения микродефектов возникновения и увеличения микродефектов

(трещин) в пластически деформируемом теле идут (трещин) в пластически деформируемом теле идут

процессы «процессы «залечиваниязалечивания» зачатков нарушения » зачатков нарушения

сплошностисплошностии торможения их развития.и торможения их развития.

Соприкосновение поверхностей трещины в Соприкосновение поверхностей трещины в

условиях сжатия и их относительного условиях сжатия и их относительного

перемещения вследствие пластической перемещения вследствие пластической

деформации может вызвать схватывание (сварку).деформации может вызвать схватывание (сварку).

Распространим условие разрушения или условие Распространим условие разрушения или условие

деформирования без разрушения на существенно деформирования без разрушения на существенно

немонотонные процессы деформации.немонотонные процессы деформации.

Для этого вся деформация моментами смены ее Для этого вся деформация моментами смены ее

направления может быть разделена направления может быть разделена

((дискретизированадискретизирована) на этапы, деформация в которых ) на этапы, деформация в которых

будет близка к монотонной.будет близка к монотонной.

Общая степень использования запаса пластичности Общая степень использования запаса пластичности

рассчитывается по формулерассчитывается по формуле

∑

ψ=ψ

,(34.3),(34.3)

где где nn –– число этапов число этапов знакопостояннойзнакопостояннойдеформации; деформации;

≥≥ 11 –– показатель, характеризующий интенсивность показатель, характеризующий интенсивность

пластического разрыхления металла в процессе пластического разрыхления металла в процессе

деформирования. Разрушению, как и прежде, деформирования. Разрушению, как и прежде,

соответствует соответствует ψψ = = 11..

Исследования показали, что показатель Исследования показали, что показатель

степени степени aa

в модели (в модели (34.334.3) существенно ) существенно

зависит от показателя схемы напряженного зависит от показателя схемы напряженного

состояния состояния kk = = σσ / / TT, в меньшей степени , в меньшей степени ––

от от µµ

σσ

Одна из формул для расчета а выглядит Одна из формул для расчета а выглядит

следующим образом:следующим образом:

аа = = аа

1+0,2381+0,238⋅σ⋅σ//ТТ

где где аа

соответствует испытанию в условиях соответствует испытанию в условиях

атмосферного давления, когда атмосферного давления, когда σσ//TT= = 00..