Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 19
Текст из файла (страница 19)
4.8. Изменение удельной си- (4.51) произойдет скачкооблм нри стесненном вылавливании Разное Уменьшение дефор- мирующей силы д (показана пунктиром на рис. 4.8) по сравнению с величиной, опреде- !27 Р 1)(Ро+ Р~) 2(1+ 2рА) (4.52) Формула (4.52) получена путем применения выражения (4.21) для минимизации по Н зависимости (4.51). Соответствующее минимальное значение удельной силы находится подстановкой величины Н„в формулу (4.51). При дальнейшем ходе пуансона сила будет расти и сравняется с силой начала стесненного выдавливания при толщине Н„, соответствующей началу повышения силы и определяемой выражением (4.53) где 1+ 2(Ы, 0 5+ 111 )го+ ~"~ г(Л' -Ц ' 4Ь Последующее уменьшение толщины дна приводит к интенсивному росту силы выдавливания.
Такой характер изменения силы при эффекте дна экспериментально известен из работ 154, 105, 1321, однако его теоретическое объяснение и соответствующие расчетные зависимости изложены нами впервые. Подробное сравнение результатов расчета параметров стесненного выдавливания, полученных для р=р~=ро=0,1 (на- 128 ляемой формулой (4.20). В действительности снижение силы будет происходить не скачкообразно, а плавно (сплошная линия на рис. 4.8), поскольку в жесткопластической модели выдавливаемого материала схематизированные границы являются математической идеализацией переходных областей.
При дальнейшем уменьшении толщины дна сила будет продолжать снижаться, достигая своего минимального значения д„ при чальное значение удельной силы д определялось по формуле (4.20)), с экспериментальнымн данными работ 1105, 1321 представлено в табл. 4.4 и показывает хорошую сходимость. Из табл. 4.4 видно, что в начале эффекта дна происходит снижение силы на б-1б%, что совпадает с опытными данными работы [21. Таблица 4.4. Сравнение расчетиык и экспериментальных параметров стесненного выдавливании 4.5. ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАГОТОВКИ 840 Мысленно проведем сле- 0,1 дующий эксперимент, Возьмем заготовку, например, диаметром 56 мм, нанесем на ед срединную плоскость квадратную координатную сетку с базой 2 мм (рис.
4.9, слева), после чего осуществим выдавливание этой заготовки пуансоном диаметром 40 мм и5б (11=1,4) на глубину 0,1 мм (рнс. 4.9, справа; размеры ячеек делительной сетки и глубина внедрения условно преувеличены). Очевидно, что такая величина внедрения пуансона не приведет к сколько-нибудь существенному искажени1о дслительной сетки. Поэтому, когда мы попытаемся по 129 методу координатных сеток вычислить среднюю по очагу накопленную деформацию, то получим значение, равное нулю. Также очевидно, что по мере углубления пуансона искажения делительной сетки и, соответственно, накопленные деформации будут нарастать постепенно (рис.
4.24). Однако в учебной и справочной литературе рекомендуют определять накопленную деформацию либо по формуле, характеризующей отношение начальной площади поперечного сечения к конечной ~57, 1321: )(г Я~ — 1 (4.54) либо по формуле В. Я. Шехтера (911: (4.55) где Нд — начальная, а Н вЂ” текущая высота очага пластической деформации заготовки. Для последней формулы предполагается, что материал заготовки с самого начала выдавливания охвачен пластической деформацией по всей толщине, то есть, строго говоря, формула В.
Я. Шехтера условно применима лишь прн стеснйнном выдавливании, когда высота очага пластической деформации равна текущей толщине дна выдавливаемого изделия. По этим формулам мы уже для начального момента выдавливания, соответствующего приведенному выше мысленному эксперименту, несмотря на малую величину углубления, получим большую величину накопленной деформации, равную 0,714. Таким образом, формула (4.54) имеет два больших недостатка: во-первых, она дат мгновенное получение значительной накопленной деформации уже для момента начала выдавливания, а во-вторых, она показывает неизменное значение накопленной деформации по ходу выдавливания, в свя- ~зо зи с чем, особенно при наблюдаемом постоянстве силы (раздел 3.4), часто используют неточный.
термин «установившаяся (или стационарная) стадия выдавливания». Между тем экспериментальные исследования выдавливания полых изделий, в частности, поэтапное исследование характера течения, при котором сопоставлялись искажения Лслительной сетки, соответствующие различным величинам рабочего хода пуансона 1106, 1161, а также исследования распределения твйрдости в стенках и очаге пластической деформш1ии выдавливаемого изделия 156, 97, 1281, дающие косвенное представление о распределении деформаций, позволили прийти к выводу, что поле деформаций стационарно не по пссй пластической области. Стационарным поле становится только тогда, когда все материальные точки, покидающие пластическую область, проходят полностью путь от ей входной границы до выходной, причем по неизменной траектории.
1)днако даже нри максимальной величине рабочего хода, которую удается получить при выдавливании, поле деформаций ттается нестационарным еще' в значительной части нлагн1ической области 197, 104, !06, 1161. В каждой точке той ~п1сги пластической области, в которой поле деформаций становится стационарным, прекращается дальнейший рост деформаций, тогда как деформации в каждой точке зоны нестациопарного поля по мере внедрения пуансона продолжают возрастать, что подтверждает н непрерывный рост твердости в 'пой зоне 156]. Следовательно, с точки зрения деформированного сос1нояния, стационарной стадии выдавливания ~алых изделий ттбще не существует (заметим, что в процессе выдавливал~я происходит истощение смазочного слоя„то есть помимо 11сформаций меняются во времени и силы контактного трепп»). Поэтому, на наш взгляд, в случае постоянства силы по тьту выдавливания более корректно использовать введенный в 1»идсле 3.4 термин «квазистационарное выдавливание».
Поп горим, что постоянство силы может иметь место в двух случаях. Во-первых, когда в соответствии с физическими особен- 131 Таким образом, традиционно рекомендуемые формулы не дают объективной характеристики накопленных деформаций при реальном выдавливании, что хорошо видно из сравнения полученных по ним значений с экспериментальными данными работы 11361, установленными при выдавливании с параметрами, соответствующими нашему мысленному опьггу. Это сопоставление по относительному ходу выдавливания з показано на рис. 4.10. Традиционные формулы получены путем некорректного переноса характеристик деформации в условиях линейного напряженного со- е; 1,0 0,0 0,6 0,4 0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 я Рис.4.10. Зависимость накопленной деформации от рабочего хода пуансона: — экспериментальная; по формуле (4.54); по формуле (4.55) 132 ностями или термомеханическим режимом выдавливания отсутствует деформационное упрочнение выдавливаемого материала.
Во-вторых, когда рост контактного трения и увеличение напряжения текучести выдавливаемого материала за счет деформационного упрочнения компенсируются снижением этого напряжения за счет температурного эффекта деформации. Формула В. Я. Шехтера (4.55) также дает мгновенное получение значительной накопленной деформации уже для момента начала выдавливания. Эта формула представляет собой искусственную смесь формулы (4.54) с логарифмической высотной деформацией при простом сжатии и, естественно, показывает неверную зависимость накопленной деформации от хода выдавливания.
Итояпия при простом растяжении или сжатии на несопоставимо более сложное объемное напряженно-деформированное Иостояние заготовки при выдавливании. Привлекательная Ироппгга этих формул не оправдывает их несоответствие физикес процессов выдавливания. Кроме того, прн выдавливании стаканов весьма значительной является не только нестационарность накопленных деформаций по ходу выдавливания, но и неравномерность их распределения по тошцине стенки и очагу пластической деформации выдавливаемого изделия. В работе [98] методом координатных сеток установлено, что интенсивность деформаций возрастает в направлении внутренней стенки стакана; 'гго подтверждается также измерением твйрдости, проведенИым в работах [128„ 1311. Распределение интенсивности деформации под торцом пуансона (в дне стакана) имеет доволь!и> сложный характер с ярко выраженным экстремумом при иаличин застойной зоны и более равномерный характер при отсутствии застойной зоны.
Также установлено, что неравномерность деформированного состояния отдельных зон уменьшается с увеличением обжатия [11. Неравномерность деформации при выдавливании определяет соответствующую неравномерность структуры и свойств изделий по их сечению И длине [571, то есть является важной характеристикой процесса. Однако зависимости для расчйта неравномерности деформации при выдавливании в учебной и справочной литера1урс отсутствуют.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
