Протокол испытаний по определению момента трения

Ф.И.О. Материал подкладки Диаметр проволоки, мм

Таблица №9

№ этапа	№ под- кладки	Ширина отпечатка, мм			Глубина отпечатка, мм			Длина отпечат-ка,мм	Уси-лие сжа-тия, Н	Усилие на коро-мысле, Н	Длина коромысла,мм	Высота наклона коромысла, мм			Углы наклона		Примеча-ние
		B1	B2	B3	h1	h2	h3					Lначальн		Lконеч	0	к
Режим нагружения
1	1
	2
2	1
	2
3	1
	2
	1
	2
Режим разгрузки
1	1
	2
2	1
	2

2.2. Лабораторная работа № 10 Определение коэффициентов трения листовых заготовок на пуансоне в процессе пластического формообразования обтяжкой

Цель работы: ознакомить с методом экспериментального определения параметров анизотропии

Испытательная установка

Для определения коэффициента трения рассмотрим процесс обтяжки листовой заготовки по цилиндрическому пуансону радиуса R. Схема обтяжки приведена на рис.28

Рис.28

Принимается модель жестко-пластического, ортотропного материала, подчиняющегося степенному закону упрочнения.

При обтяжке по цилиндрическому пуансону деформации в направлении, перпендикулярном к направлению обтяжки, затруднены. Поэтому деформированное состояние заготовки примем плоским. В этом случае

(39)

где - напряжение и деформация в направлении обтяжки;

-параметры анизотропии.

Эти параметры вычисляются через определенные (см.лаб. работу №2, ) параметры анизотропии

(40)

Уравнения равновесия элемента цилиндрической оболочки длиной L, находящегося в контакте с пуансоном, запишутся в виде

(41)

N-погонное (приходящееся на единицу ширины) усилие; T_- погонная сила трения; q- нормальное давление; - угол наклона касательной к контуру пуансона.

Поскольку давление листовой заготовки на обтяжной пуансон меньше предела текучести материала, принимаем закон трения Кулона

, (42)

где - коэффициент трения.

Система (41) при подстановке (42) сводится к уравнению

(43)

Принимая равномерное распределение напряжений по толщине заготовки, которую можно считать тонкостенной, имеем

, (44)

где h - толщина заготовки (см.рис.28).

Подставим (44) в уравнение (43) и с учетом (39) получим

(45)

Зная распределение деформации по длине заготовки, можно определить коэффициент трения

(46)

Методика определения коэффициента трения.

Моделируются условия деформирования, характерные для операции обтяжки. Поскольку при выполнении эксперимента неизбежен статистический разброс данных, коэффициент трения усредняется по всей длине заготовки. На заготовку наносят координатную сетку с размерами ячейки 5мм, как показано на рис.29

180^0.5

Направление прокатки

b₁

b_i

20^0.5

R30

60^0.5

4 отв. 18^0.2

420^0.5

Рис.29

Размеры ячеек предварительно промеряются, чтобы избежать влияния погрешности нанесения сетки при вычислении деформаций. Обтяжка заготовки осуществляется по цилиндрическому пуансону радиуса R=75 мм с углом охвата 180⁰. Степень растяжения заготовки зависит от перемещений пуансона, которое контролируется индикаторными часами (см.рис.28). Размеры координатной сетки до и после деформирования промеряются на инструментальном микроскопе с точностью 0.005 мм.

Логарифмические деформации в i-ой точке координатной сетки определяют по следующей зависимости

(47)

где b⁰_i,b_i - размер i-ой ячейки до и после деформирования; N - число узлов координатной сетки.

Координата, определяющая положение i-ой точки ячейки, равна

(48)

Скорость изменения деформаций по длине заготовки определяется

(49)

Перед вычислением производной распределение деформаций по длине заготовки сглаживается.

Опыт определения коэффициентов трения для реальных процессов показал, что коэффициент трения целесообразно вычислять по формуле (46), обрабатывая экспериментальные данные по методу наименьших квадратов

(50)

где (51)

(52)

(53)

(54)

(55)

здесь h⁰- исходная толщина заготовки.

Решая систему уравнений (47)-(55), определяют коэффициент трения.

Результаты измерений вносят в табл.10.