- •Теория омд Введение
- •Основные способы омд:
- •Основы теории упругости и пластичности Упругая и пластическая деформация
- •Дефекты в кристаллах
- •Дислокации
- •Упрочнение металла при холодной деформации (наклеп)
- •Изменение свойств наклепанного металла при нагреве
- •Теория деформаций и напряжений Величины, характеризующие деформацию тела
- •Закон постоянства объема
- •Смещенный объем
- •Общий случай деформации
- •Скорость деформации
- •Правило наименьшего сопротивления
- •Величины, характеризующие напряженное состояние тела
- •Главные нормальные и главные касательные напряжения
- •Октаэдрические напряжения
- •Связь между напряжениями и деформациями
- •Связь обобщенного напряжения с обобщенной деформацией
- •Плоское напряженное и плоское деформированное состояние
- •1) Плоское напряженное состояние
- •2) Плоское деформированное состояние
- •Сопротивление деформации и пластичность Понятие сопротивления деформации и пластичности
- •Сверхпластичность
- •Методы оценки пластичности
- •Факторы, влияющие на сопротивление деформации
- •Факторы, влияющие на пластичность металла
- •Условие пластичности Условие пластичности для линейного напряженного состояния
- •Условие постоянства максимального касательного напряжения (условие пластичности Сен-Венана)
- •Энергетическое условие пластичности (условие пластичности Губера – Мизеса - Генки)
- •Частные случаи условия пластичности
- •Влияние механической схемы деформации на усилие деформирования и пластичность
- •Трение при омд Особенности трения при омд
- •Виды трения. Физико-химические особенности трения
- •Механизм сухого трения
- •Механизм граничного трения
- •Механизм жидкостного трения
- •Смазка при омд
- •Факторы, влияющие на сухое и граничное трение
- •Влияние твердости металла и внешнего давления
- •Факторы, влияющие на жидкостное трение
- •Трение при различных видах омд
- •Неравномерность деформации
- •Основные причины неравномерности деформации:
- •Влияние формы инструмента и заготовки на неравномерность деформации
- •Влияние внешнего трения на неравномерность деформации
- •Влияние неоднородности свойств на неравномерность деформации
- •Остаточные напряжения
- •Методы устранения остаточных напряжений
- •Список литературы
Неравномерность деформации
При равномерной (однородной) деформации напряженное состояние во всех точках тела одинаково, компоненты тензора напряжений и направление главных осей не изменяются при переходе от одной точки тела к другой, плоскости и прямые линии в теле не изменяются.
При неравномерной (неоднородной) деформации напряженное состояние и деформация различны в различных частях тела. При ОМД деформация всегда неравномерна. Однако, при решении практических задач деформацию принимают равномерной по всему объему тела или тело разбивают на отдельные объемы, в пределах которых деформацию можно принять равномерной.
Основные причины неравномерности деформации:
несоответствие формы инструмента форме деформируемого тела;
внешнее трение;
неоднородность физических свойств деформируемого тела.
Неравномерность деформации при обработке давлением в большинстве случаев нежелательна, т.к. приводит к появлению дополнительных напряжений в процессе деформации, которые снижают пластичность, повышают необходимое усилие, искажают форму тела. Неравномерность деформации приводит к остаточным напряжениям и неоднородности свойств готовых изделий.
Влияние формы инструмента и заготовки на неравномерность деформации
В большинстве процессов ОМД форма заготовки отличается от формы готового изделия, определяемой формой инструмента. Обычно форма заготовки проще формы изделия, что приводит к неодинаковому обжатию отдельных частей заготовки, т.е. к неравномерной деформации. Так при штамповке форма штампа и поковки отличаются от формы заготовки; при прокатке фасонных профилей форма калибров отличается от формы заготовки. Только в некоторых процессах ОМД форма инструмента совпадает с формой заготовки (ковка, прокатка листа, волочение проволоки).
Н еравномерное обжатие ведет к неоднородности структуры, особенно на заключительных стадиях обработки. В результате неравномерной деформации в разных частях изделия образуются зерна разной величины, появляются дополнительные напряжения. Если распределение напряжений, вызванных внешними силами (основных), вызовет такое изменение формы, которому будет препятствовать целостность тела, то в различных частях тела появятся дополнительные напряжения разных знаков.
Например, при прокатке крестообразного профиля из прямоугольной заготовки центральная часть обжимается незначительно, а края получают большое обжатие. Внешние силы создают схему всестороннего сжатия: по вертикали от усилий обжатия, по горизонтали – от сопротивления трения. Если бы участки 1 и 2 могли деформироваться независимо. Они бы получили разную вытяжку. Но они представляют собой единое целое. Слабообжимаемый участок сдерживает вытяжку сильнообжимаемых участков, а они в свою очередь увеличивают его вытяжку. В результате длина всех участков получается одинаковой. На участке 1 возникнут дополнительные напряжения растяжения, а на участке 2 – сжатия.
Основные напряжения, суммируясь с дополнительными, составляют результирующие напряжения. Дополнительные напряжения могут быть достаточно большими, сравнимыми с основными и оказывать существенное влияние на схему напряженного состояния.
Принудительная вытяжка участка 1 вызывает перетекание металла из сильнообжимаемых участков 2 в участок 1. При сильновыраженной неравномерности обжатия металл участка 1 может отстать от валков, а металл на участках 2 устремиться в стороны (вынужденное уширение). Дополнительное напряжение утяжки может вызвать разрывы, поперечные трещины на участке 1 и волны на участке 2.
Неравномерность деформации возникает и тогда, когда инструмент или заготовка не имеют оси симметрии, например, в валках переменного диаметра.