1.1 - Понятия схем напряженного и деформированного состояния.

Схемы напряженного и деформированного состояний

а – напряженное состояние; б – деформированное состояние I – линейное напряженное состояние; II – плоское напряженное состояние; III – объемное напряженное состояние

Схемы напряженного состояния графически отображают наличие и направление главных напряжений в рассматриваемой точке тела. Напряжения в точке изображаются как напряжения на трех бесконечно малых гранях куба, соответственно перпендикулярных главным осям. Возможны девять схем напряженного состояния (рисунок, позиция а). Напряженное состояние в точке может быть линейным, плоским или объемным.

Схемы с напряжениями одного знака называют одноименными, а с напряжениями разных знаков – разноименными. Условно растягивающие напряжения считают положительными, с сжимающие – отрицательными.

Схема деформированного состояния графически отображает наличие и направление деформации по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Возможны три схемы деформированного состояния (рисунок, позиция б).

При схеме Д_I уменьшаются размеры тела по высоте, за счет этого увеличиваются два других размера (осадка , прокатка).

При схеме Д_II происходит уменьшение одного размера, чаще высоты, другой размер (длина) увеличивается, а третий (ширина) не изменяется. Например, прокатка широкого листа, когда его ширина в процессе прокатки практически не изменяется. Это схема плоской деформации.

Наиболее рациональной с точки зрения производительности процесса обработки давлением является схема Д_III: размеры тела уменьшаются по двум направлениям, и увеличивается третий размер (прессование, волочение).

1.2 - Коэффициенты деформации

Величина h₀/h_i= η характеризует деформацию металла в направлении высоты полосы и называется коэффициентом высотной деформации; соответственно величина b₁/b₀ = β характеризует деформацию в направлении ширины полосы и называется коэффициентом юперечной деформации; величина 1\11, = л характеризует деформации в направлении длины полосы и носит название коэффициента продольной деформации.

При выполнении технологических расчетов используются следующие величины, характеризующие деформацию:

-абсолютное обжатие за проход или за несколько проходов

-относительное обжатие за проход

или за несколько проходов

абсолютное уширение

коэффициент вытяжки за проход

или за несколько проходов

и вышеназванные коэффициенты

При предварительном назначении числа проходов (операций) п можно вычислить средний коэффициент вытяжки по формуле

откуда

В некоторых случаях используется величина относительной высотной деформации, вычисляемая следующим образом:

Наиболее точно высотную деформацию характеризует лога­рифмический (истинный, или интегральный) показатель, который определяется интегрированием бесконечно малых относительных изменений высоты полосы. Например, в отдельном проходе логарифмический показатель высотной деформации определяется так:

Суммарный логарифмический показатель высотной деформации за n проходов определяется следующим образом:

1.3 - Законы постоянства объема и наименьшего сопротивления

Установлено, что объем тела в результате пластической деформации изменяется незначительно, поэтому в теории пластической деформации принимается условие постоянства объема: объем тела при пластической деформации остается неизменным. В действительности объем тела меняется, но это изменение незначительно, и им пренебрегают. Объем уменьшается при горячей ОМД литого металла, он уплотняется, завариваются поры, раковины, микротрещины. При холодной ОМД наоборот увеличение объема из- за появления микротрещин. Закон наименьшего сопротивления: в случае возможности перемещения точек деформированного тела в различных направлениях каждая точка деформируемого тела перемещается в направлении наименьшего сопротивления. По этому закону частицы всегда перемещаются по кратчайшим путям, которые характеризуются наименьшим сопротивлением движению металла. Такими путями являются нормали к периметру образца.

1.4 - Понятие пластичности металлов.

Пластичностью называется способность металла принимать под действием нагрузки новую форму не разрушаясь.

Пластичность металлов определяется также при испытании на растяжение. Это свойство обнаруживается в том, что под действием нагрузки образцы разных металлов в различной степени удлиняются, а их поперечное сечение уменьшается. Чем больше способен образец удлиняться, а его пеперечное сечение сужаться, тем пластичнее металл образца. Для того чтобы получить представление о пластичности металла и определить величину этого свойства, существуют две единицы измерения: относительное удлинение и относительное сужение при разрыве.

Относительное удлинение δ представляет собой отношение приращения длины образца после его разрыва к первоначальной расчетной длине l0 и выражается в процентах:

Относительным сужением называется отношение уменьшения поперечного сечения образца после разрыва к первоначальной площади поперечного сечения, выраженное в процентах:

φ=(f0-f1/f0)*100

где f0 — поперечное сечение образца до разрыва в мм;

f1 — поперечное сечение образца в месте разрыва в мм;