Меню

• Введение
• Цель работы
• Оборудование, материалы и инструмент
• Порядок выполнения работы

1. Введение.

Линии естественного рисунка, возникающие на поверхности деформируемого металла вызываются скольжением по определенным кристаллографическим плоскостям, поэтому они получили название - линии скольжения. Экспериментально полученные рисунки линий скольжения совпадают с траекториями наибольших касательных напряжений и с характеристиками дифференциальных уравнений пластичности, на основании этого были сформулированы основные положения теорий линий скольжения. При решении прикладных задач методом линий скольжения принимается ряд допущений: реальное тело представляется в виде жестко-пластической модели, деформация считается плоской. Предполагаемая пластическая область покрывается сеткой линий скольжения таким образом, чтобы удовлетворить граничным условиям для напряжений и скоростей. По полученной картине можно определить нормальные и касательные напряжения в любой точке деформируемой области. Зная напряжения можно определить удельное и полное усилие деформирования. Задачей близкой к плоскому деформированному состоянию является вытяжка тонкостенных деталей из листового металла. При этом во фланце заготовки возникает пластическое напряженное состояние: в одном из направлений - сжатие, в другом - растяжение. В направлении нормали к поверхности величина напряжений существенно меньше, поэтому можно считать, что любой малый элемент заготовки в процессе вытяжки находится в плоском напряженном состоянии (см. рис. 1).

Рис. 1. Схема напряжённого состояния элементарного объёма во фланце заготовки при её вытяжке

2. Цель работы:

Построить линии скольжения теоретически, сравнить их с полученными экспериментально и определить напряжения, возникающие во фланце заготовки при вытяжке из листового материала.

3. Оборудование, материалы и инструмент

• Универсальная испытательная машина.
• Экспериментальный штамп для вытяжки.
• Образец - плоская круглая заготовка диаметром 100 мм из стали 08кп ГОСТ 1050-74 толщиной 0.8 мм.
• Штангенциркуль, линейка.
• Калька, циркуль, карандаш

4. Порядок выполнения работы

1. Образец из стали 08кп отжечь в электропечи при температуре 450... 480 град, с выдержкой во времени 1 час.
2. Установить образец в штамп и провести вытяжку по схеме рис. 2

   
   Рис. 2. Схема деформации заготовки при вытяжке: 1 – пуансон, 2 – матрица, 3 – прижим, 4 – заготовка

3. Вычислить координаты узловых точек поля для двух семейств (α и β) линий скольжения, которые являются ортогональными логарифмическими спиралями, по формуле:

   

   где θ - текущий угол, определяющий координату n - ой точки поля линий скольжения, (см.рис. 1.) ρ - переменный радиус, изменяющейся в интервале r ≤ ρ ≤ R; r, R - внутренний и наружный радиусы заготовки соответственно.
4. Рассчитать напряжения, возникающие во фланце и определить величину удельного усилия вытяжки по формулам:

   

   где – 2k = σ_T – предел текучести материала. Для стали 08 кп - σ_T = 200МПа.
5. Результаты всех вычислений внести в таблицу:

   

6. По данным таблицы построить поле линий скольжения (α и β ) в ½ фланца и эпюры напряжений. Чертёж заготовки выполнить в масштабе 1:1 (см. рис. 3).

   
   Рис. 3. Теоретическое построение поля линий скольжения и эпюры напряжений во фланце заготовки при вытяжке

7. Построенное поле линий скольжения перенести на кальку и сравнить с экспериментально полученным рисунком.
8. Сделать выводы по работе.
   1. О сравнении полей линий скольжения, полученных экспериментально и теоретически.
   2. О предполагаемой и фактической области пластической деформации.
   3. О характере напряжений, возникающих во фланце при вытяжке с прижимом.