К вопросу деформируемости металлов при обработке давлением

Дудников І. А.

Дудников А. А.

Беловод А. И.

Канивец А. В.

Дудник В. В.

Полтавская

государственная

аграрная академия

УДК 621.9

К ВОПРОСУ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ

Розглянуті питання зміни пластичності оброблюваного матеріалу деталей при звичайному і вібраційному деформуванні.

The questions of changes in plastic processing materealla parts in the ordinary and the vibration deformation.


Методы оценки деформируемости металлов в различных процессах обработки давлением основываются на теории деформируемости, которая учитывает влияние нагрузок на интенсивность накопления повреждений. Следует отметить, что теория деформируемости позволяет получить количественную оценку влияния параметров технологического процесса на вероятность разрушения [1].

Интенсивность пластической деформируемости в значительной степени зависит от характера нагружения, например, при знакопеременной деформации.

В работе [2] экспериментально установлено, что дефекты вызывают ухудшение физико-механических характеристик материала деталей, что снижает их эксплуатационные характеристики. Это свидетельствует про актуальность проблемы оценки пластичности не только с точки зрения получения восстановленных деталей путем пластической деформации, а также с точки зрения их надежных эксплуатационных характеристик.

Весьма важными являются вопросы эффективности технологических процессов восстановления путем минимизации ресурса пластичности и его равномерного распределения по всему объему детали.

Основы теории деформируемости металлов рассмотрены в работах , , -Аляева, , , , , и др.

В основе современной теории деформируемости лежит положение о зависимости пластичности от схемы нагруженного состояния, которая характеризуется, как минимум, двумя показателями нагруженного состояния: инвариантом тензора напряжений и безразмерными инвариантными характеристиками.

Выбор показателей напряженного состояния должен предусматривать возможность преобразований, которые позволяли бы учитывать упрочнение металла при пластической деформации.

Актуальной является проблема оценки деформируемости металлов при немонотонном (вибрационном) нагружении. Следует отметить работы в этом направлении , , , Р. Хила и др.

Вибрационная обработка металлов позволяет снизить остаточные напряжения, которые при взаимодействии с напряжениями от внешних нагрузок, являются причиной снижения ресурса деталей в процессе эксплуатации. Следует отметить, что распределение по объему и уровень остаточных напряжений зависят как от параметров процесса обработки давлением, так и от последовательности и характеристик процессов окончательной механической обработки.

Теоретические и экспериментальные исследования процесса пластической деформации сводятся к разработке математических моделей для оптимизации и управления процессом пластического формоизменения. Математическая модель должна описывать структурные свойства материалов, от смены которых зависит механизм упрочнения обрабатываемого металла.

Основным теоретическим направлением, с помощью которого решается задача выбора оптимальных условий пластической деформации, является технологическая механика и дислокационная теория, раскрывающие физическую природу изменения физико-механических свойств обрабатываемого металла. В технологической практике используется теория зависимости пластичности от вида нагружения, определяемого возникающими напряжениями.

Пластическая деформация характеризуется способностью металла изменять свою форму без разрушения. Если по мере увеличения деформации происходит упрочнение материала, то для дальнейшего развития пластической деформации необходимо увеличивать напряжение. Пластическое состояние наступает, когда в процессе обработки интенсивность напряжений достигает величины, равной напряжению текучести при линейном пластически напряженном состоянии, соответствующему скоростным условиям деформирования и степени деформации, т. е. σі = σs. При увеличении степени деформации напряжение текучести σs вследствие упрочнения увеличится, а следовательно, возрастет и необходимая величина σі для поддержания пластического состояния.

Для определения σs можно использовать результаты испытаний образцов на сжатие при различных видах нагружения. Однако во всех случаях следует учитывать необходимость внесения поправок для учета разницы в скоростях деформации при испытаниях и осуществлении реального процесса деформирования.

При пластическом состоянии возникающие касательные напряжения τ0 и интенсивность касательных напряжений τі могут быть определены:

; (1)

. (2)

Правую часть выражения (2) обычно обозначают:

, (3)

где k – постоянная пластичности.

Условие пластичности может быть определено через потенциальную энергию деформации Аn:

, (4)

где Ао – потенциальная энергия изменения объема; Аф – потенциальная энергия изменения формы.

Отсюда

. (5)

В главных осях деформаций можно записать:

. (6)

Из сопротивления материалов известно, что:

, (7)

где μ – коэффициент Пуассона.

Следовательно, решая совместно выражения (2) и (3), получим:

. (8)

Используя известные выражения деформации, можно записать:

. (9)

Подставляя выражения (8) и (9) в уравнение (5), имеем:

. (10)

Данное уравнение позволяет определить величину удельной потенциальной энергии упругой деформации формы в момент начала пластической деформации.

При вибрационном нагружении вследствие отрыва обрабатывающего инструмента от обрабатываемой поверхности материала детали величина σs будет иметь меньшее значение, чем при обычной (монотонной) обработке. Следовательно, потребуется меньше энергии изменения формы, что способствует увеличению упрочнения обрабатываемого материала.

Литература

1. Сторожев обработки металлов давлением / , . М.: Машиностроение, 1977. – 423 с.

2. Богатов пластичности металлов при обработке давлением / , , . – М.: Металургия, 1984. – 144 с.



Подпишитесь на рассылку:


Формирование структуры и свойств при плазменной наплавке износостойких покрытий на медь и высокоуглеродистую, марганцовистую стали
или автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук специальности 05.16.01 – Металловедение и термическая обработка металлов Института качественных сталей

Обработка металлов


Давление в науке

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.