Способ определения параметров напряженно-деформированного состояния материала при его осесимметричной пластической деформации

Способ определения параметров напряженно-деформированного состояния материала при его осесимметричной пластической деформации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в области обработки металлов давлением, при исследовании и оптимизации процессов ОМД. Сущность изобретения: способ включает изготовление образца с рисками, его пластическую деформацию, замер координат искаженных при деформации рисок, восстановление по полученным данным расчетным путям напряженно-деформированного состояния материала после деформации. При этом образец выполняют сплошным, а кольцевые риски наносят на его боковую поверхность с постоянным шагом. После измерения координат деформированных рисок расчетным путем определяют скорости течения материала на поверхности образца с использованием полученных скоростей, решают краевую задачу о течении вязкой жидкости и определяют линии тока во всем объеме деформации. 2 ил. ел

СОЮЗ COBFTCKI Õ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI>s G 01 L 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО С> Ю

Ы

С) (21) 4784821/27 (22) 22,01,90 (46) 15.03.93, Бюл, N 10 (71) Донецкий физико-технический институт

АН УССР (72) Я. Е. Бейгельзимер, В, А. Богданов, В, П, Алексеев и В. 3. Спусканюк (56) Чичинев Н, А., Кудрин А, Б.,Полухин П.И.

Методы исследования процессов обработки металлов давлением. M. "Металлургия", 1977, с. 310.

Шабейк А. Кобаяси С. "Применение вычислительных машин к методу визиопластиЧности. Конструирование и технология машиностроения". Труды американского общества инженеров-механиков, Сер. В, 1967, % 2, с. 165-174. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТР0В НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО. СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА ПРИ ЕГО

Изобретение относится к области обработки металлов давлением (ОМД) может применяться при исследовании и оптимизации процессов ОМД, Целью изобретения явгяется устранение указанных недостатков — сокращение объема и трудоемкости экспериментальных исследований, расширение возможностей. использования способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения параметров НДС материала при его осесимметричной пластической деформации, включающем изготовление образца с рисками, его пластическую деформацию, замеры координат искаженных при Ieфор,".1ации рисок и

Ь0 1802301 А1

ОСЕСИММЕТРИЧ НОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ

ДЕФОРМАЦИИ (57) Использование: в области обработки металлов давлением, при исследовании и оптимизации процессов ОМД. Сущность изобретения: способ включает изготовление образца с рисками, его пластическую деформацию, замер координат искаженных при деформации рисок, восстановление по полученным данным расчетным путям напря>кенно-деформированного состоя ния материала после деформации, При этом образец выполняют сплошным, а кольцевые риски наносят на его боковую поверхность с постоянным шагом. После измерения коордлнат деформированных рисок расчетным путем определяют скорости течения материала на поверхности образца с использованием полученных скоростей, решают краевую задачу о течении вязкой жидкости и определяют линии тока во всем объеме деформации. 2 ил, восстановление расчетным путем параметров НДС по полученным данным, образец выполняют сплошным, на его боковую поверхность наносят кольцевые риски с постоянным шагом, после деформации определяют скорость течения металла на поверхности образца по формуле

Ух= Уо д —, А (1), где нх — скорость течения металла на поверхности образца в сечении с координатой Х; чо — скорость течения металла до входа в матрицу; ho — расстоя н ие между риск а ми до деформации; Ь вЂ” расстояние между риеками после деформации в сечении с оординатой Х; решают краевую з ., з; о течении

1802301 вязкой жидкости с граничными условиями в скоростях, определяемых формулой (1) и коэффициентом вязкости р, определяемым по формуле

1о

p= 3r (г) где о — предел текучести металла образца, е — средняя скорость деформации по объему ч,(1 + — ) образца, равная я =

2l S

1п S î площадь сечения образца по деформации;

S — площадь сечения образца. после деформации, I —; на основе полученного решения определяют линии тока вязкой жидкости, по которым восстанавливают параметры НДС металла (как и в известном методе визиопластичности).

Пример. Исследовали НДС материала при холодном гидропрессовании. Исследуемым материалом служила сталь 45, Деформацию осуществляли в контейнере с диаметром канала 55 мм, через матрицу с диаметром калибрующего пояска 42 мм, высотой 8 мм, углом. конической воронки 20О, Степень деформации материала составляла

40%. В качестве рабочей жидкости использовались масло "индустриальное 20".

Образцы для исследований изготавливали двумя способами.

По первому способу из прутка проката

Р 65 мм отрезали заготовку длиной 130„,135 мм, разрезали ее по диаметру вдоль образующей на 2 половины, плоскости среза шлифовали и полировали, обеспечивая правильное прилегание соответствующих половин. На подготовленные поверхности с использованием соответствующих клише и приспособлений типографской краской наносили координатную сетку с шагом 5 мм (следует отметить, что нанесение рисок может осуществляться путем царапания, резания и другими способами). В сушильном шкафу при температуре порядка 100 проводили сушку краски, после чего на плоскости наносили защитный слой лака. Далее половины собирали, скрепляли их струбцинами, центровали с обеих торцов, на одном конце протачивали заходный конус с углом

20 и шип с цилиндрической flOsepxHocTblo

Я 30 мм для зажимного кольца, на противоположном конце перпендикулярно оси сверлили отверстие 5 мм под скрепляющий штиф-. На подготовленные таким образом места устанавливали с натягом за>кимное кольцо и штифт, после чего струбцины снимали. цилиндрическую поверхность 3аготовки протачивали до окончательного размераф54 мм. Принятые меры по подготовке и скреплению половинок позволили осуществить эксперимент, однако все же наблюдалось частичное проникновение жидкости в разъем образца.

По второму способу из прутка проката

55 мм протачивали цилиндр ф 54 MM длиной

130...135 мм, на одном его конце выполняли заходный конус с углом 20, а на цилиндрической поверхности точили кольцевые риски глубиной 0,1...0,15 мм с шагом 5 мм.

Подготовленные двумя способами образцы гидропрессовали с пресс-остатком, извлекали из контейнера и составные образцы разбирали на 2 половины.

В дальнейшем с помощью инструментального микроскопа замеряли координаты искаженных при деформации линий. По замерянным координатам восстанавливали линии тока, причем для цельных образцов восстановление линий тока осуществляли путем определения по формуле (1) скорости течения металла на поверхности и решения краевой задачи о течении вязкой жидкости с использованием формулы (2), а для составных образцов — аппроксимацией линий тока с помощью дробно-рациональной функции по полученным координатам.

На чертежах приведены линии тока деформированных образцов, восстановленные по предлагаемому способу (фиг, 1) и способу-прототипу (фиг. 2), Статистические расчеты показывают, что с вероятностью

95 jo линии тока совпадают. Численная реализация метода визиопластичности, выполненная в дальнейшем по полученным линиям тока для обеих образцов, подтвердила идентичность их напря>кенно-деформированного состояния.

Формула изобретения

Способ определения параметров напря>кейно-деформирован ного состояния материала при его осесимметричной пластической деформации, включающий изго45 товление образца с рисками, его пластическую деформацию, замер координат искаженных при деформации рисок, восстановление расчетным путем напряженно-деформированного состояния (НДС) материала по полученным данным, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения обьема и трудоемкости экспериментальных исследований, расширения возможностей использования способа, образец выполняют сплошным, на его боковую поверхность наносят кольцевые риски с постоянным шагом, после деформации определяют скорость течения металла на поверхности образца по формуле

1802301 где гт- предел текучести металла образца; я — средняя скорость деформации по объему образца, равная

Предлагае."ьй способ

Фиг. /

Способ-прототип

Составитель Я. Бейгельзимер

Техред М,Моргентал Корректор Н.Король

Редактор

Заказ 846 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 х= vo где чх — скорость течения металла на поверхности образца в сечении с координатой Х;

v — скорость течения металла до входа в матрицу;

Д, — расстояние между рисками до деформации, 4< — расстояние между рисками поСле деформации в сечении с координатой

Х, решают краевую задачу о течении вязкой жиДкости с гранчными условиями в скоростях, определяемых указанной формулой и коэффициентом вязкости,и, определяемыМ по формуле

1д

p = — —, ч. (1 + — ) е-,1 Я !пт

So — площадь сечения образца по деформации;

10 S — площадь сечения образца после деформации;

l — высота очага деформации; на основе полученного решения определяют лийии тока вязкой жидкости, по которым

15 восстанавливают параметры НДС металла методом визиопластичности,