Рассмотрим случай плоского деформированного состояния, когда деформация по одной оси, например, у, пренебрежимо мала и, кроме того, напряжение sХ не зависит от у.

Ижевский государственный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КУРСОВЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 150201

Ижевск 2005

УДК 658

Горбунов В.Н. Методические указания и контрольные задания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» для студентов специальности 150201. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2005. – с. 24.

Представлены варианты заданий для курсовых работ, требования и методические указания для их выполнения.

Для студентов специальности 150201.

В.Н. Горбунов, 2005

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

I. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ……………………………………………….4

1. О с а д к а……………………………………………………....5

2. В ы д а в л и в а н и е………………………………………….5

3. О т к р ы т а я ш т а м п о в к а………………………………6

4. Т р у б а п о д д а в л е н и е м……………………………..7

2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ…………………………………………7

2.1. Расчет деформирующих усилий с помощью

приближенных уравнений равновесия и условия

пластичности…………………………………………………7

2.2. Метод линий скольжения…………………………………..9

2.3. Метод баланса работ……………………………………….13

2.4. Сопоставление различных методов……………………….14

3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ «ВОЛОЧЕНИЕ»……………………………… 14

3.1. Определение напряжения волочения методом

совместного решения уравнений равновесия

и пластичности……………………………………………..15

3.2. Определение усилия волочения методом

линий скольжения……………………………………….…17

3.3. Определение напряжения волочения методом

баланса работ……………………………………………….19

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………….22

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………..23

I. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И ВАРИАНТЫ

ЗАДАНИЙ

В соответствии с различными вариантами задания курсовая работа по «Теории обработки металлов давлением» предусматривает расчет напряженного состояния в операциях объемной и листовой штамповки, необходимого для определения усилий и работ деформации и последующего анализа формоизменения.

В задании предусмотрено решение одной и той же задачи тремя методами:

- совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

- методом баланса работ;

- методом линий скольжения.

С целью проверки полученных решений и освоения других методов расчета в задании требуется построить годограф скоростей перемещений частиц в очаге деформации, анализ которого позволит упростить освоение метода верхней оценки и метода конечного элемента.

Курсовая работа должна содержать следующие материалы:

- расчетно-пояснительную записку;

- графики эпюр нормальных напряжений;

- поле линий скольжения и годограф.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать расчетную схему задачи, основные уравнения для расчета напряжений, удельных усилий, усилий деформации и их решение с учетом заданных соотношений размеров и граничных условий. Записка должна содержать основные выкладки решения, необходимые пояснения, ответы в сопоставимых для разных методов единицах, сравнения и выводы, а также ссылки на используемую литературу.

Оформление графической части работы допускается в виде приложений, выполненных вручную или на компьютере в произвольном масштабе, позволяющем проверить правильность решений и построений и определить компоненты напряжений в любой точке очага деформации. По тексту записки приводятся ссылки на указанные приложения.

Все варианты заданий отнесены к четырем типам задач:

1) осадка; 2) выдавливание; 3) открытая штамповка; 4) труба под давлением.

Соотношение размеров и граничные условия задаются для каждого варианта, а последовательность применения методов решения оговаривается текстом для каждого типа задачи.

1. О с а д к а

1. Определить усилие и удельное усилие осадки методами:

1.1. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.2. методом баланса работ;

1.3. методом линий скольжения.

2. Простроить эпюры нормальных напряжений на контактной поверхности.

3. Сравнить результаты решений.

4. Построить поле линий скольжения и годограф. Сравнить горизонтальную скорость перемещения, полученную с помощью годографа и рассчитанную по условию постоянства объема.

Вариант	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
b / h	3,6	4,56	5,6	6,6	7,84
t_к	k	k	k	k	k

Вариант	1.6	1.7	1.8	1.9	1.10
b / h	2,5	1,6	10,1	10,1	6,6
t_к	0,5 k	0,866 k	k	0,5 k	0,866 k

2. В ы д а в л и в а н и е

1. Определить усилие и удельное усилие методами:

1.1. линий скольжения;

1.2. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.3. баланса работ.

2. При решении задачи методом баланса работ геометрию очага деформации принять в виде трапеции высотой, равной высоте очага деформации, полученной методом линий скольжения.

3. Построить поле линий скольжения и годограф, а также эпюры напряжений.

4. Сравнить результаты, полученные различными методами.

Вариант	2.1	2.2	2.3	2.4	2.5	2.6	2.7
Н / h	1,95	2,24	2,6	3,48	4,0	4,64	3,2
t_к	k	k	k	k	k	k

Вариант	2.8	2.9	2.10	2.11	2.12	2.13
Н / h	5,12	2,08	3,24	5,0	5,8	1,88
t_к		0,866 k	0,866 k	0,866 k	0,866 k	0,5 k

3. О т к р ы т а я ш т а м п о в к а

1. Определить усилие и удельное усилие открытой штамповки методами:

1.1. линий скольжения;

1.2. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.3. баланса работ.

2. При решении задачи методом совместного решения уравнений равновесия и пластичности,а также методом баланса работ высоту очага деформации в полости ручья штампа выбрать равной средней высоте очага деформации, полученной методом линий скольжения.

3. Построить эпюры напряжений на горизонтальной оси симметрии и сравнить полученные результаты.

Вариант	3.1	3.2	3.3	3.4	3.5
b₃ / h₃	3,0	3,0	3,0	4,0	4,0
B _п / b₃	5,0	5,0	5,0	4,0	4,0
H _п/ B _п	5,0	0,8	0,8	1,0	1,0
t_к	k	k			k

Вариант	3.6	3.7	3.8	3.9	3.10
b₃ / h₃	4,0	4,0	5,0	5,0	5,0
B _п / b₃	4,0	4,5	3,0	3,0	3,0
H _п/ B _п	1,2	1,0	0,8	1,2	1,2
t_к		k	k		k

4. Т р у б а п о д д а в л е н и е м

1. Определить удельное усилие пластической деформации трубы:

1.1. методом совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.2. методом линий скольжения;

1.3. методом баланса работ.

2. Построить на чертеже поле линий скольжения и эпюры напряжений.

3. Построить годограф скоростей.4. Сравнить результаты расчетов.

Стрелки - соответствуют знаку «+» для Р и Р₀; - знаку

«-» для Р и Р₀.

Вариант	4.1	4.2	4.3	4.4	4.5
R / r	1,5	2,0	2,0	1,5	1,7
P₀	-0,2 k	+0,1 k	-0,1 k	+0,2 k	+0,2 k
P	+	-	+	-	+

Вариант	4.6	4.7	4.8	4.9	4.10
R / r	2,0	1,5	1,7	1,5	2,5
P₀	-0,1 k	+0,2 k	-0,2 k	-0,2 k	+0,2 k
P	-	+	+	-	+

2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

2.1. Расчет деформирующих усилий с помощью приближенных уравнений равновесия и условия пластичности

Рассмотрим случай плоского деформированного состояния, когда деформация по одной оси, например, у, пренебрежимо мала и, кроме того, напряжение sХ не зависит от у.