К факторам, 1) влияющие на образование схемы напряженного состояния, относятся схема приложения активных сил, 2) действие контактного трения, 3) форма инструмента, 4) форма деформируемого металла, 5) неравномерность деформации и воздействия на очаг деформации внешних частей обрабатываемого объема металла.
Действие каждого фактора проявляется по-разному. В действительности действуют одновременно несколько факторов. Рассмотрим пример осадки цилиндрического образца между двумя параллельными плитами.
При отсутствии контактного трения процесс проходил бы в условиях линейного сжатия (рисунок 1).
Наличие контактного трения резко изменяет картину. Уменьшаясь по высоте, осаживаемый образец раздается в поперечном направлении. Возникающие при этом на контактной поверхности силы трения препятствуют перемещению металла и приводят к трехосному сжатию (рисунок 2).
Так как действие трения сосредоточенно на контактной поверхности и постепенно ослабевает к середины высоты осаживаемого тела, поэтому в средней части увеличение поперечных размеров происходит более интенсивно – цилиндр приобретает точно образную форму.
Рассмотрим влияние формы инструмента на схему напряженного состояния. Для этого будим осаживать деформируемое тело между коническими бойками, у которых 1<α>450 Рисунок 1, <α<450 Рисунок 2, <α=450 Рисунок 3.
В таком процессе на каждую точку контактной поверхности со стороны инструмента действует нормально давление N и касательная сила T. Горизонтальные составляющие не будут равны.
Nx = Nsinα Tx=Tcosα=Nfcosα.
где f – коэффициент трения;
α – угол, характеризующий заострение конуса.
В зависимости от соотношения между f и α можно получить 3 характерные схемы напряженного состояния.
1) рис. 1 Nx > Tx Nsin α > Nfcosα tgα > f будем иметь сжатие по вертикали и растяжение по двум горизонтальным направлениям.
2) рис. 2 Nx < Tx Nsin α < Nfcos α tgα < f имеем сжатие по 3 осям.
3) рис. 3 Nx = Tx Nsin α = Nfcos α tgα = f линейное сжатие.
Тема № 1.3 Деформации.
