Схеми напруженого і деформованого станів

Схеми напруженого стану графічно відображають наявність і напрям головних напружень в даній точці тіла. Напруження в точці зображуються як напруги на трьох нескінченно малих гранях куба, відповідно перпендикулярних головним осям.

Можливі дев'ять схем напруженого стану (рис. 6.1). Напружений стан в точці може бути лінійним, плоским або об'ємним.

Рисунок 6.1 – Схеми напруженого (а) і деформованого (б) станів:

I – лінійний напружений стан; II – плоский; III – об'ємний

 

Схеми з напругами одного знаку називають одноіменними, а з напругами різних знаків – різноіменними. Умовно розтягуючі напруги вважають позитивними, з стискаючі – негативними. Схема напруженого стану впливає на пластичність металу. На значення головних напружень істотно впливають сили тертя, що виникають у місці контакту заготовки з інструментом, і форма інструменту. В умовах всебічного нерівномірного стиснення при пресуванні, куванні, штампуванні стискаючі напруги перешкоджають порушенню міжкристалічних зв'язків, сприяють розвитку внутрішньокристалічних зрушень, що сприятливо позначається на процесах обробки металів тиском. У реальних процесах обробки тиском у більшості випадків зустрічаються схеми всебічного стиснення і стану з одним розтягуюючим і двома стискаючими напругами.

Схема деформованого стану графічно відображає наявність і напрямок деформації за трьома взаємно перпендикулярними напрямками. Можливі три схеми деформованого стану (рис. 6.1 б). При схемі Д I зменшуються розміри тіла за висотою, за рахунок цього збільшуються два інші розміри (осадка, прокатка). При схемі Д II відбувається зменшення одного розміру, частіше висоти, інший розмір (довжина) збільшується, а третій (ширина) не змінюється. Наприклад, прокатка широкого листа, коли його ширина у процесі прокатки практично не змінюється. Це схема плоскої деформації.

Найбільш раціональною з точки зору продуктивності процесу обробки тиском є схема Д III: розміри тіла зменшуються за двома напрямками, і збільшується третій розмір (пресування, волочіння).

Сукупність схем головних напруг і головних деформацій характеризують пластичність металу. Напружений стан при пресуванні металу характеризується такою ж схемою напруженого стану, як при куванні, а схема головних деформацій характеризується двома деформаціями стиснення і однією – розтягнення. При куванні і штампуванні розтягуюючі напруги відіграють велику роль, тому пластичність металу менша.

Порядок виконання роботи

1. Вивчити теоретичні відомості.

2. Описати схеми напруженого і деформованого станів.

3. Визначити схеми деформованого стану при куванні, штампуванні, волочінні.

Зміст звіту

1. Найменування роботи, мета й устаткування.

2. Основні положення теоретичних відомостей.

3. Схеми деформованого стану металу.

Контрольні питання

1. Основні схеми деформування об'ємної заготовки.

2. Які процеси відбуваються у заготовці при гарячій деформації?

3. Які процеси відбуваються у заготовці при холодній деформації?

4. Чим характеризується пластичність металу?

Література: [6–8].

Лабораторна робота № 7