WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

где - логарифмическая деформация в направлении 1 (рис. 3); А’, В’, С’ – эмпирические коэффициенты.

Графическое решение уравнения (2), применительно к деформированию высокопластичных материалов типа 12Х18Н10Т, меди и других () по схеме, изображенной на рис. 3, приведено на рис. 5.

Рис. 5. Кривые предельных деформаций рас на момент образования

рассеянной шейки: 1 – n=0,4=const; 2 – n=var по выражению (2)

Из рис. 5 видно, что новое решение прогнозирует меньшие предельные деформации на момент образования рассеянной шейки для плоской заготовки.

Аналогичное решение применительно к процессу формовки (при q=0) по схеме, изображенной на рис. 4, дает ответ

, (3)

где, - коэффициенты аппроксимации зависимости: ; = 1,673; = 0,8767.

Значения предельной деформации, определяемые по выражению (3), могут быть с небольшой погрешностью аппроксимированы линейной функцией (при> 0,15):

(4)

где - предельная интенсивность деформаций в полюсной части получаемой детали при формовке; n* -осредненный показатель деформационного упрочнения.

Таблица предельных деформаций по энергетическим критериям, полученных по известным и разработанным методикам для двухосного растяжения, приведена в табл. 1.

Таблица 1

Расчетная схема

Медь М1

Д16АМ

АМг6М

1

Двухосное растяжении,

плоская заготовка, n=сonst

=0,760

=0,472

=0,460

2

Двухосное растяжении,

плоская заготовка, n сonst

=0,502

=0,358

=0,392

3

Двухосное растяжении,

куполообразная заготовка, n*

=0,476

=0,401

=0,398

Из табл. 1 видно существенное дополнительное влияние формы заготовки на ее предельное формоизменение.

Для момента локализации деформации рассматривается процесс формоизменения плоской листовой заготовки (рис. 6) под действием хотя бы одного растягивающего напряжения, действующего в плоскости листа, при условии, что ширина заготовки по ее длине H не изменяется (dL/dH=0), а заготовка может иметь исходную разнотолщинность: Sc=(Hc).

а)

б)

Рис. 6. Последовательность деформирования заготовки и принятые обозначения начальной формы (а) и последующей формы (б) через период времени

Получены новые численные решения на момент локализации деформации лок применительно к деформированию тонколистового материала при различных схемах деформирования заготовки: от одноосного до двухосного растяжений (рис. 7).

Рис. 7. Кривые предельных деформаций в момент локализации:

1 - предельные деформации i лок при n=0,4=const;

2 - предельные деформации i лок при n const

Для момента образования трещины математическая модель имеет вид

. (5)

Расчеты предельных деформаций по выражению (5), применительно к деформированию высокопластичных материалов, приведены на рис. 8.

Рис. 8. Кривые предельных деформаций бездефектной заготовки:

1 - предельные деформации i пр при n=0,4=const;

2 - предельные деформации i пр при n const

Из рис. 7, 8 видно, что учет реальных механических характеристик материала плоской заготовки приводит к заметному снижению (на 15-20%) величин предельных деформаций на большей части заготовки на момент локализации деформации в зоне дефекта. При этом снижение предельных деформаций наблюдается для всех схем от одноосного до двухосного растяжения плоской заготовки.

Таблица предельных деформаций, рассчитанных по известным и предложенным методикам по кинематическим критериям (на момент локализации деформации) и по критерию образования трещины для двухосного растяжения, приведена в табл. 2.

Таблица 2

Метод расчета

Медь М1

Д16АМ

АМг6М

1

Кинематический,

М-К теория,

n=сonst

=0,98

=0,808

=0,676

=0,672

=0,97

=0,688

=0,556

=0,550

=0,96

=0,598

=0,470

=0,464

2

Кинематический

, n= сonst

=0,98

=0,852

=0,704

=0,700

=0,97

=0,695

=0,577

=0,564

=0,96

=0,600

=0,488

=0,474

3

Кинематический

, n сonst

=0,98

=0,614

=0,645

=0,600

=0,97

=0,600

=0,528

=0,488

=0,96

=0,515

=0,446

=0,403

4

По критерию возникновения трещины n= сonst.

=0,740

=0,570

=0,560

5

По критерию возникновения трещины n сonst.

=0,600

=0,460

=0,420

Из табл. 2 следует, что предлагаемые усовершенствованные методы расчета уменьшают разброс прогнозируемых результатов до двух раз, кроме того, результаты расчетов по различным критериям сближаются.

Решение задачи предельного деформирования при формовке.

Оболочка отличается от плоской заготовки формой, ее формоизменение происходит в общем случае немонотонно, толщина стенки по ее образующей распределяется неравномерно, в процессе штамповки на нее действуют силы трения и т.п. Все это ведет к тому, что нам изначально неизвестно место наибольшего утонения заготовки, а часто и схема напряженно-деформированного состояния в зоне последующего разрушения оболочки. Поэтому расчеты предельных деформаций в конкретном процессе листовой штамповки необходимо проводить применительно к этому процессу.

Решение исходной системы уравнений относительно распределения толщины стенки получаемой детали S имеет вид:

, (6)

где

;.

Здесь, - соответственно окружные и меридиональные напряжения;,, - соответственно окружные, меридиональные и по толщине стенки логарифмические деформации;, S – текущее значение радиуса и толщины стенки детали; индекс «с» используется для обозначения параметров заготовки (рис. 9).

Рис. 9. Расчетная схема процесса формовки

Уравнение (6) справедливо для любой схемы плоского напряженного состояния при m 0.

В уравнении (6) величина напряжения текучести материала должна быть задана как исходная или определяться известной зависимостью. Если упрочнение материала аппроксимируется степенной функцией типа (1), то после определения производной подставим ее выражение в (6). После преобразований окончательно получим расчетное дифференциальное уравнение для решения прямой задачи:

(7)

, n сonst,.

Таким образом, по выражению (7) можно рассчитать напряженно-деформированное состояние при формовке, а с учетом критерия локализации деформации dS/d ± можно определить и предельную деформацию по критерию образования трещины.

В общем случае уравнение (7) можно решить, используя чис­ленные методы интегрирования. Например, методом Эйлера уравнение (7) решают в последовательности

S1=Sr+f(Sг, г)d1;

S2=S1+f(S1, 1)d2; (8)

…………………..

Sn=Sn-1+f(Sn-1, n-1)dn;

где Si - толщина стенки i-го элемента оболочки; Sг, г - начальные (граничные) условия - соответственно толщина стенки и радиус граничного элемента; di - шаг интегрирования.

По рассчитанному распределению толщины стенки получаемой де­тали определяются деформации n,, m и напряжения, m, n.

Граничные условия Sгр при формовке определяют в полюсной части заготовки путем последовательного приближения первоначально заданных условий - к фактическим, при которых выполняются дополнительные усло­вия: равенство объемов материала заготовки и детали в очаге дефор­мации (чистая формовка) или заданное перемещение материала заготовки в очаг деформации.

Примеры расчета уравнения (7) применительно к процессу фор­мовки листовой заготовки с постоянной толщиной стенки Sc из различных материалов приведены на рис. 10-15.

Рис. 10. Распределение толщины стенки при формовке листовой

заготовки давлением жидкости или газа (медь М1):

1 - формовка с неподвижным фланцем заготовки(h/rm=0,4);

2 - формовка с утяжкой фланца l/rm=5%( h/rm=0,4)

Рис. 11. Распределение толщины стенки при формовке листовой

заготовки (медь М1) давлением жидкости или газа с

неподвижным фланцем (, h/rm=0,35)

Рис. 12. Распределение толщины стенки при формовке листовой

заготовки давлением жидкости или газа (Д16АМ):

1 - формовка с неподвижным фланцем заготовки (h/rm=0,35);

2 - формовка с утяжкой фланца l/rm=4%( h/rm=0,4)

Рис. 13. Предельная высота относительная детали получаемой

из Д16АМ в зависимости от утяжки фланца

Рис. 14. Распределение толщины стенки при формовке листовой

заготовки (Д16АМ) давлением жидкости или газа с

неподвижным фланцем (, h/rm=0,30)

Рис. 15. Распределение толщины стенки при формовке листовой

заготовки давлением жидкости или газа (АМг6М):

1 - формовка с неподвижным фланцем заготовки(h/rm=0,35);

2 - формовка с утяжкой фланца l/rm=4%( h/rm=0,35)

Получены численные и аналитические решения по расчету геометрических параметров получаемых деталей при формовке листовых заготовок на момент их предельной деформации.

Установлено значимое влияние непостоянства показателя деформационного упрочнения материала на величину расчетной предельной деформации заготовки.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований. Дана методика проведения эксперимента; описаны оборудование, приспособления, приборы и инструмент.

Приводятся результаты испытаний листовых заготовок на одноосное растяжение, двухосное растяжение и неравномерное сжатие (рис. 16-19).

Рис. 16. Кривые упрочнения при одноосном растяжении:

1- медь М1 (лист 1,0 мм); 2 – Д16АМ (лист 1,5 мм); 3 - АМг6М (лист 1,0 мм)

Рис. 17. Кривые упрочнения при сдвиге сжатием:

1- медь М1 (лист 1,0 мм); 2 – Д16АМ (лист 1,5 мм); 3 - АМг6М (лист 1,0 мм)

Рис. 18. Кривая упрочнения титанового сплава ОТ4-1 (лист 2,0 мм)

Рис. 19. Кривая упрочнения алюминиевого сплава АМг3М

Определены предельные возможности формовки листовых заготовок с использованием специальной гидравлической установки (рис. 20) и при формовке резиной

Рис. 20. Специальная установка для гидроформовки

В табл.3 и на рис. 21-23 дано сопоставление результатов опытных и теоретических работ

Таблица 3

Предельные высоты купола детали Н при диаметре матрицы 200 мм

Марка материала

АМг6М

л. 0,77

АМг6М

л. 0,91

АмцМ

л. 0,54

АМцМ

л. 0,93

Эксперимент, Н, мм

53-70

55-59

48-60

48-59

Н, расчет

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»