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

(51)5 С 01 1 1/ НТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(56) Чичинев Н, А., Кудрин А, Б.,ПоМетоды исследования процессовметаллов давлением, М.: "Мет1977, с. 310.Шабейк А. Кобаяси С. "ПримчисЛительных машин к методустильности, Конструирование имашиностроения". Труды амеробщества инженеров-механико1967, % 2, с. 165-174,54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОф НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО. СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА ПРИ ЕГО Изобретение относится к области обработки металлов давлением (ОМД) можетприменяться при исследовании и оптимизации процессов ОМД,Целью изобретения явгяется устранение указанных недостатков - сокращениеобъема и трудоемкости экспериментальныхисследований, расширение возможностей.использования способа.Поставленная цель достигается тев сг 1 особе определения параметровматериала при его осесимметричностической деформации, включающемтовление образца с рисками,пластическую деформацию, замеры координат искаженных при де, ор,"лации рисок и ОСЕСИММЕТРИЧНОИ ПЛАСТИЧЕ ДЕФОРМАЦИИ(57) Использование: в области обр металлов давлением, при исследова оптимизации процессов ОМД. Су изобретения: способ включает изго ние образца с рисками, его пластич деформацию, замер координат искаж при деформации рисок, восстановле полученным данным расчетным путям женно-деформированного состоя ния м ала после деформации, При этом о выполняют сплошным, а кольцевые ри носят на его боковую поверхность с по ным шагом, После измерения коо деформированных рисок расчетным определяют скорости течения матери поверхности образца с использование ученных скоростей, решают краевую за течении вязкой жидкости и определяют тока во всем объеме деформации. 2 ил аботки нии и щность товлеескую енныхние по напряате- бразец ски на- стоянрдинатпутем ала на м полдачу о линии восстановление расчетным путем парамет- СОров НДС по полученным данным, образецвыполняют сплошным, на его боковую поверхность наносят кольцевые риски с постоянным шагом, после деформацииопределяют скорость течения металла наповерхности образца по формулеЧх= Чо д - ,ухР),где нх - скорость течения металла на поверхности образца в сечении с координатой Х;ч 0 - скорость течения металла до входа вматрицу; Ьо - расстоя н ие между риск а ми додеформации; Ьх - расстояние между риеками после деформации в сеч"нии с л г)г)рдинатой Х; решают краевук) з 1,),); о течении(2) где о - предел текучести металла образца, е - средняя скорость деформации по объемуч,(1 + - )образца, равная я =21 п - , я, - площадь сечения образца по деформации; Я - площадь сечения образца после деформации, - высота очага деформации; на основе полученного решения определяют линии тока вязкой жидкости, по которым восстанавливают параметры НДС металла (как и в известном методе визиопластичности),П р и м е р, 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 20 О, 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 ф 65 мм отрезали заготовку длиной 130,135 мм, разрезали ее по диаметру вдоль образующей на 2 половинь, 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 поверхностью ,О 30 мм для зажимного кольца, на противоположном конце перпендикулярно оси сверлили отверстие 5 мм под скрепляющий штифт. На подготовленные таким образом места устанавливали с натягом закимное кольцо и штифт, после чего струбцины снимали, цилиндрическую поверхность заготовки протачивали до окончательного размераф 54 мм, Принятыемеры по подготовке и скреплению половинок позволили осуществить эксперимент,однако все же наблюдалось частичное про 5 никновение жидкости в разъем образца.По второму способу из прутка проката55 мм протачивали цилиндр ф 54 мм длиной130135 мм, на одном его конце выполнялизаходный конус с углом 20, а на цилиндри"0 ческой поверхности точили кольцевые риски глубиной 0,10,15 мм с шагом 5 мм.Подготовленные двумя способами образцы гидропрессовали с пресс-остатком,извлекали из контейнера и составные об 15 разцы разбирали на 2 половины.В дальнейшем с помощью инструментального микроскопа замеряли координатыискаженных при деформации линий. По замерянным координатам восстанавливали20 линии тока, причем для цельных образцоввосстановление линий тока осуществлялипутем определения по формуле (1) скороститечения металла на поверхности и решениякраевой задачи о течении вязкой жидкостис использованием формулы (2), а для составных образцов - аппроксимацией линий токас помощью дробно-рациональной функциипо полученным координатам,На чертежах приведены линии тока де 30 формированных образцов, восстановленные по предлагаемому способу (фиг, 1) испособу-прототипу (фиг. 2), Статистическиерасчеты показывают, что с вероятностью95 О линии тока совпадают. Численная реа 35 лизация метода визиопластичности, выполненная в дальнейшем по полученнымлиниям тока для обеих образцов, подтвердила идентичность их напрякенно-деформированного состояния.40 Формула изобретенияСпособ определения параметров напрякейно-деформирован ного состоянияматериала при его осесимметричной пластической деформации, включающий изго 45 товление образца с рисками, егопластическую деформацию, замер координат искаженных при деформации рисок,восстановление расчетным путем напряженно-деформированного состояния (НДС)50 материала по полученным данным, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращенияобьема и трудоемкости экспериментальныхисследований, расширения возможностейиспользования способа, образец выполня 55 ют сплошным, нд его боковую поверхностьнаносят кольцевые риски с постоянным шагом, после деформации определяют скорость течения металла на поверхностиобразца по формуле1802301 едлагае 1 ьй способ особ-прототип ФЮ 2. Я Составитель Я,БейгельТехред М,Моргентал рКорректор Н.Корол ктор каз Тираж ПодписноеИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Чх= Чодгде чх - скорость течения металла на поверхности образца в сечении с координатой Х;чо - скорость течения металла до входа в матрицу;Л, - расстояние между рисками до деформации, Ь - 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, определяе- мыМ по формуле1 д где ст- предел текучести металла образца; я - средняя скорость деформации по объему образца, равнаяч. (1 + - )е -1 и - ,Яо - площадь сечения образца по деформации;10 Я - площадь сечения образца после деформации;- высота очага деформации;на основе полученного решения определяют лийии тока вязкой жидкости, по которым15 восстанавливают параметры НДС металламетодом визиопластичности,