Файл: Клименко П.Л. Производство сортового проката [учеб. пособие для рабочих].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.07.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 0
2) второго рода — напряжения, которые уравновешиваются между отдельными зернами;
-3) третьего рода — напряжения, которые уравнове шиваются внутри отдельных зерен.
Во всех случаях процесс надо вести так, чтобы до полнительные напряжения были как можно меньше.
Теории предельного состояния
При линейном напряженном состоянии, когда о2= = стз=Ю, пластическая деформация наступает тогда, когда напряжение схі достигает значения предела теку чести материала. Если 02 и 03 не равны нулю, то вопрос о величине напряжений, при которых начинается пласти
ческая деформация, решается с помощью теорий |
пре |
дельного состояния. |
|
По одной из них — теории разности главных |
нор |
мальных напряжений — пластическая деформация |
на |
ступает тогда, когда разность двух главных нормальных напряжений (наибольшего и наименьшего) достигает величины сопротивления деформации. Эта теория выра жается следующим уравнением, которое носит название
уравнения пластичности: |
(8) |
сгі — СГ3 = к, |
|
где к — сопротивление деформации в условиях |
линей |
ного напряженного состояния. |
|
Это уравнение не учитывает влияния среднего глав ного напряжения 02.
Энергетическая теория предельного состояния гла сит, что пластическая деформация начинается тогда, ког да в деформируемом теле накопится определенное коли чество потенциальной энергии упругой деформации, нап равленной на изменение формы тела. Математически в общем виде эта теория выражается уравнением плас тичности
(Оі - + (°2 - 0's)2 + (<Т3 - стxf = 2 k\ (9)
Эта теория учитывает влияние среднего главного напряжения 02, которое может изменяться в пределах от 0, до ог3.
Рассмотрим три частных случая, когда:
1) о2=Оі; 2) сг2= а 3; 3) 02= (0 1+ 0 3 ) /2. При 02= 0 і и ст2= 03 уравнение пластичности принимает вид:
0j — 03 — к.
21
П р и |
02 = |
(0i -I- 0s)/2- |
|
Ст, — CT, = —— k |
1,15 k. |
||
1 |
3 |
y 3 |
Из этого анализа следует, что среднее главное на пряжение оказывает незначительное влияние на сопро тивление деформации.
4.ОЧАГ ДЕФОРМАЦИИ
ИКОЭФФИЦИЕНТЫ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПРОКАТКЕ
При прокатке металл |
проходит между двумя |
вра |
щающимися валками, где |
он подвергается деформа |
|
ции, которая заключается |
в уменьшении высоты |
поло |
сы (а в ряде случаев и в изменении ее формы), увели чении длины и ширины. В валки металл втягивается благодаря силам трения, появляющимся на поверхности соприкосновения металла с валками, под влиянием дав
ления, |
возникающего |
при обжа |
|
тии полосы по высоте. |
|
||
Металл при прокатке подвер |
|||
гается |
деформации |
(обжатию) |
|
не одновременно |
по всей своей |
||
длине, |
а только |
на |
некотором |
участке, называемом очагом де формации. Очагом деформации (рис. 13) называют объем метал ла АВВ'А', находящийся между валками и ограниченный плоско стями входа АА' и выхода ВВ'. При прокатке пластическая де формация распространяется за пределы плоскости входа и выхо да на некоторое расстояние, по этому фактический очаг дефор мации несколько больше геомет рического АВВ'А'. Зоны, лежа щие за плоскостями входа и вы хода, в которых происходит плас тическая деформация, называют внеконтактными зонами дефор мации.
Очаг деформации характери зуется следующими параметра-
22
ми: высотой входной щели Я; высотой выходной щели /г; длиной I, представляющей собой горизонтальную проекцию дуги захвата АВ, по которой валок соприка сается с прокатываемым металлом, и кривизной AB, определяемой радиусом валков R. Треугольники АВС и АВЕ подобны, поэтому
— = — , А В 2 = В Е-ВС.
|
ВС |
А В |
|
|
Но АВ2— АС2-\-ВС2, следовательно: |
|
|||
|
АС = ]/В Е-ВС — ВС2 |
|
||
гаи А С - 1- |
y 2R<H~ h) - |
|
|
|
Окончательно |
/ = |
]/" Д H R ----^ |
— , |
(10) |
где Дh = H — h — линейное, или |
абсолютное обжатие. |
|||
Часто длину очага деформации представляют в виде |
||||
длины хорды дуги захвата АВ, которая равна |
||||
|
|
1= УШя. |
(11) |
|
Длина самой дуги захвата АВ: |
|
|
||
где а— угол, |
образованный радиусами, |
проведенными |
||
из центра валка в точки А и В и |
называемый |
|||
углом захвата. |
|
|
Ниже приведены коэффициенты деформации, кото рые характеризуют изменение размеров полосы при про катке.
Изменение высоты: абсолютное обжатие A h= H — Л;
относительное обжатие ДЛ/Я или Дh/h\ коэффициент уменьшения высоты Я/Л.
Изменение ширины: абсолютное уширение Дb— b — В\
относительное уширение Ab/В или Ab/b\ коэффициент изменения ширины Ь/В.
Изменение длины: абсолютное удлинение А1=1 — L;
относительное удлинение A1/L или AIR; коэффициент увеличения длины IjL.
23
На основании закона о постоянстве объема при пластической деформации можно написать, что
Ѵі = V*
т. е. объем до деформации Ѵі равен объему после де формации V2 .
Выражая объем через размеры полосы, получим
|
|
H B L = hbl, |
где Н; |
h — высота |
полосы до и после прокатки; |
В\ |
Ь — ширина |
полосы до и после прокатки; |
L, |
I — длина полосы до и после прокатки. |
|
Обозначая через F0= B - H — площадь поперечного |
||
сечения |
полосы до |
деформации, через F\ = b-h — пло |
щадь поперечного сечения полосы после деформации и подставляя эти величины в уравнение (7), получим зна чение коэффициента вытяжки
и определим, что коэффициент вытяжки равен отноше нию площадей поперечного сечения полосы до и после прокатки. При небольшом изменении ширины и толщи ны полосы (тонколистовая прокатка) коэффициент вы тяжки можно рассчитать через отношение длин.
При прокатке в несколько проходов различают частные коэффициенты вытяжки за проход и суммар ные. Частными называются коэффициенты вытяжки в каждом отдельном проходе. Связь между суммарным и частными коэффициентами вытяжки следующая:
|Х2 = Ці |А2 fi3 • ■• Р-„ •
Подставляя значение площадей поперечного сечения полосы в каждом проходе n,i=Fo/F\\ 112 — F1IF2 ) р.ті=
— Fn-i/Fn, получим
F„ Fi |
Fo |
ИЛИ H2= F0 |
VF T ' ~ F ^
T.e. суммарный коэффициент вытяжки равен отноше нию площади сечения исходного слитка или заготовки к площади сечения готового продукта.
При пластической деформации происходит смеще ние части объема тела. Так, при сжатии кубика объем, смещенный по высоте, перемещается в направлении дли ны и ширины, причем смещение объема по высоте рав
24
но сумме смещенных объемов по ширине и длине. Если обозначить смещенный объем через Ѵсм, а полный объ ем деформируемого тела через V, то отношение Уу= = Ѵсм/Ѵ представит собой удельный смещенный объем.
При осадке бруска прямоугольного сечения, |
объем |
|
которого V— HBL, с высоты Н до h смещенный |
объем |
|
равен |
|
|
Уем — Щ — h.) В L, |
|
|
удельный смещенный объем |
|
|
V м _ (Я — h) В L _ H — h |
|
|
HBL |
Н |
|
Отсюда следует, что относительное обжатие |
(Н — |
Іі)/Н характеризует собой ту часть полного объема тела, которая смещается при его деформации.
Смещенный объем для прямоугольного сечения' равен
VCM= B { H — h)L = {BH — Bh)L =
= [ВН — (bh — Abh)]L=(Fj, — F2 + g)L,
где F1 — площадь поперечного сечения до прокатки;
F2— площадь |
поперечного сечения после |
прокатки; |
|
q — площадь |
поперечного |
сечения, полученная в |
|
результате уширения. |
определения |
смещен |
|
Это уравнение пригодно для |
ного объема при прокатке любого профиля.
Отношение удельного смещенного объема ко време ни, в течение которого этот объем смещается, называют скоростью деформации. В общем виде скорость дефор
мации можно выразить уравнением |
|
|
Vv |
|
(12) |
W= - j - 1/c , |
||
где Ѵу — удельный смещенный |
объем в |
каком-либо |
направлении, см3/ш 3; |
|
|
t — время смещения этого объема, с. |
|
|
Время смещения объема определяют по формуле |
||
, __ УШИ (1 + |
|х) |
|
2 V |
|
|
где ц — коэффициент вытяжки; V— скорость прокатки, м/с.
Скорость прокатки равна:
и = n D n
60
25