Файл: Сопротивление материалов пластическому деформированию Инженерные расчеты процессов конечного формоизменения материалов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 216

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Но в силу равенств (14.5) и (14.6)

< " * )« -«y (-ï^ ) e* .

(14.9)

Приравнивая правые части равенств (14.8) и (14.9) после пре­ образования

<*. = ( 2 //§ ) 1+в/у = (Лшк/^пл

и принимая во внимание равенство (14.7), получаем выражение предела прочности материала по данным испытания плоского широкого образца

из которого следует, что отношение PmJFo в результате испыта­ ния на растяжение плоского широкого образца заметно больше получаемого в результате обычного испытания этого же материала на про­

стое растяжение.

Кроме того, при испытании пло­ ских широких образцов имеет место

более жесткая

схема напряженного

состояния и

для момента

разрыва

можно

принять

 

е‘

р Г 1п"

5 Г ~ 0,551п

1 -* к ’,

где а 0 — исходная толщина плоского

образца;

ар — толщина образца, из­

меренная

под микроскопом в месте

Рис. 75. Плоский образец в ис­ его разрушения

(рис. 75);

ходном (а) и разорванном состоя­

фк = 1 -

К/Яо)2'1.

нии (б)

Итак, мы показали, что в результате применения рассмотрен-, ной методики испытания на разрыв плоских широких образцов возможно построить диаграмму упрочнения и определить харак­ теристики механических свойств металла: сгт, <хв, <ху и %.

Можно ли, однако, считать проблему возможности построения диаграммы упрочнения at—ef и установление основных механи­ ческих характеристик листового металла по данным испытания плоских образцов окончательно решенной? По-видимому, нельзя— связывает необходимость применения плоских образцов установ­ ленной формы в соответствии с толщиной испытуемых листов, что, например, при тонколистовом материале и соответственно широких образцах не всегда осуществимо практически.



В свете изложенного весьма перспективной представляется предложенная Г. М. Кувшиновым методика, свободная от указан­ ных недостатков.

Ранее отмечалось, что при испытании плоских образцов вид напряженно-деформированного состояния отличен от простого растяжения. В этом случае ег ф ех и at Ф сгх. При простом растя­

жении принято

считать

е* = вх;

ва =

е8 = —0,5ех.

Фактически

в месте

разрыва

плоского

образца

 

 

- е 2< 0 ,5 ех.

 

(14.10)

Пусть —е2 = (0,5 — A) ех, где А — относительно малая по­ ложительная величина, на которую отличается правая часть неравенства (14.10) от левой из-за отличия схемы напряженнодеформированного состояния от схемы при простом растяжении.

Итак, — еа = (0,5 — Л) ех; — е3 = (0,5 -(- А) ех.

Значение А с учетом постоянных коэффициентов определяет вид деформации

®

_ 2 е а —- e x —Bf _

SA— 3 / 2

/ 2 4 "

8Х— 83

А3

Исходя из положения о том, что ve при монотонном или при­ ближенно монотонном процессах формоизменения можно считать постоянной, автор полагает, что постоянными, следовательно, можно считать и А и Сь:

Л = 0,5 +

8g/ex = const; Сь= — ej/ex =

 

=

In (b0/b)/ln(///о) = const.

(14.11)

Величину Сь при любых размерах образца, т. е. данных зна­ чениях отношений исходной ширины образца к его исходной длине и исходной толщине, можно установить экспериментально (разгрузив его при подходе к максимуму усилия, зарегистрировав абсолютное удлинение I—/0 и определив по данным нескольких замеров среднюю по расчетной длине ширину Ь). Зная Сь, полу­ чаем:

еа = С/)8Х; 83 * ■ 8Х— е2 = (1 - Cj) ех; va = ■ ЗС^/(2 — Cj).

Величина Сь может изменяться в пределах: при очень узких образцах от 0,5 до я»0 при очень широких.

Зная Сь, можно найти по заранее рассчитанному графику (рис. 76) значения коэффициентов С{ и Ср в равенствах:

Ci = 8;/8х; Ср = о^/(Ух.

(14.12)

Максимума усилие Р при испытании плоского образца достиг­ нет тогда, когда

f àof + Oj dF = 0; оi = Oy. ол = Pjm/fy, П++


В силу равенства (14.12) имеем

dbi = С{ dev но ег = In (F„/F) и de1 —•

dF т, е. dF —

= — Fde1 = — ^ -d e,.

 

Итак,

8/у — Ci

Сь

0,3

0.2

в момент

максимума

усилия

 

 

 

 

 

 

 

 

dot

_

ffy. пл

et

 

 

 

 

 

 

 

 

dst

Cl

- - Uy,

 

 

 

 

 

f l

 

g.

-L. (2, I n , l'y. ПЛ \

._

Pmax

ly. ПЛ

1

!

Ctoy\

 

l A

 

r W lxl

l'o

)

 

Fo

l'o

Cp

 

l'y.nn

 

(C

 

 

 

 

In •

 

, 1*

 

rc -

1

Pmax

*у. пл

,

(14.13)

 

l'o

 

 

1b

 

üy

CpCt

Ft

l'o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

начального

 

участка

 

 

 

 

 

 

 

 

кривой

о,—е,-:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai==

 

в< “

 

С/1п"Т»;

ЧР<

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(14.14)

 

 

 

 

 

 

 

lngrB= lnap — е,у.

(14.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

Если

определены

значе­

О

 

 

 

ния коэффициентов С{ и Ср,

1,06

 

W Cm

тоформулами (14.13)—(14.15)

1,02

1,10

можно

пользоваться прилю-

Рис. 76. График зависимости величин Ср

бой ширине испытуемого ПЛО-

 

и Ci от

Сь

 

ского

образца.

При

очень

 

 

 

 

узких образцах

С/ = Ср =

1,

9 при очень широких Сг =

Ср = 2/]/3 =

1,155.

 

 

 

Для большего удобства пользования формулами (14.13) и

(14.14) их

следует

преобразовать в

(14.13а)

и

(14.14а):

 

 

 

е/у =

1 п - ^ - ( С , - 1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

In

;7

Л

);

 

 

 

 

 

а — с

 

/у . пл .

 

 

 

 

(14.13а)

 

 

- Ч - 7 Г

 

*0

 

 

 

 

 

 

 

а1= с°т ;1 Г ; ъ‘ = 1п- к + с *1п~ к ’

 

(14.14а)

 

 

 

 

где С„ =

1/Ср; С8 = С, — 1; Су =

1/СрС,-

определяются

по

заранее рассчитанному графику (рис. 77) в зависимости от Сь (14.11).

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что при испы­ тании плоских относительно широких образцов усилие Р дости­


Рис. 77. График зависимости величин С2 и Су от Сь

гает максимального значения при больших значениях е,, чем (при прочих равных условиях) при испытании образцов круглого сечения, а начало разрушения у плоских, наоборот, при мень­ ших в;, чем у круглых. Действительно, в начале локализации де­ формации в шейке плоского образца уменьшение размера образца по ширине'*оказывается более затрудненным, чем таковое по его толщине, не говоря уже о том, что утонение вдоль ширины за­ метно переменно (наблюдается уже в начальных стадиях процесса).

Действительно, при растяжении плоского образца уменьше­ ние его ширины в центральных зонах (сужение продольных во­ локон) более затруднено, чем в зонах боковых, прилегаю­ щих к торцевым кромкам.

Отсюда появление в централь­ ных зонах дополнительных поперечных растягивающих напряжений, изменение сум­ мы <Тх + <та -Н <т3, а следо­ вательно, и показателя же­ сткости Я, т. е. ужесточение схемы напряженного состоя­ ния и как следствие более раннее разрушение.

Допустим, что поданным замеров ячейки в месте раз­ рыва (рис. 78) плоского об­ разца получены значения главных компонентов дефор­ мации:

= In-jr-> 0 ;

e2= l n - j r < 0

и e3 =

ln (7 7 --£ г).

Если бы

имело

место

простое

растяжение, то

е2 = 83 =

= —О.бвх < 0

и Л,

определяемая

равенством (14.11),

равнялась

бы нулю. Фактически же, как было указано выше

 

— 8а == ( "2

~

 

8i»

ез =

+ ^ ) ev

(14.16)

Выражение интенсивности деформации при простом растя­

жении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

V

 

(®2 “h ®з)/3

 

 

при испытании плоских

образцов примет вид

 

 

 

 

е, =

81/1 + 4 Л * /3 .

 

(14.17)

Однако, как известно, начало разрушения зависит не только

от значения

но и от значения Я. В силу закона пропорциональ-

333