Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Напряженное состояние металла при ОМД

Для определения усилий при различных видах обработки металлов давлением необходимо знать напряженное состояние металла, то есть уметь находить напряжение (далее "напряжение" - "Н."), возникающее в каждой точке деформируемого тела, в зависимости от действия внешних сил. Кроме того, характер Н. состояния сильно влияет и на пластичность металла.

Напряженное состояние тела в общем случае может быть полностью определено тремя нормальными и шестью касательными Н., то есть девятью компонентами. Если в теле, подверженном воздействию внешних сил, выделить элементарный параллелепипед, то на гранях этого параллелепипеда, перпендикулярных осям X, Y и Z(рис. 1.15), появляются нормальные напряжения и касательная (по две составляющих напряжения), расположенные в плоскости самих граней.

В условиях равновесия элементарного параллелепипеда является попарно равенство составляющих касательных, то есть , и .

Отсюда следует, что Н. состояние любой точки деформируемого тела, может быть определено с помощью шести компонентов тремя нормальными и тремя касательными.

Нормальные и касательные направления на гранях элементарного параллелепипеда
Рисунок 1.15. Нормальные и касательные направления на гранях элементарного параллелепипеда

Однако если оси координат выбрать так, чтобы на площадках, перпендикулярных этим осям, действовала только нормальное напряжение, а касательная Н. была равно нулю, напряженное состояние может быть установлено, если известны только нормальные составляющие. Такое Н. называют главным и обозначают σ. При этом σ1 означает наибольшую по величине алгебру напряжение, σ3 - наименьшую и σ2 - среднюю. При решении практических задач одну из главных осей обычно совмещают с направлением действия силы.

Напряженное состояние тела может быть линейным, плоским и объемным. При линейном состоянии две главные Н. равны нулю, при плоском одна из главных Н. равна нулю, а при объемном все три главных Н. отличны от нуля.

Согласно этим трем видам напряженного состояния есть девять схем главных Н. (рис. 1.16. А, б, в): две линейные (а), три плоские (б) и четыре объемные (в). Линейные схемы растяжения и сжатия (ввиду наличия контактного трения на торцах заготовки) при обработке давлением не встречаются. Плоское напряженное состояние имеет место при некоторых процессах листовой штамповки.

В большинстве случаев при обработке давлением металл находится в объемном Н. состоянии. При этом усилия и напряжение, действующих по разным направлениям, могут быть как равными, так и неравными между собой.

Объемные и плоские схемы, имеющие Н. одного знака, называются одноименными схемами, а схемы, имеющие напряжение различных знаков, - разноименные. Первая объемная схема (рис. 1.16, в) показывает наличие всестороннего растяжения, вторая - наличие всестороннего сжатия, третья и четвертая - наличие совместимого растяжения и сжатия.

Схемы напряженно-деформированного состояния
Рисунок. 1.16. Схемы напряженно-деформированного состояния

При всестороннего равномерном растяжении (схема 1, рис. 1.16, б) пластическая деформация невозможна, поскольку происходит хрупкое разрушение. При всестороннем равномерном сжатии (схема 2) пластическая деформация не состоится ввиду невозможности сдвигов, поскольку движущее напряжение здесь равно нулю. При равномерном и неравномерном всестороннему совместном сжатии и растяжении (схемы 3 и 4) пластическая деформация возможна, причем схема 4 являются благоприятной с точки зрения меньшей возможности появления хрупкого разрушения металла.

Страница 1 из 2. Читать далее >>

Источник [1] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Обработка металла давлением (ОМД)
Вернуться на главную: Черная металлургия