Неравномерное всестороннее сжатие
Cтраница 4
При обработке металлов давлением имеет место объемно-напряженное состояние металла. Это значит, что все силы, действующие на деформируемую заготовку, могут быть спроектированы на три взаимно перпендикулярных направления. Для случая свободной ковки благоприятной деформации без разрушения является схема неравномерного всестороннего сжатия. [46]
Согласно одной из наиболее убедительных классификаций ( С. Д. Пономарев), цементный камень следует отнести к хрупким. Хрупкость цементного камня проявляется в отсутствии заметных пластических деформаций - не только при разрыве образцов, но и при их одноосном сжатии, хотя трение на опорных поверхностях испытательных устройств и приводит к кажущейся пластичности. У материалов с хрупкопластичными свойствами можно установить пределы текучести при одноосных испытаниях, а цементный камень проявляет пластичность лишь в условиях неравномерного всестороннего сжатия. Однако это свойство присуще всем материалам и поэтому не используется для их сравнительной механической характеристики. В каждом конкретном случае к оценке хрупких и пластических свойств цементного камня следует подходить с учетом срока и условий его твердения. [47]
Однако, умножая предел текучести прокатываемого металла на гплощадь контакта валков с металлом, мы не получим истинной величины давления. В действительности оно будет чаще всего значительно выше. Это объясняется тем, что вследствие опережения, отставания и уширения на контактных поверхностях возникают силы трения, создающие в очаге деформации неравномерное всестороннее сжатие. [48]
На величину пластической деформации, которую можно достичь без разрушения ( предельная деформация), оказывают влияние многие факторы, основные из которых - механические свойства металла ( сплава), температурно-скоростные условия деформирования и схема напряженного состояния. Последний фактор оказывает большое влияние на значение предельной деформации. Наибольшая предельная деформация достигается при отсутствии растягивающих напряжений и увеличении сжимающих. В этих условиях ( схема неравномерного всестороннего сжатия) даже хрупкие материалы типа мрамора могут получать пластические деформации. Схемы напряженного состояния в различных процессах и операциях обработки давлением различны, вследствие чего для каждой операции, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации. [49]
 |
Схема напряженного состояния элемента поверхности твердого тела на площадке непосредственного контакта при трении. [50] |
При одних напряженных состояниях тело может быть пластичным, а при других - полухрупким или хрупким. Так, при всестороннем равномерном растяжении пластические деформации не развиваются, и материал пребывает в хрупком состоянии. При равномерном всестороннем сжатии большинство твердых тел может воспринимать без разрушения огромные нагрузки. В случае неравномерного всестороннего сжатия в зависимости от главных напряжений тела могут находиться в пластичном, хрупком или переходном состоянии. [51]
Для процесса холодной прокатки труб характерна высокая пластичность металла. На рис. 223 показаны две возможные схемы напряженного состояния металла по периметру сечения, которые, могут быть при холодной прокатке труб во время прямого хода рабочей клети. При схеме, показанной на рис. 223 а в сечениях рабочего участка, соответствующих гребню ручья, действует активное растягивающее напряжение в продольном направлении, которое вызвано внеконтактной областью деформации. Эта схема может быть при прокатке труб в ручье с небольшим развалом. По схеме, показанной на рис. 223 6, в сечениях рабочего участка, за исключением выпусков, схема напряженного состояния приближается к неравномерному всестороннему сжатию. [52]
Рассмотрим сказанное на примере. При осадке заготовки плоскими бойками ( рис. 96) центральная ее часть деформируется больше, чем участки заготовки под бойками. В результате из-за неравной деформации в заготовке появляются растягивающие дополнительные напряжения в плоскостях, параллельных поверхностям бойков. Чем выше в металле растягивающие напряжения, тем больше снижается пластичность металла и тем больше возможность появления в нем трещин. Поэтому следует стремиться к уменьшению растягивающих напряжений и к увеличению сжимающих. Наилучшей схемой деформирования является деформирование в условиях неравномерного всестороннего сжатия. Такая схема наблюдается при прессовании металла ( рис. 1 в), когда удается значительно повысить пластичность металла заготовки. Снижения растягивающих напряжений при осадке можно достигнуть, используя соответствующий подкладной инструмент ( вырезные бойки), обеспечивающий боковое давление своими вертикальными стенками. Следует добавить, что малопластичные сплавы, которые не допускают осадки плоскими бойками, деформируют в вырезных бойках. В современной технике для некоторых деталей из малопластичных сплавов заготовки получают только выдавливанием, так как другие методы деформирования сопровождаются ростом растягивающих напряжений и резким снижением пластичности. [53]
Страницы: 1 2 3 4