Технологии и оборудование обработки металлов давлением

111

3. Христианович С.А. Плоская задача математической теории пла-стичности при внешних силах, заданных на замкнутом контуре // Матема-тический сборник. 1936. №4. Т. 1. С. 511.

4. Панфилов Г.В. Аналитическое интегрирование уравнений на-чальной характеристической задачи плоской теории пластичности // Изв. вузов. Машиностроение. 1987. № 11. С. 17-20.

5. Панфилов Г.В., Смарагдов И.А. Аналитическое описание полей характеристик в технологических задачах плоской деформации // Изв. ву-зов. Машиностроение. 1987. № 3. С. 157-160.

6. Диткин В.А. Прудников А.П. Справочник по операционному ис-числению. М.: Высшая школа, 1965. 232 с.

7. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956. 407 с.

G. Panfylov, A. Panov The modeling of plastic flow by the slip-line fields analytical description On the basis of Laplace-Carson’s integral transformation operational relations the

mathematical apparatus and technique allowing evaluating of slip-line’s radius of curvature values for the initial characteristic problem in the fields schematizing plastic regions of metal deforming processes were investigated.

Получено 07.04.09

УДК 539.374:621.983 Е.Ю. Поликарпов, канд. техн. наук, соискатель, (4872) 35-14-82, mpf-tula@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ) НЕОДНОРОДНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ ОБРАТНОМ ВЫДАВЛИВАНИИ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК

Установлено влияние технологических параметров на величину неоднородности интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, изготовленной обратным выдавливанием толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов.

Ключевые слова: обратное выдавливание, напряжения, деформации, труба, анизотропия.

В работе [1] рассмотрен процесс обратного выдавливания трубной

заготовки при установившемся течении анизотропного упрочняющегося материала коническим пуансоном с углом конусности α и степенью де-формации 011 FF−=ε (рис. 1), где 0F и 1F - площади поперечного сече-ния трубчатой заготовки и полуфабриката соответственно.

Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 2

112

Рис. 1. Схема к анализу процесса обратного выдавливания Принимается, что материал трубной заготовки обладает цилиндри-

ческой анизотропией механических свойств, жесткопластический, подчи-няется условию пластичности Мизеса-Хилла и ассоциированному закону пластического течения [2, 3]. Течение материала принимается осесиммет-ричным. Анализ процесса обратного выдавливания реализуется в цилинд-рической системе координат. Принимается, что на контактных границах заготовки и рабочего инструмента реализуется закон трения Кулона. Те-чение материала принимается установившееся.

Изменение механических свойств материала заготовки оценива-ется по кривой упрочнения

)1(0niii Aε+σ=σ .

Компоненты тензора напряжений в очаге деформации определяют-ся путем численного решения уравнений равновесия совместно с уравне-ниями теории пластического течения анизотропного материала [1]. Учиты-валось изменение направления течения материала на входе и выходе из очага деформации. Это изменение направления течения учитывается пу-тем коррекции напряжения на границе очага деформации по методу ба-ланса мощностей [3]. Получены основные уравнения и соотношения для описания кинематики течения материала, определения напряженного и деформированного состояний, силовых режимов процесса обратного вы-давливания толстостенных трубных заготовок из анизотропных материа-лов.

Технологии и оборудование обработки металлов давлением

113

Предложенные соотношения позволили оценить неоднородность интенсивности деформации minminmax /)( iii εε−ε=δε и сопротивления материала пластическому деформированию minminmax /)( iii σσ−σ=δσ в стенке осесимметричной детали, где maxiε , miniε и maxiσ , miniσ – максимальная и минимальная величины интенсивности деформации и напряжения по толщине стенки детали.

Графические зависимости изменения относительной величины не-однородности интенсивности деформации εδ и сопротивления материала пластическому деформированию σδ по толщине цилиндрической детали, изготовленной из стали 10 от угла конусности матрицы α представлены на рис. 2. Механические свойства исследуемых материалов приведены в ра-боте [2].

а

б

Рис. 2. Зависимость εδ (а) и σδ (б) от α (сталь 10) ( 1000 =D мм; 200 =s мм; 05,0=µМ ; 1,0=µП )

Здесь введены обозначения: кривая 1 соответствует =ε 0,1; кривая

2 - =ε 0,2; кривая 3 - =ε 0,3; кривая 4 - =ε 0,4; кривая 5 - =ε 0,5. Расчеты выполнены для геометрических параметров заготовок и рабочего инстру-мента, соответствующих предыдущим исследованиям.

Анализ графических зависимостей показывает, что величина неод-нородности интенсивности деформации εδ и величина неоднородности сопротивления материала пластической деформации σδ в стенке детали с уменьшением угла конусности пуансона α и увеличением степени дефор-мации ε падает, что говорит о более благоприятных условиях формирова-ния механических свойств материала стенки изготавливаемого изделия. Увеличение угла конусности матрицы с 6 до 18 сопровождается ростом неоднородности интенсивности деформации по толщине детали при

5,0=ε в 4 раза, при 1,0=ε в 1,5 раза и ростом величины неоднородности

Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 2

114

сопротивления материала пластическому деформированию: при 5,0=ε в 3 раза, при 1,0=ε в 2 раза.

Приведенные выше соотношения и результаты теоретических ис-следований силовых режимов и предельных возможностей формоизмене-ния могут быть использованы при разработке новых технологических про-цессов обратного выдавливания трубных заготовок.

Список литературы

1. Поликарпов Е.Ю. Силовые режимы и предельные возможности

обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок из анизотроп-ных материалов // Изв. ТулГУ. Технические науки. Тула, 2008. Вып. 4. С. 61-69.

2. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка дав-лением анизотропных материалов. Кишинев: Квант, 1997. 332 с.

3 . Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машино-строение, 1968. 283 с.

E. Polikarpov Mechanical properties inhomogeneity in the reverse extrusion process The influence of the process conditions on the inhomogeneity of strain intensity and

plastic deformation resistance in the wall of axisymmetric detail produced via thickwalled piped details reverse extrusion from anisotropic mateials was established.

Получено 07.04.09

УДК 539.374; 621.983 М.В. Суков, асп., (4872) 35-14-82, mpf-tula@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОПЕРАЦИИ ОТБОРТОВКИ ПЛОСКИХ ЗАГОТОВОК С ОТВЕРСТИЕМ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Приведена математическая модель операции отбортовки плоских заготовок с

отверстием из трансвесально-изотропных материалов. Оценены силовые режимы и предельные возможности операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из трансвесально-изотропных материалов.

Ключевые слова: отбортовка, анизотропный материал, пластичность, сила, деформация, разрушение.

Операция отбортовки находит широкое применение в листовой

штамповке и служит для получения горловин в плоской или пространст-