Пластической обработке

На рис. 3.1 представлены некоторые экспериментальные данные работы /85/, подтверждающие основные теоретические результаты /46/, касающиеся вопросов пластической неустойчивости сосудов давления.

Для оболочек с мягкими прослойками промежуточных размеров (Кр < к < кк) анализ исчерпания несущей способности на основании критериев потери устойчивости их пластического деформирования в процессе нагружения существенно усложняется. Фактически процедура учета описанных выше явлений, связанных с эффектом контактного упрочнения мягких прослоек, сводится к предварительному определению кривых V(/(K) и 6(к) либо на основании обработки экспериментальных данных, либо расчетным путем по методикам /77/, после чего по соответствующим зависимостям /88/ находятся параметры Ер и т, позволяющие оценить предельное состояние конструкций по критериям потери пластической устойчивости. Однако, как будет показано несколько ниже, в целях упрощения расчетных методик по оценке несущей способности оболочковых конструкций можно пренебрегать данной процедурой уточнения процесса пластической неустойчивости конструкции в процессе их нагружения вследствие ее незначительного влияния на конечный результат.

(3 — коэффициент пластической неустойчивости металла мягкой прослойки, работающей в составе листовых конструкций, (для материала, описываемого диаграммой деформирования жесткопластичного тела по критерию cfo / cfe = 0 (п = 0,5)).

Полученные соотношения (4 I) и (4.2), устанавливающие взаимосвязь между параметром \(/. характеризующим момент потери пластической устойчивости толстостенных оболочек давления, геометрически ми размерами оболочки Ч' •- I /К и деформационными свойствами мате риала, описывают предельное состояние однородных оболочек. При использовании данных выражений для анализа толстостенных оболочек, ослабленных мягкими прослойками необходимо иметь в виду следую щсе. В случае, когда мягкие прослойки имеют достаточно большие относительные размеры, при которых не наблюдается контактное упрочнение мягкого металла, как отмечалось в разделе 3.1 настоящей работы, механические свойства мягкого металла \/, 8. у м =• а"/ст" (а следовательно, и Кр) полностью определяют критическую ситуацию, связанную с потерей пластической устойчивости оболчковой конструкции. При on рсделении (^ в соответствующие выражения необходимо подставлять значения 8. v/ и ум мягкого металла. С уменьшением относительных размеров мягких прослоек к -•- /? /'/ (в диапазоне их значений к < 1) наблюдается изменение данных характеристик мягкого металла, связанное ш стеснением пластического течения мягкой прослойки со стороны более прочного основного металла (см. рис. 3.2). Однако, как было показано на примере анализа тонкостенной оболочки, данные изменения практически не сказываются на значениях р1,) 5 (?р), что позволяет при оценке процесса пластической неустойчивости тонкостенных оболочек не принимать во внимание контактные эффекты, связанные с упрочнением мягких прослоек.

денной на рис. 4.2 номограмме (квадрант II), из анализа кривых Ер). Как видно, доминирующим параметром функции /(ЧЛ ер) является Т = 1 1 R (при реальных значениях 8р (8р > 0,1) и параметре толстостсн-ности конструкции Ч* (Ч' = 0,1... 1,0)), о чем свидетельствует практическая параллельность данных кривых оси ор. Последнее свидетельствует о том, что при анализе процесса пластической неустойчивости толстостенных оболочковых конструкций, ослабленных мягкими прослойками, на стадии оценки параметра [^ (Ч*, ер) достаточным является (без существенной потери в точности получаемых результатов) его определение по имеющимся сертификатным данным на механические характеристики мягкого металла \/. 8 и j м = о " /а™ .

На рис. 3.1 представлены некоторые экспериментальные данные работы /85/, подтверждающие основные теоретические результаты /46/, касающиеся вопросов пластической неустойчивости сосудов давления.

Для оболочек с мягкими прослойками промежуточных размеров (1C, < к < кк) анализ исчерпания несущей способности на основании критериев потери устойчивости их пластического деформирования в процессе нагружения существенно усложняется. Фактически процедура учета описанных выше явлений, связанных с эффектом контактного упрочнения мягких прослоек, сводится к предварительному определению кривых у(к) и 6(к) либо на основании обработки экспериментальных данных, либо расчетным путем по методикам /77/, после чего по соответствующим зависимостям /88/ находятся параметры ер и т, позволяющие оценить предельное состояние конструкций по критериям потери пластической устойчивости. Однако, как будет показано несколько ниже, в целях упрощения расчетных методик по оценке несущей способности оболочковых конструкций можно пренебрегать данной процедурой уточнения процесса пластической неустойчивости конструкции в процессе их нагружения вследствие ее незначительного влияния на конечный результат.

Р — коэффициент пластической неустойчивости металла мягкой прослойки, работающей в составе листовых конструкций, (для материала, описываемого диаграммой деформирования жесткопластичного тела по критерию d<5 1 d& = 0 (п = 0,5)).

Полученные соотношения (4.1) и (4.2), устанавливающие взаимосвязь между параметром Рц,, характеризующим момент потери пластической устойчивости толстостенных оболочек давления, геометрическими размерами оболочки Ч* = t1R и деформационными свойствами материала, описывают предельное состояние однородных оболочек. При использовании данных выражений для анализа толстостенных оболочек, ослабленных мягкими прослойками необходимо иметь в виду следующее. В случае, когда мягкие прослойки имеют достаточно большие относительные размеры, при которых не наблюдается контактное упрочнение мягкого металла, как отмечалось в разделе 3.1 настоящей работы, механические свойства мягкого металла vj/, 5, у м = СУ " /СУ" (а следовательно, и 8р) полностью определяют критическую ситуацию, связанную с потерей пластической устойчивости оболчковой конструкции. При оп ределении р^ в соответствующие выражения необходимо подставлять значения 8, у и ум мягкого метаопа. С уменьшением относительных размеров мягких прослоек к = h It (в диапазоне их значений к < 1) наблюдается изменение данных характеристик мягкого металла, связанное со стеснением пластического течения мягкой прослойки со стороны более прочного основного металла (см. рис. 3.2). Однако, как было показано на примере анализа тонкостенной оболочки, данные изменения практически не сказываются на значениях р0 5 (sp), что позволяет при оценке процесса пластической неустойчивости тонкостенных оболочек не принимать во внимание контактные эффекты, связанные с упрочнением мягких прослоек.

денной на рис. 4.2 номограмме (квадрант II), из анализа кривых/(Т, Ер). Как видно, доминирующим параметром функции/(Ч7, Бр) является Т = 11R (при реачьных значениях 8р (8р > 0,1) и параметре толстостен-ности конструкции ? (*? = 0,1... 1,0)), о чем свидетельствует практическая параллельность данных кривых оси 8р. Последнее свидетельствует о том, что при анализе процесса пластической неустойчивости толстостенных оболочковых конструкций, ослабленных мягкими прослойками, на стадии оценки параметра ру (Т, 8р) достаточным является (без существенной потери в точности получаемых результатов) его определение по имеющимся сертификатным данным на механические характеристики мягкого металла \/, 8 и у м = <*т/ств •

Когда обе фазы пластичные, кривая напряжение — деформация имеет участки, где обе фазы находятся в упругом состоянии, одна из фаз — в упругом, а другая — в пластическом состоянии и, наконец, где обе фазы перешли в пластическое состояние. Такое разрушение можно описать по аналогии с разрушением пластических металлов, где исчерпание способности к упрочнению определяет момент пластической неустойчивости. Предельное растягивающее напряжение композита определяется по критерию-dPJds, — 0, где Рс — нагрузка, приложенная к композиту. Используя «правило смесей», получим

Для проектирования технологического процесса штамповки важно знать напряженное и деформированное состояния каждого участка заготовки в течение всего процесса. С. И. Губкин деталь7 но разработал схемы этого состояния [21]. Совокупность схем напряженного и деформированного состояния тела при пластической обработке давлением называется механической схемой деформации. Таким образом, сравнивая и исследуя различные механические схемы деформации, можно классифицировать различные способы формоизменения и получить графическое представление о наличии главных напряжений и главных деформаций.

Таким образом, практика подтверждает результаты исследований, что хрупкость и пластичность не есть неизменные свойства материалов, а являются лишь состояниями, в которых материалы могут находиться. Под влиянием различных факторов материалы могут переходить из хрупкого состояния в пластичное и наоборот. Например, высокоуглеродистые инструментальные стали, хрупкие при комнатной температуре, становятся пластичными при высоких температурах и поддаются горячей пластической обработке; то же самое можно сказать и о ковких чугунах. Инструментальные стали, хрупкие при растяжении или изгибе, ведут себя как пластичные при деформации кручением и т.д.

Свойства изотропного материала, исследуемые при одноосном нагружении, по определению не зависят от ориентации оси нагружения. Практически некоторая зависимость механических свойств от направления нагружения все же наблюдается из-за ориентационных эффектов, возникающих, например, при пластической обработке металлов (прокате, волочении и т. д.). У волокнистых композиционных материалов, вследствие присущей им на макроскопическом уровне анизотропии, наблюдается существенная разница в свойствах при различных ориентациях оси нагружения 6 по отношению к направлению армирования L. При одноосном нагружении под углом 0° << 0 <; 90° в главных осях симметрии материала LT возникает двухосное напряженное состояние в сочетании со сдвигом: таким образом, напряженное состояние в этих осях может создаваться одноосным нагружением под углом к осям анизотропии (этот метод испытаний описан в разделах II.Б и III.А). Однако этот способ создания двухосного пагружепия имеет ограниченные возможности по двум причинам: 1) нормальные напряжения имеют всегда один и тот же знак, т. е. оба являются либо растягивающими либо сжимающими; 2) всегда действуют сопутствующие сдвиговые напряжения. Другими словами, отношения OT/OL и GLT/OL нельзя изменять независимо (OL, OT— нормальные напряжения вдоль и поперек волокон; OLT — сдвиговые напряжения в плоскости LT).

пластической обработке

Коррозия в газовой среде при высоких температурах. Коррозионное разрушение поверхностного слоя металлов и сплавов при эксплуатации машин и оборудования при высоких температурах в газовых средах наносит большой ущерб. Потери металла неизбежны как при холодной пластической обработке, так и при термической обработке. Газовая коррозия поражает не только поверхность металла, но может проникнуть и вглубь (например, обезуглероживание, сульфидная и водородная коррозия).

Основная задача технологии ковки и штамповки состоит в изготовлении кованых и штампованных деталей на принципе оптимального формообразования, минимального расхода энергии и высоких технико-экономических - показателей. Теория обработки металлов давлением как научное отображение технологии должна раскрывать закономерности формообразования поковки при пластической обработке и намечать пути оптимизации этого...

Вакуумный метод имеет ряд достоинств. Главным из них является незначительный расход металла. Например, при металлизации кузова четырехдверного лимузина едва расходуется 8 г алюминия. Поскольку полученный металлический слой очень тонок, он эластичен, поэтому металлизированные изделия можно подвергать дальнейшей пластической обработке. Высокие декоративные свойства можно получить, объединив металлизацию с окрашиванием или лакированием.

ской структуры, возникающих при пластической обработке, ограни-

подвергалась пластической обработке, то при последующем пере-

86. Тарновский И. Я- Формоизменение при пластической обработке металлов. М.: Металлургиздат, 1954, 534с.

14.5. Трещина, отходящая от отверстия, подвергнутого холодной пластической обработке .................................... 870