12. Объясните, почему несоответствие формы инструмента и формы деформированного тела приводят к неравномерности деформации. Каковы закономерности?

В большинстве процессов ОМД форма заготовки отличается от формы готового изделия, определяемой формой инструмента. Обычно форма заготовки проще формы изделия, что приводит к неодинаковому обжатию отдельных частей заготовки, т.е. к неравномерной деформации. В результате неравномерной деформации в разных частях изделия появляются дополнительные напряжения. Если распределение напряжений, вызванных внешними силами, вызовет такое изменение формы, которому будет препятствовать целостность тела, то в различных частях тела появятся дополнительные напряжения разных знаков. Неравномерность деформации возникает и тогда, когда инструмент или заготовка не имеют оси симметрии, например, в валках переменного диаметра.

Основные закономерности деформации:

1. Закон постоянства объема: объем металла при его пластическом деформировании остается неизменным.

2. Закон наличия упругой деформации при пластическом деформировании.

При любом пластическом деформировании общая деформация складывается из упругой и остаточной

3. Закон остаточных напряжений. При обработке давлением однородная пластическая деформация практически не имеет места, хотя при решении задач она принимается равномерной.

13. Остаточные напряжения, причины возникновения и способы устранения.

Остаточные (внутренние) напряжения уравновешиваются внутри тела и присутствуют в нем без приложения внешней нагрузки. Внутренние напряжения могут возникнуть в результате фазовых превращений при неравномерном нагреве или охлаждении. Остаточные напряжения в большинстве случаев нежелательны, т.к. они ухудшают свойства металлов. Если при эксплуатации изделия напряжения от внешней нагрузки совпадут по знаку с остаточными, то результирующие напряжения могут превысить допустимые. При неправильной технологии обработки давлением остаточные напряжения могут достигать значений, близких к пределу текучести и тогда незначительные нагрузки могут привести к разрушению изделия. Остаточные напряжения снижают коррозийную стойкость металла. Это приводит к местному разъеданию, порче поверхности и концентрации напряжений вблизи поврежденных мест.

Методы устранения остаточных напряжений: основной метод – предотвращение их появления правильным режимом обработки, при котором неравномерность сводится к минимуму, а дополнительные напряжения снимаются в процессе деформации и не приводят к появлению остаточных напряжений. Если нельзя избежать появления остаточных напряжений, то их можно снять дополнительной обработкой. Обычно это – термообработка после ОМД. Остаточные напряжения могут быть сняты и механическим способом: поверхностной обработкой давлением (обкаткой, обдувкой стальной дробью, правкой листов с помощью правильных роликов).

14. Диаграммы растяжения. Какие характеристики определяются с её помощью?

Экспериментально зависимость между деформациями и напряжениями в условиях линейного напряженного состояния получается при испытании стандартных образцов на растяжение. По результатам таких испытаний строят диаграмму растяжения.

Начальный участок ОА является линейным (т. н. участок упругой деформации). На нём действует закон Гука:

где ε – деформация в направлении действия силы,

σ– деформирующее напряжение,

Е - модуль упругости

Точка А- называется пределом пропорциональности и обозначается . После прохождения предела пропорциональности (например, точка М) связь между напряжением и деформацией определяется линией, параллельной ОА. При полном удалении нагрузки упругая часть деформации исчезает, а остаточная сохраняется. Точка на графике – – предел упругости – напряжение, при котором остаточная деформация очень мала. Участок CD называется площадкой текучести. Напряжение, соответствующее этой площадке, называется пределом текучести . Наибольшее напряжение на диаграмме – – предел прочности или временное сопротивление разрушению. Для хрупких металлов превышение этого напряжения приводит к разрушению образца. Пластичные металлы продолжают еще некоторое время деформироваться, не разрушаясь.