4.3. Расчёт напряжённо-деформированного состояния для трубы 1020×45 мм.

Расчёт относительной деформации внутренней плоскости волокон:

Расчёт относительной деформации наружной плоскости волокон:

-0,05074

0,05074

Рисунок 20 – Эпюра деформаций по толщине листа

Относительная деформация при напряжении, равном пределу текучести:

где σ_т=450 – предел текучести металла, МПа;

Е= 2·10⁵ – модуль упругости первого рода, МПа;

Из расчётов (0,05074 > 0,00225), следовательно, мы имеем дело с упруго-пластической деформацией.

Определяем зону волокон, которые подверглись упругой деформации:

Определяем зону волокон, которые подверглись пластической деформации:

Расчёт максимального напряжения, возникающего на границах листа:

Рисунок 21 – Эпюра напряжений по толщине листа

4.4. Определение энергосиловых параметров.

Механическая работа, необходимая для изгиба листа за один шаг:

Где V – объём изогнутой части листа, м³;

А_уд – удельная работа гиба листа при упруго-пластической деформации, Н/м².

Объём изогнутой части листа определяем по формуле:

Где L= 12 – длина изогнутой части листа, м.

Удельная работа изгиба при упруго-пластическом изгибе с упрочнением

Полная работа гиба

где N=15 – количество шагов для полного изгиба листа.

Рассчитываем максимальное рабочее усилие:

где P_max= 65 - максимальное усилие развиваемое прессом, МПа;

n=4 – коэффициент запаса прочности.

Определяем усилие, которое возникает на инструменте:

где h_инстр=0,03 – величина рабочего хода гибочной балки, м.

4.5. Определение распружинивания листа после изгиба.

Рассчитываем момент изгиба с учётом упрочнения:

Кривизну разгрузки определяем по формуле:

г де J – момент инерции, м⁴.

Р адиус кривизны при разгрузке будет равен:

Угол пружинения:

Угол формованного участка после распружинивания:

Остаточная кривизна:

Радиус остаточной кривизны:

Заключение.

В результате выполнения работы были проведены расчеты: напряжённо- деформированного состояния трубной заготовки и определена механическая работа при изгибе листа. Процесс формовки трубной заготовки может быть предоставлен как процесс непрерывного упруго-пластического изгиба листа с постепенно увеличивающейся кривизной. Рост кривизны происходит до величины, заданной формой технологического инструмента. После снятия усилий формовки возникает явление распружинивания, заключающееся в разворачивание листа.

Изучены такие вопросы, как конструкция пресса пошаговой формовки, состав оборудования, принцип работы.

По результатам расчетов делаем вывод, что при четырехкратном запасе прочности (n=4) расчетное усилие инструмента не превышает максимальное рабочее усилие.

Список используемой литературы.

1 Машины и агрегаты трубного производства: Учебное пособие для вузов/ А.П. Коликов, В.П.Романенко, С.В. Самусев и др. - М.: МИСиС, 1998. - 536 с.

2. Технологическая инструкция пресса шаговой формовки.

3. Технологическая инструкция ТЭСК ТБД «ОАО» ВМЗ, ТИ 153–ТР. ТС-41-2005.

4. Методы расчета калибровок инструмента и энергосиловых параметров процесса производства сварных труб в линии прессов и ТЭСА: Сборник задач/ С. В. Самусев, А. Н. Фортунатов, Н. А. Фролова, Н. Г. Пашков, 2006.-155с.

5. Шевакин Ю.Ф., Глейбег А.З. «Производство труб». М: Изд-во «Металлургия», 1968.-440с.