Учебное пособие 1209
.pdfРис. 1.14
После нажатия на кнопку ОК на листе останутся только строки с максимальным усилием, как показано на рис. 1.15.
Рис. 1.15
Запишите номер строки с максимальным усилием и отмените результаты фильтрации по команде Ctrl+Z.
В блоке A2:С2159 поставим ссылки на ячейки с данными T2:V2159. Для этого в ячейке A2 следует указать ссылку =T2 и нажать Enter. Затем копируем формулу в ячейки B2 и C2, потянув за черную точку в правом нижнем углу ячейки A2
(рис.1.16).
Рис.1.16
Выделив блок A2:C2, скопируйте его в буфер обмена. Затем, выделив блок A2:C2159, вставьте формулы из буфера. Для быстрого выделения данных используйте Ctrl+Shift+.
Вставьте в книгу 1-0.xls новый лист (правый клик по ярлыку листа data) и назовите его dl-P. На этом листе
20
разместим диаграмму деформирования в координатах удлинение ( l ), растягивающее усилие (P ) по команде
Вставка Точечная диаграмма с гладкими кривыми.
Изменить диапазон данных на диаграмме можно через меню Конструктор с помощью инструмента Выбрать данные (рис. 1.17).
Рис. 1.17
Укажите в качестве источника данных диапазон A2:B5000
(рис. 1.18).
Рис. 1.18
21
В результате на листе dl-P появится экспериментальная диаграмма деформирования, показанная на рис. 1.19.
Конец кривой не должен содержать изломов и должен представлять собой плавную линию. Если изломы есть, то удалите несколько последних строк с данными.
Рис. 1.19
1.4. Лабораторная работа № 3 Определение предельных деформаций листовых материалов при растяжении в условиях плоской
деформации
Цель работы: изучить метод экспериментального определения предельных деформаций листовых материалов для прогнозирования технологических отказов в операциях листовой штамповки.
1.4.1. Теоретическая справка
Одним из доминирующих технологических дефектов (отказов) операций листовой штамповки является потеря
22
устойчивости в виде местных утонений, по которым затем происходит разрыв материала. Для прогнозирования потери устойчивости листовой заготовки в процессе пластического формообразования используют диаграмму предельных деформаций (ДПД).
Диаграмму строят в координатах: наибольшая главная деформация в плоскости листа e1* и параметр вида
деформированного состояния e2 /e1*, где e2 - наименьшая главная деформация в плоскости листа. На рис. 1.20 приведена типичная ДПД алюминиевого сплава Д16АМ.
Для оценки предельных возможностей заготовки при штамповке на каждом этапе формообразования определяют наибольшие главные деформации e1,e2 в плоскости листа и рассчитывают . Если точка на координатной плоскости ДПД, соответствующая деформированному состоянию заготовки, лежит ниже диаграммы, считают, что в рассматриваемый момент времени процесс ведется бездефектно (рис.1.20).
e1*,%
10
e1 e1*
e1 ,
-0.5 |
0 |
1 |
Рис. 1.20
23
На рис. 1.20 показано, что минимальная предельная деформация наблюдается при плоской деформации. При этом e2 0, 0 .
Для построения левой ветви ДПД проводят два вида испытаний: на одноосное растяжение, рассмотренное в лабораторной работе №1.1, и на растяжение в условиях плоской деформации.
1.4.2. Испытание
1.4.2.1. Образец
Испытывают приталенные образцы на растяжение (рис.1.21). Криволинейные боковые поверхности рабочей части позволяют реализовать вблизи оси образца в процессе растяжения деформированное состояние, близкое к плоскому.
Направление прокатки
0.2 |
20 |
10 |
R50.2
190
Рис. 1.21
1.4.2.2. Подготовка образца к испытанию
Подготовка образцов к испытанию. На рабочую поверхность образца наносят сетку из систем окружностей диаметром 2 3 мм (рис. 1.22).
24
Увеличено
2,7
0,2
10 10
Рис. 1.22
1.4.2.3. Процедура испытания
Образец растягивается до разрушения в испытательной машине. После разрушения измеряют наименьший l2 и наибольший l1 диаметры 5-7 круглых ячеек вдоль оси образца, чтобы уменьшить влияние градиентов деформаций на краях образца. Измерения производят в областях, прилегающих к трещине с обеих сторон на ширину образца (рис. 1.23). По результатам измерений строят зависимость распределения наибольшей деформации e1 ячейки от ее расстояния до трещины s (рис. 1.24).
20 20
Рис. 1.23
25
Размеры ячейки определяют под микроскопом с точностью 0.001 мм. По мере удаления от трещины деформация e1 уменьшается сначала интенсивно в области шейки (в области потери устойчивости), а затем после стабилизации - незначительно. Деформация e1 заштрихованной ячейки или нескольких ячеек, соответствующая границе перехода из зоны возмущения в зону стабильности (точка излома на графике распределения деформаций), используется затем для определения предельной деформации устойчивости в условиях, близких плоской деформации. По результатам испытаний одного образца определяют 2-4 значения предельной деформации устойчивости.
e1
s
Рис. 1.24
1.4.3. Обработка результатов измерений
Сначала вычисляют минимальные деформации e2 в этих ячейках (заштрихованная ячейка на рис. 1.24) и параметр вида деформированного состояния для последующего построения диаграммы предельных деформаций. Деформации выделенной i-й ячейки и параметр вида состояния вычисляют по формулам:
26
e1i |
|
|
|
|
l |
1 |
l |
0 |
|
|
|
|||
ln( |
1 |
|
|
|
); |
|
||||||||
|
|
|
l0 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
l |
|
l |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
0 |
|
|
|
|||||
e2 |
ln( |
1 |
|
|
|
|
|
|
); |
(1.13) |
||||
|
|
|
|
l0 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
e2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
e1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где l0 – диаметр исходной ячейки сетки образца, l1, l2 – соответственно наибольшая и наименьшая диагонали ячейки разрушенного образца (рис. 1.25).
l1
l0
l2
Рис. 1.25
Предельная деформация устойчивости при плоской деформации вычисляется в результате экстраполяции диаграммы предельных деформаций, полученной по результатам испытаний на одноосное растяжение и растяжение в условиях, близких к плоской деформации.
Для этого на поле диаграммы (в координатах предельная деформация устойчивости в направлении растяжения e1 и
27
параметр вида деформированного состояния ) наносят точки, соответствующие предельной деформации устойчивости в условиях одноосного растяжения и плоской деформации из предыдущих опытов (рис. 1.26). Предельная деформация устойчивости в условиях плоской деформации при растяжении в направлении e(*0)0 и поперек e(*0)90 прокатки является точкой
пересечения этой ветки диаграммы с осью ординат.
e1
e(*0 ) 0 (e(*0 ) 9 0 )
-0.5 |
0 |
|
Рис. 1.26
Аналитически предельная деформация устойчивости определяется методом наименьших квадратов:
|
|
|
n m |
n m |
n m |
n m |
|
|
|
|
j je1*( j) ( j )2 e1*( j) |
|
|||
e |
* |
|
j 1 |
j 1 |
j 1 |
j 1 |
, (1.14) |
(0)0,90 |
|
n m |
|
|
( j )2 (n m) ( j )2
j 1
28
где (n+ m) – число ячеек, в которых измеряли деформации соответственно в испытаниях на одноосное растяжение n и на плоскую деформацию m в одном направлении к прокатке.
Результаты расчетов вносят в табл. 1.4.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Одноосное |
|
Плоская деформация |
|||||
измере |
растяжение |
|
|
|
|
|
||
ния |
(из лаб. работы № 1.1) |
|
|
|
|
|||
|
e1, % |
e1, % |
|
|
e1, % |
e1, % |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29