3.7 Течение. Скорости деформации

Термомеханический режим технологических процессов обработки металлов давлением характеризуется температурой, скоростью и степенью деформации.

Совокупное влияние этих факторов определяет сопротивление металла деформированию и условия протекания процессов рекристаллизации, фазовых превращений деформируемого сплава и т.п. Движение и деформации сплошной среды задаются соотношениями, связывающими начальные и текущие координаты материальных частиц.

Описание конечных деформаций характерных для процессов обработки металлов давлением выполняют с помощью анализа поля вектора скорости , которое описывает мгновенную картину течения всей совокупности материальных частиц.

Поскольку поле вектора скорости является частным случаем векторного поля, для его описания используют общую теорию векторных полей.

Векторная линия поля скоростей называется линией тока. Касательная к ней совпадает с направлением вектора скорости в этой области. Совокупность всех векторных линий образует картину течения в данный момент времени. Поле скоростей может быть стационарным и нестационарным и определяется видом движения.

Узлы сетки КЭ под действием прикладываемых к ним скоростей, смещаются по некоторой траектории. Направление движения узла является касательным к траектории. Зная поле вектора скорости, можно установить связь начальных и текущих координат узлов сетки КЭ и перейти к вычислению деформаций.

3.8. Сопротивление металла деформированию при комнатной и пониженной температурах

Общим свойством всех без исключения металлов и металлических сплавов является их способность упрочняться при деформировании в определенны условиях (деформационное упрочнение).

Эта способность проявляется в том, что прочностные характеристики материала возрастают в то время как характеристики пластичности падают, т.е. с увеличением степени деформации интенсивность упрочнения постепенно ослабевает.

Следовательно, металл, претерпевший большую предшествующую деформацию, можно условно считать идеально пластичным, так как сопротивление металла деформированию не зависит существенно от дальнейшего увеличения степени деформации.

При холодной обработке металлов давлением увеличение скорости в некоторых случаях приводит не к повышению, а к уменьшению усилия в связи с влиянием теплового эффекта деформации.

3.9. Сопротивление металла деформированию при высоких температурах

При большой длительности процесса горячей обработки металлов давлением холодным инструментом имеет место значительная неоднородность температуры, что существенно влияет как на усилие, так и на характер течения металла.

Так, например, известно, что при температуре выше температуры рекристаллизации металла и малой скорости деформации упрочнение практически отсутствует (идеальная пластичность).

Вопросы для самоподготовки:

1. С какой целью в САПР ТП используются законы сохранения?

2. Охарактеризуйте зависимости механики континуума в матричном представлении?

3. В чем заключаются особенности вычисления деформации при моделировании пластического течения в САПР ТП?

4. С помощью какого инструмента анализируется течение металла в штамповочном ручье?

5. Охарактеризуйте инструменты для анализа сопротивления металла деформированию при комнатной и пониженной температурах?

6. В чем заключаются особенности сопротивления течения металла деформированию при высоких температурах?