1938

Протокол испытания на одноосное растяжение (образец)

11

12

2.2.2 Подготовка образца к испытанию

Перед испытанием на образец наносят границы расчетной длины и сетку из двух квадратных ячеек для измерения коэффициента анизотропии (Рис.6).Продольные a0i и

поперечные b0i размеры обеих ячеек (i=1,2) и расчетную

длину l0 измеряют с точностью 0.001 мм. Толщину поперечного сечения h0 вычисляют с точностью 0.005 мм, а ширину В0 - с точностью 0.01 мм измеряют в 2-

3-х точках в рабочей части образца. В последующем расчете используют размеры поперечного сечения, соответствующие минимальной площади F0.

a0i b0i

l0

Рис.6

2.2.3 Измерения деформаций сеток в процессе испытания

Испытания проводят с использованием электронных датчиков, как это описано в разделе 2.1. По существующим стандартам коэффициенты анизотропии измеряют при достижении полной осевой деформации образца 2, 4, 6 и 8%.

Для этого на образце устанавливают дополнительный датчик перемещений в направлении, перпендикулярном оси образца, в центральной части расчетной длины. В процессе нагружения на карту компьютера записывают продольное удлинение и поперечное сужение образца.

13

Во второй части лабораторной работы вычисляют параметры анизотропии (7) в трех направлениях к прокатке после разрушения образца.

Образец должен разрушаться в области расчетной длины. В противном случае результаты испытания аннулируют.

Измеряют размеры аi , bi той ячейки, которая удалена от места разрыва более, чем на ширину В образца.

ai >B

bi l

Рис.7

В таб.2 вносят результаты измерений базовых длин по окончании эксперимента.

14

Таблица 2

15

2.2.4. Расчет коэффициентов анизотропии

Начальная анизотропия материала, а также его деформационная анизотропия в процессе пластического формообразования приводят к утяжке габаритных размеров деталей. Это соответственно сказывается на напряженнодеформированном состоянии заготовки. В качестве параметров анизотропии, позволяющих количественно оценить искажения поперечного сечения профильной детали, обычно используют параметр Лэнкфорда (7).

Испытания проводят по методике, описанной в предыдущих параграфах. Перед началом испытания на одноосное растяжение вдоль оси образца в зоне рабочей части наносят и измеряют продольные a0i и поперечные b0i базовые

длины (Рис.6). После разрушения образца измеряют те базовые длины ai ,bi , которые находятся на расстоянии не

менее ширины образца от места разрыва (Рис.7).

Коэффициент анизотропии Лэнкфорда r определяется с учетом условия несжимаемости материала образца по формуле

где n – число измерений базовых длин после испытания всех образцов партии; индекс i=1,..,n – текущий номер пары базовых длин.

Вычисление зависимости параметра Лэнкфорда от пластической деформации растяжения целесообразно проводить в Excel формате операционной системы Windows. Для этого сначала записывается текстовый файл показаний датчиков перемещений, в котором обычно находятся колонки

16

размещается в Excel среде и далее вычисляют Пластическая деформация определяется как

Здесь верхний индекс указывает направление измерения, а нижний, равный 0 соответствует исходному значению базы измерения датчика, или «i» - текущему значению показания датчика.

В заключении строится график зависимости r(ε) с помощью Мастера – «Wizard –diagram» Excel – среды.

2.2.5. Расчет коэффициентов анизотропии обобщенной кривой течения

Обычно при математическом моделировании технологий листовой штамповки принимается модель ортотропно анизотропного материала. Для описания поверхности пластического течения (10) и уравнений состояния (11)

17

используют коэффициенты анизотропии ax , ay , az , axy ,... ,

которые получают пересчетом параметров Лэнкфорда в трех направлениях r0 , r45 , r90 . В (10) и (11) i , i - соответственно интенсивности тензоров скорости деформации и напряжения; x , y ,..., xy ,.. - компоненты тензора напряжений, e , e -

эквивалентные напряжение и деформация.

Расчет коэффициентов анизотропии выполняют для распространенного в листовой штамповке плоского напряженного состояния

18

По результатам расчета заполняют таб.3

Таблица 3

Материал

19

2.3.Лабораторная работа № 3

Определение предельных деформаций листовых материалов при растяжении в условия плоской деформации

Цель работы: изучить метод экспериментального определения предельных деформаций листовых материалов для прогнозирования технологических отказов в операциях листовой штамповки.

2.3.1. Теоретическая справка

Одним из доминирующих технологических дефектов (отказов) операций листовой штамповки является потеря 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

главная деформация в плоскости листа. На рис.8 приведена типичная ДПД алюминиевого сплава Д16АМ.

20