Технологические испытания с использованием ЭВМ. Елисеев В.В., Гольцев А.М

e1* ,%

10

e1 e1*

e1 ,

Рис.8.

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 (см.рис.8).

два вида испытаний: на одноосное растяжение, рассмотренное в лабораторной работе №1, и на растяжение в условиях плоской деформации.

21

2.3.2. Испытание

2.3.2.1. Образец

Испытывают широкие образцы на растяжение (рис.9). Криволинейные боковые поверхности рабочей части позволяют реализовать в процессе растяжения деформированное состояние, близкое плоскому.

Направление прокатки

R50.2

140

Рис.9

2.3.2.2. Подготовка образца к испытанию

Подготовка образцов к испытанию. На рабочую поверхность образца наносят сетку из систем окружностей диаметром 2 3 мм (Рис.10).

22

Увеличено

2,

0,2

10 10

Рис.10

2.3.2.3. 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.11.). По результатам измерений строят зависимость распределения наибольшей деформации e1 ячейки от ее расстояния до трещины s (Рис.12).

Рис.11

20 20

23

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.

Рис.12 e1

s

2.3.3. Обработка результатов измерений

Сначала вычисляют минимальные деформации e2 в этих ячейках (заштрихованная ячейка на рис.11) и параметр вида деформированного состояния для последующего построения диаграммы предельных деформаций. Деформации выделенной i-й ячейки и параметр вида состояния вычисляют по формулам

24

ei

i e2i .

1

где l0 – диаметр исходной ячейки сетки образца, l1,l2 – соответственно наибольшая и наименьшая диагонали ячейки разрушенного образца (рис.13).

Рис.13 l1

l0

l2

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 -

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 прокате.

Результаты расчетов вносят в таб.4

26

Таблица 4

27

2.4.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ В УСЛОВИЯХ РАВНОМЕРНОГО ДВУХОСНОГО РАСТЯЖЕНИЯ

Цель работы. Изучить методику испытаний и обработку результатов измерений деформированного состояния листовых материалов в условиях равномерного двухосного растяжения для построения диаграмм предельных деформаций (ДПД) во всем диапазоне пластического формообразования деталей из листа.

2.4.1. Теоретическая справка.

Лабораторная работа входит в комплекс испытаний предназначенных для построения правой ветви ДПД (см. рис.8). В диапазоне изменения от 0 до 1, в котором находится правая ветвь ДПД, осуществляется формообразование деталей вытяжкой, отбортовкой как в жестких штампах, так и эластичной средой, формовка патрубков различной конфигурации, гибка труб и прочие операции листовой штамповки. Условие достижения предельного состояния материала при равномерном двухосном растяжении соответствует =1.

Испытания. Испытывают партию из пяти круглых

образцов диаметром 166 мм (рис.15). На внешнюю поверхность каждого образца, не контактирующую с инструментом, наносят сетку круглых накладных ячеек (см.рис.8) фотоконтактным методом. Образец помещают в круглую жесткую матрицу с цилиндрическим отверстием 85

28

мм. Образец жестко фиксируется по периметру прижимами по схеме перетяжных порогов усилием пресса 2-

5т.

85 166

Рис.15

Нагружение образцов по схеме вытяжки цилиндрическим пуансоном со сферическим наконечником осуществляется до появления на нем трещины вблизи середины образца. Для уменьшения влияния трения в области контакта образца с наконечником пуансона используют две фторопластовых (тефлоновых PTFE) прокладки толщиной 1 мм и слоем масла между ними. Прокладки кладут на каждый вновь испытываемый образец в область его контакта с пуансоном. Поверхность наконечника также полируют. В этом случае трещина образуется в вершине формуемого образца или вблизи нее, что позволяет реализовать условия деформирования, близкие равномерному двухосному растяжению.

29

Измерение ячеек начинают с ближайших к трещине неразрушенных ячеек сетки, расположенных вблизи вершины образца по обе стороны от трещины, по следующей схеме (Рис.17). Под микроскопом измеряют диагонали сферического

30