Лаба 7 ТОМД
.docxСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Институт машиностроения, материалов и транспорта
Высшая школа машиностроения
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИКИ ТОЧЕК ЗАГОТОВКИ ПРИ ВЫТЯЖКЕ ПОДВИЖНОЙ СРЕДОЙ
по дисциплине «Технология обработки металлов давлением»
Выполнили:
студенты гр. 3331505/10101 Суслов Л. М.
Бобриков Н. А.
Гричачина А. А.
Работу приняла Арсентьева Ксения Сергеевна
«__» ноябрь 2023 г.
Санкт-Петербург
2023 г.
Цель работы
Цель работы – изучение процесса вытяжки подвижными средами, определение кинематики точек заготовки после вытяжки с помощью концентрических окружностей, расчет процесс формоизменения заготовки.
Краткое описание работы
В ходе работы исследовалась вытяжка заготовки методом измерительных сеток. По этому методу на поверхность образца наносится паттерн в виде концентрических окружностей с увеличивающимися радиусами.
Расстояние от центра до окружности 𝑟0i замеряют и вносят в таблицу 1. Затем образец нагружается, без нарушения сплошности материала. На образце определяют r и z (величина радиуса искажённой окружности и высота заготовки в точке измерительной окружности). Строиться график в координатах «Относительный радиус – относительный прогиб».
Относительный прогиб заготовки:
𝑧" = 𝑧⁄d
где z - высота колпачка, d - диаметр очка матрицы;
Относительный радиус заготовки:
𝑟" = 𝑟0⁄R
где r0 - радиус концентрической окружности, 𝑅 - начальный радиус заготовки.
Полученная диаграмма представлена на рисунке 4.
В ходе опытов были сделаны снимки, иллюстрирующие ход работы. Они представлены на рисунках 1 – 3.
Рисунок 1 – Заготовка до вытяжки коническим пуансоном. Вид сверху
Рисунок 2 – Процесс вытяжки коническим пуансоном. Вид сверху
Рисунок 3 – Процесс вытяжки коническим пуансоном. Вид сбоку
Таблица 1. Параметры измерительной сетки
№ |
roi |
ri |
zi |
r'' |
z'' |
1 |
7 |
8 |
54 |
0,054 |
0,600 |
2 |
13 |
16 |
52 |
0,100 |
0,578 |
3 |
21 |
22 |
45 |
0,162 |
0,500 |
4 |
29 |
28 |
39 |
0,223 |
0,433 |
5 |
36 |
35 |
34 |
0,277 |
0,378 |
6 |
44 |
42 |
30 |
0,338 |
0,333 |
7 |
50 |
48 |
26 |
0,385 |
0,289 |
8 |
57 |
55 |
22 |
0,438 |
0,244 |
9 |
64 |
62 |
19 |
0,492 |
0,211 |
10 |
71 |
68 |
15 |
0,546 |
0,167 |
11 |
78 |
75 |
12 |
0,600 |
0,133 |
12 |
85 |
81 |
8 |
0,654 |
0,089 |
13 |
93 |
90 |
3 |
0,715 |
0,033 |
14 |
100 |
95 |
0 |
0,769 |
0,000 |
15 |
106 |
105 |
0 |
0,815 |
0,000 |
16 |
112 |
113 |
0 |
0,862 |
0,000 |
17 |
117 |
118 |
0 |
0,900 |
0,000 |
18 |
122 |
123 |
0 |
0,938 |
0,000 |
19 |
128 |
130 |
0 |
0,985 |
0,000 |
20 |
130 |
145 |
0 |
1,000 |
0,000 |
Рис. 4 – Кинематика точек заготовки после деформации
С учетом описания деформирования заготовки меридиональная m и тангенциальная t компоненты тензора логарифмических деформаций определяются координатами r, z вектора перемещений точек заготовки следующими соотношениями:
При обработке набора значений экспериментальных данных 𝑟0𝑖, 𝑟𝑖 , 𝑧𝑖 , i=1,2,…, n используется разностное представление производных, входящих в выражения для деформаций:
Наборы значений меридиональных m, тангенциальных t и толщинных h деформаций усредняются, по полученным значениям рассчитывается интенсивность деформаций в точках заготовки вдоль образующей в момент остановки:
По полученным данным заполняется таблица 2 и строится диаграмма деформации вдоль прогиба заготовки, представленная на рисунке 5.
Таблица 2. Определение деформаций в двух сечениях заготовки
№ |
𝜀m |
𝜀t |
𝜀ℎ |
𝑟" |
𝜀𝑖 |
1(+1/2) |
-0,549 |
0,182 |
0,367 |
0,077 |
0,560 |
2 |
-0,076 |
0,111 |
-0,035 |
0,131 |
0,114 |
3 |
-0,211 |
0,000 |
0,211 |
0,192 |
0,243 |
4 |
-0,213 |
-0,031 |
0,244 |
0,250 |
0,266 |
5 |
-0,512 |
-0,038 |
0,550 |
0,308 |
0,614 |
6 |
-0,246 |
-0,043 |
0,290 |
0,362 |
0,312 |
7 |
-0,378 |
-0,038 |
0,416 |
0,412 |
0,460 |
8 |
-0,560 |
-0,034 |
0,593 |
0,465 |
0,666 |
9 |
-0,400 |
-0,038 |
0,438 |
0,519 |
0,486 |
Продолжение таблицы 2
10 |
-0,560 |
-0,041 |
0,601 |
0,573 |
0,671 |
11 |
-0,400 |
-0,044 |
0,444 |
0,627 |
0,490 |
12 |
-0,316 |
-0,040 |
0,356 |
0,685 |
0,390 |
13 |
-0,626 |
-0,042 |
0,669 |
0,742 |
0,749 |
14 |
-0,640 |
-0,030 |
0,670 |
0,792 |
0,757 |
15 |
-0,752 |
0,000 |
0,752 |
0,838 |
0,868 |
16 |
-0,805 |
0,009 |
0,796 |
0,881 |
0,924 |
17 |
-0,805 |
0,008 |
0,796 |
0,919 |
0,924 |
18 |
-0,819 |
0,012 |
0,807 |
0,962 |
0,939 |
19 |
0,661 |
0,064 |
-0,725 |
0,992 |
0,802 |
Рисунок 5 – Графика пластических деформаций
Вывод:
По полученным значениям кинематики точек (таблица 1 и рисунок 4) было рассчитано деформированное состояние заготовки (таблица 2 и рисунок 5). По построенному графику интенсивности деформаций 𝜀𝑖 в точках заготовки определена вероятность разрушения. В центре заготовки (относительный радиус 𝑟" заготовки равен нулю) и до краев пуансона (𝑟"<0.7) произошло нормальное формоизменение заготовки по условию 𝜀𝑖<0.8. Однако, на фланце (𝑟"≥ 0.7) значение 0.8< 𝜀𝑖 < 1.0, что означает, что существует вероятность разрушения заготовки. В этом месте на симуляции процесса вытяжки образовались складки.