1.2. Деформация, виды деформации

Изменение формы и размеров тела под действием приложенной силы называют деформацией.

Для деформации необходимо не только приложить силу, но и создать препятствие свободному перемещению тела в направлении действия силы. Если нет препятствия свободному перемещению, тело под действием силы будет перемещаться, но не будет деформироваться. В процессах обработки металлов давлением препятствие свободному перемещению создает инструмент.

Тело, которое подвергают обработке давлением, называют деформируемым телом. Для того, чтобы происходил процесс деформирования, необходимо привести в движение инструмент. Движение инструмента (одного или нескольких) передается деформируемому телу, с которым сопрягаются инструменты. Благодаря этому деформируемое тело может также двигаться. В процессе деформирования происходит перемещение частиц деформируемого тела относительно инструмента.

Деформация, которая устраняется после удаления причин, вызвавших ее, называют обратимой или упругой.

Деформация, которая остается после удаления причин, вызвавших ее, называется необратимой или остаточной.

Необратимую (остаточную) деформацию при отсутствии видимых (макроскопических) нарушений целостности деформируемого тела называют пластической.

Способность (свойство) деформируемого тела сохранять целостность при отсутствии видимых (макроскопических) нарушений в результате деформирования называют пластичностью. Нарушение целостности деформируемого тела называют разрушением.

В обработке металлов давлением рассматриваются тела, которые могут деформироваться пластически.

1.3. Характеристики величины деформации

О величине деформации судят по изменению размеров деформируемого тела, причем существует несколько показателей деформации. Ознакомимся с ними на простейшем примере деформации параллелепипеда (рис. 2). Пусть размеры тела до деформации следующие: длина l₀, ширинаb₀, толщинаh₀, а после деформации соответственноl₁,b₁,h₁. Допустим, что в процессе деформации толщина бруса уменьшилась, а длина и ширина увеличилась, тогда деформацию можно характеризовать следующими показателями.

Абсолютные деформации:

обжатие Δh = h₀ – h₁;

удлинение Δl = l₁ – l₀;

уширение Δb = b₁ – b₀.

Рис. 2. Схема к определению характеристик величины деформации

Абсолютные показатели неполно характеризуют величину деформации, так как не учитывают размеры деформируемого изделия. Более удобны относительные показатели, называемые степенью деформации:

относительное обжатие ε_h =(h₀ – h₁)/h₀ = Δh/h₀;

относительное уширение ε_b =(b₁ – b₀)/b₀ = Δb/b₀;

относительное удлинение ε_L =(l₁ – l₀)/l₀ = Δl/l₀.

Коэффициенты деформации. Коэффициентами деформации называют отношение размеров тела, полученных после деформации, к соответствующим размерам до деформации:

коэффициент обжатия η = h₁/h₀;

коэффициент удлинения (вытяжка) λ = l₁/l₀;

коэффициент уширения β = b₁/b₀.

Между коэффициентами деформации и соответствующей степенью деформации имеется сравнительно простая связь:

ε_h=(h₀–h₁)/h₀=1 – η;

ε_b=(b₁–b₀)/b₀=β – 1;

ε_l=(l₁–l_о)/l_о=λ – 1.

1.4. Силы в процессах обработки металлов давлением

Пластическая деформация осуществляется при совместном действии на тело двух систем сил: внешних и внутренних.