Обработка металла давлением (стр. 7 из 9)

Рисунок 3.8а. Компоненты деформаций в элементе № 1,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.8б. Компоненты деформаций в элементе№ 2,

- окружная, радиальная, осевая деформации

Рисунок 3.8в. Компоненты деформаций в элементе № 3,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.8г. Компоненты деформаций в элементе № 4,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.9а. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 1.

Рисунок 3.9б. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 2.

Рисунок 3.9г. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 4.

Анализ графиков (рисунок 3.9) показал, что разрушение происходит в элементе № 1.

Аналогичные исследования для осадки кольцевой при S/H>0,5, приведены на рисунках 3.10а,б,в,г. Анализ их показывает, что пластическая область развивается уже на первых шагах осадки, а к шагу № 30 весь материал заготовки перешел в пластическую область и далее образуется одинарная бочка. На рисунке 3.11б показана интенсивность деформации в конце процесса. Как видно из рисунка 3.11б деформации весьма не однородны, наименьшая величина находится на верхней границы заготовки.

Картина течения материала заготовки представлена на рисунке 3.12.

D=200 мм, S/H=0,65,

Шаг № 5

Шаг № 30

Шаг № 75

Шаг № 100

Рисунок 3.10а,б,в,г. Развитие пластической области.

Рисунок 3.11а. Интенсивность напряжения в конце процесса.

Рисунок 3.11б. Интенсивность деформации в конце процесса.

Рисунок 3.12. Картина течения материала на последнем шаге.

Для оценки напряженно-деформированного состояния были рассмотрены области заготовки, выделенные элементами 1,2,3,4 (рисунок 3.13). Распределение напряжения в течение процесса деформирования показано на рисунке 3.13.

Рисунок3.13. Положение элементов в конечно-элементной сетке.

Рисунок 3.14 а. Компоненты напряжений в элементе № 1,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.14б. Компоненты напряжений в элементе № 2,

- окружное, радиальное, осевое напряжения.

Рисунок 3.14в. Компоненты напряжений в элементе № 3,

- окружное, радиальное, осевое напряжения.

Рисунок 3.14г. Компоненты напряжений в элементе № 4,

- окружное, радиальное, осевое напряжения.

Анализ графиков показывает, что окружные, радиальные и осевые напряжения в течении процесса являются сжимающими, в элементе № 1 радиальные напряжения растягивающие. Распределение деформаций в этих элементах показана на рисунках 3.15 а,б,в,г.

Рисунок 3.15а. Компоненты деформаций в элементе № 1,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.15б. Компоненты деформаций в элементе № 2,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.15в. Компоненты деформаций в элементе № 3,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

Рисунок 3.15в. Компоненты деформаций в элементе № 4,

- окружная, радиальная, осевая деформации.

На рисунках 3.16 а,б,в,г. Показана диаграмма пластичности стали У10А и траектория деформирования

_i) материала в элементах 1,2,3,4 в процессе нагружения.

Рисунок 3.16а. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 1.

Рисунок 3.16б. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 2.

Рисунок 3.16в. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 3.

Рисунок 3.16в. 1- Диаграмма предельной пластичности; 2 – траектория деформирования металла заготовки в элементе № 4.

С целью комплексной оценки влияния диаметра заготовки на устойчивость были проведены исследования перемещение координат Х1, Х2, Х3 и Х4 узлов, показанных на рисунке 3.17, и усилие пресса, со следующими исходными данными: коэффициент трения

0,1;0,3;0,5; диаметр заготовки D = 50 мм, 100 мм, 200 мм; отношение толщины к высоте S/H=0,2;0,25;0,3;0,35;…;0,8;0,85;0,9. Результаты расчетов в виде графических зависимостей приведены на рисунке 3.18 а,б,в и рисунке 3.19а,б,в.

Рисунок 3.17.

Рисунок 3.18а. Перемещение координат х1 и х2, при m=0,1; 1- диаметр D=50 мм, 2- диаметр D=100 мм, 3- диаметр D=200 мм.

Рисунок 3.18б. Перемещение координат х1 и х2, при m=0,3; 1- диаметр D=50 мм, 2- диаметр D=100 мм, 3- диаметр D=200 мм.

Рисунок 3.18в. Перемещение координат х1 и х2, при m=0,5; 1- диаметр D=50 мм, 2- диаметр D=100 мм, 3- диаметр D=200 мм.

Рисунок 3.19а. Усилие, приложенное к заготовке диаметром D=50мм на шаге №100, 1-

;2- ;3- .

Рисунок 3.19б. Усилие, приложенное к заготовке диаметром D= 100мм на шаге №100, 1-

;2- ;3- .

Рисунок 3.19в. Усилие, приложенное к заготовке диаметром D=200мм на шаге №100, 1-

;2- ;3- .

Анализ графиков (рисунок 3.18 а,б,в) показал, в положительной зоне, заготовка теряет устойчивость, а – в отрицательной зоне заготовка устойчивая, сопровождается образованием одинарной бочки как на наружной поверхности, так и на внутренней поверхностях.

Анализируя графики (рисунок 3.19 а,б,в) можно сделать вывод, что усилие пресса растет независимо от коэффициента трения между плитами.