Практична робота №3. Тема: Побудова схем напруженого стану.

Практична  робота №3.

Тема:    Побудова  схем напруженого  стану.

Мета :   Здобуття практичних навичок при побудові схем напруженого стану.

Література :1.Ильин Л.М. « Основы учения о пластической деформации »М. Машиностроение.1980 г., стор.52-53, 57, 74.                                                             

2.Конспект лекції №5.

Порядок виконання роботи.

1.Повторити основні поняття , які використовують при побудові схем напруженого стану на вказаних сторінках підручника або лекції  №5.                2.Прочитати та запам’ятати правило знаків нормальних та дотичних напружень.                                                                                                            3.Засвоїти інформацію про зв'язок між напруженнями та деформаціями при пластичному деформуванні.                                                                               4.Вивчити поняття про напружений стан .                                                          5. Засвоїти інформацію про кількість схем напруженого стану за Губкіним ,їх назву та позначення .

Зміст звіту.

1. Накреслити основні схеми напруженого стану , вказати їх повну назву та позначення.                                                                                                               2.Описати основні явища , які впливають на побудову схем напруженого стану.                                                                                                                            3.Виконити індивідуальне завдання.

4.Оформити звіт.

Основні теоретичні відомості із лекції № 5.

Рисунок 1. Схеми основних видів обробки металів тиском:

а - прокатка: 1 - заготовка; 2 - валки; б - волочіння: 1 - заготовка; 2 - волока; в - пресування: 1 - пуансон; 2 - контейнер; 3 - заготовка; 4 - матриця; г - кування: 1 - заготовка; 2 - бойок; д - гаряче об'ємне штампування: 1 - штамп; 2 -поковка; е - листове штампування: 1 - пуансон; 2 – вироб; 3 – матриця.

    Напругою називають інтенсивність внутрішньої сили, тобто частину внутрішньої сили, що доводиться на одиницю площі перетину. Якщо напруги розподілені за всією площею перетину рівномірно, тобто в будь-якій точці перетину вони однакові, то для визначення напруги S в якій-небудь точці перетину досить розділити внутрішню силу Р на площу перетину F:

    Напруги на схемах зображають векторами-стрілками, що показують напрям дії напруг, причому довжина стрілки в певному масштабі показує величину напруги. 

    Напружений стан крапки характеризують головними напругами. Максимальну головну напругу позначають індексом σ₁, мінімальну σ₃, середню по величині σ₂. Не виключені випадки, коли дві або три головні напруги рівні між собою. Схема головних напруг дає графічне уявлення про наявність або відсутність напруг в головних напрямах і про їх знак без вказівки їх величини. На таких схемах головні майданчики зображені у вигляді трьох взаємно перпендикулярних граней куба, а напруги - стрілками, прикладеними до центру граней. Передбачається, що розміри куба вельми малі, а в центрі його об'єму розташовується крапка, для якої побудована схема.

      Відомо 9 схем головних напруг. Дві схеми лінійного (одноосного) напруженого стану, в яких напруги діють тільки в одному головному напрямі, а по двох іншим напрямам вони рівні нулю. Схема Л1—лінійне стиснення, схема Л2— лінійне розтягування. Три схеми двохосного, або плоского напруженого стану. В цих схемах напруги - що діють по двох головних вісях, а по третій осі відсутні. Схема П1—стиснення по двох осях, схема - П2—розтяг по одному головному напряму і стиснення по іншому, схема П3—розтяг по двох головних напрямах.

Рисунок 2.- Можливі схеми головних напруг.

     При обчисленнях необхідно підставляти значення головних напруг, враховуючи їх знак:  ті що розтягують ( + ), ті що стискають (—).

     До найважливіших чинників, що впливають на утворення схеми напруженого стану, відносяться:

• схема додатку активних сил;

• дія контактного тертя;

• форма інструменту;

• форма металу, що деформується;

• нерівномірність деформації;

• дія на очаг деформації зовнішніх частин обробленого об'єму металу.

Напружений стан характеризується схемою головних напружень в малому обсязі, виділеному в деформованому тілі. При всьому різноманітті умов обробки тиском в різних ділянках тіла що деформується, можуть виникнути тільки чотири схеми об'ємно-напруженого стану. При цьому головні нормально спрямовані напруги діють у взаємно перпендикулярних площинах, на яких дотичні напруження дорівнюють нулю (рис.3).

При кожному виді обробки тиском одна зі схем є переважаючою. Найбільша гранична  деформація досягається при відсутності розтягуючих напружень і збільшенням стискаючих.

Пресування, прокатка, гаряче об'ємне штампування та кування характеризуються всебічним нерівномірним стисненням (рис.3 а). Ця схема навантаження найбільш сприятлива з точки зору досягнення максимального ступеня пластичної деформації.

Рисунок 3. Схеми об'ємно-напруженого стану при обробці металів тиском: а - нерівномірне всебічне стиснення (найвища ступінь деформації); б - двостороннє стиснення і одностороннє розтягнення (невисока ступінь деформації); в - одностороннє стиснення і двостороннє розтягнення (дуже низький ступінь деформації); г - всебічне рівномірне розтягнення (пластична деформація неможлива).

При листовому штампуванні і волочінні реалізується схема двостороннього стиснення з розтягуванням.

Індивідуальні завдання.

Приклад виконання індивідуального завдання.

Варіант 12.

1. Пресування – різновид ОМТ при якому злиток або заготовка металу закладається в контейнер, дно якого утворює матриця з отвором. Зусиллям пресс-шайби метал, що деформується, видавлюється через отвір матриці, утворюючи пруток, поперечний перетин якого відповідає формі отвору матриці. Пресуванням одержують прутки і труби з кольорових, а в окремих випадках із чорних металів.

1 - пуансон; 2 - контейнер; 3 - заготовка; 4 - матриця;

Схема напруженого стану при пресуванні – рівномірне всебічне стиснення ΙΙΙ (об'ємна –О4)

1. Листове штампування - метод виготовлення виробів та деталей із листового металу (листа ,штаби ,стрічки ) плоскої або просторової форми з заданими конструктивно-геометричними і структурними параметрами без суттєвої зміни товщини матеріалу.

1 - пуансон; 2 – вироб; 3 – матриця.

Схема напруженого стану при листовому штампуванні в місці утворення фланцю

– рівномірне всебічне стиснення ΙΙ (плоска – П3).