SU946707A1 - Образец дл исследовани напр женно-деформированного состо ни - Google Patents

Description

не позвол ет количественно определить напр женное состо ние, Наконец , указанный образец дает возможность изучить картину деформации лишь в одной плоскости - плоскости сечени  образца, поэтому невозможно определить тангенциальную составл ющую скорости дефррмсщии, а также скручивание образца при поперечно-винтовой прокатке.

Известен образец дл  исследовани  напр женно-деформированного состо ни  металла в процессе обработки давлением, составленный из пластин с нанесенными на них координатными сетками в виде рисок 2}.

Недостатком образца  вл етс  то,. что прочность его мала дл  деформировани  винтовой прокаткой, в результате этого возможно применение только модельного материала, отличающегос  высокой пластичностью, что не позвол ет оценить напр женное состо ние дл  реальных металлов.

Известен также образец дл  исследовани  деформированного состо ни  металла при винтовой прокатке, составленный из дисков с нанесенными На них координатными сетками. Диски сварены между собой 3.

Недостатком известного образца  вл етс  то, что он не позвол ет оценить продольную деформацию с достаточной точностью, так как выполнение образца из дисков приводит к погрешности при определении деформации .

Кроме того, точна  установка дисков друг относительно друга приводит к значительным сложност м при изготовлении образца.

Однако такой образец отличаетс  от первых двух тем, что позвол ет определить тангенциальную составл ющую скорости деформации, скручивание образца.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  образец, содержащий цилиндрическое тело с проволочной координатной сеткой .

Образец изготовлен из свинца и в его объеме расположены параллельно оси в строгом пор дке медные проволочки , представл ющие собой координатную сетку. После обработки давлением образец разрезаетс  по диаметральным сечени м и по расположению медных проволочек в плоскост х реза определ етс  объемна  картина распределени  деформации 4 .

Недосхатком такого образца  вл етс  следующее. Если при продольной прокатке образец дает нам полную и достаточно точную информацию о распределении деформаций, то при поперечно-винтовой прокатке такой образец не дает достаточной инфорМации дл  определени  распределени  деформаций и напр жений в очаге деформации. Это св зано, с тем, что конфигурации ни одной из координатных линий координатной сетки при винтовой прокатке не совпадают с траекторией движений каждой точки металла, поэтому получаемые пол  скростей деформации и деформаций, преставленные через одну Эйлерову и дв Лагранжевые координаты, оказываютс  зависимыми от времени.

Чтобы установить зависимость искомых полей скоростей деформации и деформаций от времени, необходимо провести значительное число сложных дополнительных экспериментов., которые предполагают использование нескбльких Идентичных образцов, прокатываемых с.торможением черезразные интервалы времени.

Кроме того, дополнительные эксперименты усложн ют обработку результатов , поскольку приходитс  привлекать дополнительные формулы и гипотезы дл  исследовани  напр женно-деформированного состо ни  при винтовой прокатке.

Цель изобретени  - упрощение обработки результатов при винтовой прокатке путем получени  полей скоростей деформации и деформаций, не завис щих от времени.

Поставленна  цель достигаетс  созданием образца, содержащего цилиндрическое тело с проволочной координатной сеткой, в котором координатна  сетка выполнена в виде нескольких расположенных по винтовой линии проволочек на цилиндрических поверхност х разного радиуса с шагом, равным шагу осевой подачи.

Такой образец позвол ет сократит количество экспериментов и упростит обработку результатов.

На чертеже показан образец дл  иследовани  напр женно-деформированного состо ни .

Образец состоит из цилиндрического тела 1 из основного металла и прволочной координатной сетки 2.

Чтобы получить пол  скоростей деформации и деформаций, не завис щие от времени, необходимо, чтобы конфигураци  одной из координат координатной сетки совпадала с траекторией движени  каждой точки металла . Поскольку образец при поперечно-винтовой прокатке совершает винтовое движение, то и одна из координат выполн етс  в виде винтовой линии с шагом, равным шагу осевой подачи заднего недеформированного конца образца за один оборот при заданных услови х прокатки. .

Координатна  сетка, выполненна  в виде проволочек, расположенных по ВИНТОВОЙ линии с определенным шагом в объеме образца, позвол ет определить направление скорости каждой точки металла. Известно, что вехтор скорости направлен по касательной к лини м тока металла в процессе деформации . При поперечно-винтовой про катке линии тока металла располагаютс  по винтовой линии с шагом, равным шагу винтового перемещени  заднего недеформированнного конца образ ца за один оборот. Координатна  сетка , расположенна  в объеме образца по винтовой линии с шагом, соответст вующим лини м тока, будет совпадать с лини ми тока металла, поэтому скорость металла будет направлена по ка сательным к проволочкам, образующим пространственную координатную сетку. Определ   направление скорости перемещени  каждой точки.проволочки, узнают направление скорости перемещени  каждойточки металла при деформа ции. Условие несжимаемости объема вмес те с информацией о перемещении заднего жесткого недеформированного кон ца образца в процессе прокатки (скорость осевого перемещени ) дают возможность определить модуль скорости каждой точки проволоки, совпадающий с модулем скорости точек металла. Зна  скорость точек металла, определ ют распределение скоростей дефор мaциJ и деформаций в объеме образца при поперечно-винтовой прокатке. Образец прокатывают с торможением, пос ле чего разрезают его по диаметральИым сечени м и по расположению прово локи относительно декартовой системы координат в плоскост х реза определ ют напр женно-деформированное состо ние образца в очаге деформации. Первоначально вычисл ют вектор скорости течени  металла, использу  условие несжимаемости y,dS Ч, (х,, )dS. (1 Первую компоненту скорости каждой точки определ ют из выражени  (1) ,, V ) где dS площадь сечени  проволочки перед очагом деформации; площадь сечени  проволочки в очаге деформа:ции; скорость осевого перемещени  заднего недеформированного конца образца, зна  первую компоненту вектора скорости, нетрудно определить осталь ные две компоненты V, У,(х,., )- ; V. V, (X, , . ) Ig Дл  вычислени  V и V частные производные - и замен ем на отношени  приращени  соответствующих координат проволочки, получаег-ых из эксперимента. Чтобы определить компоненты тензора скорости деформации, пользуютс  выражением Стокса. . dVj dxj dx где У, V Сх) (х , f . и ) - компоненты вектора скорости. Дл  определени  изменени  тензора деформации между двум  соседними сечени ми дл  каждой линии тока справедливо выражение де-.- а .., f.- тензоры скорости дефор i мации одной линии тока в двух соседних сечени х; A-t-t врем , за которое проМ 2 изошло изменение тензора деформации. Тензор деформации дл  одной линии тока определ етс  cyMMHpqBctHHeM ,-йх.г,)е .- (Хд, j,t,,. где, (),,5 тензор деформации в последующих деформированных сечени х х -дх ; ,Чь)- тензор деформации в недеформированном сечении 1) - изменение тензора деформации между двум  соседними сечени ми. Примен   одну из теорий пластичности , вычисл ют компоненты девиатора напр жений через компоненты тензора деформаций, в результате чего получают полную информгщию о распределении скоростей деформации, деформаций и напр жений в объеме образца при поперечно-винтовой прокатке . Образец дл  исследовани  напр женно-деформированного состо ни  при поперечно-винтовой прокатке может быть выполнен следукадим образом. Образец состоит из некоторого количества цилиндров, вставленных друг в друга. На поверхности каждого цилиндра сделаны несколько пазов, в частности восемь, по винтовой линии с шагом, соответствующим шагу осевой подачи заднего недеформированного конца образца за один оборот при заданных услови х прокатки (при определенном

обжатии, угле подачи и т.д.;. В пазах вставлена проволочка, представл юща , собой объемную координатную сетку И отличающа с  по цвету, от образца . Чтобы пазы в цилиндрах были размещены строго один под другим, предусмотрен штифт, расположенный на рассто нии 15 мм от заднего конца образца. Торцы образца заварены. Шаг винтовой линии или шаг осевой подачи заднего недеформированного конца образца за один оборот определитс  по формуле

Jb IT

Грк

tgf

К

где Do -.диаметр заднего конца образца;

К - количество валков; угол подачи; -I - определено из опытных .

Д71Я получени  образца используют свинцовый цилиндр, на котором намотана проволока по винтовой линии с i заданным шагом. Свинцова  заготовка помещаетс  в полый цилиндр и заливаетс  свинцом. На остывшую заготовку снова наматываетс  проволочка по винтовой линии, с тем же заданным шагом, после чего свинцовый образец помещаетс  в другой полый цилиндр, у которого дис1Метр больше диаметра первого цилиндра, и заливаетс  другим слоем свинца.

Таким образом, последовательно повтор   процесс, получают образец, в объеме которого располагаютс  проволочки по винтовой линии с определенным шагом, представл ющие собой njpoстранст-венную координатную сетку.

Образец получают путем пр.ессовани , в результате получаетс  сплошной образец, в объеме которого пространственна  координатна  сетка выполнена в виде проволочек, расположенных по винтовой линии. В этом случае при определении шага винтовой линии учитывают выт жку, при прессовании .

Предлагаемый образец позвол ет определить условий свариваемости

различных слоев цилиндров, составл ющих образец.

Знание закономерностей объемного течени  металла от различных параметров процесса винтовой прокатки

(, угла подачи, угла раскатки , калибровки валков) позвол ет правильно строить технологический процесс деформации- сплошной заготовки, сокращает объем экспериментальных

исследований процесса, который получает широкое развитие дл  производства труднодеформируемых сплавов, цветных металлов, непрерывнолитой заготовки, биметаллов, .что и определ ет Экономический эффект предлагаемого образца.

Claims (4)

1. Формула изобретени  Образец дл  исследовани  напр женно-деформированного состо ни , со-держащий цилиндрическое тело с проволочной координатной сеткой, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  обработки результатов при винтовой прокатке путем получени  полей скоростей деформации и деформаций , не завис щих от времени, координатна  сеТка выполнена в.виде нескольких расположенных по винтовой линии проволочек на цилиндрических

   поверхност х разного радиуса с шагом, равным шагу осевой подачи.

   Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе

   Л. Смирнов-Ал ев Г.А. и Розенберг В.М. Теори  пластической деформации металлов. Машгиз, 1956, с.327323 .
2. 2.Полухин П.И. и др. Деформации и и напр жени  при обработке металлов

   давлением. М., Металлурги , 1974, с.187, 209.
3. 3.ПотаповИ,Н, и др. Исследование деформированного состо ни  при винтовой прокатке с помощью метода

   координатных сеток. Извести  ВУЗов Черна .металлурги . 1974, № 11, с.65,
4. 4.Камйев П.В.Повышение точности измерений усилий при ковке и штамповке . - Энергомашиностроение, 1970,

   № 2, с.30-32.