Пластическая деформация
Строение металлов
Холодная пластическая деформация монокристалла
Элементы теории дислокаций
Движение дислокации и пере ползание дислокации
Вектор Бюргерса
Возникновение и размножение дислокаций
Силовые поля
Холодная пластическая деформация поликристалла
Равенство деформаций
Упрочнение при холодной деформации
Кривые упрочнения
Влияние температуры и скорости деформации
Виды деформации при обработке металлов давлением
Влияние температуры на сопротивление деформированию
Влияние горячей деформации на свойства металла
Условие постоянства объема
Степень деформации и смещенный объем
Влияние скорости деформации на пластичность
Сверх пластичность
Напряжения
Напряжения в координатных площадях
Напряжения в наклонной площадке
Понятие о тензоре напряжений
Главные касательные напряжения
Диаграмма напряжений Мора
Условия равновесия для объемного напряженного состояния
Осесимметричное напряженное состояние
Плоское напряженное состояние
Малые деформации и скорость деформаций
Неразрывность деформаций
Однородная деформация
Условие пластичности
Смысл энергетического условия пластичности
Связь между напряжениями и деформациями
Механическая схема деформации
Схемы главных напряжений
Принцип подобия
Контактное трение
Характер нагрузки
Принцип наименьшего сопротивления
Неравномерность деформаций
Методы определения деформирующих усилий
Решение дифференциальных уравнений
Основы метода расчета деформирующих усилий
Метод линий скольжения
Свойства линий скольжения
Характеристики
Методы графического построения
Жесткопластическая схема
Связь полей линий скольжения с полями скоростей
Построение годографа скоростей
Понятие о методе верхней оценки
Метод сопротивления материалов
Метод баланса работ
Понятие о пластическом методе
Краткое сопоставление различных методов
Осадка
Удельное усилие
Осадка правильной призмы и цилиндра
Осадка полосы конечной длины
Неоднородность деформации при осадке
Толстостенная труба под равномерным давлением
Протяжка
Протяжка заготовки круглого сечения
Выдавливание
Удельное усилие деформирования
Объемная штамповка в открытых штампах
Удельное усилие деформирования заусенца
Элементы штамповки в закрытых штампах
Скручивание
Уравнения равновесия
Дальнейшее увеличение кривизны
Вытяжка

Механическая схема деформации

Весьма большое значение для исследования процессов деформации при обработке металлов давлением имеет понятие о механической схеме деформации, разработанное С. И. Губкиным.
 Механическая схема деформации для данного элементарного объема дает графическое представление о наличии и знаке главных напряжений и главных деформаций. Она представляет собой совокупность схемы главных напряжений и схемы главных деформаций.
 Вследствие постоянства объема максимальная по абсолютной величине главная деформация равна сумме двух других, взятой с обратным знаком. Таким образом, одна из деформаций, максимальная по абсолютной величине, всегда имеет знак, противоположный знаку двух других. Отсюда следует, что может быть только три вида схем главных деформаций:
 1) схемы с одной деформацией положительной и двумя другими отрицательными, т. е. растяжение; 2) с одной деформацией, равной нулю, и двумя другими, равными по абсолютной величине и противоположными по знаку (плоское деформированное состояние— сдвиг); 3) с одной отрицательной и двумя положительными деформациями, т. е. сжатие. Частный случай растяжения: двеное состояние, плоские (два вектора) — плоское напряженное состояние и объемные (три вектора) — объемное напряженное состояние. При этом линейных схем будет две о положительным (растягивающим) или отрицательным (сжимающим) напряжением. Плоские и объемные схемы, кроме того, могут быть одноименные и разноименные. В одноименных схемах все напряжения одного знака. Следовательно, может быть два вида плоских одноименных схем (с двумя сжимающими или с двумя растягивающими напряжениями) и два вида одноименных объемных схем (с тремя растягивающими напряжениями — всестороннее растяжение или стремя сжимающими напряжениями — всестороннее сжатие).
 (Напомним, что при пластическом формоизменении не может быть равенства трех напряжений, т. е. равномерного всестороннего растяжения или равномерного всестороннего сжатия). Разноименные схемы бывают: плоские — только одного вида, а объемные — двух (с двумя положительными напряжениями и одним отрицательным или наоборот). Таким образом, существует всего девять видов схем главных напряжений (рис. 5.8): два линейных, три плоских и четыре объемных. Понятно, что в плоских и объемных схемах соотношения между величинами напряжений могут быть различны. Каждый из семи видов плоских и объемных схем главных напряжений для получения механических схем деформаций можно сочетать с каждым из трех видов схем главных деформаций. Это даст 21 вид механических схем. Линейная схема с одним главным растягивающим напряжением сочетается только с объемной схемой главных деформаций, у которой одна положительная деформация и две равные между собой отрицательные (растяжение), а линейная схема с одним сжимающим напряжением сочетается со схемой деформаций, у которой одна деформация отрицательная и две равные между собой положительные (сжатие). Таким образом, общее число возможных видов механических схем деформаций может быть 23. Механические схемы деформации отображают схему действующих сил и определяют характер формоизменения. Процессы деформации механически сравнимы, если они имеют одну и ту же преобладающую схему. Следовательно, различные процессы деформации можно классифицировать по их механическим схемам [12]. При рассмотрении операций обработки металлов давлением можно пользоваться для их характеристики механическими схемами деформации С. И. Губкина. Для примера на рис. 5.9 приведено несколько элементарных схем, являющихся преобладающими при проведении указанных на рисунке операций. Как видно из рис. 5.9, у одинаковых по результатам и схеме главных деформаций процессов могут быть, исходя из приведенной классификации, различные схемы главных напряжений (например, выдавливание и волочение), и, наоборот, при сходных схемах главных напряжений характер деформации может быть различным (например, осадка и выдавливание).
 Схемы главных деформаций предопределяют характер изменения физико-механических свойств металла при деформировании. Так, получение равномерного волокна наиболее легко достижимо при схеме главных деформаций с одной положительной деформацией и двумя равными по величине отрицательными деформациями. При этой же схеме наиболее интенсивно происходит образование текстуры и упрочнение.
 При переходе от схемы, а через схемы, б, 2 и 3, б к схеме 3, а картина резко изменяется. При схеме 3, а волокно, например, стремится образоваться в направлении двух положительных главных деформаций, в результате чего зерна как бы сплющиваются в направлении отрицательной деформации. Включения же рассредоточиваются в направлении положительных деформаций, что оказывает неблагоприятное влияние на механические качества [18]. Однако по схеме главных деформаций, не обращаясь к схеме главных напряжений, нельзя судить ни о сопротивлении деформированию, ни о пластичности металла в процессе деформации. Так, при схеме с двумя деформациями растяжения и при схеме с двумя деформациями сжатия пластичность металла может быть одинаковой. Пластичность и сопротивление деформированию зависят от схемы главных напряжений. При переходе от плоских разноименных схем через линейное растяжение к одноименным схемам с растягивающими напряжениями пластичность металла при деформировании уменьшается, и, наоборот, при переходе через линейное сжатие к одноименным схемам со сжимающими напряжениями пластичность увеличивается (см. рис. 5.8). Таким образом, при деформировании в условиях, отвечающих одноименным схемам со сжимающими напряжениями, пластичность металла всегда больше, чем при одноименных схемах с растягивающими напряжениями. Как указывалось ранее (стр. 91), тензор напряжений можно разложить на девиатор напряжений и шаровой тензор. При среднем нормальном напряжении аср = 0 напряженное состояние будет чисто девиаторным. При наложении на девиаторы положительного шарового тензора, т. е. всестороннего равномерного растяжения, пластичность падает в тем большей степени, чем больше величина компоненты шарового тензора аср. Наоборот, при наложении на девиаторы отрицательного шарового тензора, т. е. всестороннего равномерного сжатия, пластичность увеличивается в тем большей степени, чем больше абсолютная величина компоненты шарового тензора. То же самое можно выразить словами С. И. Губкина: «Чем меньшую роль в схеме (главных напряжений) играют растягивающие напряжения и чем большую роль играют сжимающие, тем большую способность к пластической деформации проявляет металл» [12].




 
Яндекс.Метрика