Технология заготовительно-штамповочных работ. Теория омд.

При деформации металлическая заготовка нагружается внешней силой на площади df в заготовке возникает вектор напряженности .

Разложение вектора по координатам. - единичные векторы.

В матричной форме:

- тензор напряженного состояния тела.

Геометрическая интерпретация тензора.

Так как под действием пар касательных напряжений, расположенных во взаимно перпендикулярных гранях и направленных к одноименному ребру, кубик находится в состоянии равновесия, то:

Тензор напряженного состояния симметричен относительно главной диагонали, большинство деталей имеют главную ось симметрии, то есть являются __________, следовательно напряженное состояние таких деталей, при их пластическом деформировании удобно рассматривать, используя цилиндрическую систему координат. В этом случае главная ось симметрии детали совмещается с z.

Удобно описывать напряженные состояния тела, используя «главные направления и напряжения». Известно, что при любой схеме нагружения тела, в нем всегда существуют три взаимно перпендикулярные плоскости, на которых касательные напряжения отсутствуют, а действуют только нормальные напряжения. Такие напряжения и плоскости называются главными.

Используя «главные напряжения», легко установить, что любое напряженное состояние тела можно свести к одному из девяти схем, приведенных ниже.

1. объемное всестороннее растяжение.

2. объемное всестороннее сжатие (важно при пластическом деформировании)

3. смешанное состояние

4. смешанное объемное напряженное состояние

5. допустим =0 (плоское напряженное состояние) - плоское растяжение

6. плоское сжатие

7. смешанное п.н.с.

8. линейное растяжение

9. линейное сжатие.

Если к телу приложить внешнюю силу, то она вызовет деформацию- изменение формы тела и его размеров.

Различают деформации:

1. линейная;

2. угловая;

3. поверхностная;

4. объемная.

По способу исчисления:

1. абсолютные;

2. относительные;

3. логарифмические.

По физической природе:

1. упругие (обратимые);

2. пластические (необратимые);

3. упруго-пластические (смешанные).

На уровне атома в кристаллической решетке пластические деформации можно рассматривать как занятие атомом нового устойчивого положения при приложении к нему дополнительной внешней энергии. На уровне кристаллов, в целом, пластическую деформацию можно рассматривать как сдвиг решетки в плоскости наибольшей плотности атомов. Сдвиги могут осуществляться путем дислокации и двойникованием.

Переход атома из одного состояния в другое в этих случаях осуществляется мгновенно. В результате характер решетки искажается, плотность атомов в решетке увеличивается. Однако большинство металлов и сплавов имеют поликристаллическую или зеренную структуру, следовательно, при приложении внешней силы часть энергии расходуется на смещение и поворот зерен друг относительно друга. Т.о., чем больше механизмов участвует в образовании пластической деформации (на атомарном, кристаллическом и межзеренном уровне), тем материал пластичнее. С повышением температуры, увеличивается подвижность атомов. За счет этого включается большее число механизмов, следовательно, растет пластичность.

Главным показателем, характеризующим пластичные свойства материала, является [ ] – допустимое относительное удлинение [%].

Горячее и холодное деформирование

При пластической деформации материала за счет искажения кристаллической решетки и уплотнения атомов, пластичность материала уменьшается.

Показатель прочности , увеличивается. Данное явление называется упрочнением материала – наклеп.

При нагревании материала возрастает кинетическая энергия атомов, их подвижность и вероятность возврата атомов в исходное состояние равновесия (исчезновение дефектов в кристаллической решетке). Нагревание металлов до t=(0.25….0.3) tпл обеспечивает снятие внутреннего напряжения в металле. Это явление называется возвратом. При нагреве выше температуры возврата до в нем происходит кристаллизация. Т.е. полное исчезновение дефектов в кристаллической решетке. [ ] повышается до исходной, снижаются до исходных, следовательно металл разупрочняется.

- горячее деформирование.

- холодная деформация

Если в процессе деформирования в металле успевает произойти рекристаллизация, то условие деформирования соответствует горячему деформированию.