Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Ижевский государственный технический университет методические указания
И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КУРСОВЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ»
ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 150201
Ижевск 2005
УДК 658
Горбунов В.Н. Методические указания и контрольные задания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» для студентов специальности 150201. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2005. – с. 24.
Представлены варианты заданий для курсовых работ, требования и методические указания для их выполнения.
Для студентов специальности 150201.
© В.Н. Горбунов , 2005
© Издательство ИжГТУ, 2005
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
I. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ……………………………………………….4
1. О с а д к а……………………………………………………....5
2. В ы д а в л и в а н и е………………………………………….5
3. О т к р ы т а я ш т а м п о в к а………………………………6
4. Т р у б а п о д д а в л е н и е м……………………………..7
2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ…………………………………………7
2.1. Расчет деформирующих усилий с помощью
приближенных уравнений равновесия и условия
пластичности…………………………………………………7
2.2. Метод линий скольжения…………………………………..9
2.3. Метод баланса работ……………………………………….13
2.4. Сопоставление различных методов……………………….14
3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ «ВОЛОЧЕНИЕ»……………………………… 14
3.1. Определение напряжения волочения методом
совместного решения уравнений равновесия
и пластичности……………………………………………..15
3.2. Определение усилия волочения методом
линий скольжения……………………………………….…17
3.3. Определение напряжения волочения методом
баланса работ……………………………………………….19
ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………….22
ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………..23
I. Содержание курсовой работы и варианты
ЗАДАНИЙ
В соответствии с различными вариантами задания курсовая работа по «Теории обработки металлов давлением» предусматривает расчет напряженного состояния в операциях объемной и листовой штамповки, необходимого для определения усилий и работ деформации и последующего анализа формоизменения.
В задании предусмотрено решение одной и той же задачи тремя методами:
- совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;
- методом баланса работ;
- методом линий скольжения.
С целью проверки полученных решений и освоения других методов расчета в задании требуется построить годограф скоростей перемещений частиц в очаге деформации, анализ которого позволит упростить освоение метода верхней оценки и метода конечного элемента.
Курсовая работа должна содержать следующие материалы:
- расчетно-пояснительную записку;
- графики эпюр нормальных напряжений;
- поле линий скольжения и годограф.
Расчетно-пояснительная записка должна содержать расчетную схему задачи, основные уравнения для расчета напряжений, удельных усилий, усилий деформации и их решение с учетом заданных соотношений размеров и граничных условий. Записка должна содержать основные выкладки решения, необходимые пояснения, ответы в сопоставимых для разных методов единицах, сравнения и выводы, а также ссылки на используемую литературу.
Оформление графической части работы допускается в виде приложений, выполненных вручную или на компьютере в произвольном масштабе, позволяющем проверить правильность решений и построений и определить компоненты напряжений в любой точке очага деформации. По тексту записки приводятся ссылки на указанные приложения.
Все варианты заданий отнесены к четырем типам задач:
1) осадка; 2) выдавливание; 3) открытая штамповка; 4) труба под давлением.
Соотношение размеров и граничные условия задаются для каждого варианта, а последовательность применения методов решения оговаривается текстом для каждого типа задачи.
О с а д к а
1
.
Определить усилие и удельное усилие
осадки методами:
1.1. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;
1.2. методом баланса работ;
1.3. методом линий скольжения.
2. Простроить эпюры нормальных напряжений на контактной поверхности.
3. Сравнить результаты решений.
4. Построить поле линий скольжения и годограф. Сравнить горизонтальную скорость перемещения, полученную с помощью годографа и рассчитанную по условию постоянства объема.
Вариант |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
b / h |
3,6 |
4,56 |
5,6 |
6,6 |
7,84 |
к |
k |
k |
k |
k |
k |
Вариант |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
1.10 |
b / h |
2,5 |
1,6 |
10,1 |
10,1 |
6,6 |
к |
0,5k |
0,866k |
k |
0,5k |
0,866k |
2. В ы д а в л и в а н и е
1. Определить усилие и удельное усилие методами:
1.1. линий скольжения;
1.2. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;
1.3. баланса работ.
2. При решении задачи методом баланса работ геометрию очага деформации принять в виде трапеции высотой, равной высоте очага деформации, полученной методом линий скольжения.
3. Построить поле линий скольжения и годограф, а также эпюры напряжений.
4. Сравнить результаты, полученные различными методами.
Вариант
|
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
2.6 |
2.7 |
Н / h |
1,95 |
2,24 |
2,6 |
3,48 |
4,0 |
4,64 |
3,2 |
к |
k |
k |
k |
k |
k |
k |
0 |
Вариант
|
2.8 |
2.9 |
2.10 |
2.11 |
2.12 |
2.13 |
Н / h |
5,12 |
2,08 |
3,24 |
5,0 |
5,8 |
1,88 |
к |
0 |
0,866k |
0,866k |
0,866k |
0,866k |
0,5k |
3. О т к р ы т а я ш т а м п о в к а
1. Определить усилие и удельное усилие открытой штамповки методами:
1.1. линий скольжения;
1.2. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;
1.3. баланса работ.
2. При решении задачи методом совместного решения уравнений равновесия и пластичности,а также методом баланса работ высоту очага деформации в полости ручья штампа выбрать равной средней высоте очага деформации, полученной методом линий скольжения.
3. Построить эпюры напряжений на горизонтальной оси симметрии и сравнить полученные результаты.
Вариант |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
3.5 |
b3 / h3 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
4,0 |
4,0 |
Bп / b3 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
4,0 |
4,0 |
Hп / Bп |
5,0 |
0,8 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
к |
k |
k |
0 |
0 |
k |
Вариант |
3.6 |
3.7 |
3.8 |
3.9 |
3.10 |
b3 / h3 |
4,0 |
4,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
Bп / b3 |
4,0 |
4,5 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
Hп / Bп |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
1,2 |
1,2 |
к |
0 |
k |
k |
0 |
k |
4. Т р у б а п о д д а в л е н и е м
1. Определить удельное усилие пластической деформации трубы:
1.1. методом совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;
1.2. методом линий скольжения;
1.3. методом баланса работ.
2. Построить на чертеже поле линий скольжения и эпюры напряжений.
3. Построить годограф скоростей.4. Сравнить результаты расчетов.
Стрелки - соответствуют знаку «+» для Р и Р0; - знаку
«- » для Р и Р0.
Вариант |
4.1 |
4.2 |
4.3 |
4.4 |
4.5 |
R / r |
1,5 |
2,0 |
2,0 |
1,5 |
1,7 |
P0 |
-0,2k |
+0,1k |
-0,1k |
+0,2k |
+0,2k |
P |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
Вариант |
4.6 |
4.7 |
4.8 |
4.9 |
4.10 |
R / r |
2,0 |
1,5 |
1,7 |
1,5 |
2,5 |
P0 |
-0,1k |
+0,2k |
-0,2k |
-0,2k |
+0,2k |
P |
- |
+ |
+ |
- |
+ |