Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сопротивление материалов пластическому деформированию Инженерные расчеты процессов конечного формоизменения материалов

..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.53 Mб
Скачать

коробчатых деталей, сократило их технологический маршрут и увеличило коэффициент использования материала до 75%.

Однако технологи НИИ коммутационной техники предложили новый вариант процесса, заключающийся в замене круглой плоской заготовки квадратной, по площади эквивалентной кругу (рис. 92).

Сокращение числа вытяжек с четырех до двух, применение квадратной заготовки и цилиндрических промежуточных полуфаб­ рикатов при изготовлении коробчатых деталей дают возмож­

ность

получить лучшие технико-экономические показатели:

уменьшение количества штампов; упрощение

рабочего инстру­

мента и конструкции

штампа; улучшение работы прижима; уве­

личение

экономии

листового

материала до

96%; сокращение

числа промывок и

промежуточных термообработок; уменьше­

ние брака по гофрам, трещинам,

захлестам, царапинам и повыше­

ние качества выпускаемой продукции.

Результаты проведенных экспериментов позволили установить, что конфигурацию плоской заготовки и промежуточных полу­ фабрикатов для коробчатых изделий при А : В = 1,2 ч- 2,5 нельзя признать оптимальной. Искусственное завышение количе­ ства вытяжек в этом случае приводит не к уменьшению интенсивно­ сти напряженно-деформированного состояния по периметру заго­ товки, а, наоборот, к концентрации напряжений в угловых зо­ нах, следствием которой являются частые трещины и складки на коробчатых деталях.

Для таких коробчатых деталей оптимальным контуром для заготовки можно считать круг или квадрат, а для промежуточных полуфабрикатов — цилиндрическую форму. При этой предпослед­ ней вытяжке для облегчения формообразования заготовка должна иметь плоское дно, соответствующее готовой прямоугольной де­ тали, и боковые скосы под <445°.

Немаловажное значение при многооперационной вытяжке прямоугольных коробчатых деталей имеют конструкция штам­ пов и выбор рабочих размеров пуансонов, матриц и прижимов. Получение на промежуточных вытяжках боковых скосов под ■445° позволяет значительно интенсифицировать процесс вытяжки за счет совмещения переходной конусной рабочей поверхности ма­ триц и конусной формы прижима. Зазор между матрицей и пуан­ соном, равный минимальной толщине материала, и применение конической переходной поверхности матрицы к цилиндрическому поясу во многом улучшают процесс формообразования и качество наружной поверхности полуфабриката и готовой детали (рис. 93).

Изложенный пример может служить иллюстрацией управляе­ мости системы — дисциплины СМПД. Освоенный промышленно­ стью экспериментально новый процесс открывает перед СМПД широкие возможности обосновать его теоретически, легализо­ вать и усовершенствовать в последующем.

1. Агеев Н. П. Исследование упрочнения и пластичности металлов и спла­ вов в широком диапазоне изменения скоростей и температур деформации. — «Труды ЛМИ», 1966, № 54, с. 99— 108.

2.Агеев Н. П., Каратушин С. И. Механические испытания металлов при высоких температурах и кратковременном нагружении. М ., «Металлургия», 1968. 280 с.

3.Безухов Н. И. Теория упругости и пластичности. М ., Гостехтеоретиздат,

1953. 420 с.

4.Беляев H. М., Синицкий А. К* Напряжения и деформации в толстостен­

ных цилиндрах. — «Известия АН СССР», 1938, Ш 4, с. 21—50.

5. Береснев Б. И., Верещагин Л . Ф. Некоторые вопросы больших пластиче­ ских деформаций металлов при высоких давлениях. М ., АН СССР, 1960. 80 с.

6 . Бриджмен П. Исследования больших пластических деформаций и разрыва.

М., Изд-во иностр. лит., 1955. 444 с.

7.Бордзыка А. М. Методы горячих механических испытаний металлов.

М., Металлургиздат, 1962. 488 с.

8. Бурлаков А. В. Основы теории пластичности и ползучести. Изд-во Харь­ ковского университета, 1968. 156 с.

9.Бусленко Н. П. Метод статистического моделирования. М ., «Статистика», 1970. 112 с.

10.Волков С. Д. Статистическая теория прочности. М .—Л ., Машгиз, 1960.

176 с.

 

 

11. Генки Г. О некоторых

статически определенных случаях

равновесия

в пластических телах. — В кн.:

Теория пластичности. Под ред. Ю.

Работнова.

М., 1948, с. 80— 101.

12.Губкин С. И. Теория обработки металлов давленинм. М ., Металлургиз­ дат, 1947. 532 с.

13.Губкин С. И. Подобные условия деформации при обработке металлов

давлением. —«Известия АН СССР. Сер. техн. наук». М. 1947, 1, с. 117— 123.

14.Губкин С. И. Пластическая деформация металлов. М ., Металлургиздат, 1960. 306 с.

15.Гудьер Д., Ходж Ф. Упругость и пластичность. (П ер.с англ.) М ., Изд-во иностр. лит., 1960. 190 с.

16.Давиденков H. Н. Некоторые проблемы механики материалов. Л ., 1943.

152 с.

17.Давиденков H. Н., Спиридонова Н. И. Анализ напряженного состояния

вшейке растянутого образца. — «Заводская лаборатория», 1945, № 6 , с. 583— 593.

18.Дель Г. Д. Твердость деформируемого металла. — «Известия АН СССР.

Сер. металлы», 1967, № 4 , с. 97— 102.

19.Драпкин Л . Г. Экспериментальное исследование конечного пластического

формоизменения на многослоистом м еталле.— «Труды ЛВМИ», 1954, № 1» с. 161-191.

20. Драпкин Л. Г. Графоаналитический метод расчета напряженно-деформи­ рованного состояния по линиям смещения слоев. — «Труды ЛВМИ», 1957, № 6 .

с.7 0 -8 6 .

21.Загускин В. Л. Справочник по численным методам решения уравнений. М ., Физматгиз, 1963. 216 с.

22.Зайков М. А. Влияние схемы напряженного состояния на сопротивление металла пластической деформации. Свердловск, Металлургиздат, 1954. 185 с.

23.Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. (Пер. с нем.) Свердловск, Металлургиздат, 1934. 198 с.

24.Зибель Э., Гюне Г. Исследование процессов деформации при обработке давлением. М., Цветметиздат, 1932. 39 с.

25.Зюзин В. И., Бровман М. Ям Мельников А. Ф. Сопротивление деформа­ ции сталей при горячей прокатке. М., «Металлургия», 1964. 270 с.

26.Ивлев Д. Д. Теория идеальной пластичности. М ., «Наука», 1966. 232 с.

27.Ильюшин А. А. Пластичность. Упругопластические деформации. М ., Гостехиздат, 1948. 376 с.

28.Ильюшин А. А. Теория упругопластической деформации и ее приложе­ ния. — «Известия АН СССР. Сер. Технические науки», 1948, № 6 , с. 769—788.

29.Ильюшин А. А. Моделирование горячих и скоростных процессов обра­ ботки металлов давлением. — «Известия АН СССР. Сер. Прикладная мате­ матика и механика». М ., 1952, вып..4, т. 16, с. 386—398.

30.Ильюшин А. А. Об основах общей математической теории пластичности М ., АН СССР, 1961. 46 с.

31.Ильюшин А. А. Некоторые вопросы теории пластического течения. — «Известия АН СССР», 1958, № 2, с. 20—33.

32.Ильюшин А. А. Научные основы прочности и пластичности. М ., АН

СССР, 1961. 49 с.

33.Ильюшин А. А., Ленский В. С. Сопротивление материалов. М ., Физмат­ гиз, 1959. 371 с.

34.Ишлинский А. Ю. Осесимметричная задача пластичности и проба Бринелля. — «Известия АН СССР. Сер. Прикладная математика и механика», 1944, вып. 3, т. 8 , с. 201—224.

35.Качанов Л. М. Основы теории пластичности. М ., Гостехтеоретиздат, 1956. 324 с.

36.Качанов Л. М. Основы теории пластичности. М ., «Наука», 1969. 420 с.

37.Кирпичев В. Л. О подобии при упругих явлениях. —«Жури. Русского

хим.-физ. общества», 1874, № 9, т. 6 , с. 152— 155.

38. Кузнецов Д. П., Лясников А. В., Кудрявцев В. А* Технология формооб­ разования холодного выдавливания полостей деталей пресс-форм и штампов,

М., «Машиностроение», 1973, 112 с.

39.Кузнецов Д. П., Лясников А. В. О расчете усилия деформирования при формообразовании холодным выдавливанием полостей деталей штамповки прессформ. — В кн.: Инженерные методы расчета пластической обработки металлов. Таллин, 1971, с. 173— 184.

40.Кузнецов В. П., Ренне И. П., Рогожин В. Н. Холодное выдавливание полых цилиндрических изделий из малоуглеродистой стали. Тула, 1976. 72 с.

41.Кроха В. А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации.

М., «Машиностроение», 1968. 131 с.

42.Кроха В. А. О предельной устойчивости заготовок при осадке. —

«Физико-химическая обработка металлов», 1975, № 1, с. 164.

43. Лисицын В. Д., Тилин Ю. Ф., Филина И. С. Вытяжка высоких прямо­ угольных коробчатых деталей .— В кн.: Изготовление деталей пластическим деформированием. Под ред. К. Н. Богоявленского. Л ., 1975, с. 358—464.

44. Лоде В., Рош М., Эйхингер А. О влиянии среднего главного напряжения на текучесть и разрушение пластичных металлов. — В кн.: Теория пластичности. Под ред. Ю. Работнова. М ., 1948, с. 168—205.

45.

Малинин H. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. Изд.

2 -е. М.,

«Машиностроение», 1975. 400 с.

46.Марков А. А. О вариационных гетсдах в теории пластичности. — «Из­ вестия АН СССР. Сер. Прикладная математика и механика», 1947, вып. 3, т. 11,

с.339—350.

47.Мошнин Е. Н. Исследование пластического изгиба. М ., Машгиз, 1954,

с.27— 101.

48.Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. (Пер. с англ.) М., Изд-во иностр. лит., 1954. 647 с.

49. Налимов В. В. Теория эксперимента. М „ «Наука», 1971. 277 с.

50.Пашков П. О. Пластичность и разрушение металлов. Л ., Судпромгиз, 1950. 259 с.

51.Прандтль Л. О твердости пластичных материалов и сопротивлении. —

Вкн.: Теория пластичности. Изд 2-е. Под ред. Ю. Работнова. М ., 1948, с. 70—79.

52.Прандтль Л. Примеры применения теоремы Генки к равновесию пластич­ ных тел. — В кн.: Теория пластичности. Изд. 2-е. Под ред. Ю. Работнова. М., 1948, с. 102— 113.

53.Пугачов В. С. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М ., Физматгиз, 1960. 883 с.

54.Растегаев М. В. Новый метод равномерного осаживания образцов для определения истинного сопротивления деформации и коэффициента внешнего

трения. — «Заводская лаборатория», 1940,

№ 3, с. 354.

55. Ренне И. П. — Труды Тульского

механического ин-та. 1950, вып. 4.

176с.

56.Ренне И. П. Обобщение метода обработки результатов искажения дели­ тельной сетки, предложенной П. А. Пашковым — В сб. трудов Тульского меха­ нического ин-та «Технология машиностроения». 1967, вып. 1, с. 233—240.

57.Ренне И. П. Поэтапное исследование сложной деформации с помощью делительной сетки. — В сб. трудов Тульского механического ин-та «Прогрес­ сивная технология машиностроения», 1966, с. 49—54.

58.Рейнер М. Деформация и течение. Введение в реологию. (Пер. с англ.)

М., Изд-во иностр. лит., 1963. 381 с.

59.Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическим дефор­

мациям. Краткие основы. М .—Л ., Машгиз, 1949. 248 с.

60.Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформи­ рованию. Инженерные методы расчета операций пластической обработки ма­ териалов. Изд. 2-е. М.—Л ., Машгиз, 1961. 463 с.

61.Смирнов-Аляев Г. А. Теория пластичности квазиизотропного тела. Л ., ГОНТИ, 1935, с. 286 -297 .

62.Смирнов-Аляев Г. А. Основы математической теории пластичности зна­

чительно формоизменяемого тела. ГОНТИ, 1939, № 3, с. 5— 18.

63. Смирнов-Аляев Г. А. Теория автоскрепления цилиндров. М., Оборонгиз, 1940. 285 с.

64.Смирнов-Аляев Г. А., Розенберг В. М. Теория пластических деформаций металлов. М.—Л ., Машгиз, 1956. 367 с.

65.Смирнов-Аляев Г. А., Розенберг В. М. Технологические задачи теории пластичности. Лениздат, 1951. 215 с.

66 . Смирнов-Аляев Г. А., Розенберг В. М. Анализ пластической деформации

металлов методом микроструктурных измерений. М ., АН СССР, 1951, т. 10.

16с.

67.Смирнов-Аляев Г. А., Розенберг В. М. Метод микроструктурных измере­

ний пластической деформации. — «Заводскаялаборатория», 1951, № Ц ,с . 1343— 1352.

6 8 . Смирнов-Аляев Г. А., Чикидовский В. П. Экспериментальные исследова­ ния в обработке металлов давлением. Л ., «Машиностроение», 1972. 370 с.

 

69. Смирнов-Аляев Г. А., Гун Г. Я. Приближенный метод решения объем­

ных

стационарных задач

вязкопластического

течения. — «Известия вузов.

Сер.

Черная металлургия».

М ., Металлургиздат,

1960, № 9, с. 62—67.

70.Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением.

М., «Высшая школа», 1963. 388 с.

71.Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением.

М., «Машиностроение», 1971. 424 с.

72.Соколов Л. Д. Сопротивление металлов пластической деформации. М., Металлургиздат, 1963. 284 с.

73.Соколовский В. В. Теория пластичности. М., АН СССР, 1950. 396 с.

74.Соколовский В. В. Теория пластичности. Изд. 3-е. М ., «Высшая школа», 1969. 608 с.

75.Тараканов К. В., Овчаров Л. А., Тырышкин А. Н. Аналитические ме­ тоды исследования систем. М., «Сов. радио», 1974. 238 с.

76.Тарновский И. Я., Поздеев В. А. Теория обработки металлов давлением.

М., Металлургиздат, 1963. 672 с.

77.Томленое А. Д. Теория пластических деформаций металлов. М ., «Ме­ таллургия», 1972. 408 с.

78. Томленое А. Д. Механика процессов обработки металлов давлением.

М., Машгиз, 1963. 234 с.

79.Тимошенко С. П., Гудьер Д. Теория упругости. (Пер. с англ.) М., «Наука», 1975. 576 с.

80.Унксов Е. П. Инженерная теория пластичности. М., Машгиз, 1959.

346с.

81. Унксов Е. П. Инженерные методы расчета усилий при обработке метал­

лов давлением. М., Машгиз, 1955. 279 с.

82. Фридман Я» Б. Деформация и разрушение металлов при статических и ударных нагрузках. М., О боронгиз,'1946. 228 с.

83.Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Деформации и разру­ шения. T. 1. М., «Машиностроение», 1974. 472 с.

84.Хилл О. Математическая теория пластичности. (Пер. с англ.) Гостехтеоретиздат, 1956. 408 с.

85.Холл А. Опыт методики для системотехники. (Пер. с англ.) М ., «Сов. радио», 1975. 446 с.

8 6 . Шенкар В. С. Исследование точности вырубки—пробивки статорных

листов малых электрических машин. Автореф. канд. дис. Л ., 1970. 28 с.

87. Шилд Р. О пластическом течении металлов в условиях осевой симмет­ рии. В кн. переводов и обзор иностранной периодической литературы «Ме­ ханика». М., 1957, с. 102— 122.

П р ед и сл о в и е ....................................................................................................................

3

В вед ен и е............................................................................................................................

5

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

Глава L Теория деформаций

1. Перемещение точек сплошного деформируемого тела. Одно­

 

 

родная и неоднородная д е ф о р м а ц и я ...........................................

17

2.

Понятие о начальных и текущих координатах......................

19

3.

Малая д е ф о р м а ц и я .............................................................................

22

4.

Главные оси и главные компоненты малой деформации . . .

29

5.

Главные оси конечной деформации....................................................

35

6 . Скорость деформации и ее главные компоненты ...........................

40

7.

Монотонность деформации и анализ условий ее протекания .

44

8 .

Степень конечной деформации и ее главные компоненты . . .

50

9.

Измерители

способности к конечному формоизменению —

 

 

пластичности

м еталлов..............................................................................

54

Глава 2. Теория напряжений

10.

Напряженное состояние материальной частицы ......................

'

56

И .

Уравнения р а в н о в е с и я ..........................................................................

 

60

12.

Главные напряжения и главные оси напряженного со­

 

 

 

стояния ...................................................................................................

 

65

13.

Графическая интерпретация зависимости интенсивности и

 

 

 

вида напряженного состояния от главных напряжений . .

71

14.

Напряжения на октаэдрических плоскостях.......................

 

74

15.

Влияние гидростатического давления на пластичность ме­

 

 

 

таллов ...................................................................................................

 

75

Глава 3. Связь напряжений и деформаций

16.

Малые упругопластические деформации...........................

 

78

17.

Связь компонентов напряженного состояния с компонен­

 

 

тами

скорости д е ф о р м ац и и ....................................................

 

82

18. Связь

напряжений с деформациями при монотонном

про­

 

 

цессе ф о р м о и зм ен ен и я .............................................................

 

8 8

19. Графические приемы определения разностей главных

на­

 

 

пряжений по значениям главных деформаций..................

 

93

20.

Показатель жесткости схемы напряженного состояния .

. .

1 0 0

 

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

 

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ СМПД

 

Глава 4. Математическая постановка задач

 

1. Общие положения .............................................................................

102

2.

Плоское течение идеально пластичного м атериала.................

103

3.

Осесимметричная задача пластического течения материала . .

113

4.

Некоторые методы математического анализа пластического

 

 

деформирования м ат ер и ал о в ............................................................

115

Глаза 5. Инженерная постановка задач СМПД

 

5.

Особенности постановки задач методами С М П Д ......................

121

6.

Примеры постановки некоторых конкретных за д а ч .................

129

7.

Определение размеров и формы тела, его механических

 

 

характеристик и обрабатывающего инструмента......................

130

8.

Определение степени деформации, температурно-скоростного

 

 

режима и потребных усилий формоизменения..........................

136

9.

К оценке точности результатов решения задач методами

 

 

С М П Д .......................................................................................................

141

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПЛАСТИЧЕСКОМУ ДЕФОРМИРОВАНИЮ

Глава 6. Растяжение

1.

Простое растяжение .........................................................................

146

2.

Диаграмма зависимости о i — e t ........................................

147

3.

Аппроксимация зависимости а* — е * ...............................

155

Глава 7. Сжатие

4.

Вид деформации с ж а т и е

......................................................... 159

 

5.

Обжатие образцов с торцевыми цилиндрическимивыточками

6.

Напряженно-деформированное состояние цилиндров, испы­

 

 

туемых на о б ж а т и е ......................

- .....................................................

162

Глава 8. Сдвиг

7.

Определение

напряженно-деформированного состояния

 

 

сдвиг .......................................................................................................

 

 

 

178

8.

Анализ процесса кручения цилиндрического стержня.

. . .

179

9.

Основные положения теории односдвиговыхпроцессов . . .

189

 

 

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ

 

 

 

 

НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРНЫЕ ВИДЫ СМПД

 

 

Глаза 9. Изгиб металлических листов

 

 

 

1. О конечном пластическом изгибе ...............................................

 

 

202

2. Геометрическая сторона задачи конечного

кругового

изгиба

 

 

листа .......................................................................................................

 

 

 

205

3. Механическая

(силовая) сторона задачи

кругового

изгиба

 

 

листа .......................................................................................................

 

 

 

211

Глава 10. Пластическое раздутие цилиндров под действием

внутреннего давления

4.

Общая задача сопротивления полых цилиндров внутрен­

 

нему д а в л е н и ю ..........................................................................

216

5.

Инженерные методы расчетов латунных трубок на внутрен­

 

нее д а в л е н и е ..............................................................................

220

Глава 11. Расчет усилия деформирования выдавливанием

 

6. Формообразование выдавливанием полых тонкостенных де­

 

талей прямоугольного поперечного сечения..............................

227

7. Внедрение цилиндрического пуансона в полупространство . .

240

РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СМПД

 

Глава 12. Экспериментальные исследования СМПД и их по­

 

становка

 

1. Основные задачи экспериментальных исследований.................

252

2. Постановка экспериментальных исследований..........................

256

Глава 13. Перспективные приемы экспериментальных иссле­

 

дований

 

3.Методы применения основ теории подобия и моделирования . 258

4.Микроструктурный метод исследования (измерений) конечных

 

пластических деформаций металлов ...........................................

263

5.

Метод искаженных с е т о к ................................................................

289

6.

Метод слоистых моделей .................................................................

307

7.

Метод вдавливания индентора (метод твердости)......................

320

Глава 14. Экспериментальные исследования —как апробация

приемлемости предложенных методов решения задач СМПД

8. Поверочные экспериментальные исследования новой мето­

дики построения диаграммы а £*—е£

по данным испытания

растяжением плоских о б р а з ц о в ....................................................

324

9.Поверочные экспериментальные исследования установле­ ния границы устойчивой стадии растяжения в условиях

различного температурно-скоростного режима испытаний

337

10. Поверочное экспериментальное исследование по выбору

 

оптимального варианта технологического процесса . . . .

343

Глава 15. Экспериментальные исследования в области взаи­

мосвязи СМПД (система) —технология обработки металлов давлением (внешняя среда)

И . Упрощения расчетных методов СМПД технологического процесса штамповки кольца корытообразного профиля . . . 348

12.Усовершенствования промышленностью технологических процессов холодной вытяжки высоких неосесимметричных

коробчатых деталей .........................................................................

356

Список л и т е р а т у р ы .......................................................................................................

362

Соседние файлы в папке книги