По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 662.174

Анализ напряженнодеформированного состояния заготовки на начальном этапе вытяжки деталей цилиндрической формы

Попков В.М. канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 248000, Россия, г. Калуга, ул. Баженова, д. 2;
Воронин В.К. магистрант, е-mail: v-a-r-o-n-a@mail.ru МГТУ им. Н.Э. Баумана, 248000, Россия, г. Калуга, ул. Баженова, д. 2

Проведен теоретический анализ напряженно-деформированного состояния заготовки на начальном этапе механической вытяжки деталей цилиндрической формы. В результате анализа получена математическая модель, которая представляет собой систему уравнений, описывающих изменение геометрических параметров вытягиваемой заготовки, а также изменение напряжений и деформаций. Данная математическая модель позволяет вскрыть особенности формоизменения и выявить основные технологические факторы, влияющие на процесс вытяжки.

Литература:

1. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки: учебное пособие для вузов. — 2‑е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1977. — 278 с.

2. Попков В.М., Калмыков В.В. Экспериментальное исследование изменения толщины цилиндрической стенки деталей, полученных однопереходной вытяжкой // Технология машиностроения. — 2017. — № 7. — С. 19–23.

3. Теория пластических деформаций металлов / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. — М.: Машиностроение, 1983. — 598 с.

4.  Казаченок  В.И., Чаузов  А.С., Чуракова  А.А.  Исследование процесса вытяжки в условиях жидкостного режима трения // Исследование машин и технологии кузнечно-штамповочного производства. — Челябинск, 1971. — № 89. — С. 64–78.

5.  Попков  В.М., Калмыков  В.В., Бысов С.А. Исследование точности деталей, полученных гидромеханической вытяжкой, статистическими методами планирования эксперимента // Технология машиностроения.  — 2016.  — № 7. — С. 15–20.

6. Романовский П.И. Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преобразование Лапласа. — М.: Наука, 1980. — 336 с.

7. Попков В.М., Космынина Е.В., Логутенкова  Е.В.  Изменение размеров заготовки на начальном этапе гидромеханической вытяжки // Инженерный вестник.  — 2012.  — № 8. — С. 1.

8.  M u s o k h r a n o v   M . V . , Kalmykov  V. V., Malyshev  E. N. Experimental research of variability of surface energy value of Fe37‑3FN, C45 and 41Cr4 steels // International Journal of Applied Engineering Research.   —2017.  — Т.  12.  — №  17.  — С. 6428–6433.

Вытяжкой называется технологический процесс образования полой детали или заготовки из  плоской исходной заготовки (ГОСТ 18970–84). Вытяжкой можно изготавливать детали из  листового материала толщиной от 0,02 до 30 мм и длиной от десятых долей мм до нескольких метров. Различают вытяжку без утонения стенок и  с  утонением, прямую и  обратную. Правильное определение размеров и  формы плоской заготовки для вытяжки полых деталей позволяет наиболее полно использовать вытяжки и уменьшить размеры используемого листового материала.

Начальный этап вытяжки продолжается от момента касания пуансоном заготовки до момента, когда центры радиусов скругления кромок пуансона и  матрицы окажутся в  одной плоскости [1].

Для определения напряженно-деформированного состояния заготовки на начальном этапе механической вытяжки рассматривались два бесконечно малых элемента заготовки, непосредственно примыкающих к опасному сечению BB (рис. 1). Элементы выделены двумя плоскостями, проходящими через ось симметрии заготовки под углом dφ друг к другу, и коническими поверхностями, образующие каждой из  которых перпендикулярны срединной поверхности заготовки и  составляют между собой угол dθ, при этом вершины конусов лежат на оси симметрии.

В  процессе анализа напряженнодеформированного состояния рассматриваемых элементов были приняты следующие допущения и гипотезы [2]:

1) напряженное состояние в деформируемой части заготовки — плоское;

2) упрочнение металла в процессе деформации описывается степенной зависимостью, полученной экспериментальным путем;

3) металл обладает нормальной анизотропией, то  есть коэффициент анизотропии α одинаков в различных направлениях по  отношению к  направлению прокатки лист.

Так как процесс деформирования является симметричным, то радиальные, окружные и нормальные к серединной поверхности рассматриваемого элемента заготовки деформации и  напряжения являются главными, а  приращения главных деформаций и главных напряжений удовлетворяют следующим соотношениям [3]:

Для Цитирования:
Попков В.М., Воронин В.К., Анализ напряженнодеформированного состояния заготовки на начальном этапе вытяжки деталей цилиндрической формы. Главный механик. 2018;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: