Базы данных материалов для САПР в машиностроении. Елисеев В.В., Хливненко Л.В

1.9. Лабораторная работа № 8 Определение минимального радиуса гиба

Цель работы. Определение деформации разрушения листового материала в условиях плоской деформации.

1.9.1. Теоретическая справка

Минимальный радиус гиба rmin определяется с целью вычисления предельной деформации разрушения fr материала в условиях, близких к плоской деформации. Характеристика используется для прогнозирования разрушения заготовки при моделировании операций формовки эластичными средами.

1.9.2. Испытания

Методика проведения экспериментов состоит в следующем. Вырезают две партии прямоугольных заготовок 30х50 мм, ориентированных одинаково к направлению прокатки (вдоль прокатки и поперек прокатки). Гибку заготовок выполняют в специальном устройстве (рис. 1.36), установленном на прессе. Устройство состоит из неподвижного основания 5, подвижной траверсы 6, которая перемещается по направляющим стойкам 4 при приложении нагрузки. Заготовка 1 изгибается через щель в жесткой съемной полуматрице 3 пуансоном 2 с цилиндрическим наконечником радиуса R перпендикулярно длинной стороне заготовки.

Испытания проводят набором съемных пуансонов с радиусами 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 мм с соответствующими съемными полуматрицами. Ширина щели выбирается в зависимости от толщины испытуемого листа так, чтобы при гибке обеспечивалось одинаковое положение краев заготовки параллельно ходу пуансона.

50

Уменьшая от испытания к испытанию радиус гиба образца, определяют наибольший радиус пуансона после изгиба, которым образец разрушается.

Радиус пуансона в испытании, предшествующем разрушению или растрескиванию образца, считают минимальным радиусом гиба.

Предельная деформация разрушения вычисляется по формуле

где h - толщина образца.

52

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

2.1. Лабораторная работа № 9 Определение моментов и коэффициентов трения качения

заклепок при сжатии

Цель работы. Определение условия трения между поверхностями заклепок и обшивкой для обеспечения минимального трения в процессе эксплуатации.

2.1.1. Образец

18-20

60

Рис. 2.1

На стержне нарезают резьбу М5 на глубину 18-20 мм.

2.1.2. Испытательное приспособление

Испытательное устройство (рис. 2.2) состоит из направляющего корпуса 1, подставки 2, на которую крепят в паз нижнюю пластину 5 из испытуемого материала. Образец 4 вкручивают в головку штока 10 и фиксируют двумя контргайками 9, чтобы предотвратить проворот образца в штоке. Шток устанавливают в шарикоподшипник в опорной стойке 3. Верхнюю пластину 5 крепят в пуансоне 8. На шток

53

2.1.3. Методика испытания

Размеры пластин 5 измеряют и заносят в таблицу результатов. Конструкцию из стержневого образца 4 и двух пластин 5 устанавливают в приспособление и ориентируют так, чтобы боковые стороны пластин были параллельны оси образца. Затем конструкцию нагружают сжимающим усилием. Затем нагружают подвеску 11 грузами Q с последующим изменением плеча L до тех пор, пока не происходит страгивание проволочного образца.

Момент начала страгивания определяют в результате падения флажка индикаторной стрелки 14, жестко соединенной со свободным концом образца. Момент вычисляют по формуле

Здесь G=3.3256 Н - вес коромысла без головки, распределенный по длине (lk-l), lk=414 м - длина коромысла, l=10 м – длина головки коромысла.

На рис. 2.3 приведена схема, поясняющая вычисление крутящего момента.

lk l L=var

0Q

Lfinal

Q

Рис. 2.3

55

Момент трения измеряли после полной остановки коромысла по формуле (2.1), в которой L заменен на Lfinal, а 0 - на . Поскольку точка приложения нагрузки Q лежит выше оси коромысла, значение Lfinal после поворота было немного больше L.

Нагружение образца проводят в три – четыре ступени. После определения моментов страгивания и трения на первом этапе образец разгружают, измеряют размеры отпечатков на обеих пластинах, проводят визуальный осмотр образца, определяют возможную эллипсность измерением диаметров в перпендикулярных направлениях, меняют пластины и повторяют нагружение образца по описанной выше методике при большем усилии сжатия.

В режиме условной «разгрузки» образец сначала нагружают наибольшим сжимающим усилием, измеряют моменты. Затем сжимающую нагрузку уменьшают без смены подкладных пластин и вновь измеряют моменты. По окончании испытаний в этом режиме измеряют размеры отпечатков на пластинах.

Наибольшее усилие сжатия обычно ограничивают появлением эллипсности проволочного образца. Сжимающие усилия в режимах нагрузки и разгрузки на соответствующих стадиях должны быть приблизительно одинаковыми.

Исходные данные и результаты испытаний заносят в протокол табл. 2.1.

Результаты испытаний представляются как графически, так и в виде таблиц.

56

58

В этом случае

где ,e- напряжение и деформация в направлении обтяжки;

Эти параметры вычисляются через определенные в лабораторной работе № 2 параметры анизотропии

r0, r90, r45:

Уравнения равновесия элемента цилиндрической оболочки длиной L, находящегося в контакте с пуансоном, запишутся в виде

где N - погонное (приходящееся на единицу ширины) усилие; T - погонная сила трения; q - нормальное давление;- угол наклона касательной к контуру пуансона.

Поскольку давление листовой заготовки на обтяжной пуансон меньше предела текучести материала, принимаем закон трения Кулона:

где - коэффициент трения.

59