|
40 основу процессов положена способность материалов при медленном горячем деформировании в определенных температурно-скоростных условиях к вязкому течению материала, что обеспечивает большие конечные деформации при сравнительно малых внешних силах и высокую точность получаемых геометрических форм. Анализ процессов деформирования в этих условиях рекомендуется осуществлять на базе теории ползучести и повреждаемости. Экспериментально установлено, что в зависимости от температурноскоростных условий деформирования, поведение материала может подчиняться кинетической или энергетической теории ползучести и повреждаемости. Разработка и внедрение технологических процессов глубокой вытяжки коробчатых деталей с нагревом высокопрочных материалов на основе титана, алюминия, магния, а также ряда сталей и сплавов на основе железа встречает практические затруднения и часто сдерживается, уступая место менее рациональным процессам механической обработки. Широкий круг вопросов, связанных с проектированием технологических процессов вытяжки коробчатых изделий и отысканием рациональных условий ведения этих процессов, обеспечивающих изготовление изделий заданного качества, не решен. Проблема повышения качества и точности коробчатых деталей остро стоит перед всеми предприятиями, которые имеют листоштамповочное производство. На основе этого сформулированы следующие основные задачи исследования: 1. разработать математические модели изотермической вытяжки низких квадратных и прямоугольных коробок из высокопрочных анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести; 2. получить основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного со |
32 при расчетах технологических параметров процессов ОМД. Величина коэффициента анизотропии для большинства листовых материалов, используемых в процессах пластического деформирования, изменяется в пределах от 0,2 до 3,5. Анизотропия механических свойств заготовок и деталей существенно зависит от предварительной пластической деформации, последующей термической обработки и температуро-скоростных режимов деформирования На основе проведенного обзора работ следует, что при анализе технологических процессов обработки анизотропных металлов давлением в настоящее время учитывается в основном начальная анизотропия механических свойств. Наибольшее распространение среди теорий пластичности ортотропного материала при анализе процессов обработки металлов давлением нашла теория течения анизотропного материала Мизеса Хилла. Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов глубокой вытяжки, вопросы теории формоизменения анизотропных материалов в режиме ползучести в настоящее время практически не разработаны. Большинство работ посвящено теоретическим исследованиям процессов глубокой вытяжки цилиндрических деталей при холодном пластическом деформировании и с зональным (дифференцированным) нагревом. Мало внимания уделяется в научнотехнической литературе исследованиям напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при глубокой вытяжке в режиме вязкого течения материала. Реализация эффективности технологии может быть обеспечена внедрением технологических процессов медленного горячего деформирования. В основу процессов положена способность материалов при медленном горячем деформировании в определенных температурно-скоростных условиях к вязкому течению материала, что обеспечивает большие конечные деформации при сравнительно малых внешних силах и высокую точность по 33 лучаемых геометрических форм. Анализ процессов деформирования в этих условиях рекомендуется осуществлять на базе теории ползучести и повреждаемости. Экспериментально установлено, что в зависимости от температурно-скоростных условий деформирования, поведение материала может подчиняться кинетической или энергетической теории ползучести и повреждаемости. Разработка и внедрение технологических процессов глубокой вытяжки деталей с нагревом титана, алюминия, магния, а также ряда сталей и сплавов на основе железа встречает практические затруднения и часто сдерживается, уступая место менее рациональным процессам механической обработки. При разработке технологических процессов медленного горячего деформирования в основном используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, которые не учитывают многие практически важные параметры. Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства изделия. Поэтому необходимо проводить глубокие теоретические и экспериментальные исследования процессов изотермической вытяжки цилиндрических деталей, учитывающие анизотропию механических свойств, упрочнение, вязкие свойства материала заготовки, термомеханические режимы формоизменения и другие особенности процессов. На основе этого сформулированы следующие основные задачи исследования: 1. Разработать основные уравнения и соотношения для анализа первой и последующих операций изотермической вытяжки цилиндрических деталей из трансверсально-изотропных листовых материалов в режиме ползучести. 42 2.3. Основные результаты и выводы 1. Теоретический анализ процессов медленного горячего деформирования предложено выполнять в рамках теории ползучего течения анизотропных материалов без учета упругих составляющих деформации. 2. Показано, что в зависимости от температурно-скоростных условий деформирования, поведение материала может подчиняться кинетической или энергетической теории ползучести и повреждаемости. 3. Приведены основные соотношения и уравнения, необходимые для теоретического анализа процессов медленного горячего деформирования анизотропного материала: потенциал скоростей деформации анизотропного тела при ползучем течении, уравнения связи между скоростями деформации и напряжениями, уравнения состояния при ползучем течении анизотропного материала в случае сложного напряженного и деформированного состояния, которые учитывают анизотропию механических свойств и повреждаемость материала. 4. Предельные возможности формоизменения заготовок часто ограничиваются уровнем накопленных микроповреждений. Приведены феноменологические критерии разрушения (энергетический и деформационный) ани-А зотропного листового материала при ползучести, связанные с накоплением микроповреждений, которые в последующем будут использованы при теоретических исследованиях первой и последующих операциях изотермической вытяжки цилиндрических деталей из труднодеформируемых анизотропных материалов. Принимается, что при деформировании анизотропного материала в условиях ползучести эквивалентная деформация в момент разрушения и удельная работа разрушения существенно зависят от ориентации первой главной оси напряжений относительно главных осей анизотропии х, у и z, определяемых углами а, 3 и у. |