вать процессы упрочнения и разупрочнения, накопление повреждений и другие факторы, то есть приобретать гибкость и универсальность в соответствии с конкретными процессами деформирования при высоких температурах. Теоретические исследования процессов горячего деформирования осуществляются в зависимости от условий деформирования и поставленных задач, опираясь на то или иное уравнение состояния обрабатываемого материала и существующие теории связи между напряжениями, деформациями и скоростями деформации. При штамповке на кривошипных прессах, ГКМ, быстроходных гидравлических прессах в силу кратковременности протекания деформации анализ напряженного и деформированного состояния проводят в рамках теории пластичности. При медленных процессах обработки (ковка слитков, изотермическая штамповка крупногабаритных изделий, пневмоформовка) пластическая деформация мала по сравнению с деформацией ползучести и ею пренебрегают. В этом случае при анализе процесса используют теории ползучести. Теории пластичности и ползучести часто связывают с гипотезой о существовании потенциала скоростей деформации, ассоциированного с условием текучести. Полная система уравнений для определения компонент тензоров напряжений, скоростей деформаций и компонент скоростей перемещений содержит уравнения равновесия (движения), геометрические уравнения Коши, соотношения между напряжениями и скоростями деформаций (деформациями) и уравнения состояния. Эта система уравнений должна решаться при тех или иных граничных условиях в напряжениях и скоростях течения. В качестве основных допущений, как правило, принимается постоянство температур в рассматриваемом объеме и однородность механических свойств. Получение точных решений затруднительно. Еще большие трудности возникают при анализе течения реономных тел. Упрощающие предпосылки связаны с идеализацией процессов деформирования и введением соответствующих расчетных схем. Упрощение достигается, в частности, за счет схем плоской |
38 стью деформации в рассматриваемый момент времени. Течение металла подобно поведению нелинейно-вязкого тела. В этом случае для анализа операций рационально применение теории течения. Она хорошо согласуется с экспериментальными данными при высоких уровнях температур и напряжений. При ряде операций, в частности операциях горячей калибровки, деформации невелики и развивается деформационное упрочнение, связанное с начальной стадией ползучести. Таким процессам может соответствовать уравнение теории упрочнения. Более общими, как было отмечено, являются кинетические уравнения состояния (1.15) со структурными параметрами и уравнение энергетической теории ползучести (1.16). В рамках феноменологической теории они могут учитывать процессы упрочнения и разупрочнения, накопление повреждений и другие факторы, то есть приобретать гибкость и универсальность в соответствии с конкретными процессами деформирования при высоких температурах. Теоретические исследования процессов горячего деформирования осуществляются в зависимости от условий деформирования и поставленных задач, опираясь на то или иное уравнение состояния обрабатываемого материала и существующие теории связи между напряжениями, деформациями и скоростями деформации. При штамповке на кривошипных прессах, ГКМ, быстроходных гидравлических прессах в силу кратковременности протекания деформации анализ напряженного и деформированного состояния проводят в рамках теории пластичности. При медленных процессах обработки (ковка слитков, изотермическая штамповка крупногабаритных изделий, пневмоформовка) пластическая деформация мала по сравнению с деформацией ползучести и ею пренебрегают. В этом случае при анализе процесса используют теории ползучести. Теории пластичности и ползучести часто связывают с гипотезой о существовании потенциала скоростей деформации, ассоциированного с условием текучести. ; 39 Полная система уравнений для определения компонент тензоров напряжений, скоростей деформаций и компонент скоростей перемещений содержит уравнения равновесия (движения), геометрические уравнения Коши, соотношения между напряжениями и скоростями деформаций (деформациями) и уравнения состояния. Эта система уравнений должна решаться при тех или иных граничных условиях в напряжениях и скоростях течения. В качестве основных допущений, как правило, принимается постоянство температур в рассматриваемом объеме и однородность механических свойств. Получение точных решений затруднительно. Еще большие трудности возникают при анализе течения реономных тел. Упрощающие предпосылки связаны с идеализацией процессов деформирования и введением соответствующих расчетных схем. Упрощение достигается, в частности, за счет схем плоской деформации, плоского напряженного состояния или осевой симметрии, допущений радиального течения, условия простого нагружения, гипотезы "единой” кривой, наложения упрощающих допущений на трение, линеаризации условия текучести и др. На определенных схематизациях построены различные методы теоретического анализа. Высокую точность имеют метод конечных элементов [178, 182], метод характеристик [62, 86, 102, 164, 186, 174, 196], метод функции комплексного переменного, метод функции тока [119]. Приближенные решения могут быть получены на основе метода плоских сечений [130, 174, 187, 192], энергетических методов решения и вариационных принципов [177, 178]. Решения в конечном виде даже на основе приближенных методов не всегда возможны и чаще требуют применения численных методов. Известны решения задач холодного прессования и выдавливания, осадки, объемной штамповкщ полученные методом характеристик при осесимметричной и плоской деформации, методом функции тока для плоской и осесимметричной деформации, методом конечных элементов [119, 144, 187, 139,178]. |