КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ТЕЧЕНИИ МЕТАЛЛА В КЛИНОВИДНОМ КАНАЛЕ

Схема плоской деформации идеального жестко-пластического материала при течении в клиновидном канале находит широкое применение для анализа напряженного состояния в процессах обработки металлов давлением. В работе впервые получены замкнутые аналитические решения задачи плоской деформации при пластическом течении металла в клиновидном канале для контактных напряжений, подчиняющихся закону трения Кулона. Установлены закономерности изменения контактных напряжений по длине зоны скольжения при различных направлениях сил трения на участках опережения и отставания очага деформации. Показано, что при достижении касательными контактными напряжениями предельных значений на границе зон скольжения и торможения нормальные контактные напряжения имеют максимум с обращением в нуль производной dp/dr. Это приводит к плавной стыковке эпюр касательных напряжений на указанной границе и к излому на эпюре нормальных напряжений. Выполнен анализ результатов полученных решений и их сравнение с известными данными. Установлено, что переход к приближенному условию пластичности, записанному в главных напряжениях, качественно меняет характер эпюр контактных напряжений в зоне скольжения и длину этой зоны. В качестве примера использования полученных решений рассмотрено напряженное состояние при прессовании полосы через клиновую матрицу.

1. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. – М.: Машгиз, 1959. – 328 с.

2. Черкасова И.Н. Силовые параметры осадки клиновидных тел // Изв. вуз. Машиностроение. 1985. № 4. С.116 – 120.

3. Грудев А.П. Теория прокатки. – М.: Интермет Инжиниринг, 2001. – 280 с.

4. Никитин Г.С. Теория непрерывной продольной прокатки. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. – 399 с.

5. Marciniak Z., Duncan J.L., Hu S.J. Mechanics of Sheet Metal Forming. – Oxford: ButterworthHeinemann, 2002. – 228 p.

6. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 446 с.

7. Теория пластических деформаций металлов. /Е.П. Унксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др. – М.: Машиностроение, 1983. – 598 с.

8. Соколовский В.В. Теория пластичности. – М.: Высшая школа, 1969. – 608 с.

9. Максимов С.Б. Течение материала в сходящихся каналах при выполнении на контакте закона трения Кулона // Изв. вуз. Черная металлургия. 1990. № 1. С. 43 – 45.

10. Смирнов В.С. Теория обработки металлов давлением. – М.: Металлургия, 1973. – 496 с.

11. Дильман В. Л., Носачева А.И. Анализ напряженно-деформированного состояния неоднородной пластической полосы // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2012. № 34. С. 11 – 15.

12. Баранов Г.Л. Влияние контактного трения на напряженное состояние полосы при волочении // Сталь. 2014. № 6. С. 74 – 78.

13. Воронцов А.Л., Хациев Ю. Х. Анализ задач об осадке, волочении и прессовании полосы // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2014. № 59. С. 10 – 16.

14. Николаев В.А. Оценка методов расчета нормальных напряжений при прокатке полос // Производство проката. 2013. № 9. С. 20 – 25.

15. Малинин Н.Н. Технологические задачи пластичности и ползучести. – М.: Высшая школа, 1979. – 119 с.