Результат вычисления по этой формуле при тех же значениях h и о,-, (Рг)г=13 = 68, 78 кгс/мм2 и (pr)r=æ = 9,24 кгс/мм2 дает Р ^ я» 139 тс.
В результате специально поставленного проверочного экспе римента, подтвердившего с расхождением до 15—20% достовер ность проведенных приближенных расчетов, выявилось значи тельное расхождение в потребных усилиях штамповки, а следо вательно, явное преимущество центробежного варианта над центростремительным.
Глава 15. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ОБЛАСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ СМПД (СИСТЕМА) — ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (ВНЕШНЯЯ СРЕДА)
11. Упрощения расчетных методов СМПД технологического процесса штамповки кольца корытообразного профиля
К комплексу экспериментальных исследований по выбору оптимального варианта технологического процесса, бесспорно, относятся экспериментальные исследования в области взаимо связи (система — внешняя среда) расчетов^СМПД, упрощаемых для применения в практике технологии обработки металлов да влением, с одной стороны, и усовершенствования технологичес ких процессов с последующей теоретической доработкой их сред ствами СМПД, с другой.
Рассмотрим распространенный в инженерной практике случай определения напряженно-деформированного состояния не во всем объеме тела, а только в каких-либо особенных характерных его точках (зонах). Для этого приведем расчет основных размеров и усилий формоизменения при холодной штамповке осесимметрич ного изделия — кольца корытообразного профиля.
В нашем случае заготовка не испытывает преднамеренного утонения и не ограничивается рабочим инструментом в своем стремлении изменить толщину стенки. При этом, очевидно, вну тренняя нормаль к поверхности деформируемой заготовки, мы сленно восстановленная в любой точке ее соприкасания с рабочими поверхностями штампа, всегда пересечет противоположную сво бодную поверхность заготовки.
На рис. 85 представлена плоская листовая заготовка — диск с центральным отверстием и отштампованное из него в холодном состоянии изделие — кольцо корытообразного сечения. В целях упрощения расчета напряженное состояние можно определить не во всем объеме данной детали, а только в некоторых, наиболее напряженных зонах, а именно в торцевых точках А, А', В и В'.
При этом равнодействующая напряжений по меридиональному сечению наружной стенки, как и равнодействующая напряжений по меридиональному сечению внутренней стенки детали, опре делится следующим образом. Обозначим Кг — равнодействующую нормальных напряжений по некоторой части меридионального сечения, мысленно отделяемой от всего сечения прямой, перпен дикулярной оси симметрии и расположенной на расстоянии г от торцевой поверхности детали. В таком случае усилие К2 будет функцией от переменной г. При z — О и Кг = 0 производная
« |
R нS»1U |
-ни |
|
М0 |
|
Ао |
&о |
ш ш ш |
г 5*------ и , I |
;«* |
|
|
|
А'о |
Г /k |
|
|
BÏ1 |
|
Рис. 85. Заготовка и изделие—кольцо корытообразного про филя
дК2 равна произведению среднего по толщине стенки танген
циального напряжения ое на толщину стенки у торца. Кроме того, нам известно, что в наиболее удаленной от торца части меридио нального сечения тангенциальные напряжения будут в пределах
практической точности равны нулю. Допустим, что |
убывает |
при возрастании z по линейному закону от пока неизвестного ма ксимального значения до нуля при z = h (где h — высота детали).
Тогда
|
z=0 |
|
(15.1) |
|
|
h_ |
|
Kz |
т |
при z = |
|
|
z=o 2 |
|
|
Зная, таким образом, |
напряжения только в торцевой зоне |
||
и полагая, что здесь они являются заведомо максимальными, мы получаем возможность приближенно определить как усилие К„, сжимающее наружную стенку детали в тангенциальном направ лении, так и усилие Кв. растягивающее в том же направлении ее внутреннюю стенку.