Исследование механической схемы деформации и силовых параметров при гибке узкой и широкой полосы

«Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет»

Кафедра материаловедения и физики металлов

Лабораторная работа № 5 

«Лабораторная работа № 3. Исследование механической схемы деформации и силовых параметров при гибке узкой и широкой полосы»

Выполнил:

 студент группы НИ-315Б

Коврижникова М.А., Хасанова А.Р.

Проверила:

Вареник Е.В.

Уфа 2022

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Построить графическую зависимость силы деформирования от перемещения пуансона при одноугловой гибке, определить на основе результатов моделирования механическую схему деформации заготовки, описать эпюру контактных нормальных напряжений, определить влияние сил трения на силу гибки.

2. ОБОРУДОВАНИЕ:

- персональный компьютер

- программное обеспечение DEFORM 3D, версия 6.1.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Операция – Деформационная задача

Геометрия заготовки:

• Длина полосы 120 мм

• Толщина полосы 8 мм

• Ширина полосы 15мм и 30 мм

Угол гибки 900

Материал заготовки: Сталь 20

Радиус пуансона 3 мм

Оборудование для гибки - механический пресс

[pic 1]

Рисунок 1 Схема заготовки и оснастки.

4. ХОД РАБОТЫ:

Краткая теория:

Гибка – технологическая операция листовой штамповки, в результате которой из плоской заготовки при помощи штампов получается изогнутая пространственная деталь. Гибка может быть одноугловая, двухугловая, четырехугловая и многоугловая. Последовательность процесса при одноугловой гибке включает три стадии: упругий изгиб, упруго – пластический изгиб и калибровку. При этом происходит постепенное уменьшение радиуса кривизны и плеча изгиба. В процессе гибки слои (волокна) металла, расположенные у внутренней поверхности испытывают сжатие в продольном направлении и растяжение в поперечном, а слои, расположенные у внешней поверхности – растяжение в продольном направлении и сжатие в поперечном. Между растянутыми и сжатыми слоями находится нейтральный слой, не изменяющийся по длине.        

        4.1 Тонкая заготовка (15 мм):

        На рисунке 2 мы наблюдаем, что повреждения на образце были образованы в местах соприкосновения заготовки с оснасткой. Максимальное повреждение составляет 0,04.

[pic 2]

Рисунок 2. Повреждения на образце при столкновении заготовки с оснасткой.

        Из рисунков 3а и 3б видно, что степени деформации в местах соприкасания заготовки с оснасткой и заготовки с пуансоном различаются. Максимальное значение степени деформации в первом случае составило 0.200, во втором – 0.100.

[pic 3]

Рисунок 3а. Распределение степени деформации при соприкосновении заготовки с оснасткой.

[pic 4]

Рисунок 3б. Распределение степени деформации при соприкосновении заготовки с пуансоном.

[pic 5]

Рисунок 4а. Распределение компоненты тензора напряжения σ1

[pic 6]

Рисунок 4б. Распределение компоненты тензора напряжения σ1

[pic 7]

Рисунок 5а. Распределение компоненты тензора напряжения σ2.

[pic 8]

Рисунок 5б. Распределение компоненты тензора напряжения σ2.

        .

[pic 9]

Рисунок 6. Распределение компоненты тензора напряжения σ3.

        Анализируя рисунки 2 – 6, видно, что значения напряжений во всей  заготовке при деформации методом гибки приняли следующие значения

• σ1=[-2,62; 118] МПа;
• σ2=[-2,50; 30] МПа;
• σ3=[-100; -0,250] МПа.

Зная значения напряжений, мы можем построить схему напряжений.

[pic 10]

                                          σ3=[-100; -0,250] МПа[pic 11]

                                                           σ2=[-2,50; 30] МПа[pic 12]

[pic 13]

  σ1=[-2,62; 118] МПа

[pic 14]

Рисунок 7. Распределение компонентов тензора скорости деформации 1.[pic 15]

[pic 16]

Рисунок 8а. Распределение компонентов тензора скорости деформации 2.[pic 17]