Факторы, влияющие на схему напряженного состояния

К факторам, 1) влияющие на образование схемы напряженного состояния, относятся схема приложения активных сил, 2) действие контактного трения, 3) форма инструмента, 4) форма деформируемого металла, 5) неравномерность деформации и воздействия на очаг деформации внешних частей обрабатываемого объема металла.

Действие каждого фактора проявляется по-разному. В действительности действуют одновременно несколько факторов. Рассмотрим пример осадки цилиндрического образца между двумя параллельными плитами.

При отсутствии контактного трения процесс проходил бы в условиях линейного сжатия (рисунок 1).
Наличие контактного трения резко изменяет картину. Уменьшаясь по высоте, осаживаемый образец раздается в поперечном направлении. Возникающие при этом на контактной поверхности силы трения препятствуют перемещению металла и приводят к трехосному сжатию (рисунок 2).

Так как действие трения сосредоточенно на контактной поверхности и постепенно ослабевает к середины высоты осаживаемого тела, поэтому в средней части увеличение поперечных размеров происходит более интенсивно – цилиндр приобретает точно образную форму.

Рассмотрим влияние формы инструмента на схему напряженного состояния. Для этого будим осаживать деформируемое тело между коническими бойками, у которых 1<α>45⁰ Рисунок 1, <α<45⁰ Рисунок 2, <α=45⁰ Рисунок 3.

В таком процессе на каждую точку контактной поверхности со стороны инструмента действует нормально давление N и касательная сила T. Горизонтальные составляющие не будут равны.

Nx = Nsinα Tx=Tcosα=Nfcosα.

где f – коэффициент трения;

α – угол, характеризующий заострение конуса.

В зависимости от соотношения между f и α можно получить 3 характерные схемы напряженного состояния.

1) рис. 1 Nx > Tx Nsin α > Nfcosα tgα > f будем иметь сжатие по вертикали и растяжение по двум горизонтальным направлениям.

2) рис. 2 Nx < Tx Nsin α < Nfcos α tgα < f имеем сжатие по 3 осям.

3) рис. 3 Nx = Tx Nsin α = Nfcos α tgα = f линейное сжатие.

Тема № 1.3 Деформации.