48617

Исследование процесса осадки

Книга

Производство и промышленные технологии

Первов Методическое руководство по выполнению курсовой работы Исследование процесса осадки по курсу Теория обработки металлов давлением Рыбинск 2007 Исследование процесса осадки цилиндрических образцов Введение Осадка технологическая операция при которой происходит уменьшение высоты и увеличение площади поперечного сечения исходной заготовки. Для определения силы осадки используют различные методы: решение системы уравнений равновесия совместно с условием пластичности уравнениями связи между напряжениями и деформациями или...

Русский

2013-12-22

249 KB

15 чел.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рыбинская государственная авиационная технологическая

академия им. П.А. Соловьева

Кафедра «Обработка материалов давлением»

М.Л. Первов

Методическое руководство по выполнению курсовой работы « Исследование процесса осадки» по курсу « Теория обработки металлов давлением»

Рыбинск 2007

Исследование процесса осадки цилиндрических образцов

Введение

Осадка - технологическая операция, при которой происходит уменьшение высоты и увеличение площади поперечного сечения исходной заготовки.

Осадка применяется:

- как предварительная операция перед дальнейшей штамповкой;

- для получения поковок типа дисков;

- для измельчения зерна и уменьшения карбидной неоднородности.

Для определения силы осадки используют  различные методы: решение системы уравнений равновесия совместно с условием пластичности, уравнениями связи между напряжениями и деформациями или скоростями деформаций и уравнениями неразрывности; вариационные методы и т.д.

В данной работе предлагается определить силу деформирования с использованием метода решения приближенных уравнений равновесия и приближенного условия пластичности. Метод детально разработан Е.П. Унксовым в работе [1]. К достоинствам инженерного метода следует отнести наглядное представление о влиянии условий на контактной поверхности на распределение контактных нормальных напряжений и по ним определить силу деформирования.

1 Задание по курсовой  работе

1. Рассчитать силу деформирования в начале и конце процесса осадки, используя «инженерный» метод.

2. Построить в масштабе эпюру распределения контактных нормальных и касательных напряжений для начальной и конечной стадии осадки.

3. Вычислить силу деформирования, среднее давление на контактной поверхности, используя формулы М.В. Сторожева, И.Я. Тарновского, Зибеля и  сравнить их между собой.

2 Выбор исходных данных

Исходные данные к курсовой работе выбираются по приложению 1 в соответствии с номером варианта студента. Номер варианта выдает преподаватель. Материал заготовки неупрочняемый сплав с сопротивлением пластической деформации  = 40 МН/м2

3 Порядок выполнения работы 

1. Определить силу осадки исходной заготовки «инженерным» методом и по формулам М.В. Сторожева, И.Я. Тарновского, Зибеля.

2. Определить нормальные и касательные напряжения, действующие на контактной поверхности исходной заготовки и по результатам вычислений построить эпюры.

3. Определить конечные размеры заготовки.

4. Для конечной стадии осадки определить нормальные и касательные напряжения, действующие на контактной поверхности.

5. Построить эпюры распределения напряжений на контактной поверхности.

6. Определить силу деформирования и среднее давление при осадке «инженерным» методом и по формулам М.В. Сторожева, И.Я. Тарновского, Зибеля. Результаты расчетов свести в таблицу.

7. Сделать выводы.

 

4 Оформление работы

Робота оформляется на листах формата А4. Титульный лист оформляется в соответствии с приложением 2. На втором листе указывается содержание. Условие задачи, данные для расчета и остальные пункты, следуют в соответствии с содержанием. В конце помещается список литературы.

Приложение 1

Исходные данные для выполнения курсовой работы

Номер варианта

h0,

мм

d0,

мм

,

%

μ

1

300

200

60

0,1

2

300

200

60

0,2

3

300

200

60

0,3

4

300

200

60

0,4

5

400

300

70

0,1

6

450

300

70

0,2

7

500

300

70

0,3

8

550

300

70

0,4

9

200

150

60

0,1

10

250

150

60

0,2

11

300

150

60

0,3

12

350

150

60

0,4

13

350

200

70

0,1

14

400

200

70

0,2

15

450

200

70

0,3

16

500

200

70

0,4

17

150

100

70

0,1

18

200

100

70

0,2

19

250

100

80

0,3

20

100

100

80

0,4

21

200

150

80

0,1

22

250

150

80

0,4

23

250

150

80

0,2

24

350

150

80

0,4

25

350

200

80

0,1

26

300

200

80

0,2

27

350

200

80

0,3

28

400

200

80

0,4

29

50

50

70

0,1

30

80

50

70

0,2

31

100

50

70

0,3

32

120

50

70

0,4

33

100

80

80

0,1

34

120

80

80

0,2

35

140

80

80

0,3

36

160

80

80

0,4

37

300

250

80

0,1

38

350

250

80

0,2

39

400

250

80

0,3

40

500

250

80

0,4

h0, d0 – начальные размеры заготовки высота и диаметр соответственно;

ε – относительная степень деформации;

μ- коэффициент трения.

Пример выполнения курсовой работы

Исходные данные:

Коэффициент трения μ=0,4, начальный диаметр заготовки 150 мм, высота 350 мм. Степень деформации заготовки ε =60 %, σ = 40 МПа.

1 Определение силы деформирования в начальный момент

В зависимости от условий на контактной поверхности и размеров заготовки, найдем количество участков

,

,

Данные условия говорят о том, что необходимо использовать 4 случай

( участок В). Напряжения распределены по закону:

,

,

где х в интервале от  до х=0.

Построение эпюр напряжения (рисунок 1).

         х=  

        х=  

         х=0     

х=    Мпа,

х=0     Мпа.

Определим силу деформирования

,

где n – число треугольников; n=20,

,

где - угол при вершине треугольника; =18.

Выполним расчет силы Р с помощью программы Matchcad.

Определим удельное давление

Па.

2 Определение размеров заготовки в конце осадки

2.1 Определение конечной высоты

Степень деформации по высоте:

(h-ho)/ho100% ,

тогда

мм.

2.2 Определение конечного диаметра

Из условия равенства объемов до и после деформации:

,     ,   ,

мм.

Примем d=237 мм. Как уже отмечалось, считаем, что бочка не образуется.

3 Определение количества участков после осадки

Определим, какие участки будут на эпюрах напряжений в конечный момент деформации, когда h=140 мм и d=237 мм.

Для этого требуется сравнить отношение d/h 

Сравним выражения:

учитывая также, что    ,

получаем, что необходимо рассматривать 4 вариант ([1] c.256) – эпюра напряжений состоит из одного участка  В.

4 Расчет напряжений, действующих на участках

Построение эпюр напряжений (рисунок 2).

Участок А

Нормальные напряжения распределены по закону:

,

где х в интервале от =118,5мм  до  х=0.

х=118,5мм  

х=59,25мм  

х=0мм                                 

Касательные напряжения распределены по закону:

                                                                

При х=                         

        х=                                               .

 

5 Определение силы деформирования

Выполним расчет силы Р с помощью программы Matchcad.

6 Определение давления осадки.

7 Расчет силы деформирования и давления по различным формулам.

7.1 Для нахождения давления осадки будем пользоваться формулами инженерного метода, формулой Унксова, Зибеля и Тарновского, а затем сравним полученные результаты.

7.2 Для начального момента деформации:

  •  формула Зиббеля:

- формула Унксова:

- формула Тарновского:

7.3 Определим давление для начального момента деформации (по ранее указанным формулам):

,

,

.

7.4 Для расчёта силы определим площадь поперечного сечения заготовки:

м2

7.5 Найдём силу осадки для начального момента деформации по формуле:

,

Н,

Н.

7.6 Для конечного момента деформации давление осадки определим по следующим формулам:

  •  формула Зиббеля:

- формула Унксова:

- формула Тарновского:

7.7 Определим давление осадки в конечный момент деформации (по ранее указанным формулам):

,

,

.

7.8 Для расчёта силы осадки найдём площадь поперечного сечения заготовки:

7.9 Найдём общие усилия для конечного момента деформаций.

,

,

.

7.10 Полученные результаты занесем в таблицу.

Таблица 1  Результаты вычислений.

Силы

Начальный момент деформации

Конечный момент деформации

Инж. м.

ф Зибеля

ф Унксова

ф Тарнов.

Инж. м

ф Зибеля

ф Унксова

ф Тарнов.

Р, МН

0,769

0,744

0,74

0,707

2,36

2,16

2,12

1,84

р,МПа

43,54

42,28

42,06

40,225

53,52

49,03

48,12

41,77

ПРИЛОЖЕНИЕ  А

Список использованных источников

1. Сторожев М.В.,Попов Е.А. «Теория обработки металлов давлением». Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1977г.,423с., с ил. 

PAGE  6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50868. Построение простейших экспертных систем 160 KB
  Составить программу, содержащую сведения о лучшей десятке книг. Данные для построения вывода: название, автор, год печати, название издательства, страна издания. В программе должна быть реализована возможность получения следующей информации: по порядковому номеру – автора, названия книги, страны издательства; все книги одного годы выпуска или одного издательства; все книги, изданные в одной стране.
50871. Изучение сетевых средств вывода на печать 59.5 KB
  По возможности печати графической информации принтеры делятся на алфавитно-цифровые с возможностью печати ограниченного набора символов и графические. матричные; лазерные также светодиодные принтеры; струйные; сублимационные твердочернильные. По количеству цветов печати на чёрно-белые монохромные и цветные. Такое подключение обеспечивает ряд дополнительных возможностей: печать документов или веб-страниц прямо с дисплея принтера; печать документов или веб-страниц с любого веб-устройства в том числе...
50873. Работа с файлами, строками и списками 64.5 KB
  Задан список списков. Необходимо указать в каких словах есть шипящие буквы. Результат сохранить в файле.
50874. Лабораторная работа «Adobe Flash. Первые шаги» 200.5 KB
  В настоящее время существует несколько технологий создания анимации: анимационный формат GIF Flsh Jv и JvScript. Преимущества технологии Flsh. По сравнению с GIFанимацией возможности технологии Flsh значительно шире.
50876. Рисование во Flash МХ 2004 828 KB
  Практическая часть Задание: Ознакомьтесь с интерфейсом и инструментами редактора FLSH MX. Пользовательский интерфейс программы Flsh MX 2004. Существует две версии Flsh MX 2004 стандартная и профессиональная Professionl.