CC BY
29Решетневскуе чтения. 2013
металла на внутренней кромке изгиба трубы [3]. Существующие способы гибки труб обладают существенным недостатком - в местах изгиба образуются гофры и трещины металла, что существенно снижает характеристики данной продукции.
На основании вышеизложенного следует, что разработка новых технологий гибки труб является актуальной темой в настоящее время. Следует разрабатывать новые технологии для облегчения процесса гибки, повышения его качества, увеличения качественных и количественных показателей, а также снижения себестоимости продукции, что будет удовлетворять всем запросам заказчика.
Библиографические ссылки
1. Афанасьев В. Г., Верхотуров В. И., Заславский В. А. и др. Проектирование надежных спутников связи / под ред. акад. М. Ф. Решетнева. Томск : РАСКО, 1993. 221с.: ил. (Б-ка «Космическая связь»).
2. Галперин А. И. Машины и оборудование для гибки труб. 1989.
3. Писаренко Г. С. Можаровский Н. С. Уравнения и кривые задач теории пластичности и ползучести. Киев : Наукова думка, 1981.
References
1. Afanas'ev V. G., Verhoturov V. I., Zaslavskij V. A. i dr. Proektirovanie nadezhnyh sputnikov svjazi / pod red. akad. M. F. Reshetneva. Tomsk : RASKO, 1993. 221s.: il. (B-ka «Kosmicheskaja svjaz'»).
2. Galperin A. I. Mashiny i oborudovanie dlja gibki trub. 1989.
3. Pisarenko G. S. Mozharovskij N. S. Uravnenija i krivye zadach teorii plastichnosti i polzuchesti. Kiev : Naukova dumka, 1981.
© Кокорин В. В., Михнёв М. М., 2013
УДК 67.02
ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ
В МЕТАЛЛЕ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ
В. В. Кокорин, С. В. Ромащенко, М. М. Михнёв
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
Рассматриваются физические процессы, протекающие в тонкостенных конструкциях при гибке. Изложена методика расчета необходимой силы для деформации материала.
Ключевые слова: деформация металла, зона упругости, упругая деформация.
PLASTIC DEFORMATION AND PHYSICAL PROCESSES OCCURRING IN METAL UNDER STRAIN
V. V. Kokorin, S. V. Romashchenko, M. M. Michnev
JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information Satellite Systems" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russia
Physical processes occurring in thin-walled constructions under bending are considered. The design procedure of necessary force for a material strain is stated.
Keywords: a metal strain, an elasticity zone, an elastic strain.
Ниже изложены физические процессы, протекающие в тонкостенных конструкциях при гибке.
Поведение материала в процессе гибки хорошо отражает диаграмма растяжения (сжатия) (рис. 1). Различают зоны упругой I и пластической деформации II [1].
В зоне упругой деформации материал вернется к исходному состоянию, как только нагрузка будет снята, в этой зоне растяжение (сжатие) растет пропорционально приложенному усилию в соответствии с законом Гука:
с = E |е|.
£ -
Рис. 1. Диаграмма растяжения
Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты
Рис. 2. Кривая пластической деформации
На рис. 2: Е - модуль Юнга (модуль упругости); участок 0А - малые деформации, выполняется закон Гу-ка; спр - предел пропорциональности - максимальное значение напряжения, при котором выполняется закон Гука; участок АВ - упругие деформации, но закон Гука не выполняется; супр - предел упругости (при с < супр не возникают остаточные деформации); участок ВС - пластические деформации; участок СВ - область текучести; - предел прочности: напряжение, при котором тело начинает разрушаться; участок ЕБ -разрушение (разрыв) тела [2].
После достижения критического значения зоны упругой деформации материал начинает деформироваться пластически, достигается зона текучести материала, где атомы кристаллической решетки перемещаются так, что к исходному состоянию, если снять нагрузку, их уже не вернуть. Происходит постоянное изменение кристаллической структуры материала.
При гибке под действием прикладываемой силы возникает перемещение между растяжением наружной поверхности, когда лист опрокидывается внутрь, и сжатием внутренней поверхности в поперечном сечении, которое достигает максимальных значений на поверхностях материала (рис. 3). По этой причине сначала пластически деформируется наружная поверхность гнущегося листа, что является важнейшим моментом всего цикла гибки. Нужно принимать во внимание, что если усилие гибки будет превышено, то растягивающее напряжение превысит допустимое значение, и на поверхности листа появятся трещины. Естественно, чем тоньше лист, тем более он подвержен этому явлению.
Также при гибке есть зона в середине (нейтральная линия) (не совсем в середине геометрически, но близко к ней) с низким уровнем деформации. Здесь
происходит только упругая деформация даже при большом усилии гибки. Этим объясняется, почему всегда происходит упругое отскакивание материала на некоторое значение после снятия нагрузки.
напряжение растяжения
V / \ у
напряжение
сжатия^-'"'' /
-—нейтральная линия
Рис. 3. Схема нагружения материала
Упругое отскакивание тонких материалов до 2 мм толщиной может составлять угол 1° при правильных параметрах гибки. Для толстостенных труб, особенно из нержавеющей стали, значение угла может достигать 3°. Коррекция может быть внесена изменением профиля инструмента или специальными системами коррекции угла гиба [3].
Библиографические ссылки
1. Бухгольц Н. Н. Основной курс теоретической механики. М. : Наука, 1972.
2. Галперин А. И. Машины и оборудование для гибки труб. 1963.
3. Писаренко Г. С., Можаровский Н. С. Уравнения и кривые задач теории пластичности и ползучести. Киев : Наукова думка, 1981.
References
1. Buhgol'c N. N. Osnovnoj kurs teoreticheskoj mehaniki. Nauka, 1972.
2. Galperin A. I. Mashiny i oborudovanie dlja gibki trub. 1963.
3. Pisarenko G. S. Mozharovskij N. S. Uravnenija i krivye zadach teorii plastichnosti i polzuchesti. Kiev : Naukova dumka, 1981.
© Кокорин В. В., Ромащенко С. В., Михнёв М. М., 2013
