Op{t del

Predavawa Ma{ini i Obrabotka Ma{ini i alati

09.05.2012

1

Plasti~ni deformacii

Koga materijalot e izlo`en na napregawa pod negoavata granica na elasti~nost, deformacijata e privremena. Po zavr{uvaweto na dejstvoto na napregawata, materijalot se vra} vo svojata a prvobitna sostojba. Koga materijalot e izlo`e na napregawa nad negovata granica na elasti~nost, toga{ plasti~nite ili trajnite deformacii se javuvaat i po prestanokot na dejstvot na silata ne se vra} vo a svojata prvobitna polo`ba Pojavata na plasti~nite deformacii kaj metalite e pojava koja e mnogu karakteristi~na, posebno koga se sporeduvaat metalite so drugite materijali. Site operacii na oforomuvawe na metalite kako {to se: prosekuvawe, probivawe, izvlekuvawe,svitkuvawe, valawe, kovawe, istisnuvawe se procesi pri koi se javuvaat trajni plasti~ni deformacii na metalite. No i operacii na obrabotka so re`ewe na metalite opfa} aat pojavi na plasti~Ni deformacii kako {to se : strugawe, glodawe.

09.05.2012

2

Plasti~nite deformacii mo`at da nastanat so: Lizgawe Dvojni~ewe Kombinacija na lizgawe i dvojni~ewe

09.05.2012

3

Site metali imaat kristalna struktura, za {to e karakteristi~no {to atomite se nao|aat vo to~no opredelen, pravilen prostoren raspored, a pritoa formiraat kristalna re{etka ili } elija.

09.05.2012

4

Postojat

tri osnovni tipovi kristalni

re{etki: centrirana, kubna povr{inski centrirana i heksagonalna re{etka.09.05.2012 5

Deformacija so lizgawe

Na slikata e prika`an slu~aj koga plasti~nata deformacija nastanuva kako rezultat na lizgawe, atomite se pomestuvaat za celo me|uatomsko mesto (pomestuvaj} se od eden agol i na drug agol od } elijata). Ova zna~i deka strukturata na re{etkata ostanuva ista. Lizgaweto se pojavuva vo vid na tenki linii koga se nabquduva materijalot pod mikroskop i tie linii mo`at da se otstranat so brusewe na povr{inata

09.05.2012

6

Deformacii so lizgawe

Ako eden kristal na metalot e izlo`en na napregawe na istegawe nad granicata na elasti~Nost, toj se izdol`uva poleka, odnosno nastanuva pomestuvawe na eden del od kristalot vo odnos na drugite, Zgolemuvaweto na optovaruvaweto } predizvika u{te dopolnitelni lizgawa i e pomestuvawa, za potoa da dojde na pomestuvawe na eden sektor vo odnos na drug, a so zgoleumavweto na optovaruvaweto da dojde i do razoruvawe na materijalot. Lizgaweto se pojavuva vo pravci vo koi atomite se posatveni najblisku eden do drug, so ogled na faktot deka vo toj slu~aj bara najmalku energeija

09.05.2012

7

Translatorno lizgawe pretstavuva paralelno premestuvawe na grupa atomi po to~no opredeleni kristalografski ramnini (ramnini na lizgawe) i nasoki. Se javuva na po~etokot, pri relativno mali stepeni na plasti~na deformacija, a ponatamu preminuva vo slo`eno lizgawe.

09.05.2012

8

Deformacija so dvojni~ewe

09.05.2012

Pri plasti~na deformacija so dvojni~ewe nastanuva promena na kristalnata re{etka. Atomite se pomestuvaat del od me|uatomskiot prostor i ova vodi kon promena na kristalnata re{etka. Dvojni~ewto mo`e da se zabele`i pod mikroskop kako {iroki linii i nemo`at da bidat otsratneti 9 od brusewe.

Dvojni~eweto pak pretstavuva bezdifuzen kristalografski proces pri koj kristalot nepovratno si ja menuva formata pri opredeleni uslovi na optovaruvawe (vid napregnata sostojba, temperatura i brzina na deformiraweto), pritoa preminuvaweto vo nova polo`ba na kristalite stanuva momentalno.10

09.05.2012

Spored metalurzite mo`e da se pojavat dva vida na dvojni~ewe:

Devormacija ili mehani~ko dvojni~ewe, naj~esto kaj metali so heksagonalna re{etka (magnezium, cink, `elezo so golem procen na ferit) kalenidvojni~ewa naj~esto kaj metali so kubni re{etki kako {to se aluminum, bakar, bronza ili `elezo so austenit. Toa se metali koi prethodno bile obrabotuvani ili toplotno tretirani na nekoj na~in.

09.05.2012

11

09.05.2012

12

Pri ladna plasti~na deformacija nastanuvaat zna~itelni promeni vo mehani~kite, fizi~kite i hemiskite svojstva na metalite. So zgolemuvaweto na stepenot na deformacijata se zgolemuvaat i site pokazateli na otporot protiv deformiraweto: granica na elasti~nost, proporcionalnost, golemite izdol`uvawa i jakosna granica. Se zgolemuva tvrdosta na materijalot. So tie pojavi se sni`uvaat i pokazatelite na plasti~nosta: relativnoto izdol`uvawe, relativnata kontrakcija, `ilavosta, raste elektri~niot otpor, se namaluva otpornosta protiv korozija, toplosprovodnosta, se menuvaat magnetnite svojstva itn. Celokupnosta na ovie pojavi vrzani so promenata na mehani~kite i fizi~kite svojstva pri ladna plasti~na transformacija se narekuva ojaknuvawe. Dijagramot na napregawata se utvrduva vrz osnova na iscrtana zavisnost {to ja dava samata ma{ina i se narekuva kriva na ojaknuvawe. Pri re{avawe na problemi od oblasta na plasti~nite deformacii dijagramot na nominalnite napregawa nema nekoe osobeno zna~ewe, no igra uloga vo opredeluvaweto na vistinskite napregawa.09.05.2012 13

Naponska sostojba na elementaren volumen

Pod dejstvo na nadvore{nite sili vo teloto se pojavuvaat vnatre{ni sili na otpor t.e. vnatre{ni napregawa. Ottuka sekoe telo izlo`eno na dejstvo na nadvore{ni sili se nao|a vo naponska sostojba. Za da da ja razgledame naponskata sotojba na nekoe telo od nego } izdvoime edna materijalna e to~ka niz koja } provle~eme tri koordinatni ramnini, a za e podobro obele`uvawe na napregawata {to dejstvuvaat vo taa to~ka } postroime elementaren paralelopiped taka {to e napregawata na to~kata } gi izrazime kako napregawa {to e dejstvuvaat vo trite koordinatni ramnini.14

09.05.2012

Vo ramninite na paralelopipedot dejstvuvaat normalni i tangencijalni napregawa i pritoa usvojuvame indeksi so dve bukvi, kade {to prvata bukva ja ozna~uva koordinatnata oska po ~ij pravec dejstvuva napregaweto, a vtorata e normalata na povr{inata vo koja dejstvuva napregaweto. Naponskata sostojba na edna materijalna to~ka e definirana so tri vektorski, odnosno so devet skalarni golemini. Toa zna~i deka naponskata sostojba e fizi~ka golemina od povisok red. Takvite fizi~ki golemini se vikaat tenzorski golemini ili ednostavno tenzori.15

09.05.2012

[ emi na naponski sostojbi i {emi na deformacioni sostojbi

Naponskata sostojba vo koja i da bilo to~ka na deformacionoto telo se odreduva so goleminata na glavnite normalni napregawa i pravcite na glavnite oski. Pritoa razlikuvame tri osnovni vidovi naponski sostojbi: trioskina (prostorna), dvooskina (povr{inska), ednosokina (liniska). Deformacionite sostojbi mo`at da se pojavat vo tri osnovni vidovi: prostorna so dve pozitivni glavni deformacii, prostorna so dve negativni glavni deformacii, i ramninska (dvooskina) deformirana sostojba.16

09.05.2012

Deformacija, vidovi deformacii

Pod deformacija se podrazbira promena na dimenzijata (~esto prosledena so promena na oblikot) na nekoe telo. Obi~no se nabquduva vo tri me|usebno normalni pravci. Pritoa vkupnata deformacija na metalot se sostoi od dva vida deformacii: elasti~ni i plasti~ni. Deformaciite pak kaj koi se zgolemuvaat prvobitnite dimenzii se smetaat za pozitivni, a tie kaj koi se namaluvaat se smetaat za negativni.

09.05.2012

17

Vidovi deformacii

Deformacijata na probna epruveta mo`e da bide izrazena na tri na~ini: relativna deformacija - preku promenata na dol`inata na ispituvanata epruveta, relativno stesnuvawe ili kontrakcija preku promenata na povr{inata na napre~niot presek logaritamska deformacija ili deformacija od tret red ili prirodna deformacija kako logaritamska funkcija od odnosot na dol`inata po i pred deformacijata.

l l1 lo = = lo loA A0 A1 = = Ao Ao

= ln

l lo

09.05.2012

18

F

Dl

A = bo so09.05.2012

za epruveta so pravoagolen napre ~ en presek

19

Oblici na krivi na ojaknuvawe za razli~ni vidovi materijali

Tipi~en ~elik 1. 2. 3. 4. 5.09.05.2012

Aluminium 1. 2. 3. 4. 5. Maksimalna jakost Granica na te~ewe Granica na proporcionalnost Kinewe Offset deformacija (0.2%).

Krti materijali 1. 2. Maksimalna jakost kinewe

Maksimalna jakost Granica na te~ewe Kinewe Region na ojaknuvawe Region na lokalizirawe na deformacijata

20

^elikot poka`uva mnogu linearen odnos na napon-deformacija se do granica na te~ewe (yield point). Linearniot del od krivata e elasti~en region (elastic region )i naklonot e vsu{nost Modul na elasti~nost(modulus of elasticity) ili Jungov modul. Po granica na te~ewe, krivata ima malo opa|awe kako rezultat na dislokaciite. So prodol`uvawe na deformiraweto, naponite rastat kako rezultat na ojaknuvaweto(strain hardening) se do postignuvawe na maksimalnata jakost(ultimate strength). Do ovaa to~ka, napre~niot presek se menuva poddenakvo, odnosno ramnomerno. No po ovaa to~ka doa|a do lokalizirawe na deformacijata, formirawe na t.n. {ija{, po {to opa|aat naponite i sledno nastanuva kinewe na epruvetata (fractures).21

09.05.2012

Mnogu rasteglivi, plasti~ni materijali (ductile metals) pokraj ~elikot (sl.2) nemaat dobro definirana to~ka na te~ewe. Za ovie materijali, to~kata na te~ewe i granicata na te~ewe se definiraat so t.n. of-set metoda, so koja linija se crta paralelno na linearniot elasti~en del od krivata i presekot na apsicnata oska pri vrednost na deformacijata 0.2%. Presekot na ovaa linija i krivata napon-deformacija se narekuva to~ka na te~ewe.

09.05.2012

22

Kritite(brittle) materijali, kako {to se betonot i keramikata nemaa to~ka na te~ewe. Za ovie materijali, maksimalnata jakost i to~kata na kinewe se poklopuvaat, odnosno se isti po golemina. Oblasta pod krivata na ojaknuvawe, odnosno krivata napon-deformacija e otpornosta na udar (toughness) na materijalot odnosno energijata koj amaterijalot mo`e da ja absorbira pred da dojde do kinewe odnosno razor.

09.05.2012

23

Obrabotlivost na materijalite (plasti~nost) i otpor na deformacija.

-Plasti~nosta (obrabotlivosta) na materijalite ja karakterizira sposobnosta na metalite i legurite da se deformiraat bez pojava na puknatini. Na toj na~in, kolku e pogolema plasti~nosta na materijalot tolku e pogolem stepenot na vkupnata deformacija bez da se pojavat puknatini. Spored toa, maksimalnata mo`nost za promena na oblikot na edno metalno telo e opredelena so najgolema deformacija pred pojava na puknatini vo teloto. Pojavata na prvite puknatini ja ozna~uva granicata na obrabotlivost na odreden materijal (granica na plasti~nost).24

09.05.2012

Sekoe telo so soodvetna forma se deformira pod dejstvo na nadvore{nite sili, sovladuvaj} go pritoa otporot i sprema deformacijata. pod otpor na deformacija vo op{t slu~aj se podrazbira dejstvoto na vnatre{nite sili koi{to ja spre~uvaat deformacijata. Vo teorijata na plasti~nata obrabotka terminot na deformacijata pretstavuva golemina na specifi~no napregawe.

09.05.2012

25

Sila na deformacija i deformacionarabota (op{to)Aktivnata sila {to treba da ja razviva ma{inata, prenesena na alatot vo pravecot na negovoto dvi`ewe, vo sekoj period od deformacijata treba da bide ramna na otporot {to go pru`a deformiranoto telo vo toj pravec. Poznavaweto na taa sila ima golemo zna~ewe bidej} ovozmo`uva da se izvr{i pravilen izbor na i ma{inata. Silite {to od ma{inata se predavaat na rabotniot predmet se narekuvaat aktivni sili. Pokraj niv, na teloto dejstvuvaat i sili na triewe na dopirnite to~ki vo alatot.09.05.2012 26

Za da se odredi goleminata na silata na deformacijata, zna~i, potrebno e da se poznava goleminata i rasporedot na napregawata po dopirni povr{ini. Deformacionata rabota, pri zbivawe na cilindri~no par~e so visina h se opredeluva kako proizvod od silata na deformacijata F i diferencijalot od visinata na zbivaweto (W=FDh)

09.05.2012

27