www.referat.ro

Tehnologia materialelor - deformarea plastica

Scopul lucrrii este acela de a cunoate legile ce guverneaz procedeele de prelucrare prin deformare plastic. Rezultatele experimentale obinute i numeroasele studii realizate au condus la precizarea unor legi general valabile cu privire la deformarea plastic a metalelor i aliajelor, legi valabile i aplicabile n proiectarea oricrui proces tehnologic de realizare prin deformare plastic a pieselor.

Aceste legi sunt: legea coexistenei deformaiilor elastice cu cele plastice n timpul deformrii plastice; legea volumului constant; legea rezistenei minime; legea apariiei i echilibrarii tensiunilor interne i legea similitudinii. Legea coexistenei deformaiilor elastice cu cele plastice n timpul deformrii plastice.

Experimental s-a constatat c deformarea plastic a materialelor metalice este nsoit n permanen de o deformare elastic, iar deformarea plastic ncepe numai dup depirea unei mrimi limit a deformrii elastice. Aceast lege se poate explica foarte bine pe diagrama tensiune-deformaie unde se vede ca deformaia total t se compune dintr-o deformaie elastic e i o deformaie plastic p fiind data de relaia: t= e+ p.

Legea volumului constant.

n ipoteza unor pierderi minime de tehnologice de material prin ardere(cazul deformrii plastice la cald) sau prin ndesarea materialului cu goluri interioare, se poate considera c volumul materialului rmne constant n orice etap a procesului de deformare, deci:

V0=V1=V2=. . . =Vi=. . . Vn

Unde i=1,2,3,. . . ,n sunt etapele procesului de deformare plastic.

n cazul deformrii plastice a semifabricatului iniial 1, de volum iniial V0=l0b0h0, cu fora P, a rezultat dup prima etap a deformrii un corp 2, de volum V1=l1b1h9. Aplicnd legea volumului constant, n acest caz se obine: l0b0h0=l1b1h1 sau **=1 unde =l]/l0-coeficientul de alungire, =b1/b0-coeficinetul de lire, =h1/h0-coeficientul de reducere. Aceast lege prezint importan practic deosebit, deoarece permite calculul dimensiunilor semifabricatului iniial pe baza dimensiunilor piesei finite(la aplicarea ei trebuie inut cont ns de starea materialului precum i de condiiile de deformare). Legea rezistenei minime.

Deplasarea oricrui punct de material al corpului deformat, situat pe o suprafa perpendicular pe direcia forelor de deformare, se face dup distana cea mai mic la perimetrul seciunii. Deoarece distana cea mai mic este perpendicular la perimetrul seciunii, nseamn c dintre diferitele posibiliti de deplasarem punctele respective vor alege pe acela pe care rezstena intmpinat este minim. Dac se consider un corp de forma unei prisme ptrate drepte(fig 9. 3) supus deformrii cu fora P, punctele Ai aflate pe direcie perpendicular pe directia de acionare a forei P, se vor deplasa pe direcie perpendicular pe laturile seciunii(cele aflate pe diagonala Bi, se vor deplasa n acelai mod, spre una din laturile vecine dar n nici un caz n lungul diagonalei).

n majoritatea cazurilor , din considerente de rezistena materialului ,deformarea plastic trebuie fcut n mai multe etape(treceri). Determinarea numrului de treceri n se face pornind de la definirae gradului de reducere i, dat de relaia: i=Si/Si-1; t=1*2* 3*. . . n=Sn/S0.

Legea apariiei i echilibrrii tensiunilor interne suplimentare.

n timpul deformrii plastice, n interiorul materialului apar tensiuni care se opun deformrii(conform principiului aciunii i reaciunii) i care tind s se echilibreze reciproc. Dac se analizeaz deformarea cu fora P, a unui semifabricat cilindric(fig 9. 4) n diferite seciuni se constat c, din cauza forelor de frecare la interferena scul de deformare-material deformat, deformaiile vor fi diferite pe seciuni(suprafaa S1 va suferi o deformaie mai mic dect suprafaa S2).

De asemenea, grunii cristalini deformai plastic caut s antreneze i grunii nedeformai acetia cautnd s frneze deformarea pieselor, ntre ei aprnd tensiuni interioare de sens contrar, care se echilibreaz dup nlturarea forei care a produs deformarea.

n concluzie cauzele apariiei acestor tensiuni se datoreaz aciunii sculei, frecrii la interfaa sucl. material, nclzirii neuniforme a meterialului, neomogenizrii compoziiei chimice i a proprietilor mecanice ale materialului, frnrii, dislocaiilor etc. Tensiunile interne produse i rmase n pies, se pot aduga tensiunilor produse la prelucrrilor ulterioare sau n timpul eploatrii ei, putndu-se depi rezistena la rupere a meterialului i apariia de fisuri sau crpturi.

Legea similitudinii.

Spune ca pentru aceleai condiii de deformare, la dou corpuri geometric asemenea, cu aceeai compoziie chimic, aceiai structur i aceleai caracteristici mecanice, presiunile specifice de deformare pm i respectiv pf sunt egale ntre ele, raportul forelor de deformare pm si respectiv pf este egal cu ptratul raportului mrimilor liniare caracteristice lm i respectiv lf, iar raportul lucrului mecanic necesar schimbrii formei Wfm i respectiv Wff este egal cu cubul raportului mrimilor liniare caracteristice.

Legea se exprim prin relaiile: pm=pf; pm/pf=(lm/lf)2; Wfm/Wff=(lm/lf)3, n care indicele m se refer la model, iar indicele f se refer la piesa finit. Deoarece sunt greu de satisfcut simultan toate condiiile de mai sus, legea se poate aplica folosindu-se anumii coeficieni de corecie care s in seama de factorul geometric i factorul structural. Utilajul folosit.

Pentru a verifica Legea volumului constant i Legea minimei rezistene se va utiliza o pres hidraulic pentru ncercri mecanice prezentat n figura 9. 6.

Modul de lucru. Experimentul nr. 1:

Se va verifica mai intai Legea minimei rezistene utiliznd ca procedeu de deformare plastic o operaie de baz a forjrii libere numit refulare. Se supune refulrii o epruvet prismatic confecionat dintr-un aliaj neferos, uor deformabil(fig 9. 3). Utilizand presa hidraulic din figura 9. 5 se va nota fora maxim de deformare Fd. Se vor schia formele probei n cele dou stadii(nainte i dup deformare) i se vor msura dimensiunile acestora. Experimentul nr. 2:

Se va verifica Legea volumului constant folosind un alt procedeu de deformare plastic i anume extrudarea. Extrudarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastic a materialelor ce const n trecerea forat, prin mpingerea materialului printr-un orificiu al unei scule de deformare de form i dimensiuni stabile. Dimensiunile seciunii sculei de deformare sunt mult mai mici decat dimensiunile seciunii materialului iniial.

Figura 9. 6 prezint schema de principiu la extrudarea direct.

Figura 9. 7 prezint distribuia forelor pe pereii laterali ai matriei i pe partea frontal a pistonului.

Cele patru stadii de deformare sunt bine difereniate n funcie de variaia forei de deformare P, o data cu deplasarea pistonului i sunt puse n eviden n figura 9. 8

Experimentul nr. 3:

Utiliznd o instalaie de ndoire a tablelor se va verifica Legea coexistenei deformaiilor elastice i plastice. Se supune ndoirii o prob dreptunghiular din tabl subire din dou materiale diferite(figura 9. 8). Semifabricatul iniial 1, de grosime s se aeaz pe matria de ndoit 2 prevzut cu raz de racordare rm i cu ajutorul poansonului 3, pervzut tot cu raz de racodare rp este deformat rezultnd produlul 4.

Se va observa fenomenul revenirii elastice n scopul sesizrii legii coexistenei deformaiilor plastice i elastice. Se vor msura unghiurile C i 1 pe rnd pentru fiecare prob i se va calcula mrimea revenirii elastice Ae cu expresia: Ae= 1- .

Powered by http://www.referat.ro/cel mai tare site cu referate

www.referat.ro