КОЭФФИЦИЕНТ ПРУЖИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИСТА ПРИ ИЗГИБЕ ДЛЯ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ С ЛИНЕЙНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ Мокроусов В.И.

АО «Выксунский металлургический завод»


Номер: 12-2
Год: 2015
Страницы: 148-154
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

формовка стального листа, коэффициент пружинения, упругопластическая среда, the steel sheet forming, the springback coefficient, the elastic-plastic medium

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Получен коэффициент пружинения листа для упругопластической среды с линейным упрочнением в зависимости от ширины и толщины листа, предела текучести, модуля Юнга и модуля упрочнения металла. Полученные результаты могут быть применены при формовке стальных труб большого диаметра на прессах.

Текст научной статьи

Основные обозначения. Рассмотрим упругопластический изгиб металлического листа шириной b и толщиной h. Пусть E - модуль Юнга, σт - предел текучести и σв - предел прочности (временное сопротивление) металла листа, εост - остаточная деформация листа после снятия внешних нагрузок. Пусть ρ - радиус кривизны продольной упругой линии изогнутого листа и ρ/h ≥ 5. В этом случае утонением стенки листа можно пренебречь (h = const). Пусть при изгибе справедлива гипотеза плоских сечений Бернулли - плоские поперечные сечения листа до деформации остаются плоскими при деформации. Тогда кривизна продольных волокон листа e = y/ρ , где у - расстояние от нейтральной плоскости листа при его изгибе. Максимальное относительное удлинение εmax имеет место на поверхности листа и равно emax = (h/2)/ρ = h/(2ρ). Рис. 1. Упругопластическая среда с линейным упрочнением Рис. 2. Напряжения в поперечном сечении листа при изгибе Упругопластический изгиб листа. На рис. 1 показана диаграмма продольных (нормальных) напряжений для упругопластической среды с линейным упрочнением, где σmax = σт + П(εmax - εт), П - модуль упрочнения среды. Эпюра нормальных напряжений в поперечном сечении листа показана на рис. 2. Поперечное сечение листа делится на две зоны - упругую и пластическую. Величина ут, определяющая границу этих зон, находится из выражения: yт = eтρ = σтρ/E. При увеличении изгибающего момента и кривизны упругая зона листа будет уменьшаться. Изгибающий момент при формовке металлического листа. Изгибающий момент M в поперечном сечении листа равен Если при растяжении и сжатии металл листа имеет разные модули упрочнения, то где Пр и Пс - модули упрочнения металла листа при растяжении и сжатии. Полученной формулой можно пользоваться только в зоне упругопластических деформаций листа, когда Кривизна листа. Действительно, при чисто упругих деформациях листа, когда пластическая зона отсутствует, кривизна определяется по формулам, выведенным в предположении о линейной зависимости σ и ε: Чисто упругие деформации листа наблюдаются, если Из полученных выше выражений можно найти остаточную кривизну нейтральной плоскости листа ρост, которую лист сохраняет после разгрузки: где М - величина изгибающего момента при нагрузке. Коэффициент пружинения листа. Остаточный радиус кривизны нейтральной плоскости листа ρост и коэффициент пружинения нейтральной плоскости листа β определяются из уравнений Остаточные напряжения в стенке листа. Остаточные напряжения показаны на рис. 3. Рис. 3. Остаточные напряжения после распружинивания листа Наибольшие остаточные напряжения равны Отметим, что полученные остаточные напряжения являются самоуравновешенными - после разгрузки нормальная сила и изгибающий момент поперечного сечения листа равны нулю. Производственные дефекты при изгибе (формовке) стального листа. Процесс формовки трубной заготовки из толстого стального листа по схеме JСOE изучался в работах [1-55]. Перед формовкой труб стальной лист правят на многороликовых листоправильных машинах [1-3, 14, 36, 38, 39]. Дефект образования гофра продольной кромки стального листа на кромкогибочном прессе изучался в работах [1-3, 8, 17, 21], дефект несплавления сварного продольного шва при сборке трубы изучался в работах [1-3, 29, 55], дефект «точка перегиба» при изгибе стального листа на трубоформовочном прессе - в [1-3, 12, 31], дефект стального листа раскатной пригар с риской - в [1-3, 32]. Автор выражает благодарность научному руководителю, профессору, д.ф.-м.н. Владимиру Николаевичу Шинкину (НИТУ «МИСиС») за обсуждение статьи и ценные замечания.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.