Научная работа: Исследование процесса вытяжки заготовки "стакан"

Рис. 16. Изменение компонентов деформации по ходу нагружения для точки 1 при (вариант 1).

Анализ графиков показывает, что радиальная и осевая компоненты напряжения для точки 1 незначительно колеблются возле нулевого значения, а окружная компонента на 5 шаге переходит в зону сжатия. Радиальная и тангенциальная компоненты деформации находятся в растягивающей области, а осевая – в сжимающей.

Рис. 17. Изменение компонентов напряжения по ходу нагружения для точки 2 при (вариант 1).

Рис. 18. Изменение компонентов деформации по ходу нагружения для точки 2 при (вариант 1).

Исходя из графиков видно, что радиальная и осевая компоненты напряжения находятся в зоне растяжения, а окружная компонента находится в зоне сжатия. Радиальная компонента находится в растягивающей области, осевая в сжимающей, а окружная незначительно откланяется от 0.

Рис. 19. Изменение компонентов напряжения по ходу нагружения для точки 3 при (вариант 1).

Рис. 20. Изменение компонентов деформации по ходу нагружения для точки 3 при (вариант 1).

Для точки 3 осевая компонента напряжения незначительно откланяется от 0, а радиальная и окружная компоненты находятся в зоне растяжения. Осевая и радиальная компоненты деформации находятся в зоне сжатия и зоне растяжения соответственно.

На рис. 21 представлен график силы вытяжки.

Рис. 21.Сила вытяжки (вариант 1);1 – практическая зависимость, 2 – теоретическая зависимость.

По усилию можно проследить, что оно начинает резко возрастать, когда заготовка входит в матрицу. Динамика роста усилия сохраняется вплоть до 60 шага, а затем происходит спад из-за возникновения разгрузки на донной части и участках боковой стенки заготовки. Это приводит к уменьшению площади соприкосновения заготовки с инструментом и, как следствие, к уменьшению сил трения. При анализе графиков на рис. 21 можно сделать вывод о том, что характер кривых в зависимостях, полученных теоретически и при расчете математической модели, практически идентичны.

Для данной задачи:

коэффициент вытяжки md=;

расчетный коэффициент утонения стенки mS = ;

достижимые значения коэффициентов md и mS составляют соответственно 0,44 и 1,0

коэффициент утонения дна заготовки: = .

Из рис. 14 видно, что незначительное утонение стенки имеет место на участке от радиуса скругления пуансона до середины боковой стенки. Дно заготовки при вытяжке с зазором 2 мм остаётся неизменным по толщине, т.к. коэффициент утонения равен 1. Незначительное утонение боковой стенки и неизменная толщина дна объясняется небольшой площадью соприкосновения заготовки с инструментом по ходу процесса и, как следствие, возникновению небольших сил трения.

Степень формоизменения или степень деформации заготовки без утонения стенки рассчитывается по формулам:

(1)

Поэтому, зная , найдем :

На рис. 23 – 25 представлены диаграммы пластичности материала Х18Н10Т в характерных точках (рис. 1) при вытяжке с зазором большим толщины заготовки.

Рис. 23. Вытяжка заготовки типа стакан с зазором 2 мм; 1 – диаграмма предельной пластичности (сталь Х18Н10Т); 2 – траектория деформирования заготовки в точке 1