Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 14 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 8 . График зависимостей нагрузки Р от перемещения верхнего торца образца (Δ l ): 1 , 2 , 3 – номера образцов Рис. 9. Кривая «σ–ε»: 1 – экспериментальные данные; 2 – аппроксимирующая кривая Рис. 10 . Изображения расчетных моделей « Q -Form» при различных степенях деформации ( f = 1): а – ε 1 = 0,03; б – ε 2 = 0,1; в – ε 3 = 0,17; г – ε 4 = 0,25 Рис. 11 . Изображения расчетных моделей «Q-Form» при различных степенях деформации ( f = 0): а – ε 1 = 0,03; б – ε 2 = 0,1; в – ε 3 = 0,17; г – ε 4 = 0,25 деформирования приводит к уменьшению ∆ l max , что связанно с увеличением сопротивления деформации. В результате испытания образцов из скульптурного пластилина «Люкс» получены данные по перемеще- ниям верхнего торца образцов и соответствующим нагрузкам (рис. 8). Усредняя данные по результатам испытания трех образцов, получили диаграмму сжа- тия материала в координатах «σ–ε» (рис. 9), исходя из которой был определен условный предел теку- чести материала образцов σ 0,2 = 0,047 МПа, модуль Юнга который составляет 5,46 МПа. Экспериментальные данные σ = f (ε) были аппрок- симированы полиномом четвертой степени, описы- вающим свойства материала: σ = 0,04 + 4,09 · ε – 92,81 · ε 2 + 921,02 · ε 3 – 3049,12 · ε 4 , (1) где ε – степень деформации. Средняя относительная ошибка аппроксимации составляет 2,2 %, коэффици- ент корреляции R 2 = 0,972. На рис. 10 и 11 в качестве примера представлены изображения, полученные в результате моделирова- ния в программной среде «Q Form 3D» процесса осад- ки неоднородной пластины для первой ( v = 0,5 мм/с, f = 1) и третьей ( v = 0,5 мм/с, f = 0) серии экспери- ментов. При осадке образца в условиях идеального кон- такта (рис. 10) ярко выражено влияние контактного трения на процесс деформирования. При степенях деформации свыше 0,03 формируется фронт уплот- нения, имеющий параболический вид. Отверстия (поры), расположенные вблизи контактных поверх- ностей образца со стенками матрицы, деформиру- ются наиболее интенсивно и имеют форму эллипсов с наибольшей осью, направленной под углом к оси симметрии образца. Анализируемый ряд отверстий полностью «закрывался» при степенях деформации свыше 0,1. При изменении условий контакта образцов со стенками матрицы (рис. 11) картина деформирова- ния кардинальным образом меняется. Деформирова- ние материала образцов происходит без образования фронта уплотнения и характеризуется равномерным уменьшением диаметров пор по всей высоте образца без искажения их геометрии (отсутствует эллипсоид- ность пор). На рис. 12 представлены кривые, описывающие распределение усилий при деформировании образ- цов в расчетном эксперименте. С изменением условий контакта между образца- ми и стенками матрицы усилия деформирования су-