Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 16 ТЕХНОЛОГИЯ На рис. 13 и 14 представлены результаты сравне- ния расчетных моделей, полученных в программной среде «Q Form 3D» с данными физического модели- рования. При максимальном значении фактора трения (рис. 13) при физическом моделировании наблюдали формирование ярко выраженного фронта уплотнения материала при степенях деформации свыше 0,1, в то время как в расчетной модели он формируется значи- тельно раньше (ε ≥ 0,03). Искажение геометрических параметров пор анализируемого ряда по окончании цикла осадки в эксперименте (ε 4 = 0,25) характерно для степени деформации 0,03 в расчетной модели. При минимальном значении фактора трения (рис. 14) различия становятся более очевидными. В экспериментальных образцах наблюдается на- личие четкого фронта уплотнения материала, кото- рый в расчетной модели отсутствует. Поскольку изображения, полученные с использо- ванием расчетных моделей по шагам деформирова- ния, существенно отличаются от изображений, полу- ченных в результате физического моделирования, то анализ изменения геометрических параметров пор для них не проводили. Сравнение результатов распределения усилий в процессе деформирования (рис. 15) показывает, что расчетные значения усилия в конце цикла обжатия превышают в 2 раза (соответственно 1210 Н и 593 Н) экспериментальные значения при факторе трения, равном 1, и практически совпадают при факторе тре- ния, равном 0 (соответственно 180 Н и 176 Н). Выводы В результате экспериментального исследования процесса осадки неоднородного материала в закры- той матрице получены линейные модели, описываю- щие формоизменение пор и распределение усилий в зависимости от фактора трения, скорости дефор- мирования и степени деформации. Предложена ме- тодика оценки изменения геометрических параме- тров пор в процессе деформирования, позволяющая определить фронт уплотнения материала. Из испы- таний материала на сжатие предложены три вариан- та функции с той или иной точностью, описывающие свойства деформируемого материала. Полученные экспериментальные данные использованы для по- строения модели, описывающей деформацию не- однородной среды с учетом сжимаемости материала. В результате сравнения данных физического и чис- ленного моделирования процесса осадки неоднород- Рис.13 . Сравнение изображений экспериментальных образцов с расчетными моделями 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. 14. Сравнение изображений экспериментальных образцов с расчетными моделями 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 Рис. 15 . Кривые расчетных и эксперимен- тальных нагрузок: 1 – экспериментальная нагрузка при f = 1; 2 – расчетная нагрузка при f = 1; 3 – экспе- риментальная нагрузка при f = 0; 4 – расчетная нагрузка при f = 0