Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 32 ТЕХНОЛОГИЯ ботки новых моделей, описывающих формиро- вание напряженно-деформированного состояния в системе «заготовка–инструмент деформации». Необходимость решения теоретических задач, связанных с деформированием структурно не- однородных материалов, привела к созданию в конце XX века нового раздела механики де- формируемого твердого тела – механики компо- зитов. Развитие механики композитов в СССР и России связано с именами Ю.Н. Работнова, Б.Е.Победря,Ю.М.Тарнопольского; зарубежом– Р. Кристенсена и др. [9–12]. В большинстве ра- бот при моделировании поведения разнородного материала используется принцип эквивалентной гомогенности, при котором неоднородный ма- териал рассматривается как некий абстрактный однородный материал с усредненными тепло- физическими, реологическими и физико-меха- ническими свойствами. При этом усреднение характеристик проводится преимущественно посредством решения краевых задач механики для представительного объема, содержащего не- однородность [13, 14]. Наряду с построением теоретических моделей процессов деформиро- вания и разрушения неоднородных материалов проводятся и экспериментальные исследования, результаты которых служат как для верифика- ции созданных моделей, так и для инженерных расчетов технологических параметров процес- сов обработки металлов давлением [15, 16]. Од- нако несмотря на наличие существенного числа работ по механике пористых сред, посвященных влиянию характеристик материала матрицы и объемного содержания пор (степени пористо- сти) на энергосиловые параметры и эволюцию структуры при деформировании неоднородного материала, неизученным остается влияние гео- метрических характеристик пор на эти параме- тры. Ранее авторами статьи были предложены экспериментальный стенд и методика для опре- деления энергосиловых параметров и эволюции структуры неоднородной пластины (с регуляр- ной пористостью) [17]. Настоящая работа по- священа исследованию влияния геометрических размеров пор (при одной и той же степени пори- стости материала образцов) на параметры про- цесса осадки неоднородного материала в закры- том штампе. 1. Методика проведения исследований Для проведения экспериментальных иссле- дований по деформированию пористых мате- риалов разработан стенд, включающий в себя закрытую матрицу, выполненную под прямо- угольные пластины малой толщины, модельный материал – пластопарафиновые перфорирован- ные пластины заданной степени пористости (с различными радиусами пор), инструмент де- формирования (пресс) с комплексом измери- тельного оборудования и видеорегистрирующей аппаратуры [18]. Внешний вид штампа с двумя вариантами образцов изображен на рис. 1. а б Рис. 1. Внешний вид матрицы (штампа) с образцом: а – диаметр пор 4 мм; б – диаметр пор 8 мм