Obrabotka Metallov 2014 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (65) 2014 73 ТРУДЫ КОНФЕРЕНЦИИ а б Рис. 4. Экспериментальные и расчетные зависимости кривизны от времени для пластины h = 11,715 мм,   i = 216 МПа ( a ); для пластин 1 – h = 10,066 мм,   i = 240 МПа, 2 – 10,066 мм; 230 МПа; 3 – 10,158 мм; 220 МПа; 4 – 8,029 мм; 200 МПа ( б ) мерами 180×180 мм, толщиной h = 11,715 мм из сплава АК4-1Т, Т = 195 ºС и с интенсивно- стью напряжений в характеристической точке    216 i МПа. Отличительной особенностью характеристических точек является то, что на- пряжение в течение всего времени деформиро- вания при выполнении условий чистого изгиба остается приближенно равным одной и той же величине [24]. В условиях чистого изгиба эти точки располагаются на расстоянии  3 h по обе стороны от срединной поверхности, т. е. z    3 h . Момент кручения связан с   i по формуле    2 (4 3) i M h . Кривизна вычисля- лась по замерам прогиба w на базе L = 100 мм вдоль диагонали пластины на одинаковом рас- стоянии от центра  2 8 / k w L . На том же ри- сунке изображены расчетные кривые: кривая 2 – расчет по модели (17)–(20) с учетом констант на растяжение и сжатие одновременно; кривые 3 и 4 – расчет по модели (17)–(20) с использо- ванием констант только на растяжение и только на сжатие соответственно. Экспериментальные данные расположены между расчетными кри- выми 3 и 4 . Завышенное расположение линии 2 можно объяснить тем, что в расчетах не учи- тываются возникающие при деформировании мембранные усилия. График кривизны на рис. 4 изображен без учета упругой составляющей k 0 = 0,76 1/м в начальный момент при t = 0. При превышении прогиба (вместе с упругой состав- ляющей) половины толщины пластины, т. е. кривизны порядка 0,8 1/м в вычислениях необ- ходимо учитывать деформации срединной по- верхности. Линиями 5 и 6 на графике изобра- жены результаты расчетов для той же пластины, выполненные в конечно-элементном комплексе Ansys в геометрически нелинейной постановке, учитывающей мембранные усилия с использо- ванием констант только на растяжение и только на сжатие соответственно. Точками 1–4 на рис. 4, б представлены экс- периментальные данные (кривизна) для четырех пластин: 1 – h = 10,066 мм,   i = 240 МПа; 2 – 10,066 мм, 230 МПа; 3 – 10,158 мм, 220 МПа; 4 – 8,029 мм, 200 МПа. Линии 1–4 – расчет методом конечных элементов в программном комплексе Ansys в геометрически нелинейной постановке с использованием констант либо только на рас- тяжение (4), либо только на сжатие (5). На гра- фике видно, что экспериментальные значения расположены посередине между соответствую- щими расчетными линиями, что дополнительно подтверждает сложные свойства сплава и необ- ходимость их учета в расчетах. Вычисления по- казали также, что деформации пластин не пре- восходят 2 % . Выводы Экспериментальное исследование на растя- жение и сжатие образцов из сплава АК4-1Т, вы- резанных из плиты h = 45 мм, при T = 195 ºС, показало, что сплав обладает свойством упроч- нения и является разносопротивляющимся рас- тяжению и сжатию при ползучести. Определены