Характеристики деформаций. Абсолютная деформация. Относительная деформация. Скорость деформации.

Процессам обработки металлов давлением присущи определенные закономерности.

Закон постоянства объема. Пластическая деформация практически не влияет на плотность металла, поэтому действует закон постоянства объема: объем тела при его пластической деформации остается неизменным:

H * B * L = h * b * l

h * b * l / H * B * L = 1

H — высота тела до деформации; B — ширина тела до деформации; L — длина тела до деформации
h — высота тела после деформации; b — ширина тела после деформации; l — длина тела после деформации

Закон применяется для расчетов объема и размеров исходной заготовки, необходимой для получения поковки с заданными размерами, а также переходов и изменения размеров заготовки в процессе деформирования.

Закон подобия. При осуществлении в одинаковых условиях одних и тех же процессов пластического деформирования геометрически подобных тел из одинакового материала отношение усилий деформирования равно квадрату, а отношение затраченных работ – кубу отношений соответствующих линейных размеров. Этот закон, основанный на принципе моделирования, используется для приближенного определения усилий деформирования и затрачиваемой работы.

Закон наименьшего сопротивления. В случае возможности перемещения точек деформируемого тела в различных направлениях, каждая точка перемещается в направлении наименьшего сопротивления. Закон позволяет учесть предпочтительное направление течения металла, определить, какая часть полости штампа заполнится быстрее, какие размеры и форму будет иметь поперечное сечение заготовки в результате ее обработки давлением.

По этому закону, при наличии трения на контактной поверхности, заготовка прямоугольного сечения при осадке будет приобретать округлую форму, имеющую наименьший периметр при данной площади. В этом случае направлением наименьшего сопротивления является кратчайшая нормаль к периметру сечения.

Деформацию принято оценивать следующими величинами:

1. Абсолютная деформация

H — h = Δh — обжатие

b — B = Δb — уширение

l — L = Δl — удлинение

2. Относительная деформация

Δh / H или Δh / h — относительное обжатие или относительная высотная деформация;

Δb / B или Δb / b — относительное уширение или относительная поперечная деформация;

Δl / L или Δl / l — относительное удлинение или относительная продольная деформация.

3. Коэффициент, определяющий изменение длины обрабатываемого изделия – μ = l / L. Его называют вытяжкой или коэффициентом вытяжки.

Согласно закону постоянства объема μ = F / f (где: F – площадь поперечного сечения до деформации, f – площадь поперечного сечения после деформации).

Скорость деформации

Скорость деформации – изменение относительной деформации в единицу времени:

ε – степень деформации; t – время

Скорость деформации следует отличать от скорости движения деформирующего инструмента и скорости течения металла при деформации. Диапазон скоростей деформации составляет 10 –1 … 10 3 , с –1.