Рассмотрим случай плоского деформированного состояния, когда деформация по одной оси, например, у, пренебрежимо мала и, кроме того, напряжение sХ не зависит от у .

Ижевский государственный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КУРСОВЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 150201

Ижевск 2005

УДК 658

Горбунов В.Н. Методические указания и контрольные задания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» для студентов специальности 150201. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2005. – с. 24.

Представлены варианты заданий для курсовых работ, требования и методические указания для их выполнения.

Для студентов специальности 150201.

В.Н. Горбунов , 2005

© Издательство ИжГТУ, 2005

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

I. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ……………………………………………….4

1. О с а д к а……………………………………………………....5

2. В ы д а в л и в а н и е………………………………………….5

3. О т к р ы т а я ш т а м п о в к а………………………………6

4. Т р у б а п о д д а в л е н и е м……………………………..7

2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ…………………………………………7

2.1. Расчет деформирующих усилий с помощью

приближенных уравнений равновесия и условия

пластичности…………………………………………………7

2.2. Метод линий скольжения…………………………………..9

2.3. Метод баланса работ……………………………………….13

2.4. Сопоставление различных методов……………………….14

3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ «ВОЛОЧЕНИЕ»……………………………… 14

3.1. Определение напряжения волочения методом

совместного решения уравнений равновесия

и пластичности……………………………………………..15

3.2. Определение усилия волочения методом

линий скольжения……………………………………….…17

3.3. Определение напряжения волочения методом

баланса работ……………………………………………….19

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………….22

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………..23

I. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И ВАРИАНТЫ

ЗАДАНИЙ

В соответствии с различными вариантами задания курсовая работа по «Теории обработки металлов давлением» предусматривает расчет напряженного состояния в операциях объемной и листовой штамповки, необходимого для определения усилий и работ деформации и последующего анализа формоизменения.

В задании предусмотрено решение одной и той же задачи тремя методами:

- совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

- методом баланса работ;

- методом линий скольжения.

С целью проверки полученных решений и освоения других методов расчета в задании требуется построить годограф скоростей перемещений частиц в очаге деформации, анализ которого позволит упростить освоение метода верхней оценки и метода конечного элемента.

Курсовая работа должна содержать следующие материалы:

- расчетно-пояснительную записку;

- графики эпюр нормальных напряжений;

- поле линий скольжения и годограф.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать расчетную схему задачи, основные уравнения для расчета напряжений, удельных усилий, усилий деформации и их решение с учетом заданных соотношений размеров и граничных условий. Записка должна содержать основные выкладки решения, необходимые пояснения, ответы в сопоставимых для разных методов единицах, сравнения и выводы, а также ссылки на используемую литературу.

Оформление графической части работы допускается в виде приложений, выполненных вручную или на компьютере в произвольном масштабе, позволяющем проверить правильность решений и построений и определить компоненты напряжений в любой точке очага деформации. По тексту записки приводятся ссылки на указанные приложения.

Все варианты заданий отнесены к четырем типам задач:

1) осадка; 2) выдавливание; 3) открытая штамповка; 4) труба под давлением.

Соотношение размеров и граничные условия задаются для каждого варианта, а последовательность применения методов решения оговаривается текстом для каждого типа задачи.

1. О с а д к а

1. Определить усилие и удельное усилие осадки методами:

1.1. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.2. методом баланса работ;

1.3. методом линий скольжения.

2. Простроить эпюры нормальных напряжений на контактной поверхности.

3. Сравнить результаты решений.

4. Построить поле линий скольжения и годограф. Сравнить горизонтальную скорость перемещения, полученную с помощью годографа и рассчитанную по условию постоянства объема.

Вариант 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
b / h 3,6 4,56 5,6 6,6 7,84
tк k k k k k
Вариант 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10
b / h 2,5 1,6 10,1 10,1 6,6
tк 0,5k 0,866k k 0,5k 0,866k

2. В ы д а в л и в а н и е

1. Определить усилие и удельное усилие методами:

1.1. линий скольжения;

1.2. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.3. баланса работ.

2. При решении задачи методом баланса работ геометрию очага деформации принять в виде трапеции высотой, равной высоте очага деформации, полученной методом линий скольжения.

3. Построить поле линий скольжения и годограф, а также эпюры напряжений.

4. Сравнить результаты, полученные различными методами.

Вариант   2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
Н / h 1,95 2,24 2,6 3,48 4,0 4,64 3,2
tк k k k k k k
Вариант   2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13
Н / h 5,12 2,08 3,24 5,0 5,8 1,88
tк 0,866k 0,866k 0,866k 0,866k 0,5k

3. О т к р ы т а я ш т а м п о в к а

1. Определить усилие и удельное усилие открытой штамповки методами:

1.1. линий скольжения;

1.2. совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.3. баланса работ.

2. При решении задачи методом совместного решения уравнений равновесия и пластичности,а также методом баланса работ высоту очага деформации в полости ручья штампа выбрать равной средней высоте очага деформации, полученной методом линий скольжения.

3. Построить эпюры напряжений на горизонтальной оси симметрии и сравнить полученные результаты.

Вариант 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
b3 / h3 3,0 3,0 3,0 4,0 4,0
Bп / b3 5,0 5,0 5,0 4,0 4,0
Hп / Bп 5,0 0,8 0,8 1,0 1,0
tк k k k
Вариант 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10
b3 / h3 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0
Bп / b3 4,0 4,5 3,0 3,0 3,0
Hп / Bп 1,2 1,0 0,8 1,2 1,2
tк k k k

4. Т р у б а п о д д а в л е н и е м

1. Определить удельное усилие пластической деформации трубы:

1.1. методом совместного решения уравнений равновесия и условия пластичности;

1.2. методом линий скольжения;

1.3. методом баланса работ.

2. Построить на чертеже поле линий скольжения и эпюры напряжений.

3. Построить годограф скоростей.4. Сравнить результаты расчетов.

Стрелки - соответствуют знаку «+» для Р и Р0; - знаку

«- » для Р и Р0.

Вариант 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
R / r 1,5 2,0 2,0 1,5 1,7
P0 -0,2k +0,1k -0,1k +0,2k +0,2k
P + - + - +
Вариант 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10
R / r 2,0 1,5 1,7 1,5 2,5
P0 -0,1k +0,2k -0,2k -0,2k +0,2k
P - + + - +

2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

2.1. Расчет деформирующих усилий с помощью приближенных уравнений равновесия и условия пластичности

Рассмотрим случай плоского деформированного состояния, когда деформация по одной оси, например, у, пренебрежимо мала и, кроме того, напряжение sХ не зависит от у .

Наши рекомендации