LEGILE DEFORMARII DEFORMARII PLASTICE
Materialele metalice tehnice, ca agregate policristaline cu graunti de diferite forme forme si dime dimens nsiu iuni ni,, intr intree care care se afla afla si subs substa tant ntaa inte interc rcri rist stal alin ina, a, dato datori rita ta orie orient ntar aril ilor or cris crista talo logr grafi afice ce dife diferit ritee
prez prezin inta ta in ansa ansamb mblu lu o aniz anizot otro ropi piee a
proprietatilor fizice si mecanice. mecanice. Comportarea metalelor si aliajelor in timpul deformarii plastice respecta anumit anumitee legi legi
stabil stabilite ite pe cale cale teoret teoretica ica si experi experimen mental tala. a. Cunoas Cunoastere tereaa lor este
abso absolu lutt nece necesa sara ra pent pentru ru
stab stabil ilir irea ea unor unor masu masuri ri prac practi tice ce care care sa cond conduc ucaa la
realizarea piesei dorite dorite in conditiile conditiile unui pret de de cost scazut si a unei productivitati mari.
1. Legile Legile de baza baza ale deformar deformarilor ilor plasi! plasi!ee Analiza in detaliu a proceselor tehnologice de deformare plastica se face in primul rand pe baza legilor care definesc schimbarile geometrice, energetice si structural ale materialelor. Printre acestea se enumera: legea constantei volumului, legea minimei rezistente, legea prezentei deformatiilor elastic, legea tensiunilor suplimentare si legea similitudinii.
1.1Legea 1.1 Legea !o"sa"ei #ol$m$l$i Prin Prin prel preluc ucra rarea rea plas plasti tica ca,, volu volumu mull mate materi rial alul ului ui supu supuss proce procesu sulu luii se defo deform rmea eaza za neom neomog ogen en.. Cu toat toatee aces aceste tea, a, la nive nivell macr macro o defo deform rmat atia ia treb trebui uiee conceputa ca o marime care are o anumita valoare, directie si sens fizic. 1
Considerand un semifabricat cu volumul V incadrat de dimensiunile liniare bhl !V"bhl#, supus deformarii, lungimile dimensiunilor liniare se vor modifica cu valorile $b, $h si $l. %upa deformare volumul semifabricatului va fi: V&$V " !b&$b# !l&$l# !h&$h# Admitand ipoteza ca volumul materialului supus deformarii plasticve ramane constant !$V "'#, rezulta ca deformatia r elative $V(V este nula: )* & ) +& ) " ' -n procesele tehnologice de deformare plastica, materialele metalice sunt supuse unor schimbari pronuntate de forma. %atorita acestui fapt in calculi se impune inlocuirea deformarilor relative ) *, )+ si ) cu deformarile logaritmice *,+ si .
Fig 1. Schimbarea dimensiunilor unui semifabricat prin deformare plastica
-n practica proceselor de deformare se mai utilizeaza si notiunile de coeficienti liniari ai deformarii notati cu: / /
Coeficientul latimii: 0 " b *(b' Coeficientul alungirii: 1 " l *(l' 2
/
Coeficientul refularii: 2 " h*(h'
Pentru exprimarea matematica a legii constantei volumului se admite ipoteza ca volumul semifabricatului inaintea deformarii V ' sa fie egal cu cel dupa deformare V respectiv: V' " V* " b' l' h' " b* l* h* " constant 3xperienta arata ca ipoteza enuntata este valabila numai daca structura supusa deformarii este omogena. Astfel de structuri le au agregatele cristaline deja deformate. 4a materialele metalice cu structura de turnare care au sulfuri si retasuri, deformarea plastica conduce la micsorarea volumului si marirea masei specifice. -n cazul lingourilor de otel, masa specifica are valori in jurul cifrei de 5,6 7g(dm , in timp ce la piesele laminate sau forjate din otel masa specifica are valoarea de 8,9 7g(dm . Aceasta schimbare corespunde micsorarii dimensiunilor liniare prin deformare cu aproximativ *+;. Cu toate acestea in calculele tehnice, calculele privind schimbarile formei si dimensiunilor liniare ale semifabricatelor supuse deformarii plastice are la baza valabilitatea legii constantei volumului.
3
asemanator pot fi considerate si procesele de laminare in calibre, matritarea sau extrudarea. %eformarile libere se caracterizeaza prin aceea ca unul din coeficienti este definit in primul rand de conturul suprafetei sculelor de lucru in timp ce deformarea liniara din celelalte directii decurge liber. -n cazul laminariii benzilor intre cilindrii cu tablia dreapta, distanta dintre cilindrii defineste coeficientul reducerii, in timp ce ceilalti doi coeficienti de pe lungime si latime sunt definiti de o anumita lege a curgerii libere a materialelor
1.%Legea mi"imei rezise"e -n domeniul deformarilor elastice, relatiile dintre forte si deformari se expliciteaza prin legea lui =oo7e. Pentru domeniul deformarilor plastice ar fi necesar sa fie cunoscuta lege dupa care evolueaza in general deformatia spatiala si corelatia acesteia cu tensiunile ce actioneaza asupra materialului. -n anumite conditii si ipoteze, fenomenul poate totusi fi formulat matematic pentru anumite procese de deformare cum ar fi de exemplu relatiile intre rezistenta la deformare si deformarile ce au loc in material. -n acest scop se utilizeaza legea celei mai mici rezistente prin care se precizeaza faptul ca particulele de materiale dintr/un material supus deformarii se deplaseaza in directia in care intampina cea mai mica rezistenta. Aceasta lege corespunde intrutotul pentru deformarile libere cand particulele material se pot deplasa in diferite directii in spatiu dar in final se deplaseaza numai in sensul in care li se opune cea mai mica rezistenta. 4egea minimei rezistente exprima pe langa legea constantei volumului ce adea doua conditie pentru rezolvarea problemelor deformarilor libere.
4
Fig 2. Punerea in evidenta a legii minimei rezistente prin refularea unei prisme dreptunghiulare
>n exemplu concludent asupra modului cum actioneaza legea minimei rezistente rezulta din refularea unui semifabricat prismatic cu sectiunea transversala initiala dreptunghiulara, in conditiile existentei fortelor de fr ecare intre suprafetele de contact ale materialelor si sculelor de lucru. -nsemnatatea practica a acestei legi este evidenta de exemplu si la rezolvarea cazurilor de forjare in matrita sau de laminare in calibre. -n timpul deformarii metalelor in matrite deschise , materialul curge mai intai in cavitatea matritei si numai dupa aceea umple interspatiul dintre matrita superioara si matrita inferioara. Acest lucru inseamna ca trebuie create conditii ca rezistenta la curgere in cavitatea matritei sa fie mai mica decat cea din spatiu.
5
Analizand legea minimei rezistente din punct de vedere al tensiunilor din volumul materialului, rezulta ca respectarea conditiei ? * @ ?+ @ ? este indeplinita numai daca se respecta egalitatea : ?* ?+ " ?+ ? , adica materialul curge pe una din directii numai daca tensiunea ce se opune deplasarii particulelor are valoare minima
1.&Legea preze"ei deformaiilor elasi!e
Fig 3. Dependenta dintre tensiuni si deformatii la intindere prin tractiune
%ependent intre tensiunea la care este solicitat materialul sui deformarea elastic liniara este definite in acest caz de legea lui =oo7e. Continuand solicitarea si depasind limita de curgere < e a materialului, apare fenomenul de curgere, care se manifesta pana cand materialul cedeaza. Caracteristicii limitei de rupere < m ii corespunde o deformatie totala a materialului )t .
Cu toate acestea masuratorile efectuate asupra elementelor geometrice ale 6
epruvetei dupa rupere pune in evidenta faptul ca deformatia are doar valoarea ) p mai mica decat ) t masurat pe diagrama. Astfel rezulta ca diferenta dintre deformatia totala ) t masurata pe aparatul inregistrator si deformatia plastic ) p masurata pe epruveta justifica faptul ca pe parcursul procesului materialul a suferit o deformatie elastica )e " )t / ) p Prezenta deformatiei elastice poate fi pusa in evidenta in orice punct din intervalul AB al diagramelor materialelor elasto/plastice si tenace neputand insa fi pusa in evidenta in cazul materialelor perfect plastice.
1.'Legea e"si$"ilor s$plime"are Materialele metalice sub forma de semifabricate pot fi deformate atat uniform cat si neuniform. Asa de exemplu o refulare cu deformare uniforma presupune o egalitate intre schimbarile relative ale pozitiilor oricaror puncte material aflate in volumul semifabricatului in directia refularii, schimbari care sa fie identice si cu schimbarea relativa a inaltimii semifabricatului. %aca se noteaza cu z coordonata pe directia matritarii a unui punct material oarecare aflat in interiorul semifabricatului si cu h inaltimea semifabricatului, atunci refularea cu deformare uniforma trebuie sa fie indeplinita conditia: dz (z "
dh (h
Cum insa, procesele reale de deformare se realizeaza nu numai sub influenta unor forte exterioare, care pot actiona uniform pe suprafata de contact dintre semifabricat si sculele de deformare, ci si prin intermediul unor forte suplimentare de frecare, la care se adauga neomogenitatea chimica si structural a materialului, 7
orice deformare se realizeaza practic neuniform. Acest lucru inseamna ca deformarea din diferite zone se prezinta la valori diferite, care de exemplu pentru refulare inseamna matematic: dz (z @ dh (h Altfel spus, sub influenta neuniformitatii deformatiei atat straturile individuale de material cat si particulele material din interiorul volumului semifabricatului vor suferi schimbari ale pozitiei si formei lor, schimbari influentate de straturile invecinate si de tensiunile interioare care iau nastere in conditiile specificate. ensiunile suplimentare ce apar datorita miscarilor relative ale particulelor si respectiv straturilor se pot echilibra reciproc ramand in material si dupa terminarea deformarii. Aceste tensiuni pot fi: / / /
intre straturile individuale ale materialului intre grauntii individuali ai stratului intre componentele structural ale materialului
oate aceste tensiuni suplimentare se pot manifesta: /
ca tensiuni interioare remanente care micsoreaza deformabilitatea, inrautateste rezistenta chimica si actioneaza in sensul modificarii formei
pieselor ajunse in exploatareD / ca tensiuni care actioneaza in planele de alunecare si care conduc la aparitia micro si macrofisurilor, influentand calitatea produselor. Printre factorii ce concura la aparitia neuniformitatii starii de tensiuni se enumera
frecarea
dintre
scula
si materialul
supus
deformarii,
formele
semifabricatului initial, intermediar si a piesei obtinuta prin deformare, forma si
8
gradul de prelucrare a suprafetelor active ale sculelor de deformare precum si gradul de neuniformitate a proprietatilor fizice si mecanice ale materialului.
1.( Legea simili$di"ii Pentru aceleaEi condiFii de deformare a douG corpuri geometrice asemenea care au marimi diferite, presiunile specifice de deformare sunt egale intre ele, raportul fortelor de deformare este egal cu patratul raportului marimilor liniare, iar raportul lucrului mecanic cheltuit pentru schimbarea formei este egal cu cubul raportului marimilor liniare ale corpului deformat.
http:((HHH.csa/isc.ro(index.phpI option"comJcontentKvieH"articleKid"88;Ainterzicerea/temporar/a/activitii/ salve/bro7er/de/asigurareKcatid"L';Adecizii/csaK-temid"*86Klang"ro
http:((reformasanatatii.net(pozearticole(userfiles(file(contract/cu/cod/zona.pdf
9
