Спосіб визначення кінематики процесу пластичної деформації

Реферат: Спосіб визначення кінематики процесу пластичної деформації полягає у тому, що в заготовку з матеріалу з високими пластичними властивостями (наприклад, пластиліну) вставляють по осі симетрії вертикальні стрижні з того самого матеріалу, але іншого кольору, пластично деформують, і за зміною конфігурації стрижнів іншого кольору після деформації визначають кінематичні параметри процесу пластичної деформації заготовки в залежності від величини деформації та коефіцієнтів зовнішнього тертя. Вертикальні смуги з матеріалу іншого кольору вставляють в бічну поверхню заготовки, що контактує з прозорою стінкою матриці. Пластично деформують і одночасно здійснюють цифрову кінозйомку бічною поверхні заготовки в процесі деформації з наступним відтворенням зміни положення і форми смуг іншого кольору, як в динаміці процесу пластичної деформації, так і фотографій пластичної деформації заготовки на будь-якій стадії процесу деформації. UA 108897 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ КІНЕМАТИКИ ПРОЦЕСУ ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ UA 108897 U UA 108897 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювання пластичної деформації тіл оптичними методами. Відомий спосіб визначення кінематичних параметрів процесу деформації заготовок при обробці матеріалів тиском за допомогою методу координатної сітки [Теория обработки металлов давлением / Тарновский И.Я., Поздеев А.А., Ганаго О.А., Колмогоров В.Л., Трубин В.Н., Вайсбурд Р.А., Тарновский В.И… - М.: Металлургиздат, 1963. - 671 с.]. Суть методу полягає у тому, що заготовку з сталі або свинцю перед деформацією розрізають по осі симетрії, і на одній з половин заготовки яким-небудь методом наносять координатну сітку. Потім дві половини заготовки поєднують одна з одною та деформують, наприклад, осаджують симетричну заготовку. Після деформації дві половини заготовки роз'єднують, і за зміною положення координатної сітки на одній з половин заготовки визначають кінематичні параметри процесу плоскої деформації в залежності від величини деформації та умов зовнішнього тертя на контактних поверхнях матриці та бойків. Недоліками методу є: 1. Висока трудомісткість, що пов'язана з нанесенням координатної сітки. 2. При зміні величини осадки необхідно виготовляти нову заготовку, при цьому зростає ймовірність того, що при повторній осадці заготовки не будуть виконуватись одні й ті самі умови зовнішнього тертя, що обумовлює проведення значної кількості дублюючих експериментів. 3. Умови деформації половини заготовки з "гладкою" поверхнею і половини заготовки, поверхня якої "пошкоджена" при нанесенні координатної сітки, різні на початку деформації внаслідок порушення суцільності волокон матеріалу заготовки при нанесенні координатної сітки. Відомий спосіб визначення кінематичних параметрів осадки симетричної заготовки плоскими бойками, при якому заготовку виготовляють з пластиліну, по осі симетрії якої вставляють два вертикальних циліндричних стрижня з пластиліну з однаковими пластичними властивостями, що не впливають на фізичні властивості заготовки, що досліджується, але іншого кольору, і заготовку деформують, наприклад, плоскими бойками [Кузьмина О.М. Применение метода стержней к анализу напряженно-деформированного состояния при осадке / О.М. Кузьмина // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Темат. зб. наук. пр. ДДМА. - Краматорськ. - 2004. - С. 381-383]. Потім заготовку розрізають по осі симетрії кольорових стрижневих вставок, і за зміною форми стрижневих вставок оцінюють кінематичні параметри процесу деформації в залежності від величини та умов зовнішнього тертя на контактних поверхнях заготовки і плоских бойків. Переваги методу стрижнів в порівнянні з методом координатних сіток: 1. Зниження матеріальних та трудових витрат при підготовці заготовки до експерименту. 2. Відсутність порушень суцільності матеріалу заготовки при деформації. 3. Можливість проведення експериментів з використанням відносно простого і менш енеговитратного обладнання. Недоліками цього способу є неможливість отримання інформації щодо кінематики процесу пластичної деформації заготовки безпосередньо в процесі деформації та залежність результатів дослідження від точності вставки кольорових стрижнів по осі симетрії заготовки і точності розрізання (поділу) заготовки після деформації на симетричні половини. Це знижує точність визначення кінематичних параметрів процесу деформації та підвищує трудомісткість способу визначення цих параметрів. Задачею корисної моделі є зменшення трудомісткості та підвищення точності визначення кінематики процесу пластичної деформації. Ця задача досягається тим, що в способі визначення кінематики процесу пластичної деформації, який полягає у тому, що в заготовку з матеріалу з високими пластичними властивостями (наприклад, пластиліну) вставляють по осі симетрії вертикальні стрижні з того самого матеріалу, але іншого кольору, пластично деформують, і за зміною конфігурації стрижнів іншого кольору після деформації визначають кінематичні параметри процесу пластичної деформації заготовки в залежності від величини деформації та коефіцієнтів зовнішнього тертя згідно з корисною моделлю вертикальні смуги з матеріалу іншого кольору вставляють в бічну поверхню заготовки, що контактує з прозорою стінкою матриці, пластично деформують і одночасно здійснюють цифрову кінозйомку бічною поверхні заготовки в процесі деформації з наступним відтворенням зміни положення і форми смуг іншого кольору як в динаміці процесу пластичної деформації, так і фотографій пластичної деформації заготовки на будь-якій стадії процесу деформації; на бічну поверхню прозорої матриці з боку, що протилежний контакту заготовки і матриці, наносять координатну сітку, відносно якої фіксують положення заготовки перед деформацією та зміну конфігурації смуг іншого кольору в процесі деформації. Суть способу полягає в тому, що процес плоскої деформації заготовки фіксується за допомогою цифрової кінокамери на контактній поверхні заготовки зі вставленими смугами 1 UA 108897 U 5 10 15 20 25 іншого кольору і прозорої стінки матриці одночасно з пластичною деформацією заготовки, що встановлена в цій матриці відносно координатної сітки, яку наносять на бічну стінку прозорої матриці, що не контактує з заготовкою в процесі деформації. Це дозволяє відтворювати та аналізувати процес пластичної деформації заготовки в динаміці та у вигляді фотографій фрагментів пластичної деформації заготовки в будь-який момент часу деформації з використанням постійної шкали для вимірювання положення та форми смуг іншого кольору в залежності від величини (часу) пластичної деформації однієї й тієї ж заготовки. Спосіб здійснюється наступним чином. Виготовляють заготовку з пластиліну, на бічній поверхні заготовки виконують пази, в які вставляють смуги з пластиліну іншого кольору, але з однаковими пластичними властивостями. Заготовку встановлюють в матриці з прозорою бічною поверхнею, на яку з боку протилежному контактній поверхні матриці і заготовки зі смугами іншого кольору наносять будь-яким відомим способом координатну сітку, орієнтують відносно цієї сітки заготовку, пластично деформують заготовку, наприклад, осаджують плоскими бойками. Одночасно з деформацією заготовки процес пластичної деформації через прозору стінку матриці фіксують на цифрову кінокамеру, аналізують кінематику процесу пластичної деформації заготовки в динаміці при відтворенні кінозйомки або у вигляді окремих фотографій фрагментів процесу пластичної деформації на будь-якій стадії процесу пластичної деформації з використанням нерухомої координатної сітки для вимірювання положення і форми смуг іншого кольору в будь-який момент часу при пластичній деформації заготовки. Використання запропонованого способу дозволяє підвищити точність і зменшити трудовитрати визначення кінематичних параметрів процесу пластичної деформації заготовки за рахунок того, що зміна форми і положення вертикальних смуг іншого кольору заготовки та вимірювання їх положення відбувається в одній і тій самій площині з використанням нерухомої координатної сітки матриці в будь-якій момент часу процесу пластичної деформації однієї і тієї ж заготовки, зменшуючи трудовитрати на виготовлення координатної сітки, яка не пошкоджується при проведенні наступних експериментів по визначенню впливу різних умов зовнішнього тертя на аналогічних заготовках. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 1. Спосіб визначення кінематики процесу пластичної деформації, що полягає у тому, що в заготовку з матеріалу з високими пластичними властивостями (наприклад, пластиліну) вставляють по осі симетрії вертикальні стрижні з того самого матеріалу, але іншого кольору, пластично деформують, і за зміною конфігурації стрижнів іншого кольору після деформації визначають кінематичні параметри процесу пластичної деформації заготовки в залежності від величини деформації та коефіцієнтів зовнішнього тертя, який відрізняється тим, що вертикальні смуги з матеріалу іншого кольору вставляють в бічну поверхню заготовки, що контактує з прозорою стінкою матриці, пластично деформують і одночасно здійснюють цифрову кінозйомку бічною поверхні заготовки в процесі деформації з наступним відтворенням зміни положення і форми смуг іншого кольору як в динаміці процесу пластичної деформації, так і фотографій пластичної деформації заготовки на будь-якій стадії процесу деформації. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на бічну поверхню прозорої матриці з боку, що протилежний контакту заготовки і матриці, наносять координатну сітку, відносно якої фіксують положення заготовки перед деформацією та зміну конфігурації смуг іншого кольору в процесі деформації. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2