Сила осадки

Давление металла на бойки о₍, в крайних точках контактной площадки равно пределу текучести материала К, а затем нарастает к середине и может значительно превышать предел текучести. Эпюра давления представляет собой изменение сопротивления деформации металла по контактной площадке.

На этом примере удобно продемонстрировать различие терминов “предел текучести” и “сопротивление деформации”. Предел текучести материала получается в условиях равномерной деформации образца, т. е. при отсутствии сил трения и равномерном распределении деформации по высоте. Если при осадке исключить трение на контакте, то представленная выше эпюра напряжений о₁, превратится в горизонтальную линию, и по всей площади контакта давление а_у будет равно пределу текучести К (рис. 2.17, а, штриховая линия). С ростом сил трения купол эпюры увеличивается (для примера приведена форма купола, реализуемого на низком образце). В каждой точке этой кривой нормальное напряжение о_у представляет собой сопротивление деформации. Оно превышает предел текучести металла К и является напряжением, при котором металл в реальных условиях переходит из упругого состояния в пластическое. На высоких очагах деформации сопротивление деформации отличается от предела текучести из-за неравномерности деформации по высоте, а на средних и низких — из-за сил трения на контактной площадке.

Рис. 2.17. Влияние сил трения на эпюру нормальных давлений (а) и определение среднего давления (б)

Так как давление металла на инструмент при осадке переменно и изменяется сложно, то для практических задач используется среднее давление р_ср, которое вычисляется путем усреднения напряжения о_г по ширине площади контакта Ь (см. рис. 2.16):

(в общем случае интегрирование и усреднение надо вести по площади контакта, но мы приняли / = 1).

На рис 2.17, 6 представлена усредненная эпюра р_ср. Видно, что среднее давление превышает предел текучести, и эго превышение можно оценить коэффициентом подпора, учитывающим влияние контактных сил трения:

При отсутствии сил трения п_п = 1, и по мере их роста возрастает.

Следует обратить внимание на то, что понятия “сопротивление металла деформации” и “среднее давление металла на инструмент” также не совпадают.

Полная сила, действующая на боек, такова: