DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.04.06

Розробка методики ідентифікації визначального рівняння пластичних сталей шляхом дослідження на стискання

Sergii Nekrasov, Andrii Dovhopolov, Dmytro Zhyhylii, Andrii Baranenko, Yurii Sydorov

Анотація


У статті проаналізовано вплив коефіцієнта тертя на процес деформації циліндричного зразка з пластичних сталей при стисканні. Розглянута методика дозволяє визначити залежність дійсних напружень від дійсних деформацій з випробувань на стискання. Встановлено, що причиною бочкоподібності зразка, що стискається, з пластичної сталі є виключно тертя між поверхнями випробовуваного зразка й опор. Для зменшення впливу тертя на показники діаграми напруження-деформації, стандартна методика пропонує використати різні прийоми його зниження, це можуть бути спеціальні мастила або зміна форми опорних поверхонь зразка. Але усі ці підходи неможливо використати при визначенні діаграми напруження-деформації при температурах більше 300 °C, оскільки використання мастил стає неможливим. Для визначення впливу коефіцієнта тертя на форму зразка, що стискається, авторами запропоновано провести модельний експеримент процесу стискання пластичної сталі з різними коефіцієнтами тертя за рівних умов. Такий підхід дозволив визначити вплив коефіцієнта тертя і порівняти результати з натурним експериментом. Отримана діаграма стискання пластичної сталі з натурного експерименту дозволяє визначити залежність істинних напружень від істинних деформацій, її використання дає можливість визначити коефіцієнти визначального рівняння моделі матеріалу, необхідного для проведення модельних експериментів пластичної деформації сталей, як при кімнатних температурах так і при температурах до 900 °C з урахуванням впливу пластичних деформацій. Запропонована методика дозволяє отримувати залежність істинних напружень від істинних деформацій, а також враховує зміну коефіцієнта тертя між торцями зразка і опорами при дії підвищених температур, чого не враховують стандартні методики проведення випробувань. У роботі показано, що початковими даними для отримання залежності істинних напружень від істинних деформацій є різниця діаметрів зразка і діаграма сила-переміщення.


Ключові слова


деформація; метод скінчених елементів; пластичні сталі; дійсні напруження; моделювання; стискання

Повний текст:

PDF

Посилання


Trusdell K. Pervonachal'nyj kurs racional'noj mekhaniki sploshnyh sred [An initial course in rational continuum mechanics]. Moscow, Edition Mir, 1975. 592 p.

Pal'mov V. A. Kolebaniya uprugo-plasticheskih tel [Vibrations of elastic-plastic bodies]. Moscow, Edition Nauka, 1976. 328 p.

Pal'mov V. A. Teoriya opredelyayushchih uravnenij v nelinejnoj termomekhanike deformiruemyh tel [The theory of constitutive equations in nonlinear thermomechanics of deformable bodies]. SPb: Edition SPbGPU, 2008. 113 p.

ASTM E9-19, Standard Test Methods of Compression Testing of Metallic Materials at Room Temperature, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019.

ASTM E209-18, Standard Practice for Compression Tests of Metallic Materials at Elevated Temperatures with Conventional or Rapid Heating Rates and Strain Rates, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018.

Song I., Park C., Choi H. C. Synthesis and properties of molybdenum disulphide: from bulk to atomic layers. RSC Adv. 2015, Vol. 5, pp. 7495 – 7514, doi: 10.1039/C4RA11852A.

Zhang Z. J., Simionesie D., Schaschke, C. Graphite and Hybrid Nanomaterials as Lubricant Additives. Lubricants. 2014, Vol. 2, pp. 44 – 65, doi: 10.3390/lubricants2020044.

Romero V., Black A., Orient G., Antoun B. Propagating Stress-Strain Curve Variability in Multi-Material Problems: Temperature-Dependent Material Tests to Plasticity Models to Structural Failure Predictions. In Engineering Failure Analysis. IntechOpen, 2019, doi: 10.5772/intechopen.90357.

Dovgopolov A., Nekrasov S., Zhyhylii D. Strain-stress states simulation of detachable joint for reinforced composites by FEM. Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. Kharkiv: NTU "KhPI", 2019, 5 (1330), pp. 10–16, doi:10.20998/2413-4295.2019.05.02.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. Москва: Изд-во Мир, 1975. 592 с.
  2. Пальмов В. А. Колебания упруго-пластических тел. Москва: Изд-во Наука, 1976. 328 с.
  3. Пальмов В. А. Теория определяющих уравнений в нелинейной термомеханике деформируемых тел. Учебное пособие. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2008. 113 с.
  4. ASTM E9-19, Standard Test Methods of Compression Testing of Metallic Materials at Room Temperature, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019.
  5. ASTM E209-18, Standard Practice for Compression Tests of Metallic Materials at Elevated Temperatures with Conventional or Rapid Heating Rates and Strain Rates, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018.
  6. Song, I., Park C., Choi H. C. Synthesis and properties of molybdenum disulphide: from bulk to atomic layers. RSC Adv. 2015. № 5. Р. 7495 – 7514. doi: 10.1039/C4RA11852A.
  7. Zhang Z. J., Simionesie D., Schaschke, C. Graphite and Hybrid Nanomaterials as Lubricant Additives. Lubricants. 2014. № 2. Р 44 – 65. doi:10.3390/lubricants2020044.
  8. Romero V., Black A., Orient G., Antoun B. Propagating Stress-Strain Curve Variability in Multi-Material Problems: Temperature-Dependent Material Tests to Plasticity Models to Structural Failure Predictions. In Engineering Failure Analysis. 2019. IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.90357.
  9. Довгополов А. Ю., Некрасов С. С., Жигилій Д. О. Моделювання напружено-деформованого стану роз’ємного з'єднання в деталях з армованих композиційних матеріалів методом СЕА. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення в сучасних технологіях : зб. наук. пр. Харків : НТУ «ХПІ». 2019. № 5 (1330). С. 10‑17. doi:10.20998/2413-4295.2019.05.02.