Doświadczalna weryfikacja niestacjonarnych procesów plastycznego płynięcia

Teoria plastycznego płynięcia ośrodka sztywno-plastycznego bez wzmocnienia pozwala rozwiązywać wiele ważnych zagadnień dotyczących dużych odkształceń plastycznych zachodzących w warunkach płaskiego stanu odkształcenia. Szczególnie stosowanie wykreślnej metody budowy hodografu i siatki linii poślizgu tak znacznie skróciło czas rozwiązania, że obecnie można już za ich pomocą przeprowadzać analizę przebiegu procesów spotykanych w praktyce. Jednakże własności rzeczywistych metali tak znacznie odbiegają od modelu ciała sztywno-plastycznego bez wzmocnienia, jaki przyjmuje się w teorii płaskiego stanu odkształcenia, że przenoszenie rozwiązań teoretycznych, uzyskanych dla takiego wyidealizowanego ośrodka, na rzeczywiste procesy musi budzić wątpliwości. Wątpliwości te mogą być wyjaśnione tylko na drodze doświadczalnej. Liczba prac eksperymentalnych jest jednak ciągle niedostateczna. Wiele doświadczeń przeprowadzono na plastelinie [1] w dążeniu do zbliżenia się do własności materiału idealnie plastycznego, założonego w teorii. Ponadto większość doświadczeń dotyczyła procesów stacjonarnych [2, 3], a jedynie nieliczne zajmowały się niektórymi procesami niestacjonarnymi jak wciskanie klina [1] czy ściskanie bloku między sztywnymi płytami [4]. W niniejszej pracy przedstawiono porównanie rzeczywistych obrazów deformacji, otrzymanych dla kilku procesów niestacjonarnych w sposób doświadczalny, z teoretycznymi rozwiązaniami uzyskanymi na gruncie teorii płaskiego stanu odkształcenia ośrodka sztywno-plastycznego bez wzmocnienia. Oprócz wyznaczenia kompletnego teoretycznego obrazu deformacji przeprowadzono również dyskusję rozwiązań.


EXPERIMENTAL VERIFICATION OF SOME THEORETICAL SOLUTIONS OF LARGE PLASTIC DEFORMATIONS OF METALS

Presented are the theoretical solutions of a square grid deformations for four various deformation processes of metals and their comparison with analogous grid deformations obtained experimentally on lead and aluminium specimens. In the case of comparison of a plastic block by two opposite flat narrow punches solutions are presented with extension of the stress field into rigid region. Experimental results show good agreement with theoretical deformation pattern. In the case of compression of a plastic wedge experiments show that the theoretical solutions with the so-called “large mechanism” is very close to the actual deformation, while the “small mechanism” solution, considered as theoretically more correct, gives unrealistic deformation pattern. The strain-hardening effect considerably deforms the actual final shape of a square grid for a block compressed between two plates, as compared with deformation predicted by theory. However, qualitatively the coincidence of the general mode of deformation for the rigid-plastic model and real metal is satisfactory. Experiments show the influence of friction conditions along the contact surface on the deformation mode. For a foregoing process in a closed die, the agreement between theoretical and experimental results is also qualitatively good. The presented experimental results show that the rigid-plastic solutions can be applied to the real metal working processes. Moreover, it is evident that such solutions require experimental verification, since in some cases the influence of the strain-hardening effect on the deformation mode is very strong.