Wpływ efektów dynamicznych na przebieg procesów ciągnienia metali

W teoretycznych rozwiązaniach procesów obróbki plastycznej metali, mimo że każdy z nich przebiega z określoną prędkością, przyjmuje się, że zarówno siły bezwładności w równaniach równowagi, jak i wzrost oporu plastycznego przy większych prędkościach odkształcania są pomijalnie małe. Istnieje jednak szereg przypadków, w których pominięcie efektów dynamicznych może dać bardzo duże błędy. Dotyczy to zwłaszcza uwzględnienia lepkości materiału, przejawiającej się w zależności oporu plastycznego od prędkości odkształcania. W procesach ciągnienia cienkich drutów, blach oraz rur o małej średnicy prędkości odkształcania osiągają często bardzo duże wielkości i ich wpływ na opór plastyczny materiału nie może być pominięty. Znaczenie praktyczne ma również zbadanie wpływu nagłych zmian prędkości (szarpnięcia). Poniżej podano rozwiązania niektórych procesów ciągnienia z uwzględnieniem zarówno sił bezwładności, jak i efektów prędkości odkształcania. W przypadku ciągnienia rury uzyskano rozwiązanie ścisłe drogą numerycznego całkowania. Dla procesów ciągnienia blach i drutów próby ścisłego rozwiązania zagadnienia trafiają na bardzo duże trudności. Z tego względu w celu oceny efektów dynamicznych i wpływu lepkości materiału przedstawiono przybliżone rozwiązania: oparte na założeniu uproszczonego schematu odkształcania materiału. Założenie takie pozwala uzyskać proste rozwiązania w postaci zamkniętej.

THE INFLUENCE OF INERTIAL FORCES AND STRAIN RATE SENSITIVITY ON THE DRAWING PROCESSES OF METALS

The influence of inertial forces and viscosity of the material on the tube, wire and sheet-drawing processes is investigated. For the tube-drawing process an exact solution is obtained by means of numerical integration. For sheet and wire-drawing, the approximate solution is presented with an assumption that in the cylindrical or spherical coordinates respectively, the stresses and velocities depend on the radius only. It is found that for the drawing velocities used in practice the inertial forces are negligible. However, the strain rate sensitivity of the material cannot be neglected in the solution for thin sheet and wires because the strain rate reaches very high values even for small drawing velocities.