Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 95

При уплотнении смеси прессованием, т.е. при малой скоро­сти деформирования, плотность смеси однозначно зависит от ве­личины действующих сжимающих напряжений. Однако при уп­лотнении динамическими методами, например встряхиванием, пескодувным, импульсным и др., когда сжимающие напряжения достигают значительной величины, но действуют кратковремен­но, смесь уплотняется постепенно, за несколько ударов. Следова­тельно, плотность смеси зависит не только от величины сжи­мающих напряжений, но и от времени их действия. Это говорит о том, что смесь обладает вязкостью.

Свойства уплотняемой формовочной смеси достаточно хо­рошо описывает сложная механическая модель (рис.5.4), состоя­щая из упругого 1 и пластичного 2 элементов (соединенных меж­ду собой последовательно) и соединенного с ними параллельно вязкопластичного элемента 3.

В работе [14] установлена зависимость между величинами на­пряжений и пластической деформации, возникающими в процес­се уплотнения формовочной смеси:

da2=A§dz2'                                               (5.10)

где Ё₂ = - ln( 1 - е 2 ) = In — — на-

¹0

туральная пластическая деформа­ция смеси при уплотнении; АI

е 2 = — — относительная пласти- ¹0

ческая деформация; I и Iq — на­чальная и текущая длины образ­ца; АI — абсолютная пластическая деформация; Aq — модуль, харак­теризующий сопротивление смеси сжатию:

А_й=Аа*-                    (5.11)

Экспериментальные исследова­ния, проведенные в Московском автомеханическом институте, по­казали, что для формовочных сме­сей а = 1. Таким образом, после интегрирования формулы 5.10 получим

Ё₂=ц1п —,                                                (5 12)

где ц = 1 /А — коэффициент уплотняемости; сто — пластические на­пряжения, при которых был сформирован данный объем смеси (на­пряжения, действовавшие на предшествующем этапе уплотнения).

Зависимость между напряжениями и соответствующей уп­ругой и вязкой деформациями для остальных элементов реологи­ческой модели в соответствии с рекомендациями [13] имеет вид:

ст_х =Ez_lt                                              (5.13)

a₃=X-f-,                                                      (5.14)

at

где E — модуль упругости смеси; X — коэффициент динамиче­ской вязкости; ех и е₂ — натуральные относительные упругая и вязкая деформации соответственно; t — время действия напря­жений.

В соответствии с правилами реологии при данном соедине­нии элементов справедливы равенства:

ё = ё₃ =е_г +е₂;                                          (5.15)

а = ст₃ + ст₂;                                                     (5.16)

ст₂ = 0х,                                                       (5.17)

где е — общая (суммарная) натуральная относительная дефор­мация; ст — общие напряжения.

После подстановки и преобразования (5.15) получим:

а - А

(5-18)

Е                    ст₀

Первое слагаемое в (5.18) — упругая (обратимая) часть об­щей деформации, второе — пластическая (необратимая).

Деформация зависит от скорости процесса. В том случае,

когда f о — А.— < ст₀ , второй член уравнения (5.18) равен нулю