Выше упомянутые две модели как некоторые другие более детально были предложены еще до того как было выявлено, что эффекты характера протекания деформации были весьма важными и было введено понятие переменной состояния. Эти модели уравнений до сих пор в использовании из-за их простоты несмотря на тот факт, что целый ряд новых моделей уравнений, учитывающих зависимость от характера протекания деформации, были разработаны в последние годы. К одной из них (22) проявляется особый интерес не только из-за его относительной простоты, но так же по тому, что она использует уже существующие или легко измеряемые параметры материалов и так же потому, что она была проверена эксперементально для случаев подобным тем, которые представлены на рис.2. Модель основывается на переменной состояния называемой «заданное напряжение» (23, 24), которое означает, что напряжение будет появляться в материале при введении его в «заданные условия», т.е. заданную температуру и заданную вязко-пластичную деформацию.
e'vp = ¦(s, T, s*)
s' = h . e'vp + r где h и r хорошо известные параметры затвердевания и восстановления принимая, что зависимости вида от силы является функцией полного увеличения переменной состояния s*. Особая форма функции течения ¦ дается в уравнении 7, где h и n константы материала и R - универсальная газовая постоянная.
Эксперементы были проделаны с целью сравнения актуальных величин напряжения, которые появляются в специально сконструированных отливках со значениями, о которых говорилось в выше упомянутых конструктивных моделях уравнений. AlSi11% отливки, имеющие форму тонкостенных колец заливались в металлическую форму, которая показана схематически на рис.6. Одно состояние напряжения получающееся в результате сопротивления стержня к усадке отливки, принималось как окружное напряжение. Один вид выполняемого измерения касался напряжений, встречающихся в пределах интервала температур между солидусом и 500К. Промежутки времени охлаждения были не более несколько минут а температура предварительно нагретого стержня сохранялась практически постоянной так, что процесс деформации был похож на тот, который показан на рис.4. Средние значения окружного напряжения были получены косвенным методом, который состоял в измерении силы F, необходимой для удаления стержня из отливки. Тогда напряжение рассчитывается просто по данной формуле:
а величина давления поверхности p получается из такого уравнения:
Значения b, d и h равняется 7,195 и 15мм соответственно, а коэффициент трения m измеряется отдельно. Описание дополнительных деталей эксперементов так же как и обсуждение предлагаемых вариантов упрощений моделей уравнений может получиться из (1).
Зависимость деформации от напряжения, полученная эксперементально, сравнивалась с зависимостью полученными по 3-ем конструктивным моделям обсуждаемыми выше и представленными на рис.7. Т.о. можно видеть что модели Хеуна и механическое уравнение расчета напряжения не подтверждают себя на практике, в то время как модель уравнения учитывающая характер протекания деформации подтверждается эксперементально. Более детальное описание касающееся методов теоретического определения напряжения, а так же процедур определения постоянных материала и обсуждения как результатов, так и описание других видов эксперементов можно найти в (1) и (22).
Рис.7 Сравнение окружных усадочных напряжений в отливках кольцевого вида получающихся по различными конструктивным моделям с результатами полученными эксперементально; температурная шкала дает температуру отливки соответствующую деформациям отмеченным на нижней оси .
2.5.Практические методы расчета напряжений при усадке в фасонной отливке, изготовленной в металлических формах.
Предлагаемая одноразмерная сборная модель, учитывая характер протекания деформации, может решить практические проблемы в несложных отливках подобно тем, которые показаны на рис.4 или 6. А добавление таких понятий как эффективная (приведенная) деформация и эффективное напряжение ведет к упрощенным решениям для всех проблем в которых состояние напряжения получатся из-за смещений отливки в форме по разъему. Сюда входят 2 важных случая:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.