Efectul căii de deformare

Notatii: K-coeficient de rezistenta; n-coeficientul de ecruisare; ?0 - caracteristica de material in ecuatia lui Swift; ?1,2,3 - deformatiile logaritmice in directiile longitudinala, transversala si cea a grosimii materialului; ?1,2,3 - tensiunile reale in directiile longitudinala, transversala si cea a grosimii; - deformatia echivalenta; - tensiunea echivalenta; ? - parametru care caracterizeaza deformatiile obtinute; ?c - parametru care caracterizeaza starea de tensiune.

INTRODUCERE

Simularea numerica a operatiilor de prelucrare prin deformare plastica la rece prin metoda elementului finit, necesita criterii de oprire a calculelor corespunzatoare momentului de aparitie al strictiunii in timpul desfasurarii procesului de deformare. Primul criteriu de siguranta aplicabil pentru procesele de deformare la rece a materialelor metalice subtiri au fost curbele limita de deformare - in engleza: forming limit diagrams, (FLD)- introduse de Keeler si Goodwin in 1965 si 1968. In spatiul deformatiilor, curbele limita pentru deformatii separa zonele in care procesele de deformare au loc fara aparitia strictiunii si ruperii de zonele in care ruperea are loc. Un neajuns important al curbelor limita pentru deformatii (CLD) il constituie faptul ca acestea depind de calea de deformare, adica de succesiunea operatiilor de deformare. Arrieux si colaboratorii au propus un nou criteriu pentru aparitia strictiunii, si anume curbele limita pentru tensiuni - in engleza: forming limit stress diagram (FLSD)- in spatiul tensiunilor principale [1,2]. Utilizarea curbelor limita pentru tensiuni (CLT) este interesanta deoarece se presupune ca ele nu depind de calea de deformare si, din acest motiv, ele ar putea fi utilizate pentru simularea si punerea la punct a tehnologiilor de prelucrare prin deformare plastica la rece a tablelor subtiri, pentru cai complexe de deformare.

In mod obisnuit, curbele limita pentru tensiuni au fost determinate pe doua cai [2,3]: prin calcul pas-cu-pas de-a lungul traiectoriei experimentale de deformare rezultate ca urmare a unor incercari de laborator; si pe cale analitica, prin folosirea modelului cu doua zone al lui Marcineak [2].

Criteriul de plasticitate folosit cel mai des pentru scrierea programelor de calcul a fost criteriul quadratic al lui Hill dar a fost propus si criteriul non-quadratic al lui Hill si modelul "3G", [3].

In lucrare, autorul propune o metoda pentru determinarea curbelor limita pentru tensiuni prin utilizarea curbelor limita pentru deformatii determinate experimental, a curbelor caracteristice reale determinate prin incercarea la tractiune si a curbelor caracteristice reale determinate prin incercarea la compresiune a epruvetelor din materiale metalice subtiri.

Curbele limita pentru deformatii au fost determinate prin masurarea deformatiilor si detectarea momentului de aparitie al strictiunii prin analiza imaginilor numerice succesive ale epruvetelor supuse incercarii cu ajutorul unui dispozitiv de tip Marciniak [4,5]. Iar curbele limita pentru tensiuni pot fi determinate prin corelarea valorilor obtinute pentru deformatiile logaritmice la aparitia strictiunii cu tensiunile corespunzatoare, tinandu-se seama de rezultatele incercarilor la tractiune si compresiune a epruvetelor din table subtiri [6,7]. Pentru determinarea curbelor limita pentru tensiuni corespunzatoare unor cai complexe de deformare, au fost efectuate incercari corespunzatoare unor cai complexe: de exemplu, incercarea la intindere biaxiala uniforma urmata de tractiune simpla, sau incercarea la tractiune urmata de incercarea la compresiune.

1. DTERMINAREA EXPERIMENTALA

A "CLD" SI "CLT"

Pentru obtinerea diferitelor valori pentru deformatiile principale ?1 si ?2, si a tensiunilor corespunzatoare, necesare pentru trasarea CLD si CLT, au fost utilizate epruvete avand latimi diferite cu valori intre 60 si 200 mm supuse incercarii prin metoda Marciniak cu un poanson cilindric cu diametrul de 90 si 110 mm , avand partea frontala plana.

Pentru a obtine rezultate corecte, muchiile laterale ascutite ale epruvetelor cu latimi mai mici de 120 mm au fost rotunjite cu grija, iar stratul de material ecruisat rezultat de la prelucrarile mecanice a fost indepartat cu hartie abraziva pentru prevenirea ruperii premature. Pentru epruvetele cu latimi mai mari de 120 mm nu mai are importanta rotunjirea muchiilor laterale, insa conturul orificiilor realizate in contraepruvete trebuie, de asemenea supuse operatiei de indepartare a stratului ecruisat si rotunjirii muchiilor ascutite pentru a preveni, astfel, ruperea prematura a epruvetelor provocata de ruperea inainte de vreme a contraepruvetei

Determinarea

1. Arrieux,R.., Boivin, M., Determination of the Forming Limit Stress Curve for Anisotropic Sheets.

CIRP Anals, Vol. 16/1, 1987. pp. 195-198.

2. Arrieux, R., Determination theorique et experimentale des curbes limites de formage en contraintes. These d?Etat: I.N.S.A. de Lyon et Univ. Lyon I, 1990.

3. Haddad, A., Vacher, P., Arrieux, R., Numerical Determination of Forming Limit Diagrams of Orthotropic Sheets Using "3G" Theory of Plasticity. Journal of Materials Processing Technology 92-93 (1999) 419-423.