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金屬鈦棒鈦管拉拔時的應力與變形情況

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-9-5 14:23:22
金屬鈦棒在拉拔力、正壓力和摩擦力的作用下,變形區的金屬處于兩向壓和一向拉的應力狀態。由于被拉金屬是實心圓棒,應力呈軸對稱應力狀態,即變形區中金屬的變形狀態為兩向壓縮和一向延伸。在拉拔時,變形區金屬所受的外力有拉拔力P、模壁給予金屬的正壓力N和摩擦力。
    
鈦管材拉拔時的應力分布規律有:
(1)應力沿徑向和周向的分布規律。徑向應力與周向應力由表面向中心逐漸減小。而軸向應力的分布情況則相反,中心處的軸向應力大,表面的軸向應力小,可做如下解釋:在變形區,金屬的每個環形的外表層上作用著徑向應力,而徑向應力總是力圖減小其外表面。距中心愈遠,表面積愈大,所需的力就愈大。軸向應力在橫斷面上的分布規律可由前述的塑性方程式得到解釋。拉拔鈦管材與拉拔棒材的主要區別是前者已失去軸對稱變形的條件,這使它的應力與變形狀態同拉拔實心圓棒不同。空拉時,管內雖然未放置芯頭,但其壁厚在變形區內實際上常常是變化的。由于不同因素的影響,管子的壁厚最終可以變薄、變厚或保持不變。了解空拉時管子壁厚的變化規律對正確制定拉拔工藝規程及選擇管坯尺寸是非常必要的。
(2)應力沿軸向的分布規律。軸向應力由變形區入口端向出口端逐漸增大,即周向應力和徑向應力則從變形區入口端向出口端逐漸減小,軸向應力的分布規律可以做以下解釋。在穩定拉拔過程中,變形區內的任一斷面在向出口端移動時面積逐漸減小,而此斷面與變形區人口端球面間的變形體積不斷增大。為了實現塑性變形,通過此斷面作用于變形體的軸向應力也必須逐漸增大。當整個變形區內變形程度不大時,金屬變形抗力可以認為是常數,因此,隨著軸向應力向出口端增大,徑向應力和周向應力必然逐漸減小。在實際生產中,觀察模子的磨損情況可以發現,模子的入口處一般磨損比較快,常常過早地出現溝槽,這也證明入口處的徑向應力值較大。
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