1-savol: Sovuq rulonni shakllantirishda bosqichma-bosqich egilish jarayonining ilmiy asosi nima, va bir bosqichli egilish bilan solishtirganda halokatli materialning ishdan chiqishini qanday oldini oladi?
Incremental egilish jarayonining ilmiy asoslari sovuq rulonni shakllantirish tamoyillariga asoslanib yotadi plastiklik, ishning qattiqlashishi, va kuchlanish energiyasini taqsimlash. Ushbu bosqichma-bosqich yondashuv materialning egiluvchanligi cheklovlariga va metall deformatsiyasi paytida yuzaga keladigan murakkab stress holatlariga bevosita muhandislik javobidir., uzoq ishlab chiqarishni ta'minlash, halokatli qobiliyatsiz murakkab profillar.
1. Inkremental deformatsiyalar fizikasi
Ruloni shakllantirish metall chiziqdan o'tish orqali ishlaydi, odatda o'ralgan po'latdir, ketma-ket rulonli stendlar seriyasi orqali, yoki o'tadi. Har bir stend kichik hissa qo'shadi, ning aniq hisoblangan miqdori plastik deformatsiya (shaklining doimiy o'zgarishi) chiziqqa.
A. Boshqariladigan plastik deformatsiya
Har qanday metallni shakllantirish jarayonida, qo'llanilganda deformatsiya sodir bo'ladi stress ($\sigma$) dan oshadi hosil kuchi ($\sigma_y$) materialdan, materialning kuchlanish-deformatsiya egri chizig'ining plastik hududiga kirishiga olib keladi. Agar metall bir qadamda juda qattiq egilgan bo'lsa, yuqori stressli hududlarda mahalliy kuchlanish darajasi (egilish radiusining tashqi yuzasi) materialdan oshib ketishi mumkin bir xil cho'zilish chegarasi ($e_u$) va tezda yetib boring sinish kuchlanishi ($\epsilon_f$).
Incremental yondashuv buni ta'minlaydi:
Where $\epsilon_{\matn{jami}}$ talab qilinadigan oxirgi kuchlanishdir, $N$ - o'tishlar soni, and $\Delta \epsilon_i$ is the strain contributed by each pass $i$. By keeping each $\Delta \epsilon_i$ small, jarayon kuchlanishning to'planishini nazorat qiladi, moddiy strukturani asta-sekin ichki stresslarni sozlash va qayta taqsimlash imkonini beradi.
B. Bükme momentlarini va neytral o'qning siljishini boshqarish
Rulo shakllantirishda, material tozalikka duchor bo'ladi egilish momenti (M). Qalinligi $t$ va kengligi $w$ bo'lgan chiziq uchun, maksimal egilish stressi ($\sigma_{\matn{maks}}$) ekstremal tolalarda uchraydi. Agar bükme juda agressiv bo'lsa (high $\Delta \epsilon_i$), qalinligi bo'ylab kuchlanish gradienti juda tik bo'ladi, ga olib keladi:
- Yuqori kuchlanish kuchlanishi: Tashqi yuzada, mikro-yorilishga olib kelishi mumkin, yirtish, yoki apelsin qobig'i effekti.
- Haddan tashqari kompressiv kuchlanish: Ichki yuzada, bu mahalliy burilish yoki burishishga olib kelishi mumkin (chuqur profilni shakllantirishda keng tarqalgan nuqson).
Incremental egilish o'tishni tekislaydi neytral o'q (nol bo'ylama kuchlanishni boshdan kechiradigan kesma ichidagi tekislik), stend boshiga bo'ylama deformatsiyalar to'planishini minimallashtirish.
2. Ishni qattiqlashtirishning roli
Sovuq shakllanish jarayonlari, ta'rifi bo'yicha, materialning qayta kristallanish harorati ostida sodir bo'ladi, natijaga olib keladi ishning qattiqlashishi (yoki deformatsiyaning qattiqlashishi). Ishning qattiqlashishi materialning oquvchanligini oshiradi ($\sigma_y$) chunki u deformatsiyalanadi, kuch qonuniga muvofiq:
Bu erda $K$ - quvvat koeffitsienti va $n$ - bu deformatsiyaning qattiqlashuv ko'rsatkichi.
A. Boshqariladigan kuchni oshirish
Agar bitta agressiv o'tishda profil shakllansa, mahalliylashtirilgan ishning qattiqlashishi ortiqcha bo'lishi mumkin, materialni mo'rt va o'sha zonada nosozliklarga juda moyil qiladi.
Qo'shimcha shakllantirish $N$ o'tishlari bo'yicha jami talab qilinadigan qattiqlashuvni taqsimlaydi. Bu asta-sekin qattiqlashuv:
- Strukturaviy yaxlitlikni oshiradi: Tayyor mahsulot kuchliroq bo'ladi (yuqori hosildorlik kuchi) va asl lasan materialiga qaraganda qattiqroq, sovuq shakllantirishning asosiy afzalligi.
- Egiluvchanlikni saqlaydi: Bir zumda yuqori kuchlanishning oldini olish orqali, yakuniy burmalarni sinishsiz bajarish uchun etarli qoldiq süneklik qoladi, keyingi deformatsiyaga qarshi turish uchun qattiqlashtirilgan holatdan foydalanish.
3. Katastrofik muvaffaqiyatsizlikning oldini olish (Yirtilish va burishish)
Metallni shakllantirishdagi halokatli nosozliklar ko'pincha yordamida bashorat qilinadi Limit diagrammasini shakllantirish (FLD), qaysi asosiy asosiy kuchlanish chizmalarini ($\$epsilon_1) kichik asosiy kuchlanishga qarshi ($\$epsilon_2) chegarani belgilash uchun (Shakllanish chegarasi egri chizig'i, FLC) undan yuqori nosozlik yuzaga keladi.
A. Yirilishning oldini olish (Kuchlanishning buzilishi)
Yirtilish (kuchlanishning buzilishi) kuchlanish kuchlanishi juda yuqori bo'lganda paydo bo'ladi, ko'pincha egilishning tashqi chetida. Incremental jarayon mahalliy kuchlanish yo'lini FLC tomonidan ancha pastda ushlab turadi:
- Taranglikni bartaraf etish: Har bir o'tish o'rnatilgan ichki kuchlanishni biroz engillashtiradi, materialning yangi shaklga oqishiga imkon beradi.
- Uskunalar bilan aloqa: Rulolar uzluksiz lateral va bosimli yordamni ta'minlaydi, materialning kuchlanish ostida bo'yin yoki sindirish tendentsiyasini bostirish.
B. Ajin/burilishning oldini olish (Siqish buzilishi)
Ajinish (siqish buzilishi) ko'pincha ichki radiusda yoki ortiqcha uzunlamasına siqilish tufayli erkin qirralarda paydo bo'ladi. Rulo shakllantirishda, tomonidan engillashtiriladi:
- Gul naqshli dizayn: Rulo profillarining dizayni (gul naqsh) erkin material qirralarning ketma-ketlikda kech egilishini ta'minlaydi, va shakllantirish bosimi diqqat bilan muvozanatlangan bo'lib, materialni tekis tortib olish uchun etarli kuchlanish qo'llaniladi (ajinlar paydo bo'lishining oldini olish) lekin yirtilishga olib keladigan darajada emas.
- Yon rulolar va bo'shliqlar: Yordamchi asboblar (yon rulolar kabi) ko'pincha lateral cheklovni qo'llash uchun ishlatiladi, bu tarmoq va gardishlarni barqarorlashtiradi, siqish kuchlanishlari tufayli mahalliy burilishning oldini olish.
Yakunida, Sovuq rulonni shakllantirishda bosqichma-bosqich egilish - bu doimiy mexanika va materialshunoslik tomonidan boshqariladigan juda murakkab muhandislik jarayoni. U kompleksni aylantiradi, muvaffaqiyatsizlikka moyil bo'lgan bir bosqichli deformatsiyalar qatoriga oldindan aytish mumkin, boshqarish mumkin bo'lgan egilish momentlari, materialning sinish chegaralaridan ehtiyotkorlik bilan qochib, yakuniy mahsulotning mustahkamligini oshirish uchun strategik jihatdan qattiq ishlashdan foydalanish.
