Средние очаги деформации

Рис.50. Эпюры касательных и нормальных контактных напряжений на среднем очаге деформации.

Как указывалось, средние очаги реализуются примерно в интервале

1 < l / h_cp < 4.

Они характеризуются тем, что на поверхности контакта достаточно развиты зоны скольжения и зоны прилипания. Эпюры контактного трения и нормального давления будут иметь вид, аналогичный рассмотренным при осадке(рис. 50).

Видно, что на участке АВ реализуется зона отставания, на участке СD – зона опережения, а средняя часть дуги захвата занята зоной прилипания.

Многочисленные непосредственные измерения деформации металла на контактных поверхностях и в глубинных слоях очага деформации, проведенные разными исследователями, показали, что характер изменения деформаций и скоростей течения металла по объёму соответствуют кривым, приведенным на рис 51. На контактной поверхности наблюдается постоянный участок, доказывающий существование зоны прилипания. Отметим кстати, что такие исследования показали, что пластическая деформация металла начинается задолго до плоскости входа и заканчивается дальше плоскости выхода.

По мере удаления от поверхностей контакта в середину сечения зоны прилипания становится зоной затрудненной деформации. На рис. 50 внизу темным фоном показана примерная конфигурация зоны затрудненной деформации по высоте полосы. Экспериментально показано также, что зона прилипания может смещаться по дуге захвата под действием различных технологических факторов. Например, с увеличением обжатия и скорости прокатки, а также при использовании смазки зона прилипания смещается к сечению выхода.

Если поставить и решить плоскую задачу в напряжениях по аналогии с приведенной выше задачей об осадке, то получим, как и при осадке, что на участках скольжения давление p изменяется по экспоненте, в зоне торможения – прямолинейно, и в зоне застоя – по параболе, как показано на рис. 50.

В зоне прилипания, объединяющей зоны торможения и застоя, как и при осадке, не происходит физическое схватывание частиц металла и валков, прилипание определяется кинематическими условиями течения металла относительно валков. Течение в форме скольжения здесь отсутствует.

Экспериментально замечено, что в зоне прилипания все-таки происходит некоторое смещение металла относительно валков, однако фрикционные связи в значительной мере обнаруживают упругие свойства. В литературе такое смещение подробно описано и получило название предварительное смещение. Специальные исследования показали, что предварительное смещения находятся в пределах от тысячных долей до нескольких микронов. С увеличением нормального давления это смещение увеличивается. Значение предварительного смещения определяет силы трения в зоне прилипания.

Рис.52. К механизму развития сил трения.

Для объяснения природы сил трения в зоне прилипания обратимся к известному в механике понятию о статических силах трения. Пусть тело А, прижатое к неподвижному телу нормальной силой N, испытывает действие сдвигающей силы Q. (рис.52) Пока сила Q мала, точнее, пока соблюдается неравенство Q < mN, скольжение тела А отсутствует. В этом случае тело А испытывает только стремление к сдвигу. Со стороны неподвижного тела на тело А действует статическая сила трения Т, которая уравновешивает силу Q: T = Q. Скольжение начнется тогда, когда сила Q достигает значения mN. Далее выполняется равенство Q = mN.

Все изложенное справедливо и для очага деформации при прокатке. В зонах скольжения (опережения и отставания) касательные контактные напряжения

t = ms_у,

Дата добавления: 2014-01-07