Деформационное тепло при растяжении стальных элементов

Abstract

Целью работы является приближенная расчетно-экспериментальная оценка удельной энергоемкости и теплообразования на различных стадиях работы материала при растяжении образца. В статье рассмотрен приближенный метод оценки удельной энергоемкости и теплообразования на четырех стадиях деформирования растяжением стального образца. Конечно-элементное моделирование работы изготовленного образца при упругопластическом растяжении было выполнено в многофункциональном программном комплексе ANSYS. Нагрузка в цифровой модели образца прикладывалась согласно программе натурных испытаний. В эксперименте использовались плоские образцы по ГОСТ 1497, испытательная машина WAW-1000 с микрокомпьютером 100Т, тепловизор testo 875i с температурной чувствительностью 0,05 °C при 30 °C. Сопоставили полученные значения на графиках натурных испытаний и цифровой модели образцов, выявив критические точки и величины отклонений. Поэтапное загружение выявило, что развитие разрушения происходит на ниспадающих ветвях и сопровождается поэтапным развитием локальной неустойчивости пластического деформирования в форме «шейки». Показано, что температура нагрева растягиваемого металла может быть рассчитана по предлагаемым в статье формулам или расчетом с использованием программного комплекса ANSYS. Результаты испытаний показали, что температуры поверхности образцов на каждой стадии существенно отличаются, выделили четыре основных участка на графике изменения температуры поверхности образца в точке. Выполнен анализ существующей базы измерительных приборов и возможности получения и обработки данных. Экспериментальные величины температур поверхности при непрерывном квазистатическом деформировании превышают их расчетные значения (до 5 раз). Кинетика изменений температурного поля поверхности образца выполнялась термографическими приборами.