Внешние и внутренние силы. Понятие о напряжении

ПОНЯТИЕ О НАПРЯЖЕННОСТИ В ДЕФОРМИРОВАННОМ МЕТАЛЛЕ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ

Пластическая деформация в большинстве случаев протекает под действием внешних (приложенных) сил, возникающих на поверхности контакта деформируемого металла и инструмента. Иногда деформация может происходить и без приложения внешних сил, например от термических напряжений, при неравномерном нагреве и охлаждении металла. Причинами, вызывающими появление внешних сил, являются действия машин – молотов, прокатных станов и т.д. Силы от действия машин направлены нормально к контактной поверхности, а силы трения действуют в плоскости контактной поверхности по касательной к ней.

Внешние силы разделяют на:

1. Активные – силы, совершающие деформацию;

2. Реактивные – силы, препятствующие перемещению частиц металла при деформации;

Рисунок 19 – Схема действия активных и реактивных сил.

Напряжение – интенсивность внутренних сил. Величина напряжения равна отношению силы к площади поперечного сечения, на которую он воздействует: ,

где Р – сила, кг;

F – площадь поперечного сечения, ;

При обработке металла давлением возникают внутренние напряжения. Напряженное состояние в любой точке тела выражается главными нормальными напряжениями.

Главными нормальными напряжениями называют такие направления, действие которых совпадает с главными осями координат.

Всего существует 9 схем напряженного состояния: