Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет металлургии и теплоэнергетики

Методические указания

по выполнению индивидуального задания

по дисциплине «Теория обработки металлов давлением»

(для студентов направления 22.03.02 «Металлургия»,

уровень высшего профессионального образования

«академический бакалавр»

профиль: «Обработка металлов давлением»)

Донецк 2019

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет металлургии и теплоэнергетики

Методические указания

по выполнению индивидуального задания

по дисциплине «Теория обработки металлов давлением»

(для студентов направления 22.03.02 «Металлургия»,

уровень высшего профессионального образования

«академический бакалавр»

профиль: «Обработка металлов давлением»)

Рассмотрено на заседании кафедры

"Обработка металлов давлением"

Протокол №___от _______2019 г.

Утверждено на заседании

учебно-издательского совета ДОННТУ

Протокол № 10 от 28.01.2019 г.

Донецк – 2019 г.

Методические указания по выполнению индивидуального задания по дисциплине «Технология волочения и прессования» (для студентов направления 22.03.02 «Металлургия», уровень высшего профессионального образования «академический бакалавр», профиль: «Обработка металлов давлением») / Сост. Руденко Е.А., Закарлюка С.В. - Донецк: ДонНТУ, 2019. - с.

В методических указаниях изложены основные материалы, которые могут быть полезны студентам при выполнении индивидуального задания по дисциплине «Теория обработки металлов давлением».

Методические указания содержат рекомендации по выполнению и варианты индивидуальных заданий по дисциплине «Теория обработки металлов давлением».

Составители:

Руденко Е.А., д.т.н., профессор,

Закарлюка С.В., к.т.н., доцент

Ответственный за выпуск

Руденко Е.А., д.т.н., профессор

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОДЕРЖАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ 6

2. ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ 7

3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ 9

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 10

ВВЕДЕНИЕ

Образовательно-профессиональная программа подготовки бакалавров устанавливает соответствующиетребования к содержанию, объему и уровню образовательной и профессиональной подготовки. В частности, теория ОМД формирует основные закономерности, которым подчиняются процессы обработки металлов давлением. Кроме того, в ОМД разрабатываются методы расчета напряжений и деформаций, возникающие в металле при его обработке. На этой основе строятся расчеты режима деформаций (обжатий, вытяжек), давлений на инструмент, затрачиваемой работы, моментов и мощности, необходимых для осуществления процесса.

Эти знания и умения формируются при изучении студентами взаимосвязанных дисциплин «Теория процессов прокатки», «Технология прокатного производства», «Теория пластического течения твердых тел», «Механическое оборудование цехов обработки металлов давлением», и в ходе выполнения расчетных работ, курсового идипломногопроектов.

Расчет параметров напряжений и деформаций процесса прокатки является важным этапом проектирования оборудования и технологии прокатки и позволяет закреплять теоретические знания теории ОМД на конкретных расчетах и примерах.

1 СОДЕРЖАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Выполнение индивидуальных заданий способствует углублению теоретических и практических знаний студентов, а также позволяет получить опыт использования этих знаний при решении инженерных задач.

Индивидуальное задание по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» предусмотрено учебным планом и выполняется студентами, обучающимися по направлению 22.03.02 «Металлургия», уровень высшего профессионального образования «академический бакалавр» профиль «Обработка металлов давлением»

Пояснительная записка к индивидуальному заданию должна содержать следующие части:

- титульный лист;

- содержание;

- формулировка задачи и исходные данные;

- основную часть, которая содержит теоретическую часть и последовательность расчетов заданного варианта индивидуального задания;

- перечень использованной литературы.

2 ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Цель индивидуального задания: «Определение напряженного состояния материальной частицы деформируемого тела».

Задание: Для площадки АВС, нормаль к которой задана направляющими косинусами ах, аy, аz, определить полное S, нормальное σn и касательное τ напряжения, если в точке тела известны компоненты напряжений σx, σy, σz и τxy, τyz, τzx.

Исходные данные вариантов индивидуального задания приведены в табл.1.

Решение (в общем виде):

Пусть в теле, нагруженном заданной системой нагрузок, в координатных площадках, проведенных через точку М, действуют известные напряжения σ_x, σ_y, σ_z, τ_xy, τ_yz, τ_zx, τ_xz, τ_zy, τ_yx (рис. 1). В окрестности точки М проведем плоскость АВС, нормаль к которой n образует с координатными осями x, y, z углы, косинусы которых a_x, a_y, a_z соответственно.

Определим напряжение , действующее в площадке АВС.

Полное напряжение в площадке АВС можно найти из выражения:

Из равновесия сил найдем уравнения, определяющие компоненты напряжения:

В случае объемного напряженного состояния элемента, согласно закону парности касательных напряжений:

τ_xy=τ_yx, τ_yz= τ_zy, τ_zx=τ_xz.

Первый индекс соответствует оси, которая параллельна нормали к площадке действия данного напряжения, второй – оси, которой параллельно само напряжение.

Нормальное напряжение σn в наклонной площадке АВС можно определить, проектируя на нормаль n в виде:

Полное касательное напряжение τ в площадке АВС можно найти по формуле:

Таблица 1 – Исходные данные вариантов индивидуального задания

№ варианта	Направляющие косинусы			Нормальные напряжения, н/мм2			Касательные напряжения, н/мм2
№ варианта	a_x	a_y	a_z	σ_x	σ_y	σ_z	τ_xy	τ_yz	τ_zx
1	0,5	0,5	1/	400	0	500	600	-700	700
2	1/	0,5	0,5	0	500	400	-500	700	600
3	0,5	0,5	1/	300	600	200	700	500	-600
4	0,5	1/	0,5	500	0	300	400	-500	700
5	1/	0,5	0,5	600	500	0	500	-700	800
6	0,5	0,5	1/	500	0	300	-400	500	700
7	1/	0,5	0,5	0	500	400	500	700	-800
8	0,5	1/	0,5	700	0	500	600	700	-700
9	1/	0,5	0,5	600	500	0	500	-700	800
10	1/	0,5	1/	400	0	500	600	-700	700
11	0,5	1/	0,5	500	0	400	400	500	-600
12	0,5	0,5	1/	700	500	0	500	-600	500
13	0,5	1/	0,5	300	0	600	400	500	-700
14	0,5	0,5	1/	0	700	500	-400	700	800

3 ПРИМЕР РАСЧЕТА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Задание: Для площадки АВС, нормаль к которой задана определяющими косинусами ах = аy = 0,5; аz = 1/ , определить полное S, нормальное σn и касательное τ напряжения, если в точке тела известны компоненты напряжений σx = 500 Н/мм2, σy = 0, σz = 300 Н/мм2 и τxy = 500 Н/мм2,

τyz = - 700 Н/мм2, τzx = 800 Н/мм2.

Решение:

См. рис.1.

Полное напряжение S в площадке АВС можно найти из выражения: