A novel simplified theoretical solution is found for the stress states accompanying the process of extrusion of multi-layer materials under the conditions of axial symmetry. The solution is based on the model of perfect plastic material satisfying the Tresca yield condition, the Haar-Karman conditions being satisfied in each layer. The layers are characterized by different yield limits and strong plastic nonhomogeneity. In the neighbourhood of the interfaces continuous variation of the yield limit is assumed. The form of the plastic zone and positions of the contact surfaces separating the layers are assumed. Shearing stresses and mean pressure in a longitudinal section of the extruded rod are expressed in terms of functions of the axial coordinate z. Unknown functions of the single coordinate z are determined from the yield conditions written for the contour of the die. Accurate analytical relations are derived for the normal stress distribution at the surface of contact between the die and the material extruded. Using the known normal and shear stress distributions (due to friction), accurate value of the lower estimate of the extrusion force is determined. The solution may be applied to the cases of arbitrary number of layers and arbitrary form of the die. It may be used to a rational analysis of the process of extrusion of multi-layer cylindrical rods.
PL
W pracy przedstawiono nowe, uproszczone rozwiązanie teoretyczne pól naprężeń dla procesu wyciskania materiału wielowarstwowego w warunkach osiowej symetrii. Rozwiązanie oparto na modelu ciała idealnie plastycznego z warunkiem plastyczności Treski i założeniem A. Haara-Th. Karmana dla każdej warstwy. Warstwy mają różne wartości granicy plastyczności. Deformowany plastycznie materiał odznacza się silną niejednorodnością plastyczną. W małym otoczeniu linii styku warstw założono ciągły rozkład granicy plastyczności. Założono także kształt obszaru uplastycznienia i położenie powierzchni styku warstw. Naprężenia styczne i średnie ciśnienie w przekroju wzdłużnym wyciskanego pręta wyrażono funkcjami względem osiowej współrzędnej z. Nieznane funkcje zależne tylko od jednej zmiennej z, wyznaczono z równań stanu plastycznego na linii konturu matrycy. W rezultacie otrzymano ścisłe związki analityczne określające rozkład naprężeń normalnych na powierzchni styku materiału z matrycą. Na podstawie znanego rozkładu naprężeń normalnych i naprężeń stycznych od tarcia na powierzchni kontaktu materiału z narzędziem wyznaczono ścisłą, dolną charakterystykę sił wyciskania. Przedstawione rozwiązanie nie określa ograniczeń na liczbę warstw i kształt matrycy. Może ono posłużyć do racjonalnej, technicznej analizy cylindrycznych prętów złożonych z kilku metalowych warstw.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.