Исследование способности высокопрочной стали к пластической деформации при изгибе на угол 90°

Abstract

Производство судов, автомобилей, техники связано с изготовлением значительного количества деталей различных сложных форм, произведенных методом гибки листового металла. Однако не все стали в одинаковой мере склонны к пластическому изгибу. Процесс гибки высокопрочных сталей требует применения больших радиусов пуансона по сравнению с радиусами, применяемыми при гибке обычных углеродистых сталей, так как возможно появление разрыва наружных волокон материала. Целью данной статьи является определение минимального отношения R/h для высокопрочной стали твердостью 400 HBW при изгибе на угол 90° методом свободной гибки. Для этого проведены исследования по оценке способности высокопрочной листовой стали твердостью 400 HBW к пластической деформации при изгибе на угол 90º при помощи математического моделирования в программном комплексе Deform-3D. Первоначально для получения данных о пластических свойствах исследуемой высокопрочной стали были проведены испытания на растяжения в соответствии с ГОСТ 1497-84. В качестве критерия разрушения при этом был принят нормализованный критерий Кокрафта-Латама. По полученным экспериментальным данным в программном комплексе Deform-3D был задан новый материал и на основании полученной зависимости проведено конечно-элементное моделирование процесса растяжения с целью определения критерия разрушения (К) для исследуемой высокопрочной стали. Результаты расчетов, полученные с использованием созданной кинематической модели, подтверждены путем проведения реальных испытаний исследуемой высокопрочной стали на изгиб

The production of ships, automobiles, machinery is a cause of manufacture of quantity different parts of complex shapes produced by sheet metal bending. However, not all steels subjected to plastic bending. Bending process of high-strength steels requires the use of major radius punch in comparison with punch for bending carbon steels, as it is possible the appearance of cracks. The aim of this work is to define a minimum R/h ratio for high-strength steels with a 400 HBW hardness during processing of free bending method at the 90º angle. For this purpose the study of ability of high-strength sheet steel 400 HBW hardness to plastic deformation during the bending at the angle of 90º was made with a help of mathematical modeling in the software package Deform-3D. Initially the tensile tests in accordance with GOST 1497-84 was made to obtain data on the plastic properties of high-strength steel. The normalized criterion Kokraft-Latham was adopted as a criterion of destruction. The new material has been set in the software package Deform-3D according to the experimental data. Than on the basis of obtained plot the modeling of the stretching process with a finite element method was made to determine the fracture criterion (K) for the high-strength steel. The calculation results obtained with a use of created kinematic model are confirmed by actual bending testing of the high-strength steel