Giá trị của ứng suất trung bình trong vùng biến dạng khi gia công có thể xác định dựa trên giá trị lực đo đƣợc và diện tích vùng biến dạng: s
s s F A
. Trƣờng phân bố ứng suất trong vùng biến dạng có liên quan trực tiếp đến quá trình sinh nhiệt, ảnh hƣởng đến cơ chế hình thành phoi và xác
định yêu cầu đối với vật liệu dụng cụ. Sự phân bố ứng suất trên vùng biến dạng khi gia công rất phức tạp. Theo nghiên cứu của nhiều tác giả, trên vùng tiếp xúc của phoi với mặt trƣớc dụng cụ, ứng suất cắt c
bằng hằng số trên một nửa phần phoi tiếp xúc gần nhất với lƣỡi cắt và sẽ giảm dần đến không trên nửa còn lại, đạt giá trị bằng không tại điểm C khi phoi rời khỏi bề mặt dụng cụ. Ứng suất phápc tăng đơn điệu từ điểm C tới lƣỡi cắt A (Hình 1.11) [81].
Ứng suất pháp thay đổi trên mặt trƣớc theo quy luật [106]:
( )x (l x)n
(1.11)
Hình 1.11. Biến thiên ứng suất pháp và tiếp trên mặt trƣớc dụng cụ [81]. A D C B V x D' Phoi Dao c c c c Vïng dÝnh
Phoi rêi khái l
l1
ư
ư mÆt tr íc dông cô
17
Ứng suất pháp có giá trị cực đại tại lƣỡi cắt: ( ) x M ln (1.12)
1 n s M l l l (1.13)
với n là hằng số, xác định từ thực nghiệm: n = 19÷22 cho thép các bon thấp [55];
là hệ số ma sát trên mặt trƣớc.
Ứng suất tiếp biến thiên theo quy luật:
( )x s với 0 x l1 (1.14) (x) s 1 = (x)= n l x l l với l1 x l (1.15)
Gần đúng l2l1. Chiều dài vùng ứng suất trƣợt bằng hằng số giảm tƣơng đối so với tổng chiều dài tiếp xúc khi tăng góc trƣớc của dụng cụ.
Trạng thái phân bố ứng suất trên mặt phẳng trƣợt cũng tƣơng tự nhƣ trên bề mặt tiếp xúc giữa phoi và dụng cụ [81]. Hình 1.12 đã biểu diễn sự thay đổi của ứng suất tiếp s và ứng suất pháp s trên mặt phẳng trƣợt. Trong vùng AE (gần lƣỡi cắt nhất) s không phụ thuộc vào ứng suất pháp s trên mặt phẳng trƣợt, trong khi trên vùng E’B (gần bề mặt tự do nhất) tỉ số s
s
xấp xỉ bằng hằng số và phù hợp với định luật Amonton cho bề mặt ma sát
trƣợt. Hai vùng này đƣợc kết nối với nhau nhờ một vùng chuyển tiếp EE’ nơi mật độ các vết nứt tế vi tăng đến mức nối thông với nhau.