Sự phân bố lại tiết diện

Hình 4.5: Sự phân bố lại tiết diện

Như vậy, có thể thấy lớp trung hồ khơng phải là một lớp mang tính chất vật lý nào đó có thể thấy được mà nó là một mặt cong quy ước chạy qua các lớp phôi khác nhau.

22

Khi uốn những phơi có dải hẹp, thường xảy ra sai lệch rất lớn của tiết diện ngang, kèm theo sự giảm chiều dày của vật liệu ở chỗ uốn, sự dịch chuyển của lớp trung hồ về phía thớ bị nén và sự thay đổi hình dạng chữ nhật của tiết diện ngang thành dạng hình thang.

Khi uốn những dải rộng hoặc tấm cũng xảy ra sự biến mỏng của vật liệu nhưng hầu như khơng có sự sai lệch của tiết diện ngang, bởi vì vật liệu có chiều rộng lớn sẽ cản trở sự biến dạng theo phương ngang.

Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn đồng thời có những lớp kim loại bị kéo và giãn dài theo hướng dọc vì vậy giữa các lớp đó thể nào cũng tồn tại một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi, lớp này người ta gọi là lớp trung hòa biến dạng. Lớp trung hòa biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước phơi uốn và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép.

Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức độ biến dạng ít vị trí lớp trung hịa biến dạng nằm ở giữa chiều dày của dải phôi nghĩa là bán kính cong ρ𝑏𝑑 của lớp trung hòa biến dạng được xác định theo công thức sau:

ρbd = r + 2

s

(4.1)

Trong đó:

r: bán kính uốn, mm. s: bề dày vật liệu, mm.

Nếu uốn với mức độ biến dạng lớn (góc uốn và bán kính uốn nhỏ), tiết diện ngang của phôi bị thay đổi nhiều, chiều dày vật liệu giảm khi đó lớp trung hịa biến dạng không đi qua tiết diện phơi mà dịch chuyển về phía tâm cong ở đây vị trí lớp trung hịa biến dạng được xác định theo công thức sau:

23 ξ  ξ *s*btb ρ * 2 bd r s b        (4.2) Trong đó

r: bán kính uốn, mm.

1

ξ s

s

 : Hệ số giảm chiều dày.

Với s1: là chiều dày vật liệu trước khi uốn, mm. s: chiều dày vật liệu sau khi uốn, mm.

b: chiều rộng ban đầu của phôi, mm.

btb: chiều rộng trung bình sau khi uốn, mm.

 1 2 1 2 tb b b b   (4.3)

Với b1, b2 là chiều rộng ở phía trên và phía dưới phôi sau khi uốn, mm.

Khi chiều rộng của phôi lớn thì tỉ số btb

b = 1, lúc đó: ξ  ρ ξ *s 2 * bd r s       (4.4)

Khi uốn những phơi có tiết diện tròn, hình thoi,… thì đặc tính biến dạng của tiết diện ngang cũng sẽ khác đi và do đó các hệ số ξ và X0 cũng sẽ thay đổi:

Khi uốn phơi có tiết diện tròn đường kính d với bán kính uốn dr 5,1> thì tiết diện ngang của phơi hầu như khơng đổi lớp trung hịa biến dạng đi qua giữa tiết diện phôi :

d ρ

2

24 Trong đó:

r: là bán kính uốn, mm. d: đường kính uốn, mm.

Khi uốn phơi với bán kính uốn nhỏ dr 5,1≤ thì tiết diện ngang của phôi bị méo, có thể là hình ơvan hay hình quả trứng vì vậy vị trí lớp trung hòa được xác định theo công thức: ρ ξ1d ξ1 2 bd r      (4.6) Trong đó: r: bán kính uốn.

1 1

2

ξ d

d

 : hệ số biến dạng theo đường kính. (4.7) Với d1: là đường kính của phôi trước khi uốn, mm.

d2: là đường kính của phôi sau khi uốn, mm.

Trong thực tế sản xuất để đơn giản cho q trình tính tốn thì bán kính cong của lớp trung hòa biến dạng được xác định như sau:

ρbd = r + X0*s (4.8) Trong đó: X0*s = 2 * 2 s  – r(1- ) (4.9)

X0: Là hệ số xê dịch được xác định bằng thực nghiệm và cho sẵn trong sổ tay, hệ số này phụ thuộc chủ yếu vào tỷ số r/s, góc uốn α và loại vật liệu, tình trạng vật liệu,…

25

4.2.3 Khắc phục hiện tượng đàn hồi sao khi uốn

Do uốn là quá trình làm biến dạng dẻo kim loại, nên lực đàn hồi do tính đàn hồi của vật liệu được sinh ra. Lực đàn hồi (hay còn gọi là biến dạng đàn hồi) là những biến dạng có khả năng khơi phục lại hình dạng ban đầu khi chưa có hoặc khơng cịn lực tác dụng vào.

Lực đàn hồi có điểm đặt vào vật bị biến dạng, cùng phương, ngược chiều có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng tại thời điểm xuất hiện. Khi lực tác dụng vào vật quá lớn, vật mất khả năng khơi phục lại hình dạng ban đầu, ta nói lực tác dụng vượt qua giới hạn đàn hồi của vật liệu. Tùy vào cơ tính của mỗi vật liệu, ở một giá trị nào đó thì lực đàn hồi khơng xuất hiện nữa và ta gọi giá trị này là giới hạn đàn hồi, nếu vượt quá giới hạn đàn hồi, lúc đó vật bị biến dạng sẽ khơng thể trở về được hình dạng ban đầu, sau khi không chịu tác động làm biến dạng.

Hiện tượng đàn hồi sau quá trình uốn ống gây sai lệch về góc uốn và bán kính uốn. Để khắc phục hiện trạng này, ta phải thay đổi giá trị góc uốn và bán kính uốn để bù trừ một lượng đàn hồi đúng bằng giá trị đàn hồi.