biến dạng ngang và l−ợng dãn rộng khi cán
3.3- Phân tích l−ợng biến dạng ngang trên bề mặt tiếp xúc
Khi nghiên cứu quá trình chảy của các chất điểm kim loại trên bề mặt tiếp xúc để hình thành đại l−ợng biến dạng ngang có hai quan điểm khác nhau.
Tr−ờng Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng 36 1. Quan điểm cho rằng sự hình thành l−ợng biến dạng ngang là do sự di chuyển các chất điểm của khối l−ợng kim loại kề sát biên mép vật cán (có nghĩa là cho rằng biến dạng ngang phân bố không đều trên toàn bộ chiều rộng của vật cán).
2. Quan điểm cho rằng sự hình thành l−ợng biến dạng ngang là do sự di chuyển các chất điểm của toàn bộ khối l−ợng kim loại có trong vùng biến dạng theo chiều rộng B của vật cán (có nghĩa là cho rằng biến dạng ngang phân bố đều trên toàn bộ chiều rộng của vật cán).
Để giải thích và chứng minh quan điểm nào có tính thuyết phục thì Galovin làm thí nghiệm sau: ép nhiều mẫu thử có tiết diện hình học khác nhau (tròn, vuông, tam giác, ôvan...) với một l−ợng ép ∆h nhất định. Sau khi thử nén, ng−ời ta nhận thấy bề mặt tiếp xúc giữa dụng cụ và vật liệu nén (tiết diện phôi nén) có xu h−ớng trở thành hình tròn. Từ kết quả thí nghiệm của nhiều tác giả khác nhau, ng−ời ta đi đến kết luận: Các chất điểm của kim loại trên bề mặt tiếp xúc khi chịu biến dạng sẽ di chuyển theo ph−ơng và h−ớng nào có sức cản trở sự di chuyển của nó là nhỏ nhất. Kết luận trên về sau trở thành định luật “trở kháng biến dạng nhỏ nhất”.
Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại cũng cần nhớ rằng, lực cản trơt trên bề mặt tiếp xúc chủ yếu vẫn là lực ma sát tiếp xúc. Vì vậy mà đoạn đ−ờng đi càng ngắn thì trở lực càng bé. Nếu thừa nhận định luật “trở kháng biến dạng nhỏ nhất” thì quan điểm l−ợng biến dạng ngang khi cán là không đều trên bề mặt tiếp xúc.
Các nghiên cứu tiếp theo Galovin là của Bakhơtinôp; Tselicôp; Startrenco... cũng chứng minh đ−ợc rằng là phân bố không đều trên cơ sở hình dáng hình học khác nhau của diện tích tiếp xúc giữa trục cán và vật cán lx/BTB (BTB: chiều rộng trung bình của vật cán, BTB = (B + b)/2).
Để tìm đ−ợc quy luật chảy dẻo của các chất điểm, ng−ời ta chia diện tích tiếp xúc thành 4 vùng khác nhau và tùy theo tỷ số lx/BTB ta nhận đ−ợc quy luật chảy khác nhau và do đó biết đ−ợc khả năng biến dạng ngang (hình 3.1).
Từ hình ta thấy l−ợng biến dạng ngang nhiều là ở khu vực gần biên mép phôi vì có sức cản trở sự di chuyển bé (đoạn đ−ờng đi ngắn). Nếu phân tích ứng suất tiếp trên bề mặt tiếp xúc ta nhận thấy: vectơ ứng suất tiếp luôn có chiều ng−ợc với chiều chuyển động của các chất điểm trên bề mặt tiếp xúc. Vì vậy, càng đi xa vùng giữa
σz σx a a b b c d σx σz c d a a b b c d σz σx a) b) c)
Hình 3.1- ứng suất chắn dọc và ngang trên bề mặt tiếp xúc khi:
a) Chồn, ép phôi hình chữ nhật; b) Độ dài cung tiếp xúc lớn; c) Độ dài cung tiếp xúc nhỏ.
Tr−ờng Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng 37 của phôi về phía biên mép thì góc giữa ph−ơng cán với vectơ ứng suất tiếp sẽ tăng lên, càng đến gần biên mép càng mạnh và có thể v−ợt quá 450, vì thế khả năng chảy của kim loại sẽ mạnh hơn.
Sự di chuyển của các chất điểm theo ph−ơng ngang xảy ra trên toàn bộ chiều cao của vật cán cho nên nếu nh− trong quá trình di chuyển dẻo của các chất điểm khi cán mà ma sát tiếp xúc trên bề mặt bằng trị số ma sát giữa các lớp tr−ợt dẻo