[发明专利]一种查力盘及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑性成形领域中的一种查力盘及其使用方法。

背景技术

研究圆形板坯冲压成形的首要问题就是求解板坯的塑性变形区的应力分布规律，其求解原理是联立求解应力平衡方程和屈服准则（必要时还需塑性本构关系）。为了简化求解过程，工程中通常采用“主应力法”，即利用简化的屈服准则与应力平衡方程联立以获得应力分布规律的近似解。鉴于近似解往往不能满足深入研究板料成形问题的需要，本文按密席斯（Mises）屈服准则求其严谨的解析解。其求解过程初看起来似乎很复杂，因此没有得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种查力盘，无需高深数学知识，可以不经计算，直接查出拉深、翻孔、局部成形等多种板料成形工序变形区内任意一点的径向与切向应力，可以迅速地确定变形区内的应力分布规律，迅速地确定成形过程中变形力的变化规律。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种查力盘，所述查理盘由一个正、反两面文字互相颠倒的圆盘组成，所述圆盘正面是描述各种成形方式的参数曲线r=f(θ)的极坐标图，所述坐标图由角度坐标和点位的径向相对坐标构成，所述角度坐标θ逆时针由0到（+180）度，顺时针由0到（-180）度，所述点位的径向相对坐标或的刻度都是由0到1，所述反面是一对呈60度斜交的应力坐标轴，分别表示径向与切向应力的相对值和坐标刻度由0到±1.155，所述反面还设有两族分别垂直于各自应力坐标轴的网格线。

如权利要求1所述的一种查力盘的使用方法。

本发明具有以下有益效果：

1）.不需复杂的理论计算，甚至不必查出参数角θ的具体数值，只要找到查力盘上交点P和Q₁的位置，即可直接查出任意点的径向与切向应力值。反过来，也可由给定的应力查其在凸缘上的点位（步骤与上述例题相反）。

2）.变形区内的点位以相对坐标或表示，排除了凸缘实际尺寸大小的影响，故对变形过程的任何时刻都适用。既可计算某指定时刻某指定点的应力，又可以确定变形区的应力分布，特别适宜于对变形过程中的应力变化进行动态的跟踪研究。

3）.应力以相对应力值表示，排除了具体材料屈服应力（σ_i）的影响，故对任何不同屈服应力的材料都适用。

4）.所述圆盘中曲线AB代表拉深工艺，CD代表翻孔工艺，AE代表受内压时的厚壁套筒变形，CF代表受外压时的厚壁套筒变形，GH代表带芯轴厚壁套筒在内、外压同时作用下的伸长变形。

附图说明

图1为本发明中正面的r=f(θ)曲线；

图2为本发明中反面的应力坐标平面；

图3为本发明一实施例中正面的查找示例示意图；

图4为本发明一实施例中反面的查找示例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本具体实施的一种查力盘，所述查理盘由一个正、反两面文字互相颠倒的圆盘组成，所述圆盘正面是描述各种成形方式的参数曲线r=f(θ)的极坐标图，所述坐标图由角度坐标和点位的径向相对坐标构成，所述角度坐标θ逆时针由0到（+180）度，顺时针由0到（-180）度，所述点位的径向相对坐标或的刻度都是由0到1，所述反面是一对呈60度斜交的应力坐标轴，分别表示径向与切向应力的相对值和坐标刻度由0到±1.155，所述反面还设有两族分别垂直于各自应力坐标轴的网格线。

使用方法如下：

实施例1

现以查拉深凸缘上某点的应力为例，介绍查力盘的使用方法。

查拉深过程中某一任意时刻（用R_t表示），凸缘上任意一点（用r表示）的径向与切向应力。

已知：在该时刻，凸缘外半径为R_t=100mm。

要求：查找半径为r=77mm处的径向应力与切向应力值。

操作步骤：

1、计算相对坐标值

2、在正面的极坐标图上找到相对坐标为的同心圆(如图3)。（同心圆愈密则定位愈准确）

3、沿着该同心圆找它与“拉深曲线”AB的交点P(如图3)

4、从该交点P出发，沿半径方向找其在外圆上的对应点Q1(如图3)。