• No results found

De rekverdeling over het vrije manteloppervlak bij het stuiken van een cilindervormig proefstuk

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "De rekverdeling over het vrije manteloppervlak bij het stuiken van een cilindervormig proefstuk"

Copied!
80
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

De rekverdeling over het vrije manteloppervlak bij het stuiken

van een cilindervormig proefstuk

Citation for published version (APA):

vd Hombergh, P. J. F. J. (1976). De rekverdeling over het vrije manteloppervlak bij het stuiken van een

cilindervormig proefstuk. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie

en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0379). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date:

Gepubliceerd: 01/01/1976

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be

important differences between the submitted version and the official published version of record. People

interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the

DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page

numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

(2)

De rekverdel ing over het vrlJe

manteloppervlak bij het stuiken

van een cilindervormig proefstuk.

P.J.F.J.

van den Hombergh

w.

76.25

Rapport

U.D.C.

PT

0379

539.52

539.374.6

Code

P.6a.

T E C H N I S C H E

HOG ESC H 0 0 L

E I N D H 0 V E N

(3)

6. Literatuur.

A

note on surface fracture in upsetting.

(1)

Sektierapport THE PT Sektie omvormtechnologie feb.

1976

Het

deformatie

Ir. J.A.G. Kals

M.J.H. Smeets

Ir. J.A.G. Kals

Metaalbewerking Jaargang

39

Nr.

15

Grondslagen der mechanische technologie

Deel drie

"Dieptrekken"

Ir. J .A.G. Kals

THE Collegediktaat

'69-'70

Toekomstig diktaat voor H.T.S.-en.

Sektie Omvormtechnologie.

Vakgroep voor produktietechnologie

THE

Analyse van het persen

I

r .

J.

A • G.

Ka

1

s

. THE

W PT Sektie Omvormtechnologie

Internationla Collective Calibration Test

Program of Cold Upsettability Test

C.I.R.P.

Prof. H.Kudo

januari

1975

10-1 -1974

Japan

( 2)

(4)

(5)

(6 )

(4)

Dankwoord.

In het kader van mijn afstudeeropdracht voor de studie aan de afdeling

werktuighouwkunde aan de Hogere Technische School te Venlo, heeft men mij

de mogelijkheid gegeven een deelonderzoek te verrichten aan

Technische

Hogeschool te Eindhoven.

In een zeer prettige werkkring heb ik deze opdracht kunnen vervuUen met

een buitengewoon behulpzame medewerking van de leden van de Sektie Plastische

Qrnvormingvan de vakgroep ProduktietechnoZogie, te weten:

Ir. J.A.G. Kala

Dr.

Ir. J. A. H. Ramaekers

Ir. L.J.A.

Houtac~ers

Ir. S.M. Hoogenboom

M.Th. de Groot

A.C.F. van Ierland

M.van der Meulen

M.J.H. Smeets

Dr. S.Y. Lee

Verder was

Drs. N. A. L. Touwen mi;j zeer

behulpzaam bij het rekenwerk op de komputer, en Mevr. M.H.W. van BoxteZ-Rieken

bij de typografische verzorging.

Speciaal wil ik noemen de heren It'. J.A.G. Kals en M.J.H. Smeets

l

die mi;j zeer

goed hebben begeleid bij mi,fn werkzaamheden.., en Ir. J.L.E. Rampart als begeleidend

docent van de H.T.S.

Voor de bijdrage aan de uiterZijke veY'zoY'ging van mijn verslag wil ik mi,fn

vriendin Veroniek bedanken.

(5)

Inhoud

Titelpagina.

Aantal pagina's.

1

Dankwoord.

Inhoudsopgave.

Lijst van sym.bolen.

1.Inleiding.

2. Vrij stuiken.

begripsbepaling en theorie.

2.1. Probleemstelling.

2.2. Het veranderende buitenoppervlak.

2.3. De gemiddelde spanningen aan hat vrije

opper-vlak.

1

2

<

1

2

7

2.4. De gemiddelde rek in het vrije manteloppervlak.

2.6. De gemiddelde e

h

en

E

1

3. Experimenten

3.1. Proefopstelling.

3.2. Meetmethoden.

3.3. Uitvoering van de proeven.

4. Meetresultaten.

5. Conclusies en discussie

6. Literatuur.

Appendix A

1. Mechanismen en methoden voor de beschrijving

van vervormingen.

2

1

2

1

15

2. Defenities. berekeningen en onderlinge verbanden.

3. Cirkels van Mohr.

4. Vloeivoorwaarden.

5. Deformatieweg en arbeid.

Appendix B

1. Raster methode.

1.1. Het

aanbreng~n.

1.2. Het gebruik.

Appendix C

Afleidingen.

2

2

(6)

Appendix 0

Meet en berekeningstabellen

Trekproeven

Stuikproeven

Appendix

E

Meettabel.

Appendix

F

Grafieken.

Appendix G

Formulebladen

(verstevigingsrelaties)

(rekberekeningen.)

21

3

18

1

13

3

(7)

Summary.

In predicting the behaviour of material being formed, all kinds of tests, very

much like the real forming process, were and are still being used.

In scientifically describing plasticity-processes, it is not satisfactory

to consider a test to be good, if only it looks similar to the forming process.

That also applies to the upsetting process.

In this process an upsetting-test is used, in which the tool platens are

roughened to make them stick completly to the testing piece.

With any criterion to determine maximum deformation, the outer free surface

was used as a standard, though it was not known what really happened on this

surface.

The purpose of these investigations is to visualize the relation between

the strain £H' measured

ds

decrease of total specimen height, and the strain

£h' (

The change of height of an area element on the free surface.)

This was to be done by means of the so called gritt method.

Measuring the strainpath of an area element on the free surface had to be

measured,too.

Theoretically a non-straight relation between £h and £H was found. as well

as a non-straight strainppth.

The experiments gave a similar result, though they did not fully comply with

the mathematical formulas, used in the theory.

This was probably caused by the way free surface area flows to the

contact-planes,

(8)

Lijst van gebruikte symbolen.

Oppervlakte

c

Materiaalkonstante

CM.L-

1

.T~2)

o

Doorsnede

(ll

d

differentiator

(-)

e

grondtal natuurlijke logaritme

(-) 2.718281828

E

(met indexenl

rekken

(-)

F

Kracht

(M.l.T

-2

)

H (met indexen)

Hoogte

(L)

relatiefaktor

(M- 1 .L.T

2

)

n

verstevigingsexponent

(-)

getal (konstante)

(-)

3.1415926S4

Oppervlakte-element

(l2)

cr (met indexen)

Spanning.

(ffl.

l -1. T -2)

L

(met indexen)

Schuifspanning

(M.L- 1 .T- 2 )

(9)

-1

.1-1.

Inleiding.

In de tegenwoordige produktietechnologie gaat het meest economisch

ver-vaardigen sen steeds grotere rol spslen. Het producersn van

gebruiksvoor-werpen.of onderdelen daarvan uit metaal,vindt nag steeds hoofdzakelijk

plaats in de"krullenmakerij". waarbij men vaak uit het oog verliest. dat

veel produkten in de massafabricage veelvuldig (geheel of voor een deel)

kunnen worden vervaardigd. zander de in vele gevallen aneconomische

verspan-ende bewerkingen.

De produktietechnoloog, die in de toekomst een groter deel van zijn aandacht

wijdt aan het spaanloos omvormen. zal zeker een groeiend aantal alternatieven

ontdekken. bij het economisch produceren.

Hoewel de in het voorgaande geschetste voordelen voor zich spreken, heeft

heeft de spaanloze omvormtechnologie nog steeds een aanmerkelijke

achter-stand op de verspanende bewerkingen in te lopeno

Oit is grotendeels te .verklaren aan. de hand van het feit. dat de spaanloze of

plastische omvormtechniek zoveel moeilijker te beheersen procesfaktoren kent.

In principe heeft elk verschillend produkt zijn eigen spec1fieke moeilijkheden.

Bij de verspanende produktie zijn de problemen meestal. terug tebrengen tot

sp~nproblemen.

De problemen die zich voordoen bij het eigenlijke verspanen

zijn universeel oplosbaar.(of zijn reeds opgelost.)

Bij de plastische omvorming vereist elk nieuw ppodukt een nieuw gereedschap.

waarbij dit, en het proces geoptimaliseerd moeten worden, met zoveel meer

(en soms onbek.ende ) invloeden van vorm, materiaal en gereedschap.

Een van de moeilijkheden is het vinden van goede testcriteria voor het bepalen

van de geschiktheid van de verschillende technische material en om een specifieke

spaanloze omvormbewerk1ng te ondergaan.

Reeds lang probeert men de verschillende omvormprocessen 1n modellen. die

technisch zo goed mogelijk bruikbaar moeten zijn. te vangen.

Oit geldt eveneens voor het grote aantal verschillende test.

I~

vele gevallen blijken de test dan n1et de gestelde vragen te beantwoorden.

In het Kader van een internationaal onderzoek wordt nu onderzocht. of een

stuik~

proef, zoals beschreven wordt in dit verslag, een bruikbare test is voor het test

van de geschiktheid van materialen om stuikende bewerkingen te onaergaan.

(10)

-1

.2-Het door mij uit te voeren onderzoek in verband hiermee behelst:

1. Het uitvoeren van stuikproeven met ruwe drukplaten, waarbij de volgende

faktoren worden gevarieerd:

- materiaalsoort.

- dehoogte-diameterverhouding tussen hold

O

=

1.5 en D,S.

2.

In

elke testsituatie dient - onder gebruikmaking van de fotografische

rastertechniek - de rekweg van oppervlakteelementjes aan de "equator"

kwantitatief gevolgd en vastgelegd te worden. Tevens dient de variatie

(spreiding) over de hoogte te worden gevolgd.

De rekwegen worden overzichtelijk weergegeven in

(£1,£2,£3)

grafieken,

ter vergelijking.

3. Het breukbegin dient visueel te worden waargsnomen en eveneens in de grafieken

te worden weergegeven ( voor zover het wordt waargenomen).

Aandacht dient te worden geschonken aan mogelijke aanwijzingen in de richting

van. breukcriteria in eventueel verschillende breukvormen.

4.

Het meten van het vloeigedrag m.b.v. de trekproef als referentie.

(11)

2. Vrij stuiken.

8egripsbepaling en theorie.

-2.1

Een goede omschrijving voor vrij stuiken is:

Het samendrukken van een massief specimen ( in ans geval cilindrisch) tussen

twee evenwiidige vlakken. zodanig. dat het proefstukje slechta in

~6n

richting.

de drukrichting. is apgesloten.

In het verI eden werd een dergelijke bewerking als proef voor het testen van

de vervormbaarheid van materialen tijdens een met vrij stuiken vergelijkbaar

omvormproces.

8ij deze proef werd aangenomen dat de deformatie over het gehele stuikblokje

uniform is, ondanks de nog te bespreken wrijving. ·en het daardoor veroorzaakte

drukbergfenomeen. In deze beschouwingen werd eveneens aangenomen. dat de hoogte

van een oppervlakteelementje aan het mantelappervlak van de cilinder gelijkmatig

afneemt. evenredig aan de hoogte afname van het stuikblokje. (zie fig. 2.1.)

..

'.1" t/f/1-

-..,,~

-

...

I '

>

~ '\. .II

,

..

'I"Id"R(p:Ye

-t"o!. ,..,,~ ~

,

\

i

"l

,

I M(;.t/e" ti'.~JWII[' ;-Pt' /-(!> ...,t, "",,';/-,,:1'

,...

t"'~~

-

-,.

"-

.J

...

~ l,;'

--

-In de genoemde proef werden verschillende kriteria gebruikt voor het bepalen

van de maximale vervormbaarheid. Geen van deze uiterlijke kriteria kan

echter beschreven worden in een of andere model theorie. Oit is weI het geval

met sen theoretische instabiliteitsbeschouWing.

(12)

2.2.

2.1. Probleemstelling.

Het is zander meer duidelijk, dat een hiervoor genoemde test zo goed mogelijk

moet voldoen.

Het is echter zeer moeilijk am een bevredigende relatie te vinden tussen de

vervormbaarheid bij stuiken. en objectief te meten proces en materiaal

para-meters.

Niettemin moet er een theorie bestaan die een weg opent naar selektief

onder-zoek. Op dit punt bestaat er nog niet veel bruikbare literatuur.

P.

Baque heeft een interessante bijdrage geleverd, welke gebaseerd is op de

voorwaarde van Hill:

(20)

waarin

(J

=

h

de axiale rek

(J

=

I

de tangentiele rek

K

f

=

de momentane vloeispanning

E =

de effektieve rek

De experiment en van Baque zijn met behulp van een elektronenmicroscoop

voerd. waarmee de groei van microholtes aan het vrije oppervlak werd

onder-zocht.

Hoewel dit een interessante benadering is, moeten er toch enkele bezwaren

worden aangevoerd. omdat de korrelgrootts in het materiaal. welke weI degelijk

een grote invloed heeft. buiten de beschouwingen gelaten wordt.

Naar het idee van Kale en Smeets (Lit. 1.J is locale plastische instabiliteit

een noodzakelijke voorwaarde voor de vorming van diskontinuiteiten in de

rekver-deling en daardoor microscheuren.

2.2.

Het veranderend buitenoppervlak.

De volgende beschouwingen zijn gebaseerd op de stelling. dat een

oppervlakte-scheur, als geconcentreerde oppervlaktevergroting. niet kan ontstaan. als

de rekken aan het vrije oppervlak negatief zijn.

Een cil!ndervormig proefstukje heeft een konstant volume

V:

en een

Hierin

V= V

=

~.H .02

= n

4

H .0 2

0 4 0

a

buitenoppervlak A:

A=A +A

c

f

=

~

2"

0 2

+ n . •

0

H

:::

~

(0

+

2H).0

is: A het kontaktoppervlak met de stuikplaten

c

Af het vrije manteloppervlak.

Uit

2~

vinden we :

[J

0= 2.1

n~H

Door (23)

in (22) te substitueren vinden we

(21 )

. (22)

(13)

2.3.

A::: 2.

n •

j1x

~

H \ .(

J

~

H',

+

H

J

(24)

Nu lijkt het interessant am te weten of dit oppervlak sen extreme waarde

heeft, waarvaar we eerste en tweede afgeleide bepalen. (zie Appendix C.

dA

=

2.n~

[~-.1.

J

V \ )

(25)

dH

n.H

H

n.H

d

2

A

n

.'FiJj.

[H

)

dH~

=

2H2

V

7

,'

4,'0 - 1

( 25i:i)

Vaal" de extreme waarde geldt:

.£6.=

0 +

~=

.1.J;V \

+

4.V=n

H3

dH

H n.H

(26)

Substitutie in (21) geeft:

02:::: H2

of O=H

Oat dit de voarwaarde is vaal" hat minimale oppervlak.. valgt uit de tweede

afgeleide. die tel" plaatse grater als nul is.

De hoogte H en de diameter 0 • behorende bij het minimale oppervlak volgen

m

m

uit

(21)

'IT

2

V= 7.H .0

"'F

m m

2.3.

Het vrlJe manteloppervlak.

Uit de formule A

f

=

2''IT.H.\ln:H',

waarvan de waarde afneemt

bij afnemende hoogte, voIgt, dat het vrije buitenoppervlak steeds Kleiner wordt.

Uit experimenten blijkt echter, dat

81"

scheuren aptreden, zodat de stelling

aan het begin van 2.2. fautief lijkt.

Uit zorgvuldige proeven bleek eehter dat dan de randen van het vrije oppervlak

materiaal in de stuikvlakken rolt, als gevolg van wrijving

aan de kapse

vlakken. In het extreme gaval van maximale "stick" van proefstukmateriaal

t.o.v. de stuikstempels, wat bijvaorbeeld gerealiseerd kan worden door de

platen op te ruwen, moet de gehele oppervlakte toename, oak die tegen de

(14)

2.4.

Hieruit kunnen we konkluderen dat de rekken aan het vrije oppervlak positief

zijn. en zodoende mag de stelling in 2.2. nag steeds zeer redelijk blijken.

2.4.

De gemiddelde spanningen aan het vrije oppervlak.

Voor

of

een willekeurig element Sf

dS

~S

=

dE

+

dE

(=-

dE

J

f

1

h

r

~

=

9Q

+

de

Sf

D.

h

dE

==

~

-£Q.

van het vrije oppervlak Af geldt:

(27)

(28)

(29)

h

S

0

0r=O ( radiafe spanning vanwege krachtenevenwicht aan het mantelappervlak)

met

geldt oak:

dE

r

Hiermee, en met vergelijking

(11)

vinden we:

dS

f

=

dA

(0 +0)

=

(30)

Sf

2

1

h

We kunnen nu konkluderen, dat voor het ontstaan van nieuw oppervlak in de

mantel geldt:

01

+oh

>0 (31 )

Op het eerste oog is dit niet tegenstrijdig metvergelijking (20).

2.5. De gemiddelde rek in het vrije manteloppervlak.

Als we aannemen dat het materiaal aan het oppervlak volkomen gelijkmatig rekt.

en er volkomen "stick" optreedt. dan geldt bij een incrementele rekstap:

met

en

dAc+ dAf

Af

dA

Af

volgens vergelijking (25)

/\!'

{1

1

{Ii'}

dA '"

2'IT

V":IT:H •

2 -

H

V1f:H

.dH

~

v

A

==

2'IT

-f

'fT.H

Substitutie van(25)en(33) in(32) geeft:

~=1·

[1

_ll'V-')dH=

Sf H

a

H\fIT?H

(32)

(33)

(34)

Om

het deformatieve karakter van deze vergelijking aan te dikken kunnen we

met

(27)

schrijven: dE

=

[11..0

V ,. -

1.J

dH

(35)

.

r

H

'IT.H

2HJ

Vervolgens integreren we deze vergelijking (zie Appendix C )

£r

=-~!f.

[H

~/H

- H

~/H

}

-Hn(HlH

o )

(36)

' - '

e

e

0 0

Om praktische redenen is het verkieselijk am

H /H

(H

is de eindhoogteJ

e

a

e

te gebruiken als momentane

Dan wordt

1

.

0

0

E

r

=

-

3"

H'

0

of

st~pparamet8r.

(15)

2.5.

In deze vorm is de vergelijking goed bruikbaar voor de grafische

weer-gave van een en andere

We moeten echter niet uit het DOg verliezen, dat

£

r

aIleen reDresentatief

.

is voor de gemiddelde lokale rekincrement onder extreme, maar realistische

"stick" omstandigheden.

2.6.

De gemiddelde Eh

en £1

Uit de vergelijkingen (38) en

1 0

=

-€r

=

3"

W· (

o

Uit (23)

voIgt

}1;

v

0= 2.

- H

. 'IT • •

we dat

+

!In(H

/H )

e

0

o

'0;'

-+

0 '"

Do, fFC'.·':"":'OHH of

oVW·

e

V·"F1...

. e

£1= InO

e

10 '"

-~ln{H

IH )

0

e

0

en met vergelijking wordt dan

_~

E

h

=

iW([~]

2 -1

o

0 +

In(H /H )

e

0

(38)

(39)

(40 )

Uit deze vergelijkingen kunnen we een tabel samenstellen en grafieken maken

van de rekweg

(in een IT-vlak-diagraml en de relatie tuseen £h en £H •

voor gefingeerde He/Ho verhoudingen. ( zie tabel 2.1. en fig 2.3. en 2.4.)

TabeI2.1.

0,9

O,B

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

-0,1054

-0.2231

-0,3567

-0.5108

-0.6831

-0.9163

-1,2040

-1,6094

H

-:::0=

o

o

0,0527

0,1116

0.1784

0,2554

0,3466

0,4582

0.6020

0,8047

-0,0674

-0,1348

-0.1985

-0,2549

;-0;2868

-0,2601

-0,0738

0,6529

-0,0483

-0,0916

-0,1209

-0,1269

-0,0836

0,0680

0,4913

1,7840

0,0087

fl,

041 9

0,1150

0,257

°

0,5258

1,0522

2.1865

5,1775

(16)

)tql

6

S

=1

.f;,

.v

,

2

I 0

-I

-2

-3

Th

e &>1'11: f t ' ./CAe

re

/d f-I'<!", s

4

e',#t ~.

-7

N

.

w

N

.

en

.

(17)

\ <; \ '2

\

I

t'/'z

...

m _

-\ - I 2 I

\

Z :J I ~ I

\

-;I

t:

I -h

...

k~ / O'Q

.

~ 1'0

<

~

(18)

-<;-3. Experimenten.

3.1.

Proefopstelling.

Zoals

besehreven in het voorgaande moeten wij de

invloed

van variabele wrijving

uitschakelen

.

Oit

is te realiseren

door volkomen

"stick"

te veroorzaken.

d.w.z.

dat

het

materiaal

aan de kopse

vlakken

van het proefstukje zieh

niet in

radi-ale riehting

kan verplaatsen.

Oit

probleem werd

opgelost,

door in

de drukplaten, waartussen het

proefstukje

tijdens

het persen geplaatst werd, van concentrisehe groeven te voorzien.

( Deze

werden in dit gevel

aangebraeht

door middel

van

vonkerosie.)

De beide

drukplaten

werden in een stempelhouder met geleidingen geplaatst

,

zodat ze

steeds op dezelfde manier

boven

elkaar staan.

(zie

foto

3.1.)

Het

geheel

werd geplaatst in een

250

tons pers (merk Avery

type

7112

eeg

.)

in het laboratorium

voor

plastisehe vormgeving. (zie

foto

3.2

.

)

Voor de meting van

de

raster-afmetingen

werd gebruik gemaakt

van

een

werkplaatsmicroscoop,

met

daarop

gemonteerd een kruis

-tafe

l

met meetklokjes en een

zogenaamd

V-blok

.(

zie foto

3.3.)

Voor de bepaling van de materiaal-

foto

3.1.

eonstanten(

C,

n

en eventu8el

Eo, zie Appendix A) werden trekproeven uitge

-voe

r

d

op

de

"

Houndsfield

lenso

meter

"

serienumm

er

W 6263 in het laboratorium.

(19)

3.2.

Meetmethoden.

De stuikproeven bestonden uit het eigenlijke stuiken met de Avery-pers

en het daana opmeten van de volgende

geometrie~n:

De minimale en maximale hoogte van het stuikblokje. (H.

en H

)

mln

max

De maximale diameter van het stuikblokje. (0

)

max

3.2.

De hoagte h en lengte I van steeds dezelfde axiaal verlapende rij rasterhakjes.

Verder werd de perskracht per stap

genoteerd. Bij de trekproef werd de

Kracht en de diameter in

10

stappen

opgemeten en genoteerd.

3.3. Uitvoering van de proeven.

Voar de proeven.werden drie materialen uitgezocht, te weten:

Aluminium. (99,99

% zuiver) merk Erftal.

o

Koper, Electrolitisch, normaalgegloeid

(1

uur op

500

C.)

"Kobe steel", staal

42.

Japans fabrikaat •.

Al deze material en in normaalgegloeide toestand (voor het stEial en aluminium

fabrieksmatig) •

Van deze materialen werden door verspaning proefstukjes gemaakt van

~

14

mm

en hoag respectievel ij k 7

14

en

21

mm. (

HID

verhouding ;,

1

en

1!)

De genoemde proefstukjes zijn voorzien van een centreerboring (een kegelvormig

. 0

gat met een tophoek van

120 ),

waarmee zij tussen de stempels gecentreerd

konden worden met een daarop aanwezig kegeltje. Dit in verband met de concentrische

groeven, am de defarmatie aan het kopse vlak gelijkmatig te hauden.

Tevens werden van de material en

trekstaa~jes gemaakt, passend ap·de trekbank.

De gegevens van de stuikpraeven werden in meettabellen genoteerd. (z1e

voor-beeld Appendix E) Later werden deze gegevens in ponskaarten gepanst. evenals

de gegevens uit de trekproeven.

(20)

4.

Meetrssultaten.

Van de verkregen"meetresultaten zijn, via rekenprogramma's (zie uitvoer

Appendix

0.)

de volgende grafieken gemaakt.

Voor de trekproeven:

1.

De verstevigingsrelaties op dubbellogaritmisch papier. (appendix F

1.)

Voor de stuikproeven:

2.

De axiaal gemiddelde rek In(H/H ) op de abcis tegen de lokaal gemeten

o

axiale rek op de ordinaat, voor drie material en op een grafiek.

(Appendix F 2.1.,2.2 .• 2.3. voor

HID

verhoudingen van resp.

~.1

en

1~

(21)

5.Conclusies en discussie

Uit de verkregen grafieken zien we dat de relatie. welke in de theorien

ontwikkeld is niet geheel voldoet aan de werkelijkheid.

Uit de figuren blijkt. dat de relaties ongeveer het midden houden tussen

de vroeger veronderstelde lijnspanning en de theoretische relaties.

(dit geldt zawel vaor £h=f(£H) als voor de rekwegen.)

De proefstukjes met grotere slankheid tenderen (althans in het eerste deel

van de kromme) meer naar de lijnspanning. Dit verklaart zich met het feit.

dat de

hebben.

rekken aan de randzones nag niet zo'n grate invlaed

In de theorie zijn de materiaalparameters nog niet geheel tot uiting gekomen.

maar er blijkt nergens duidelijk utt de proefresultaten dat de

materiaal-eigenschappen zoals n en C invloed hebben op het verloop van de kramme's.

WeI is het zander meer duidelijk geworden. dat de karrelgraotte een behoorlijke

rol speelt in de betrouwbaarheid van de metingen. en misschien heeft zij oak

invloed op de genoemde relaties, hoewel dit niet geheel tot uiting komt.

De invloed ap de metingen was voaral te merken bij het aluminium, waar door

de grate karrel een gratere spreiding in de meetresultaten optrad.

Verder is aIleen bij het "Kobe Steel" sc heurvorming geconstateerd. en weI

volkomen axiaal verlopende scheuren. Bij het aluminium werden enige lokale

instabiliteiten (holtes) waargenomen, welke echter niet door en door het

mat-eriaal liepen.

Mogelijke oarzaken van de geconstateerde afwijkingen kunnen zijn:

Het oppervlaktemateriaal ondervindt een rek (waarschijnlijk positief en

in de h- richting) bij het overgaan van vrije mantelvIak naar een der

stuik-vlakken. welke steeds gratere afwijkingen veroorzaakt bij afnemende

proefstuk-hoagte. Dit heeft vermaedelijk als aorzaak. dat de afschuifvlakken bij kleinere

hoogten niet meer onder 45

0

liggen. waardoor de hoogte h van een oppervlakte

element zal toenemen i.p.v. gelijk blijven zoals aangenomen.

(zie fig. 5.1.)

'---+---~----'

~-Ii,.

5".1. hODJl:e lIetql"'o(-inJ

(-u!lrJ

doc>

I'"

(22)

Vetd/"eitliihg-5.2.

Een suggestie voor verder onderzoek kan zijn:

Het met en van de rekken dicht bij de stuikvIakken.

Hierbij zal echter weI de tonvorm van de proefstukjes gemeten moeten worden.

wat zou kunnen gebeuren door de verplaatsing van de microscoop te meten

bij het scherpstellen (dus in vertikale richting), Oit zou bijvoorbseld

mogelijk worden door een meetkIokje de vertikale verplaatsing te Iaten

meten, zoals foto 3.3. suggereert.

(23)

6.1 .

6.

Literatuur.

A

note on surface fracture in upsetting.

Ir. J. A. G. Kal s

(1 )

M.J.H. Smeets

feb. 1976

Het begrip deformatie

I

r.

J.

A • G. Ka 1 s

( 2)

Metaalbewerking Jaargang 39 Nr. 15

10-1-1974

Grondslagen der mechanische technologie

Oeel

III

"Oieptrekken"

(3)

Ir. J.,l\.G.

Kals

Toekomstig diktaat voor H.T.S.en

Sektie Plastische vormgeving

Vakgroep Produktie Technologie

T.H. Eindhoven

Analyse van het persen

L.J.A. Houtackers.

International Collective Calibration Test

Program of Cold Upssttability Test

C.

LR.P Rapport

Prof. H.Kudo

Japan

januari 1975

(4)

(5)

(24)

Appendix A

1

1.

Mechanismen en methoden voor de beschrijving van vervormingen.

In het algemeen worden plastische vervormingen mogelijk gemaakt door in het

materiaal aanwezige lokale roosterfouten. Zij maken het namelijk mogelijk

dat de roostervlakken onder een vee 1 lagere spanning over elkaar kunnen

schui-ven dan zou volgen uit zuiver fisische berekeningen over de bindingen in de

kristallen. De meeste bekende construktiematerialen kennen bij plastische

vervorming de eigenschap dat naannate de vervorming verder voortschrijdt.

de weerstand tegen die vervorming wordt vergroot.Deze verstevigingsrelatie

werd het eerst beschreven door Ludwik (1909). Hij beschreef de relatie

tus-sen de vervormende spanning en de vervorming of rek als voIgt:

-

- n

(1 ]

a '" aD

+

cCe:)

waarin

fj

de effektieve spanning.

aO: de vloeispanning.

e

de effektieve vervorming (rekJ.

C

de specifieke spanningscomponent. (bij£=1J.

n

de verstevigingsexponent. (naam werd toegekend door Swift.)

Later (1939) werd door Nadai de relatie geschreven a1s:

(2 )

Hierbij va1t op te merken dat Ludwik rekening houdt met de v1oeispanning.

en Nadai niet. Uit onderzoekingen is gebleken dat vele materialen reeds bij

zeer lage spanningen plastische deformatie kennen.

Door Nadai te schrijven als:

-

- n

a

=c.{ eO

+d

(3)

heeft men een zeer goed passende betrekking gevonden voor de relatie tussen

spanning en vervorming. In

£0

is alles onder te brengen. wat 'te maken he eft

met de deels onbekende uitgangstoestand van het materiaal.

Zo is de vloeispanning te schrijven als:

(3a)

(25)

een bepaald materiaal beschreven wordt door de steeds dezelfde kramme,

waarbij de plaats van de funktie in het assenstelsel bepaald wordt door

een horizontale verschuiving welke gelijk is aan de waarde van £0 .(z1e fig. Ai)

a

Fig. A1

De fout die menmaakt door bij de vlaeispanning de elasticiteitsmadulus te

verwaarlozen is in de meeste gevallen klein,in de plasticiteitsmechanica

althans. De vervarming

E

welke in formule (3) dient te worden ingevuld is

de effektieve rek, welke bepaald wordt door samenstelling van de natuurlijke

rekken in de drie hoofdrichtingen, welke weer bepaald worden door de formules:

dEl =dA.(O'l-

O'Z+0'3)

2

dEZ :::d)"(O'z- 0'3+0'1)

2

(4)

d£3 =dA.(0'3-

0'2+0'1

.. 2

Hierin zijn

0'1_

O'z en 0'3 de spanningen in de drie beschouwde hoofdrichtingen.

2. Oefenities, berekeningen en anderlinge verbanden tussen de verschillende

grootheden.

2.1.

~

In het algemeen zijn spanningen a gedefinieerd als:

(5 )

uO'o is een overblijfsel uit de

kl~ssieke

sterkteleer, namelijk de zogenaamde

vloeispanning of elasticiteitsgrens. Oit is de spanning waarbij het materiaal

plastisch. begint te vervarmen. Ze wordt gedefinieerd naar gelang de

(26)

toepas-sing en het onderzochte materiaal. Bekende benamingen die gebruikt worden

zijn

aO~'

a

I

0

e.d.

De moderne plasticiteitsleer kent in principe geen

~

v oel

vloeigrens, maar zegt dat ieder materiaal onder elke spanning in een bepaalde

mate plastische vervorming

01

vloei vertoont.

2.2. aI' a2

en

a3 .

Deze spanningen voldoen eveneens aan de spanningsdefenitie (5).

Os

spanningen

a1. a2

ena3 zijn de spanningen in de drie hoofdrichtingen in

een ruimtelijke koordinatenstelsel. In

fig~2is

een materiaaldesltje met de

daarop aanwezige spanningen, getekend.

Fig. A2.

De grootte van de waargenomen spanningen op de loodrechte vlakken van het

elementje zijn behalve afhankelijk van de spanningstoestand van het lichaam

ook afhankelijk van de gekozen stand van de loodrechte coordinatenassen door

het elementje. Uiteraard is het totaalbeeld van de spanningen steeds hetzelfde

bij eenzelfde spanningstoestand. De stand van de loodrechte vlakken door het

elementje worden aIleen bepaald door de manier waarop men het beschouwde

ele-mentje bekijkt. dus via welk assenstelsel. De spanningstoestand wordt ook

weI de spanningstensor genoemd.

De spanningen. waarvan de twee indexen i en j verschillend zijn , zijn de

zogenaamde schuifspanningen (veelal aangeduid met

'OJ)'

De paren van

schuif-1 .

spanningen, waarbij de indexen verwisseld

n (bijv. a13en

a31)

zijn gelijk

doch in draaizin tegengesteld gericht aan elkaar. ( Dit is eenvoudig

aantoon-baar met momentenevenwicht voor eenelementje in statisch evenwicht.J

Het zo gevormde spanningsbeeld kan beschreven worden in een matrix.

Men kan nu deze matrix door transformaties omzetten in een matrix • waarbij

de elementen welke niet op de hoofddiagonaal liggen, 0 worden. De dan

(27)

Appendix A

4

genoemd. De eerste matrix ziet er uit als voIgt:

en na transformatie:

r~l ~2 ~

1

lo a

a3

In feite heeft men dan de kubus zoals getekend in

fig.~~

zodanig am zijn

3

assen geroteerd. dat de schuifspanningen gelijk aan

a

worden.

2.3.

a

-

o wordt de effektieve spanning genoemd. en is in tegenstelling tot

all

a2

en a3 geen vektorgrootheid. maar een scalair. De effektieve spanning werd

door von Mises als voIgt gedefinieerd:

(6)

2.4. £0

e::O

is een maat voor de toestand van het uitgangsmateriaal. welke men zich

kan voorstellen als een hypothetische voorvervorming.

2 • 5 •

€:I I

e:: 2 en e:: S •

Vervorming van een elementair deeltje kan opgebouwd gedacht worden uit 9

ver-vormingen. te weten 1 loodrecht op elk van de drie loodrechte vlakken en

tel-kens twee in de vlakken zelf. lie

fig.A3~.Ook

hiervoor is weer een matrix op te

zetten. welke eveneens valt te transformeren. maar nu zodanig dat aIleen de

de::. overblijven. In deze matrix zijn de rekincrementen de::. in de hoofdrichtingen

1 1

gedacht. Oat de hoofdrichtingen van de vervormingen samenvallen met de

hoofd-richtingen van de spanningen is snel in te zien. maar wordt hier niet bewezen.

De samenhang tussen de vervormingen en de spanningen is volgens Levy-von

Mi~e~-de::

1

=dX(Ol-

02+ ( 3)

2

03+°1

d£2 =d A(a2-

j'

2 )

'( 4)

de:: 3 =d A(a3-

02+

2

a ,)

(28)

I

I

I

I

I

j _ ...

e

...

22

I

J - - - -

J-

--

-. / , / . /

'"

Fig A3.

Bij het vervormen treedt geen volumevariatie op(zog. volumeinvariantie).

~oor

de volumeverandering geldt:

V= a.b,.c.

dus

dV=b.c.d(a)+a.c.d(b)+a.b.d(c)=O

en de relatieve volumevariatie is dus:

dV

=

deal

+d(b)

+d(c)

'

-V

a

b

c

anders geschreven:

del

+d£2

+de3

=0

oit wordt weI de eerste invariant van de rektensor genoemd.

2.6.

de:;

De effektieve incrementele rek wordt geschreven als de.

oeze kan worden afgeleid uit de tweede of kwadratische invariant van de

rek-tensor. De rektensor is de

rekboestand van een deeItje • De toestand is

onafhankelijk van de manier waarop men het beschouwd m.b.t. een

coordinaten-stelsel.door het deeItje.

De tweede invariant van de rektensor is:

(7)

Een arbitrair te kiezen konstante waarmee de invariant vermenigvuldigd wordt

heeft geen invloed op de eigenschappen van de invariant.

We kunnen de invariant omschrijven tot:

{OEI -ce2}2 + {de:2-de3}2+ {dE3 -d£l}2

=

2{(de:r

+de:~ +de~)-(ae:loe2 +de2de:3 +de:3d€1)}

(29)

Appendix A

6

=-(dEi

+dE~ +dE~]

[dEldE2 +dE2dE3

+dE 3dE l)

of: 2(dEldE2 +dE2dE3

+dE3dEl

=

-(dE!

+dE~

+dE§)

dus:

We kunnen nu voor de effektieve incrementele rek schrijven:

d"2:::

k.I

2

(8)

Waarbij keen arbitrair te kiezen konstante is. Bij een der meest eenvoudige

rekdeformaties. namelijk de trekproef. is het inter-essant omde effektieve

(,incrementele) rek direkt te kunnen meten, door bijv. te zeggen:

dE

:::dE!

(langsrek)

Bij de trekproef geldt:

dus volgens (6)

of

:

d. q +dE2

Cfl= Cfl

CfZ*

0

Cf3=

0

Cf ::: Cfl en tevens: (volgens (4))

dEl::: dLCfl

dE2=-dLCfli2

dE3=-dLCfl/2

+dE 3

=1:

H:

-~.

l6Iaotleet;

d Ei=3.k.( dE

t

+dE~

+dE§)::: 3.k.dej{ 12 +H)2+H)2}

dan is

d d=3.k.dt:!.%

+

,

k=-

2

9

of:

de:t

(9 )

Hierbij wordt aangetekend dat en Cf en E en CfOgeen vektoriele grootheden zijn, maar

scalairen.

3. Cirkels van Mohr.

Wanneer we van een willekeurig in de ruimte georienteerd vlak de

spannings-toestand beschouwen, dan kunnen we van daaruit bij gegeven spanningen de

het vlak

,.\,

stand van/ten

opzicht~van

de hoofdassen vinden, en tevens de bijbehorende

hoofdspanningen. (zie fig A4). In fig. AS a?f.m.c is de spanningstoestand

weergegeven ontbonden naar de vlakken van een willekeurig assenstelsel.

(30)

0:;' 2

a

Fig,AS'

Fig,A4

cr'

b

Appendix A

H - - - ' ...

~

c

...

' ( "Il.

7

(31)

In het geval dat het vlak dA loodrecht staat op een der hoofdvlakken. kan

de relatie tussen de spanningstoestand van het vlak en de hoofdassen beschreven

worden door een cirkel. de z.g. cirkels van Mohr. In het

geval~dat,een

vlak

loodrecht op een der hoofdvlakken

sta~t.heerst

er een spanningstoestand.die

beschouwd kan worden als een vlakke spanningstoestand.

In deze beschouwingen is dan een der hoofdspanningen buiten beschouwing

ge-laten

Evenwicht:

l:F =0

x

E F =0

Y

\

-0

.dAcos~

+S dA -T

.dAsin$

=0

x

x

xy

o

.cos~

+T

.sin$

=

S

x

xy

x

o sin +T

.cos = S

y ' x y

y

Normaalspanning op het $-vlak

0$= tJ$x +tJ<!>y

tJ

=

S cos$ +S sinq,

$

x

y

Fiq.A6

o

=

tJ

cos2~

+0

sin2~+T

sin

~

cosq,

$

x

y

xy.

Schuifspanning in het $-vlak

T$ =-T$X +Tq,y

T~

=-S 6in$ +S cosq,

'f' X

Y

T~

=

tJ sinq,.c06<1>

~o

6in<l>.cos$ +T

(~sin2$

+cos 2

<1»

'f' X

y

xy

Met

26in$.cosq, =sin2q,

2sin 2q,= 1-coe2<1>

2cos 24>= 1+C0624>

sin 2q, +C06 2$ =1

(32)

wordt

a

=

ia

(1+eos2.)+

ia

[1-eos2

.1

+T

sin2.

x

y

xy

a

=

(a +a )

x

Y

+(a -a

x

y

1:eos2.+T sin2.

xy

,1

2

2

en:

T

=

{(a -a

).sin2. - T eos2.

x

y

xy

Dan is :

a +a

x

y

2

2

oit

is een eirkel in het

a~

.T.

I

a

+

a 2.

2

R=

{f

x

y~

tT }

2

en met verse hoven middelpunt

r< +'"'

OM'"

Vx

Vy

2

vlak met

(fig.A7a) .

(10) (11)

Indien we dit uitvoeren voor drie vlakken die tel kens loodreeht staan op

een der hoofdvlakken. dan krijgen we.drie cirkels waarvoor geldt:

formule's 10 en 11 • waarbij de indices cyclisch verwisseld worden.

Dan geldt voor elk willekeurig vlak in een gegeven assenstelsel:

P(er,T)

f-

v

1

-ev

2

uV

3) .

Hiermee wordt bedoeld het gearceerde deel

+

de grenzen van fig A7.

(33)

4.

VloeivDorwaarden.

Zoals reeds in het voorgaande werd opgemerkt , gaat men in de

plasticiteits-mechanica uit van plastische volumeinvariantie.

Indien

nu een deeltje alzijdige gelijke Cisostatische) spanning ondervindt

(druk of trek), dan zal het deeltje niet plastischvervormen.

Er moet dus blijkbaar een verschil zijn tussen de richting (absoluut gezien)

en of de grootte van de hoohdspanningen in de drie richtingen. Als

zo-danig zijn zij af te beelden met de cirkels van Mohr. Indien zij gelijk van

richting en grootte zijn krimpen de cirkels samen in een punt op de a-as.

Er

n geen schuifspanningen meer te vinden door vlakverdraaiing, wat

im-pliceert dat de schuifspanningen

0

zijn. Uit de metaalkunde weten we dat

vervorming ant staat door het over elkaar schuiven van roostervlakken of het

vormen van zogenaamde tweelingen. Hiervoor zijn schuifspanningen nodig.

Een conclusie Welke men hieruit trekt is deze:

IEr moeten met behulp van de cirkels van Mohr altijd vlakken met

schuif-1 Ispanningen te vinden zijn.

l i s de eerste vloeivoorwaarde.

Als tweede vloeivoorwaarde zou men kunnen bedenken:

2

De genoemde schuispanning

T

moet een bepaalde minimum grens overschrijden.

(In feite toch een vloeigrens, maar anders dan zij gehanteerd wordt in de

elasticiteitsleer.)

Als een der eersten heeft Tresca deze vloei0oorwaarden beschreven in zijn

vloeivoorwaarde:

o

=0 - 0 . ~

k

f

v max

mln

a

=

de

vloeispanning.(g~~n

vektorl

v

o

=

de maximale hoofdspanning.

max

o

=

de minimale hoofdspanning.

min

(13 )

k

f

=

De vormveranderingsweerstand (is niet konstant)

k

f

zal afhankelijk blijken te zijn van de soort, maar vooral van de

deformatie-toestand van het materiaal.

Indien 0v<kf treedt aIleen elastische volumevariatie Ope

Indien 0v=k

f

treedt er plastische vormverandering Ope

De vloeivoorwaarde kan voor een vlakspanningstoestand worden weergegeven in

een diagram. (bij

V.

a2.=

0)

Zie fig.AB.

In zijn vloeivoorwaarde houdt Tresca slechts rekening met twee van de drie

hoofdspanningen. te weten de maximale en de minimale. Hierdoor wordt dUB slechta

rekening gehouden met 1 van de drie schui fspanningen

?ie

extreem kunnen worden.

(T13 '

zie fig A7b). Een door von Mises uitgwerkte vloeivoorwaarde ondervangt

dit door te stellen:

(34)

-'ig.

A 8.

Anders geformuleerd( zoals voIgt uit de cirkels van Mohr)

o

(15 )

Door evenals bij de deformaties de trekproef als referentie te kiezen met

cr

=01

voIgt

12

k.,

zodat de vloeivoorwaarde volgens von rUses wordt:

(16 )

Indien we deze vloeivoorwaarden voor een vIakspanningstoestand in een grafiek

zetten, geeft dit voor de vloeivoorwaarde van von Mises een over 45°

gero-teerde/ eelnlivposor d

e vloeivoorwaarde van Tresca een aarln passen e se eve

d '

d

h

zeshoek.

II./'IiS".

(35)

-

--

--

-

--,-.,.

.

• - . - .

1,,-.

--

.

\ ---"---'---.-

I

'

\

--.

:--.

,,~1 ~

1# 1

RUimtBlijkB

VloBispanningS_

voor-stelling.

Fig

Ai O.

(36)

Wanneer we teruggaan naar de ruimtelijke spanningstoestand, dan kunnen we

de gevonden ellips beschouwen als een doorsnijding van een cilinder, met

als as de 1,1,1-richting en met

cr

als straal. en sen der hoofdvlakken.

5. Oeformatieweg en arbeid.

5.1. Dnomkeerbaarheid.

Het plastische omvormproces is onomkeerbaar. d.w.z. de verbruikte energie,

eenmaal in de vervorming gedissipeerd

1

is daaruit niet terug te winnen, door

het doorlopen van de omgekeerde vervorming.

Oit impliceert ook, dat uit de geometrie van het eindprodukt(bijv. een

diep-terkpot) niet zonder meer de daarvoor benodigde omvormarbeid te berekenen

valt. Tevens wil dat zeggen dat bij twee tegengesteld gerichte

deformatie-wegen de arbeid toch steeds positief bl ft.

Wat geldt voor de arbeid • geldt eveneens voor de versteviging. Deze kan

door omvorming in welKs zin dan ook aIleen maar vergroot worden. met andere

woorden. de verstevigingsrelatie wordt altijdin positieve zin (i.c. van

links naar rechts) doorlopen.

Oit voIgt in feite uit de tweeds invariant van

de rektensor, welke altijd positief is.Zou men nu bij een willekeurige

om-vorming de

191

dan nietbewuste aanname doen,dat de deformatieweg recht is.

dan zou men in de meeste gevallen tot verkeerde konklusies komen met

betrek-king tot de mogelijke rekken ( in verband met de instabiliteitl en de

be-nodigde omvormarbeid. De totale omvormarbeid kan beschreven worden met:

A

:::: A'+A"+A

tot

w

(17)

H'ierin is A' de arbeid indien alle materiaaldeeltjes dezelfde deformatieweg

doorlopen. A" de verborgen arbeid door het niet recht zijn van de

deformatie-weg en A de wrijvingsarbeid.

w

5.2. Het verband tussen de rek,de spanning en de arbeid.

Indien we de effektieve spanning volgens von Mises uitzetten tegen de effektieve

rek( uit de tweede rekinvariant)

dan vinden we onder de verkregen kromme

een oppervlak. welk een maat is voor de verrichte specifieKe

vervormingsar-beid per eenheid van volume. Zie fig A11.

De specifieke vervormingsarbeid is gedefinieerd als:

of met Nadai:

W

s

=

fadE

n

-Ws=C.f

E dE

C. {_1_,,~fl+1

+C' }

(37)

..

FiqAf1

5.3. De plaats van de plastische rekweg in de ruimte en de grafische weergave.

In het voorgaande werd reeds opgemerkt. dat in de elasticiteitsmechanica voor

plastische rekken altijd wordt uitgegaan van volumeinvariantie.

We zullen aantonen dat aIle plastische rektoestanden in 1 vlak liggen, het

z.g. IT-vlak. (Pi-vlak)

Bij valumeinvariantie geldt: del+de2+de3=O

Wanneer in een orthogonaal assenstelsel geldt; x+y+z+=O, dan wordt hiermee

het vlak loodrecht op de 1,1,1-richting bedoeld,gaande door 0,0,0.

Aangezien een vlak door twee snijdende lijnen bepaald is, is dit eenvoudig

aantoonbaar. Voor de lijn y=-xin het z-vlak geldt x+y=o tevens is z=O

d~s

x+y+z+=o. Voor de lijn y=-z in het x-vlak geldt z+y=O, tevens is x=O dus

x+y+z+=D. De lijnen staan loadrecht ap de vlakken y=x en Y=z, welke elkaar

snijden in de lijn x=y=z. De lijnen liggen in het bedaelde IT-vlak, dus staat

het IT-vlak laadrecht op de lijn x=y=z ( de 1,1,1-richting).

Van het feit dat de rekken in 1 vlak liggen kunnen we gebruik maken, doordat

we

nu aIle rekken in een vlak, het vlak van tekening, kunnen weergeven.

Door de volumeinvariantieis het rekbeeld namelijk bekend, indien twee van

de drie rekken bekend zijn. Indien we de assen van het coordinatenstelsel

projekteren op het IT-vlak, vinden we drie lijnen, 120

0

t.o.v. elkaar gedraaid.

Indien we nu in het Uvlak een gelijkzijdige driehoek tekenen, dan kunnen we

de rekken als voIgt op de zijden van de driehoek aflezen. De

som~an

de

lood-lijnen uit ieder willekeurig punt binnen de driehoek is konstant.

Bewijs: ( Zie fig. A12)

c

A----~---~q----~B

(38)

Appendix A

14

Opp.~ABC=~.(AB.PQ+BC.PR+CA.PS)

=~.(AB.PIQ'+BC.P'R'

+CA.P'S')

Gelijkzijdige

~:

AB=BC=CA

of

PQ+PR+PS=P'Q'+P'R'+P'S'=h

Door nu de asrichtingen in het

n~vlak

goed aan te duiden met positief en negatief,

vindt men, indien de achtereenvolgende deformatietoestanden in de grafiek

uit-gezet worden, voor elk punt weer:

El+E2+E3=0.

(zie fig.

A13)

Om

praktischeredenen kan men de hoogtelijnen buiten de driehoek plaatsen,

waar~

bij men goed in de gaten dient te houden,dat de asr1chtingen juist blijven.

Men kan ook de aswaarden

ove~brengen

op de zijden van de driehoek.

t/

d

b

Fig. A

1'5

",1 £, 0

In hetlaatste geval is:

£1:: P'R'-h.

Met deze grafische voorstelling hebben

we een beeld van de drie momentane rekken en de dsfo'rmatieweg in een plat vlak.

De lengte van de verkregen lijn in de grafiek is sen maat vOor de totale

effek-tieve plastische deformatie, zodat de voorstellingswijze het bepalen van de

ver-steviging en de vervormingsarbeid sterk vereenvoudigd, indien men twee van de

drie hoofdrekkenweet.

(39)

Appendix

8

1.

1. Rastermethode.

De meting van de oppervlakterekken gebeurt door gebruik te maken van de

zoge-naamde rastermethode.

Deze methode bestaat uit het fotografisch aanbrengen van rasters. (meestal

vierkantjes of cirkeltjes.)

1.1. Het aanbrengen.

Het aanbrengen van de rasters geschiedt sIs voIgt:

Het gladde van raster te voorzien oppervlak (liefst gepol

st) wordt vetvrij en

eneigzins mat gemaakt met VIM.

Daarna wordt het proefblokje gedroogd, en wordt de lichtgevoelige laag met

een watje aangebracht. (uiterst gelijkmat

).

Vervolges wordt deze laag weer gedroogd met behulp van een fohn, waarna het

negatief met het gewenste rasterpatroon stevig op de te belichten laag wordt

gedrukt en vastgeklemd.

Nu wordt het materiaal belicht met behulp van een sterke lichtbron.Cin dit

gevalmet een hogedruk kwikdamplamp.)

Na het belichten wordt het niet belichte materiaal voorzichtig weggespoeld

onder de kraan. en kan het proefstukje ondergedompeld worden in de speciale

kleurstof. waardoor het raster zichtbaar wordt. Hierna moet het raster drogen

en 24 uur uitharden.

Een nadeel is. dat het gebruikte

miliimeterraste~

tamelijk onnauwkeurig is.

Ook he eft het raster soms de neiging. vooral bij grate rekken. of bij sterke

roostervervorming van het proefstukje (bijvoorbeeld uitdraaien van grate

kris-tallen.) af te bladdersn.

1.2.

Het gebruik.

Het kunnen aflezen van twee rekken is voldoende om het totale rekbeeld te

kunnen overzien.( zie Appendix A.)

Het is dan weI zaak. dat men zeker weet, dat de gemeten rekken zogenaamde

hoofd-rekken zijn. 8ij cirkelrasters kan men de richting van de hoofdhoofd-rekken aflezen.

door de richting van de assen van de tot ellips . geworden cirkels.(Indien althans

de hoofdrichtingen tijdens het omvormen niet roteren.) Indien echter rechthoekige

rasters gebruikt worden. kan men aIleen bij een symetrisch produkt of praefstukje

aanneman dat men de hoofdrekken gemeten heeft. als men dan oak nag de rasters

juist t.o.v. de symetry Iijnen gelegd heeft. Zie fig 81.

(40)

APpendix

8

2.

D

?

o

I

(41)

Appendix

C

1

Afleidingen.

n

::;- A"

ffff)

.11-: -

2 •

J!

(..2)

II-J

dll

L

-

D4

d

Z

1

?(f/

(2.

S

<:/)

==

---<L,

./?-("

LL -

~

r//12..

21-1.:or

0

(42)

Appendix

C

2

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

Naast het bestaande pedagogisch spreekuur van Kind en Gezin en het huidige aanbod van de opvoedingswinkel zouden medewerkers van het spel- en ontmoetingsinitiatief (en/of

De gesprekstechniek is natuurlijk enkel een leidraad. De vrijwilliger mag hieraan zijn eigen draai geven. Wanneer de vrijwilliger bijvoorbeeld verschillende huisbezoeken wil

Veel van dit materiaal is heden ten dage voor de bouw in- teressant; tras, gemalen tuf is zeer geschikt als specie voor waterdicht metselwerk.. Bims, puimsteenkorrels tot

Het bevat een brede waaier aan rechten die vaak al in andere mensenrechtenverdra- gen voorkwamen, maar die nu voor het eerst met een specifi eke focus op personen met een

Voor sommige instrumenten zijn voldoende alternatieven – zo hoeft een beperkt aantal mondelinge vragen in de meeste gevallen niet te betekenen dat raadsleden niet aan hun

Het eerstelijnsverblijf is binnen de Zvw een faciliteit tussen zorg in de eigen omgeving en (het verblijf in verband met) medisch specialistische zorg, zoals geleverd in

Dit suggereert dat – geheel in lijn met het traditionele beeld – de betrokkenheid en het communicatief vermogen van burgemeesters en commissarissen van de Koning weliswaar

Dit heeft twee consequenties voor ons onderzoek naar de vraag of het regulatieve ideaal van het juiste verstaan een rol speelt in de moderne rechtswetenschap, en zo ja,