METHOD FOR DETERMINING THE PLASTICITY OF LOW-PLASTIC MATERIALS UNDER HIGH HYDROSTATIC PRESSURE
Authors: Цеханов Ю.А. , Подоприхин М.Н. , Шепеленко И.В. , Немировский Я.Б. 
Published: July 2021

Предложен метод определения пластичности малопластичных материалов. Он заключается в осевом сжатии цилиндрического образца, состоящего из нескольких сопряженных втулок из разных материалов: из исследуемого малопластичного и из высокопластичных. При деформировании в исследуемой втулке создается высокое гидростатическое давление, повышающее ее пластичность и деформируемость. Разработана теоретическая модель сжатия такого составного образца, позволяющая экспериментально достигать пластического разрушения хрупкого материала при высоком гидростатическом давлении. Это достигается как выбором пластичного материала, так и положением втулки из малопластичного материала по отношению к втулкам из высокопластичных материалов. Точность предложенного метода подтверждена сравнением результатов расчетов как по модели, так и с помощью метода конечных элементов. Расчеты, выполненные по разработанной модели, позволяют определять параметры напряженно-деформированного состояния образца из исследуемого малопластичного материала, а также его накопленную до разрушения деформацию при различных отрицательных значениях коэффициента жесткости. Разработанный метод использован для определения пластичности чугуна СЧ20, из которого изготавливаются гильзы двигателей, обрабатываемых с помощью деформирующего протягивания, когда в контактной зоне с инструментов возникают большие гидростатические давления и пластические деформации. В этом случае для оценки качества обработки необходимо рассчитывать ресурс использованной пластичности с помощью диаграммы пластичности чугуна. В экспериментах достигнуты значительные деформации хрупкого чугуна. Полученные результаты позволили построить диаграмму пластичности чугуна в области высокого гидростатического сжатия
The article proposes a method for determining the plasticity of low-plastic materials. It consists in axial compression of a cylindrical specimen, consisting of several mating sleeves made of different materials: from the investigated low-plastic and high-plastic ones. During deformation, a high hydrostatic pressure is created in the bushing under study, which increases its plasticity and deformability. We developed a theoretical model of the compression of such a composite sample, which makes it possible to experimentally achieve plastic fracture of a brittle material at high hydrostatic pressure. This is achieved both by the choice of plastic material and by the position of the sleeve made of low plastic material in relation to the bushes made of high plastic materials. The accuracy of the proposed method is confirmed by comparing the calculation results both by the model and by the finite element method. Calculations performed according to the developed model make it possible to determine the parameters of the stress-strain state of a specimen from the investigated low-plastic material, as well as its accumulated deformation before failure at various negative values of the stiffness coefficient. We used the developed method to determine the ductility of cast iron SCH20, from which the liners of engines are made, processed using deforming broaching, when large hydrostatic pressures and plastic deformations arise in the contact zone from the tools. In this case, to assess the quality of processing, it is necessary to calculate the resource of the used plasticity using the plasticity diagram of cast iron. In the experiments, significant deformations of brittle cast iron have been achieved. The results obtained made it possible to construct a diagram of the ductility of cast iron in the area of high hydrostatic compression