Модели формирования качества продукции

Открывшиеся возможности вычисления напряжений и деформаций в объеме обрабатываемого тела позволяют ставить новые задачи, в частности, прогнозировать качество изделий и управлять его формированием. Для решения этой проблемы аппарат расчета напряженного и деформированного состояний должен быть дополнен математическими моделями физических процессов изменения качественных показателей металла. В настоящее время разработан ряд моделей формирования качества. В данной главе будет рассмотрена модель разрушения металла при его обработке и формирования пластических свойств. Качество продукции устанавливается Государственными стандартами Союза ССР или Техническими условиями межведомственных соглашений на новую продукцию, которая еще не регламентирована общесоюзными стандартами. Им присущи общие черты, которые сводятся к следующему.

Стандарты регламентируют виды изделий (рельсы, полосы, трубы, проволоку и т.д.), сортамент (марку стали или сплава, форму изделий, размеры, допуски на размеры), технические требования (к качеству поверхности, микроструктуре, механическим свойствам и т.п.), методы испытания, маркировку, транспортирование и хранение. Каждый показатель качества продукции формируется в процессе производства, инженер должен знать механизм его формирования (модель). Невозможно описать все показатели и модели их формирования, а также пути решения проблем с транспортировкой готовой крупногабаритной продукции, в большинстве случаев производственным предприятиям приходится купить самосвал, чтобы иметь возможность перевозить грузы в любое необходимое время. Остановимся на одном показателе, который присущ всем стандартам и техническим условиям. В этих документах оговорено, что на изделиях не допускаются дефекты, связанные с разрушением металла.

Рассмотрим разрушение металла при пластической обработке, создадим модель этого явления с таким расчетом, чтобы предупреждать появление разрушения в процессе пластической обработки металла и возникновение связанных с ним дефектов. Пластичностью называют способность материала пластически деформироваться при тех или иных значениях термомеханических параметров без разрушения в виде макроскопического нарушения сплошности; мерой пластичности является степень деформации сдвига, накопленная материалом к моменту разрушения. Известно, что нарушения сплошности в виде субмикро-и микропор и трещин возникают уже в начале пластической деформации. По мере развития деформации микроразрушения умножаются по числу и увеличиваются по размеру. К моменту исчерпания металлом способности деформироваться макротрещины возникают лавинообразно, образец разделяется на части — наступает разрушение. При этом пластические деформации макрообразца обычно невелики по сравнению с деформациями на предыдущей стадии, поэтому фиксирование деформации к моменту разрушения не представляет особого труда.