Record Details

ELASTO-PLASTIC BENDING OF A FLUOROPLASTIC TAPE AT BENDING IN A RING

Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical-Technical Sciences

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title ELASTO-PLASTIC BENDING OF A FLUOROPLASTIC TAPE AT BENDING IN A RING
УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ ФТОРОПЛАСТОВОЙ ЛЕНТЫ ПРИ СВОРАЧИВАНИИ В КОЛЬЦО
 
Creator G. Vershina A.; Belarusian National Technical University
L. Reut E.; Belarusian National Technical University
Г. Вершина А.; Белорусский национальный технический университет
Л. Реут Е.; Белорусский национальный технический университет
 
Subject fluoroplastic; structure; mechanical properties; material model; deformation behavior at power loading; elastic and residual deformations; recrystallization; cold forming of preparation; bending of a tape; behavior model at stretching and compression; springing; calculation of the tool
фторопласт; структура; механические свойства; модель материала; деформационное поведение при силовом нагружении; упругие и остаточные деформации; рекристаллизация; холодное формоизменение заготовки; изгиб ленты; модель поведения при растяжении и сжатии; пружинение; расчет инструмента
 
Description A technological process of production of sealing fluoroplastic rings from a band workpiece is considered and the possibility of their production by a method of cold coiling of the tape on a cylindrical mandrel is investigated; the helix is cut in rings without subsequent heating operation and thermal fixing of sizes. The basis for adoption of such a technology is the analysis of mechanical properties and deformation behavior of fluoroplastic-4 in the conditions of power influence. Researches show that high plasticity of material and tendency of fluoroplastic-4 to cold flow contribute to emergence of irreversible deformations at low temperatures and low loadings and make possible obtaining fluoroplastic products by method of cold formation just as it occurs in metals, but taking into account particularities of polymer properties. Since the process of reorganization of structure and achievement of the equilibrium state has relaxation character, a necessary stage of cold forming is the endurance of a product under loading during the time required for preservation of given sizes by a detail. At the same time the accuracy of sizes of obtained rings is substantially defined by the tool accuracy (cylindrical caliber) on which is produced by winding of the tape. Considering this scheme of deformation as a pure bending at which there are areas of stretching and compression in a billet, and accepting for a fluoroplastic a model of a solid deformable body with possibility of elastic and residual deformations, it is for the first time proved by authors that fluoroplastic-4 behaves at compression as a rigid and plastic material, and at stretching the model of its behavior corresponds to elastic-plastic material. It means that zone of compression is completely captured by irreversible deformation and its sizes after unloading aren’t restored, and stretching zone even at considerable irreversible changes keeps some share of elastic deformations. After unloading, even after completion of relaxation processes, it leads to springing and, as a result, to partial restoration of its form and changes of its design size that should be considered during the development of technological process and designing of the tool. Authors have developed the method of calculation of the calibration tool taking into account effect of elastic after-effect in a product allowing obtaining fluoroplastic rings of required sizes and forms. The obtained results are reliable and are confirmed experimentally.
В работе рассматривается технологический процесс изготовления уплотнительных фторопластовых колец из ленточной заготовки и исследуется возможность их получения методом холодной навивки ленты на цилиндрическую оправку и разрезания спирали на кольца без последующей операции нагрева и термофиксации размеров. Основанием для принятия такой технологии является анализ механических свойств фторопласта-4 и его деформационное поведение в условиях силового воздействия. Исследования показывают, что высокая пластичность материала и склонность фторопласта-4 к хладотекучести способствуют возникновению необратимых деформаций при низких температурах и невысоких нагрузках и делают возможность получения фторопластовых изделий методом холодного формования реально осуществимой, подобно тому, как это происходит в металлах, но с учетом особенностей свойств полимера. Поскольку процесс перестройки структуры и достижение ею равновесного состояния имеет релаксационный характер, необходимым этапом холодного формоизменения является выдержка изделия под нагрузкой в течение времени, требуемого для сохранения деталью заданных размеров. При этом точность размеров получаемых колец в значительной степени определяется точностью инструмента (цилиндрического калибра), на который производится навивка ленты. Рассматривая данную схему деформирования как чистый изгиб, при котором в заготовке возникают области растяжения и сжатия, и принимая для фторопласта модель твердого деформируемого тела с возможностью возникновения упругих и остаточных деформаций, авторами впервые обосновано и доказано, что при сжатии фторопласт-4 ведет себя как жестко-пластичный материал, а при растяжении модель его поведения соответствует упругопластичному материалу, сохраняющему даже при значительных необратимых изменениях некоторую долю упругих деформаций. Это приводит к пружинению детали после разгрузки и изменению проектного размера, что следует учитывать при разработке технологического процесса и проектировании инструмента. Авторами разработана методика расчета калибровочного инструмента с учетом эффекта упругого последействия в изделии, позволяющая получать фторопластовые кольца требуемых размеров и формы. Полученные результаты являются достоверными и подтверждены экспериментально. 
 
Publisher The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
 
Contributor —
—
 
Date 2017-08-08
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://vestift.belnauka.by/jour/article/view/307
 
Source Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series; № 2 (2017); 40-48
Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук; № 2 (2017); 40-48
1561-8358
 
Language rus
 
Relation http://vestift.belnauka.by/jour/article/view/307/299
Шур, А. М. Высокомолекулярные соединения / А. М. Шур. – М.: Высш. шк., 1981. – 656 с.
Привалко, В. П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В. П. Привалко. – Л.: Химия, 2006. – 238 с.
Каргин, В. А. Структура и механические свойства полимеров / В. А. Каргин. – М.: Наука, 1979. – 449 с.
Способ изготовления разрезного кольца из полимерного материала и устройство для его осуществления : пат. Респ. Беларусь 14191 ; МПК F16J 9/00, B21F 11/00 / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. – Опубл.: 30.04.2011.
Способ изготовления разрезных защитных колец из полимерного материала : пат. Респ. Беларусь 19073 / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. – Опубл.: 30.04.2015.
Вершина, Г. А. Анализ деформационного поведения фторопласта-4 в условиях силового воздействия / Г. А. Вершина, Л. Е. Реут // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2016. – № 4. – С. 23–30.
Кнунянц, И.Л. Краткая химическая энциклопедия : в 5 т. / И. Л. Кнунянц. – М.: Совет. Энцикл., 1964. – Т. 3. – 560 с.
Тугов, И. И. Химия и физика полимеров / И. И. Тугов, Г. И. Кострыкина. – М.: Химия, 2009. – 432 с.
Циклис, Д. С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях / Д. С. Циклис. – М.: Химия, 1965. – 416 с.
Гуль, В. Е. Структура и механические свойства полимеров / В. Е. Гуль, В. Н. Кулезнев. – М.: Лабиринт, 1994. – 370 с.
Тимошенко, С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер. – М.: Наука, 1979. – 566 с.
Биргер, И. А. Сопротивление материалов / И. А. Биргер, Р. Р. Мавлютов. – М.: Наука, 1986. – 560 с.
Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов / В. И. Феодосьев. – М.: Наука, 1967. – 550 с.
Самуль, В. И. Основы теории упругости и пластичности / В. И. Самуль. – М.: Высш. шк., 1970. – 288 с.
Сторожев, М. В. Теория обработки металлов давлением / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. ‒ М.: Машиностроение, 1977. – 423 с.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).