omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2025-194-5-17JXBIZZomna-237Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGИсследование упругопластических деформаций при статическом и динамическом взаимодействии двух твердых деформируемых тел. Индентор имеет коническую головную частьStudy of elastoplastic deformations during static and dynamic interaction of two deformable solid bodies. Indenter with a conical tiphttps://orcid.org/0000-0002-7585-433XЧернявскийД. И.ChernyavskyD. I.

Чернявский Дмитрий Иванович - доктор технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры «Машиноведение». SPIN-код: 8610-2957. AuthorID (РИНЦ): 473365. AuthorID (SCOPUS): 6506002416. ResearcherID: N-2038-2015.

Омск

Chernyavsky Dmitry Ivanovich - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Mechanical Engineering Department, SPIN-code: 8610-2957. AuthorID (RCSI): 473365. AuthorID (SCOPUS): 6506002416. ResearcherID: N-2038-2015.

Omsk

maneg1@omgtu.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20253006202502517Copyright © Чернявский Д.И., 20252025Чернявский Д.И.Chernyavsky D.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/237

В работе проводится анализ динамических и статических зависимостей между силой и глубиной внедрения конических инденторов в преграды. Индентором является цилиндр с заостренной конической частью. Инденторы и преграды изготовлены из стали, дюралюминия и латуни. В результате оцифровки графиков исследуемых зависимостей получены интерполяционные формулы распределения энергий упругих и пластических деформаций в контактной зоне. Полученные результаты можно использовать при проектировании штампов и матриц для обработки материалов давлением, а также при разработке параметров технологических операций при изготовлении профильных деталей из стального и дюралюминиевого листового материала.

The work analyzes the dynamic and static relationships between force and indentation depth when conical indenters are pressed into various materials. The indenter consists of a cylindrical body with a pointed conical tip. Indenters and targets are fabricated from steel, duralumin, and brass. Through digitization of graphs representing the investigated relationships, interpolation formulas describing the distribution of elastic and plastic deformation energies within the contact zone are derived. The obtained results can be applied in the design of dies and matrices for material forming processes, as well as in the determination of parameters for technological operations during the fabrication of profiled parts from steel and duralumin sheets.

упругие и пластические деформациицилиндрический индентор с конической головной частьюобработка материалов давлениемпрочностьлистовая штамповкабесформенная многоточечная формовкаelastic and plastic deformationscylindrical indenter with conical head partprocessing of materials by pressurestrengthsheet stampingformless multipoint formingReferencesJohnson K. L. Contact mechanics. University of Cambridge, Cambridge University Press, 1985. 462 p. DOI: 10.1017/CBO9781139171731.Johnson K. L. Contact mechanics. University of Cambridge, Cambridge University Press, 1985. 462 p. DOI: 10.1017/CBO9781139171731.Goldsmith W. Impact: The theory and physical behavior of colliding solids. London: Arnold, 1960. 379 p.Goldsmith W. Impact: The theory and physical behavior of colliding solids. London: Arnold, 1960. 379 p.Stronge W. J. Impact mechanics. University of Cambridge, Cambridge University Press, 2000. 300 p.Stronge W. J. Impact mechanics. University of Cambridge, Cambridge University Press, 2000. 300 p.Александров Е. В., Соколинский В. Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем: моногр. Москва: Наука, 1969. 201 с.Aleksandrov E. V., Sokolinskiy V. B. Prikladnaya teoriya i raschety udarnykh sistem [Applied theory and calculations of impact systems]. Moscow, 1969. 201 p. (In Russ.).Popov V. L. Contact Mechanics and Friction. Physical Principles and Applications. Springer–Verlag, 2010. 362 p.Popov V. L. Contact Mechanics and Friction. Physical Principles and Applications. Springer–Verlag, 2010. 362 p.Meyers M. Dynamic Behavior of Materials. John Wiley & Sons, Inc, 1994. 688 p. ISBN 978-0-471-58262-5.Meyers M. Dynamic Behavior of Materials. John Wiley & Sons, Inc, 1994. 688 p. ISBN 978-0-471-58262-5.Нerz Н. Gesammelte Werke. Band 1. Schriften vermischten inhalts. Leipzig: Johann Ambrosius Barth, 1895. S. 155.Нerz Н. Gesammelte Werke. Band 1. Schriften vermischten inhalts. Leipzig: Johann Ambrosius Barth, 1895. S. 155.Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости / пер. с англ. М. И. Рейтмана; под ред. Г. С. Шапиро. Москва: Наука, 1975. 576 c.Timoshenko S. P., Gud’yer Dzh. Teoriya uprugosti [Theory of elasticity] / trans. from Engl. M. I. Reytman; ed. by G. S. Shapiro. Moscow, 1975, 576 p. (In Russ.).Беляев Н. М. Сопротивление материалов. Москва: Наука, 1976. 608 с.Belyayev N. M. Soprotivleniye materialov [Resistance of materials]. Moscow, 1976. 608 p. (In Russ.).Ишлинский А. Ю., Ивлев Д. Д. Математическая теория пластичности. Москва: Физматлит, 2001. 704 с.Ishlinskiy A. Yu., Ivlev D. D. Matematicheskaya teoriya plastichnosti [Mathematical theory of plasticity]. Moscow, 2001. 704 p. (In Russ.).Goldsmith W., Lyman P. The penetration of hard–steel spheres into plane metal surfaces. Journal of Applied Mechanics. 1960. Vol. 27. P. 717–725. DOI: 10.1115/1.3644088.Goldsmith W., Lyman P. The penetration of hard–steel spheres into plane metal surfaces. Journal of Applied Mechanics. 1960. Vol. 27. P. 717–725. DOI: 10.1115/1.3644088.Чернявский Д. И., Чернявский Д. Д. Исследование динамических характеристик удара двух твердых деформируемых тел при скорости удара до 100 м/с // Омский научный вестник. 2021. № 5 (179). С. 5–14. DOI: 10.25206/1813-8225-2021-179-5-14. EDN: BBYOHG.Chernyavskiy D. I., Chernyavskiy D. D. Issledovaniye dinamicheskikh kharakteristik udara dvukh tverdykh deformiruyemykh tel pri skorosti udara do 100 m/s [Study of dynamic impact characteristics of two solid deformable bodies at impact speed up to 100 m/s]. Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2021. No. 5 (179). P. 5–14. DOI: 10.25206/1813-8225-2021-179-5-14. EDN: BBYOHG. (In Russ.).Beskopylny A., Veremeenko A., Kadomtseva E., Shilov A. Dynamic response of a plate laying on elastic base during the impact of f conical indenter. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 196. 01001. DOI: 10.1051/matecconf/201819601001.Beskopylny A., Veremeenko A., Kadomtseva E., Shilov A. Dynamic response of a plate laying on elastic base during the impact of f conical indenter. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 196. 01001. DOI: 10.1051/matecconf/201819601001.Dubey R. Ballistic impact response of thermo-mechanically processed Al alloy (6082): the Thesis. Indian Institute of Technology. Madras, 2023. 288 p.Dubey R. Ballistic impact response of thermo-mechanically processed Al alloy (6082): the Thesis. Indian Institute of Technology. Madras, 2023. 288 p.Backman M., Goldsmith W. The mechanics of penetration of projectiles into targets. International Journal of Engineering Science. 1978. Vol. 16. P. 1–99. DOI: 10.1016/0020-7225(78)90002-2.Backman M., Goldsmith W. The mechanics of penetration of projectiles into targets. International Journal of Engineering Science. 1978. Vol. 16. P. 1–99. DOI: 10.1016/0020-7225(78)90002-2.Borvik T., Olovsson L., Dey S., Langseth M. Normal and oblique impact of small arms bullets on AA6082-T4 aluminium protective plates. International Journal of Impact Engineering. 2011. Vol. 38 (7). P. 577–589. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2011.02.001.Borvik T., Olovsson L., Dey S., Langseth M. Normal and oblique impact of small arms bullets on AA6082-T4 aluminium protective plates. International Journal of Impact Engineering. 2011. Vol. 38 (7). P. 577–589. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2011.02.001.Forrestal M., Warren T. Perforation equations for conical and ogival nose rigid projectiles into aluminum target plates. International Journal of Impact Engineering. 2009. Vol. 36 (2). P. 220–225. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2008.04.005.Forrestal M., Warren T. Perforation equations for conical and ogival nose rigid projectiles into aluminum target plates. International Journal of Impact Engineering. 2009. Vol. 36 (2). P. 220–225. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2008.04.005.Tang W. The Penetration of Conical Indenters with Hemispherical Tips into Plane Metal Surfaces: the Thesis (M.S.). University of California. Berkeley, 1962.Tang W. The Penetration of Conical Indenters with Hemispherical Tips into Plane Metal Surfaces: the Thesis (M.S.). University of California. Berkeley, 1962.Чернявский Д. И., Чернявский Д. Д. Исследование упругопластического изгиба листовой заготовки различной толщины при ее вальцевании // Омский научный вестник. 2023. № 2 (186). С. 44–54. DOI: 10.25206/1813-8225-2023-186-44-54. EDN: WSRGEE.Chernyavskiy D. I., Chernyavskiy D. D. Issledovaniye uprugoplasticheskogo izgiba listovoy zagotovki razlichnoy tolshchiny pri eye val’tsevanii [Study elastoplastic bending of a sheet blank of different thickness while rolling]. Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2023. No. 2 (186). P. 44–54. DOI: 10.25206/1813-8225-2023-186-44-54. EDN: WSRGEE. (In Russ.).Чернявский Д. И., Чернявский Д. Д. Исследование упругопластического изгиба листовой заготовки различной толщины при ее гибке с учетом эффекта пружинения // Омский научный вестник. 2024. № 2 (190). С. 5–14. DOI: 10.25206/1813-8225-2024-190-5-14. EDN: VQZRGI.Chernyavskiy D. I., Chernyavskiy D. D. Issledovaniye uprugoplasticheskogo izgiba listovoy zagotovki razlichnoy tolshchiny pri eye gibke s uchetom effekta pruzhineniya [Study of elastoplastic bending of sheet blank of different thickness at its bending taking into account the springing effect]. Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2024. No. 2 (190). P. 5–14. DOI: 10.25206/1813-8225-2024-190-5-14. EDN: VQZRGI. (In Russ.).Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. 2-е изд., перераб. и доп. Киев: Наукова думка, 1988. 736 с.Pisarenko G. S., Yakovlev A. P., Matveyev V. V. Spravochnik po soprotivleniyu materialov [Handbook of Strength of Materials]. 2nd ed. Kyiv, 1988. 736 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.