ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Связь между твердостью и интенсивностью напряжений из "Технологическая механика (БР) " Зависимость между твердостью деформированного металла и интенсивностью напряжений при пластическом деформировании положена в основу метода определения напряженного-состояния в пластической области по распределению твердости, представляющего собой безобразцовый вариант метода догрузки. [c.83] Исследованием связи между твердостью, измеренной различными методами, и напряжением при испытании на сжатие-широкого круга материалов установлено, что графики твердость— интенсивность, напряжений, построенные для различных, металлов, не совпадают. Однако все они имеют общую для данного способа измерения твердости огибающую, соответст-вуюш.ую связь между твердостью и пределом текучести идеально пластических материалов. Объясняется это уменьшением упрочняемости металлов с возрастанием деформации. [c.83] В целом, как уже указывалось, тарировочные графики различных материалов не совпадают. Поэтому при определение напряжений по распределению твердости необходимо предварительно по результатам испытаний материала на растяжение, сжатие или кручение и измерений твердости на различных стадиях деформирования строить тарировочный график для каждого из исследуемых материалов. [c.83] Расхождение кривых интенсивность деформаций во — твердость НУ объясняется главным образом некоторым различием начальной твердости. [c.84] Аналогичные результаты были получены и при испытаниях трубчатых образцов из других материалов, а также при испытаниях сплошных цилиндрических образцов из стали на совместное кручение и растяжение. [c.84] Существование единой для различных напряженных состояний кривой интенсивность напряжений — твердость при вдавливании объясняется следующим. [c.84] Подтверждением слабого влияния деформационной анизотропии на связь между твердостью и интенсивностью напряжений является и достаточно хорошее совпадение соотношений (2.117), (2.118). [c.85] Аналогичные результаты были получены при сжатии после растяжения, при кручении после растяжения, при сжатии цилиндрических образцов, выточенных в поперечном направлении из осаженных цилиндров. [c.86] Результаты проведенных экспериментов позволяют с достаточной для инженерных исследований точностью принять, что твердость пластически деформированного металла связана с максимальной за всю историю пластического деформирования интенсивности напряжений зависимостью, единой для различных напряженных состояний и историй пластического деформирования. [c.86] Для выяснения возможности определения напряженного состояния в процессах пластического деформирования, протекающих при повышенной температуре, методом измерения твердости была исследована связь между интенсивностью напряжений при повышенной температуре и твердостью остывшего металла. [c.86] На рис. 35 показана зависимость диаграмм Оо—НУ—ё стали 20 ОТ температуры [16]. Проведенные исследования показывают, что для определения напряжений при повышенных температурах (которые, разумеется, не должны быть выше температуры рекристиллизации) необходимо строить тарировочные графики по результатам испытаний материала при температуре исследуемого процесса пластического деформирования. [c.86] Испытания тонкостенных трубчатых образцов из ряда материалов под действием осевой силы и внутреннего давления показали, что при повышенной температуре диаграмма Оо—//V не зависит от вида напряженного состояния. [c.87] Рассмотренная зависимость диаграмм Оо—HV и ё о—HV от температуры дает возможность определять температурные поля в некоторых процессах пластического деформирования. Если, например, методом делительных сеток определен параметр упрочнения ёо в различных точках тела, деформированного при повышенной температуре, то можно, располагая диаграммами Оо——Со при различных температурах, определить по ёо и твердости распределение температуры, по температуре и твердости— распределение интенсивности напряжений при пластическом деформировании. Этим методом установлено распределение температуры при осадке нагретого цилиндра и теплом прессования. [c.87] Влияние остаточных напряжений на твердость незначительно. Это также объясняется большими пластическими деформациями при внедрении индентора. Поэтому возможно исследование напряжений при неоднородном пластическом деформировании без предварительной разрезки исследуемого тела для его разгрузки от остаточных напряжений. [c.87] Таким образом, если по результатам испытания материала на растяжение, сжатие или кручение и измерений твердости И на различных ступенях деформирования построить тарировоч-ные графики ао—Н, то можно по распределению твердости исследуемого пластически деформированного тела установить распределение интенсивности напряжений. Интенсивность деформаций можно определить по твердости лишь в случае, если кривая течения в исследуемом процессе совпадает с кривой течения в процессе испытания, по результатам которого построен тарировочный график. Но и в этом случае точность определения интенсивности деформации невысока. Зависимость точности определения ёо по твердости от величины деформации представлена схематично на рис. 36. При малых деформациях точность низкая вследствие того, что мала деформация ёо, при больших деформациях — вследствие того, что низка упрочняемость. [c.87] Установив измерением твердости распределение интенсивности напряжений, можно в ряде случаев определить напряженное состояние интегрированием дифференциальных уравнений равновесия. Весьма часто имеет смысл определять интенсивность напряжений по твердости и в случае определения напряженного состояния по кинематике деформирования. Целесообразность такого сочетания экспериментальных методов обусловлена следующим. [c.88] Для определения интенсивности напряжений по кинематике-деформирования необходимо определить накопленную деформацию. Определение этой деформации, в особенности при нестационарном деформировании, оказывается весьма трудоемким. Так, если методом делительных сеток на основе теории пластического течения требуется определить напряженное состояние на некоторой стадии деформирования тела, то для определения приращений деформаций достаточно получить деформированную сетку на двух достаточно близких к рассматриваемой стадиях деформирования, а для определения накопленной деформации необходимо получить деформированную сетку на различных стадиях пластического деформирования, предшествовавших рассматриваемой (их число определяется главным образом кривизной траектории деформирования и во многих, случаях оказывается достаточно большим). [c.88] серьезным источником погрешности определения напряжений по кинематике деформирования, в особенности при определении граничных условий из интегральных уравнений равновесия, является начальная неоднородность исследуемых тел, от которой не всегда удается избавиться даже при тщательной термической обработке. При определении интенсивности напряжений измерением твердости эти ошибки значительно ниже. Если начальная неоднородность вызвана пластическим деформированием (скажем,-при изготовлении модели), она по понятным причинам вообще не приводит к ошибкам определения напряжений. Если же она обусловлена термической обработкой, то уменьшение, например, предела текучести в некоторой зоне приводит и к аналогичному снижению твердости, тем самым связь между твердостью и интенсивностью напряжений не очень искажается. [c.88] Анализ результатов экспериментальной проверки гипотез о-существовании единой кривой течения и единой кривой твердость-интенсивность напряжений приводит к выводу, что погрешности определения интенсивности напряжений, связанные с этими гипотезами, примерно одинаковы. [c.88] Вернуться к основной статье