ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Закритическое деформирование материалов при испытаниях на одноосное растяжение из "Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов " Квазистатический опыт на растяжение является одним из наиболее распространенных методов мехгшических испытаний. Именно применительно к этому способу испытаний относится основанный на многочисленных экспериментах вывод о существенной роли жесткости нагружающего устройства [75, 89, 90, 107, 150, 301]. [c.221] По данным [164] обычные испытательные машины имеют жесткость порядка 54 МН/м, для пресса Гагарина указанная характеристика — 55 МН/м, для разрывной машины Р-5 — 15 МН/м [280]. В работе [153] отмечено, что жесткость существующих испытательных машин составляет 0,01-0,2 от жесткости стального образца диаметром 10 мм и расчетной длиной 50 мм, т.е. порядка 3 -г- 63 МН/м. Жесткость специально сконструированных машин может достигать 165 МН/м [153]. [c.222] Авторами в результате проведенных экспериментов была получена характеристика жесткости испытательной машины Инстрон-1195, приведенная на рис. 10.1. Характеристика представляет собой зависимость нагрузки от регистрируемого датчиком перемещения, связанного с деформацией рабочих элементов машины. Опыты проводились на сжатие при отсутствии образцов, т.е. при непосредственном контакте сжимающих поверхностей. Установлено, что жесткость испытательной машины Инстрон-1195 зависит от рабочих нагрузок и увеличивается от б -г 8 МН/м при нагрузках, меньших 500 Н, до 57 МН/м при нагрузках 2000 Н и более. [c.222] Полученное условие согласуется с известным фактом необходимости достаточной жесткости испытательной машины для регистрации ниспадающей ветви в эксперименте. Однако, как видим, даже при использовании машин очень большой жесткости может оказаться невозможным построение полных диаграмм деформирования, что зависит от конфигурации испытательных образцов. Это связано с тем, что по отношению к ослабленной зоне основной объем стержня, или образца, является также частью нагружающей системы, включающей, кроме того, нагружающее устройство. При правильном же подборе формы и размеров образца с учетом свойств испытательной машины частичная (до момента нарушения полученного неравенства вследствие возрастания D e)) или полная реализация закритической стадии деформирования вполне осуществима (при отсутствии в силу структурной неоднородности материала механизма локализационной формы потери устойчивости). [c.223] Таким образом, существует принципиальная возможность регистрации виспадающей ветви на диаграмме деформирования в опыте на одноосное растяжение вследствие присущего материалу свойства разупрочнения. В качестве примера этой возможности рассмотрим рис. 10.2. Закритическая стадия деформирования, сопровождаемая 30 %-ным снижением истинных напряжений, была зарегистрирована в опытах иа высокотемпературное одноосное растяжение образцов из циркониевой керамики [376]. [c.224] Обратим внимание на то, что из полученного неравенства следует требование положительности некоторой обобщенной характеристики жесткости R = (Qe — Qo) + Qjf входящей в уравнение dS° = Rdu. Данный вывод соглгюуется с отмеченным в 7.2 необходимым условием равновесного накопления повреждений в виде требования положительной определенности обобщенной матрицы жесткости, устанавливающей связь между реальными перемещениями и номинально заданными усилиями на границе деформируемого тела. [c.224] Анализ последних уравнений также приводит к выводу о том, что при номинальном нагружении (с 5° О, dvP 0) закритическая деформация осуществляется только при достаточной жесткости нагружающей системы, когда R что соглгюуется с полученными ранее результатами. В противном случае происходит динамическое разрушение. Кроме того, равновесное деформирование при номинальном нагружении невозможно, если D e) О, что соответствует ниспадающей ветви с отрицательной крутизной. [c.224] Для материала с отрицательным модулем разупрочнения закрити-ческая деформация также энергетически более выгодна, чем упругая разгрузка, поскольку —Rd Re- Характер изменения состояний поврежденного материала в зависимости от жесткости нагружающей системы отражен в табл. 10.1. [c.225] Примером конструкционного использования злементов, работающих на растяжение — сжатие, является создание несупщх стержневых систем. Проведенные исследования позволили заключить, что резерв несущей способности стержневой конструкции, связанный с осуществлением закритической деформации отдельных элементов, при определенных параметрах системы может быть значителен [47]. Это свидетельствует о целесообразности оптимального проектирования конструкций на баз моделей закритического деформирования и условий устойчивости. [c.225] Вернуться к основной статье