ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Закономерности неупругого деформирования из "Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении " В данном параграфе будут рассмотрены закономерности влияния числа циклов нагружения, амплитуды напряжения, вида напряженного состояния, градиента напряжений, температуры и других факторов на характеристики неупругости различных классов металлов. [c.150] Механические свойства исследованных металлов. Как известно, характеристики механических свойств металлов определяются по диаграммам деформирования при растяжении. По оси ординат на этих диаграммах откладывается величина, характеризующая усилие, а по оси абсцисс — величина, характеризующая деформацию. [c.150] Известно много методов построения подобных диаграмм, здесь мы остановимся лишь на трех, предполагающих равенство площади, ограниченной подобной диаграммой, энергии (полной или удельной), расходуемой на деформирование и разрушение. [c.150] Первая из этих диаграмм представлена на рис. 114, а. По оси ординат на ней откладывается усилие, а по оси абсцисс — изменение длины образца в процессе нагружения. [c.150] Методику определения величин ав, Оо,2, о,оо2 иллюстрирует рис. 114, б. Недостаток диаграммы рис. 114, б заключается в том, что напряжения в связи с измененнем поперечного сечения образца в процессе деформирования являются условными, а также в том, что в связи с неравномерным характером распределения деформации по длине образца величина энергии деформирования, определяемая формулой (11.76), будет усредненной и не может характеризовать предельную работу деформирования в месте разрушения. [c.151] Построение истинных диаграмм деформирования осуществляется обычно по результатам измерения усилия в образце и сужения его поперечного сечения в месте образования шейки в процессе нагружения. [c.152] Характерными величинами, определяемыми по этой диаграмме, являются напряжение и деформация, соответствующие моменту разрушения. Это напряжение будет в дальнейшем называться истинным пределом прочности Ор, а деформация — истинным предельным удлинением е . [c.152] Нетрудно показать, что площадь, ограниченная истинной диаграммой деформирования, равна удельной работе разрушения рассматриваемого элемента материала. [c.152] Графики, построенные в соответствии с уравнением (11.87), для пределов текучести с допуском на остаточную деформацию 0,2% (кривая 2) и 1% (кривая 2) приведены на рис. 116. Эти графики могут быть использованы для ориентировочного определения коэффициентов niQ для металлов, не имеюп их физического предела текучести. [c.153] Величина dMJdQ определялась графически по кривой деформирования в координатах Мк 0. Диаграмма деформирования при кручении в координатах т—у показана на рис. 117. С использованием таких диаграмм вычислялся предел прочности Тв как максимальные напряжения по диаграмме и предел текучести то,4 как напряжения, соответствующие остаточной деформации 0,4%. Для тонкостенных образцов напряжения и деформации определялись по формулам (11.33) и (11.89). [c.156] В дальнейшем вместо наименований исследованных материалов будет использоваться нумерация, принятая в табл. 15. [c.157] В противном случае, как это следует из результатов исследования монокристаллов Мо, приведенных на рис. 97 и 98, начальные участки диаграмм циклического деформирования для первога и второго случая зависимостей Аед—7V могут находиться выше чем диаграммы при статическом деформировании, несмотря на возрастание величины Абн в первом и стабильность Авд во втором слу-чае, в зависимости от числа циклов нагружения. [c.159] С учетом сказанного материалы, для которых зависимости Абн—N соответствуют первому типу, назовем циклически раз- упрочняющимися, материалы, для которых будет иметь место второй тип зависимости Ash—iV, циклически стабильными и материалы с третьим типом зависимости Авд—N — циклически упрочняющимися. [c.159] Для многих материалов характер изменения зависимости Авд—N изменяется в зависимости от уровня напряжений и числа циклов нагружения. Так, из рис. 119 видно, что для стали 0Х14АГ12М при напряжениях ниже 280 МПа наблюдается незначительное разупрочнение с дальнейшей стабилизацией процесса неупругого деформирования. При напряжениях 280 МПа наблюдается циклическая стабильность. В случае более высоких напряжений происходит упрочнение с последующей стабилизацией процесса неупругого деформирования. Такое изменение зависимостей Абн —iV объясняется изменением механизма деформирования при разных уровнях напряжения. [c.159] Если зависимости Авц—N имеют сложный характер, следует характеризовать процессы разупрочнения, стабильности и упрочнения на каждом конкретном участке зависимости Абд —N у который рассматривается. [c.159] Полученные результаты, схематически представленные на рис. 118, показывают, что для трех рассмотренных типов зависимостей Абн — N весь процесс циклического нагружения, пред-шествующий усталостному разрушению, может быть разделен яа три периода. [c.160] Первый период характерен тем, что в зависимости от свойств материала может происходить как увеличение, так и уменьшение неупругой деформации за цикл с увеличением числа циклов нагружения. [c.160] При увеличении неупругой деформации мы имеем дело, как уже отмечалось, с циклически разупрочняюш.имися материалами. Для подобных материалов характерно то, что при циклическом еагружении существенные неупругие деформации могут иметь место после некоторого числа циклов нагружения при циклических напряжениях, значительно меньших, чем предел упругости, найденный в случае монотонного увеличения нагрузки. [c.160] При уменьшении неупругой деформации за цикл с увеличением числа циклов нагружения мы имеем дело с циклически упрочняющимися материалами. В этом случае заметные неупругие циклические деформации наблюдаются лишь при напряжениях, значительно превышающих предел упругости при монотонном нагружении. Если неупругая деформация не зависит от числа циклов нагружения, будем иметь дело с циклически стабильными материалами. [c.160] Второй период, продолжительность которого весьма существенно зависит от уровня напряжений, характерен тем, что при напряжениях, близких к пределу выносливости, наблюдается стабилизация неупругой деформации за цикл. [c.160] Вернуться к основной статье