ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория приспособляемости и свойства реальных материалов из "Несущая способность конструкций в условиях теплосмен " Теория приспособляемости, являющаяся частью общей теории идеальных упруго-пластических сред, основывается на идеализированной диаграмме деформирования, не учитывающей упрочнения материала. Наиболее близкими к такой идеализации являются диаграммы обычных (нелегированных) сталей со средним содержанием углерода, которые имеют площадку текучести. Для конструкционных элементов из таких сталей предпосылки и, следовательно, выводы теории приспособляемости должны выполняться наиболее точно. [c.33] Однако большинство металлов и сплавов имеет диаграмму деформирования без площадки текучести, да и при наличии такой площадки, всегда ограниченной, на диаграмме имеется область, в которой одностороннее пластическое деформирование приводит к упрочнению [171]. [c.33] Естественно, что при ознакомлении с теорией приспособляемости возникает вопрос, насколько существенные изменения в описание поведения конструкции вносит пренебрежение упрочнением материала при монотонном и циклическом нагружениях как повлиял бы на условия приспособляемости учет этих свойств, обнаруживаемых при испытаниях реальных материалов. [c.34] Качественный анализ влияния этих факторов может быть пройеден на основании результатов предыдущего параграфа. Такая возможность возникает в связи с тем, что, как известно [25], стержневые системы из элементов, наделенных идеализированными свойствами, позволяют описывать поведение упрочняющихся материалов. В частности, в рассматриваемой двух-параметрической системе совокупность элементов 2, 3 (см. рис. 14), каждый из которых имеет диаграмму идеального уп-руго-пластического тела, в целом отвечает материалу с линейным упрочнением (и имеет характеристику типа линии Ыт на рис. 3). [c.34] В процессе приопособляемости напряженно - деформированное состояние постепенно приближается к упругому, что в общем случае должно сопровождаться уменьшением суммарной деформации и ростом максимальных напряжений [89]. [c.35] В качестве первого приближения здесь принято, что предел упругости 2оу при циклических нагружениях не изменяется. Фактически иногда он несколько возрастает [51, 52]. [c.36] Учет циклического упрочнения материала привел бы к следующей формулировке задачи теории приспособляемости зная интервалы изменения действующих нагрузок (для некоторого фиксированного цикла) и характеристики циклического деформирования материала, необходимо определить число циклов до (условной) приспособляемости, когда пластическая деформация в каждом полуцикле станет меньше величины, установленной заданным допуском. Суммарная пластическая деформация, а также энергия, рассеянная за время, предшествующее приспособляемости, при этом остаются неизвестными. [c.36] Согласно выражениям (1.41), (1.42), процесс приспособляемости с увеличением числа циклов резко замедляется (у упрочняющихся материалов показатель 0 а 0,5). Поэтому фактически возможность приспособляемости за счет циклического упрочнения материала оказывается довольно ограниченной, часто разрушение от усталости наступает раньше [89]. [c.36] У циклически разупрочняющихся материалов а 0, у циклически стабильных а = 0 приспособляемость конструкций, выполненных из таких материалов, может происходить только за счет возникновения собственных напряжений. Приспособляемость конструкций из циклически упрочняющихся материалов изучал В. В. Москвитин [105, 106]. [c.36] В условиях прогрессирующего разрушения элементы системы в каждом цикле испытывают одностороннюю деформацию. В этом случае влияние упрочнения материала, сказывающееся в повышении предела упругости, является совершенно очевидным. Постепенное затухание деформации в связи с таким упрочнением иллюстрируется из рис. 17, в. Упрочнение здесь было кинематическим (конструкционным), оно связано с перераспределением усилий, но влияние физического упрочнения материала качественно ничем отличаться не будет. [c.36] Уравнение (1.45) выражает тот факт, что в условиях, предельных по приспособляемости, напряжения в элементе 1 при охлаждении равны пределу упругости (в элементе 2 они достигают предела упругости, в конце нагрева). Уравнение (1.46) определяет связь между накоплениыми пластическими дефор-мациями и остаточным усилием, которое будет ib системе после некоторого числа циклов, предшествующих приспособляемости. [c.38] Отсюда могут быть определены остаточные напряжения и фактические деформации (с учетом упругих) к моменту приспособляемости. [c.38] В условиях прогрессирующего разрушения расчет с учетом упрочнения можно использовать для оценки прочности путем сравнения пластической деформации, предшествующей приспособляемости, с ресурсом пластич1Ности материала или деформацией данного конструктивного элемента, предельной с точки зрения условий эксплуатации. Так, в частности, ставится вопрос при определении долговечности топливных элементов ядерного реактора ([190], см. 41). [c.38] Таким образом, индивидуальные особенности диаграммы деформирования материалов оказывают некоторое количественное влияние на границы характерных областей поведения конструкции при повторных нагружениях (знакопеременное пластическое течение, прогрессирующее разрушение, приспособляемость). В частности, конструкции из материалов, упрочняющихся при монотонном (или циклическом) пластическом деформировании, обладают определенными дополнительными резервами, способствующими их приспособляемости в условиях, когда на первых этапах натружеиия возникает прогрессирующая (или знакопеременная) деформация. [c.38] Вернуться к основной статье