Области упругопластического деформирования

НДС в области упругопластического деформирования при взаимодействии остаточных напряжений с рабочими определяется с помощью алгоритма, представленного в гл. 1. [c.201]

Выше уже говорилось, что в пластичном материале перед фронтом трещины возникает область упругопластического деформирования. Форма этой области своеобразна (см. схему на рис. 24.3). Весь объем отчетливо подразделяется на три зоны на срединную и две концевых. Срединная зона представляет собой некруговой цилиндр, протянувшийся вдоль фронта трещины, а форма каждой из концевых зон напоминает раструбы . [c.422]

При переходе в область упругопластического деформирования как при растяжении, так и при сжатии наблюдается увеличение температуры материала. Для случая статического растяжения диаграмма, регистрируемая в координатах усилие—температура, имеет вид, показанный на рис. 3.6, а. При этом за точкой перегиба после участка уменьшения температуры, соответствующей пределу упругости [58], следует участок ее увеличения, сопутствующий развитию пластической деформации, причем с ростом последней (см. рис. 3.6, б) температура увеличивается по зависимости, близкой к линейной. [c.66]

Из уравнений, справедливых в области упругопластического деформирования [c.220]

Подставив (7.39) в (7.32), получим уравнение производства энтропии в области упругопластического деформирования в виде [c.221]

Это неравенство является условием принадлежности точки в пространстве рассматриваемых функций к области упругопластического деформирования. Неравенство (7.41) справедливо и в том случае, [c.221]

Часто для определения величины неупругих деформаций и напряжений используют приближенные способы, основанные на выявленных закономерностях перераспределения упругих напряжений и деформаций в пластических областях. Среди множества подходов наиболее известным является метод Нейбера /33/, позволяющий связать интенсивность напряжений и деформаций (Ст и е. в самой опасной точке конструкции при ее упругопластическом деформировании с соответствующими значениями интенсивности напряжений и деформаций в упругом теле и В частности из выражения [c.128]

Малые упругопластические деформации. Наиболее простой и исторически первый путь построения физических соотношений для малых упругопластических деформаций состоит в следующем. Экспериментами установлено, что изменение объема и в области пластического деформирования строго следует закону упругости, т. е. соотношению (8.4). В то же время механизм пластического деформирования связан со скольжением одних частей материала по другим по так называемым плоскостям скольжения (линии Чернова— Людерса) и, следовательно, пластическая деформация представляет собой процесс необратимого изменения формы. [c.155]

При требуемых величинах ресурса в десятки тысяч полетов условия работы дисков ГТД отвечают области малоциклового нагружения и характеризуются, в основном, регулярно повторяющимся от полета к полету воздействием на диски нагрузок в виде полетного цикла нагружения (ПЦН). Каждый ПЦН представляет собой сложный блок сочетающихся, накладывающихся друг на друга и изменяющихся во время полета силовых, температурных и вибрационных нагрузок. Диски современных ГТД проектируются с запасами прочности, при которых в процессе эксплуатации в их наиболее напряженных местах может происходить повторное упругопластическое деформирование их материала, а в зонах максимальных напряжений материал дисков может работать за пределами упругости. В этих местах с ростом наработки идет накопление повреждений материала, отвечающих области малоцикловой усталости (МЦУ). [c.38]

В общем случае нагружения материала в области МЦУ связь между деформациями и накапливающимися повреждениями описывается кинетическими уравнениями повреждаемости [42]. Расчеты циклической долговечности дисков имеют приближенный характер из-за отсутствия констант, входящих в кинетические уравнения повреждаемости, и их обычно проводят принимая ряд допущений, упрощающих описание процессов циклического упругопластического деформирования материала и накопления в нем повреждений [43]. [c.38]

Форма кривой ст(е) в области малых упруго-пластических деформаций, соответствующих зубу текучести, в большой степени зависит от длины рабочей части образца. Если начальные участки упругого деформирования в координатах нагрузка — удлинение совпадают для всех испытанных образцов независимо от их длины (свидетельство того, что податливость машины намного выше податливости рабочей части образца), то период распространения пластической деформации, связанной с зубом текучести, сокращается при уменьшении длины рабочей части образца (рис. 44). Уровень искажения в регистрации усилий и деформаций в области зуба текучести с повышением скорости деформации повышается в связи с ограниченным диапазоном частот, регистрируемых при электро-механической записи без искажения. Кривая статического деформирования (кривая 3 на рис. 44) имеет сложный характер скорость деформации минимальна на упругом участке нагружения, резко возрастает при спаде нагрузки в области перехода от упругого к упругопластическому деформированию за зубом текучести, снижается до номинальной на площадке текучести, дальше снижается до величины ниже номинальной с началом упрочнения и возвращается к ней по мере понижения модуля упрочнения. В зависимости от длины образца указанные области деформирования более или менее ярко выражены. [c.114]

Для случая распространения по исследуемому материалу ударного пластического фронта меньший путь волны разгрузки от тыльной поверхности образца, а следовательно, и меньшее время действия релаксационных процессов приводит к определяющему влиянию на условия нагружения этой волны. Однако и в этом случае использование экспериментально зарегистрированных максимума и минимума скорости свободной поверхности (давления на границе с мягким материалом) позволяет автоматически учесть влияние эффектов вязкости. Последнее основано на том, что скорость роста растягивающих напряжений является суммой скоростей изменения нагрузки во взаимодействующих волнах. В области роста растягивающей нагрузки скорость деформирования по экспериментальным результатам примерно постоянна, следовательно, линейный участок упругопластического деформирования материала сдвинут относитель- [c.231]

Толстостенная цилиндрическая оболочка под внутренним давлением. Эта задача имеет аналитическое решение для случая упругопластического деформирования [1]. Рассмотрим такое решение для случая диаграммы растяжения материала оболочки без упрочнения. Примем, что осевая деформация равна нулю (б, = 0). Для упрощения решения считаем материал несжимаемым (ji= 0,5). Тогда радиус границы г , отделяющий упругую область от пластической, связан с приложенным давлением соотношением [c.211]

Бесконечная пластина постоянной толщины с отверстием под действием осесимметричного растяжения. В этом случае также имеется [ 1 ] аналитическое решение для упругопластического деформирования пластины, полученное с помощью формул для осесимметричного диска. Случай нагружения растягивающими силами на бесконечности представляет интерес с точки зрения исследования концентрации напряжений за пределами упругости. Так как радиальные напряжения на контуре отверстия равны нулю, текучесть в пластине начинается при достижении кольцевыми напряжениями предела текучести на этом контуре. С учетом коэффициента концентрации в упругой области, равного 2, получаем, что текучесть начинается при внешней нагрузке = 0,5 а , а при увеличении р вдвое, т. е. =а , несущая способность пластины исчерпывается и вся пластина переходит в пластическое состояние. Для случая материала пластины без упрочнения радиус границы Гт, отделяющей упругую область от пластической, определяется соотношением [c.213]

Рассмотрим некоторые особенности процессов склерономного упругопластического деформирования при заданном режиме циклического нагружения. Возможны два типа таких процессов, начальное нагружение может привести к пластической деформации, которая остается неизменной, так как в ходе дальнейшего нагружения материал не выходит из области упругого деформирования, и происходит так называемое приспособление материала или некоторого конструкционного элемента к заданным условиям циклического нагружения или сопровождается пластическим деформированием попеременно в прямом и обратном направлениях. [c.14]

В процессе упругопластического деформирования области концентрации определялись коэффициенты концентрации интенсивности напряжений К,, и деформаций К , которые сопоставлялись с вычисленными по формуле [6] [c.146]

Истинная диаграмма деформирования применяется для анализа напряженно-деформированного состояния инженерных объектов, работающих далеко за пределами упругости. Этот вопрос актуален при расчетах процессов прокатки, ковки, штамповки, глубокой вытяжки и т. п. В несущих элементах сооружений или деталей машин подобные проблемы могут возникать при необходимости учета процессов упругопластического деформирования материала в малых областях около так называемых концентраторов местных напряжений — всякого рода отверстий, надрезов и других отступлений от плавных очертаний объекта исследования. [c.54]

Таким образом, рассмотренные критерии охватывают практически важные условия термомеханического нагружения, реализуемые в опасных зонах конструктивных элементов. Однако они не учитывают, с одной стороны, кинетику процесса упругопластического деформирования (предполагается стабилизация процесса циклического деформирования), развитие которого особенно характерно для мягкого и промежуточных режимов малоциклового деформирования, и обусловлено временными эффектами на этапах выдержки при экстремальных температурах цикла нагрева, а с другой стороны, нестабильность циклических свойств конструкционных материалов, особенно в области высоких температур. [c.121]

Отмеченные ограничения возникают в результате стремления расширить области применения основных положений линейной механики разрушения на условия упругопластического деформирования и разрушения. Однако возможности такого перехода связаны с уровнем номинальной нагруженности рассчитываемых элементов и влиянием эксплуатационных факторов (температура, скорость нагружения и Т.Д.). Очевидно, что в этих условиях необходим анализ закономерностей, характеристик и критериев упругопластического деформирования и разрушения. Важным аспектом данного анализа является оценка влияния эффектов объемности напряженного состояния на определяемые характеристики трещиностойкости и его учет в уравнениях предельного состояния. Предварительные результаты, полученные в этом направлении, привели к необходимости использовать в расчетных соотношениях эффективный предел текучести в условиях, отличных от линейного однородного напряженного состояния. Наиболее успешно такой подход реализован в отношении деформационного (коэффициент интенсивности деформаций К[(,(,) и энергетического (Л-интеграл) критериев упругопластического разрушения [14, 30-32]. [c.22]

В действительности при циклическом упругопластическом деформировании уже при первом разгружении и в последующих циклах при нагружении и разгружении в упругой области имеет место нелинейность (рис. 4.17), обусловленная действием остаточных микронапряжений [76] при изменении нагрузки в сторону [c.113]

Изменение истинных напряжений и деформаций в интервале квазистатического разрушения зависит, помимо указанных свойств самого материала, также от величины действующей нагрузки. Последняя определяет остаточную накопленную деформацию (остаточное сужение) при мягком нагружении. С уменьшением величины нагрузки остаточное сужение при разрушении снижается и истинные напряжения и деформации до момента образования трещины приближаются к условным. В области квазистатического разрушения разница между истинными и условными напряжениями при разрушении выше у материалов, обладающих большей пластичностью. Для стали ТС условные и истинные разрушающие напряжения могут отличаться более чем в 3 раза (рис. 5.7). Связано это, с одной стороны, с упрочнением материала при пластическом деформировании, с другой — с образованием шейки. Причем, как показывает эксперимент (рис. 5.7), при циклическом упругопластическом деформировании разупрочняю-щейся стали ТС в интервале квазистатического разрушения (Ар [c.174]

Большие успехи, достигнутые в рамках концепции коэффициента интенсивности напряжений в анализе прочности конструкций из реальных материалов, дают более чем веское оправдание продолжающемуся использованию данного подхода. Однако в некоторых случаях центральную роль начинает играть проявление нелинейных свойств материала, и тогда возникает необходимость исследовать механику роста трещины в упругопластическом теле. Наиболее очевиден в этом плане случай, когда область пластического деформирования настолько велика, ЧТО условия реализации маломасштабного пластического течения [c.90]

Для определения граничных условий (тензора краевой задачи для области Q при упругопластическом деформировании элементов структуры неоднородной среды рассмотрим следующий итерационный процесс. [c.94]

По-видимому, в большинстве решений задач по упругопластическому деформированию тел при бифуркации область пластического деформирования для боковой ветви не совпадает с областью ъ побочном решении возможна разгрузка материала в некоторой подобласти так что С °Vp°. Тогда в уравнениях для отклоненных движений наряду с отклоненными величинами (вариациями перемещений и их скоростей) появляются конечные значения скоростей деформаций основного или побочного решений. В [24] показано, что в этом случае бифуркация решений задачи (4.12), (4.2), (4.7) определяет момент, за которым процесс квазистатического деформирования становится неустойчивым. [c.138]

В геометрически сложных конструкционных элементах имеются области сложного напряженного состояния. Материал в этих областях с возрастанием степени его нагруженности (при увеличении внешних усилий) проходит упомянутые три стадии упругого и упругопластического деформирования, а также стадию разрушения. Считается, что можно подобрать такой параметр, который характеризует степень нагруженности материала в условиях сложного напряженного состояния аналогично тому, как это делается с помощью понятия напряжения а при простом растяжении. Упомянутый параметр (или критерий) обычно имеет размерность напряжения. В этом случае он называется эквивалентным напряжением с обозначением через Од Введение этого понятия означает, что любому сложному напряженному состоянию всегда можно сопоставить эквивалентное ему (по степени нагруженности) напряженное состояние простого растяжения. Отсюда следует, что различные сложные напряженные состояния (с различными соотношениями между главньЕми напряжениями а,, Оа, Од) эквивалентны друг другу, если характеризуются одним и тем же значением В частности, при любом сложном напряженном состоянии материал переходит в состояние предельной упругостРЕ при условии [c.134]

В области температур, где реологические свойства становятся существенными, обобщенная диаграмма интерпретируется через изоциклические кривые, образующиеся на основе не зависящих от времени нагружения мгновенных диаграмм циклического упругопластического деформирования, и изохронные, получаемые путем введения с целью отражения эффекта частоты и длительности нагружения функции общего времени деформирования, а для учета высокотемпературной выдержки под напряжением — функций, характерных для описания обычной ползучести, но с поцик-ловой трансформацией деформаций, накопленных в исходном нагружении. В последнем случае трактовка данных выполняется в форме гипотезы старения и по параметру времени выдержки для данного полуцикла нагружения, т. е. вводятся изохронные кривые длительного малоциклового нагружения. [c.105]

Деформация Бм из-за существенного градиента может значительно отличаться от действительной величины. К примеру, погрешность определения деформаций при линеаризации температурных кривых может составить 30—60% в сравнении с расчетом по действительной кривой раапределения температуры и в 2—3 раза превышать истинное значение, что и вызывает завышение долговечности в 5—10 раз. Это определяется известной локализацией пластической деформации в наиболее нагретом объеме образца из-за термического удлинения переходных частей, а также влияния цикличности процесса упругопластического деформирования и релаксационных процессов, протекающих в области высоких температур. Те же недостатки свойственны и расчетному методу, предусматривающему разбиение рабочей [c.30]

Рассматривая результаты экапериментального исследования процессов неизотермическо го нагружения, можно заключить, что в областях упругого деформирования и малых упругопластических деформаций влияние процесса неиаотермического нагружения несущественно в этих условиях даже при достаточно высоких температурах (700—900° С) для расчетов деформированного и напряженного состояний можно использовать представление о единой поверхности деформирования. В то же время в области пластического деформирования продесс неизотермического нагружения может существенно изменить характер развития деформаций и предельные значения прочности и пластичности. Анализ возможного влияния изменения свойств на напряженное состояние деталей на примере расчета дисков турбин дан в работе [41]. [c.49]

Исследования малоцикловой усталости различных сталей и сплавов при пульсирующем растяжении в области долговечностей 0,5 ч- 2 X 10 циклов показали, что при циклическом упругопластическом деформировании существует тесная взаимосвязь между процессами деформирования и разрушения материала. Изменение характера макроразрушения от квазистатического к усталостному, вызывающее появление разрывов на предельных кривых пластичности, обусловлено изменением особенностей микродеформироваиия и микроразрушения металлов, которое фиксируется по переломам на предельных кривых скоростей ползучести и кривых малоцикловой усталости соответственно. [c.425]

Другим важным вопросом обеспечения прочности и ресурса атомных реакторов, не получавшим отражения в традиционных расчетах энергетических установок по уравнениям (2.1) —(2.3), являлся анализ сопротивления деформациям и разрушению при циклическом нагружении [2,5-7,16]. Как следует из данных гл. 1, в процессе эксплуатации атомных реакторов число циклов нагружения на основных режимах изменяется в достаточно широких пределах - от (2- 5) 10 при гидроиспытаниях до (1 2) Ю при программных изменениях мощности и до 10 —10 с учетом вибро-нагруженности. Систематические исследования прочности в этом диапазоне числа циклов были начаты применительно к энергетическим установкам в середине 50-х годов, а в середине 60-х годов были сформулированы основные (преимущественно деформационные) критерии разрушения и свойства диаграмм циклического деформирования [17,18 и др.]. По опытным данным, полученным на лабораторных образцах, было показано, что при числе циклов до 10 циклические пластические деформации оказываются сопоставимыми (в диапазоне числа циклов 10 —10 ) или существенно большими (в диапазоне числа циклов 10 -5 10 ), чем циклические упругие деформации. При этом в зависимости от типа металлов и условий нагружения (с заданными амплитудами деформаций или напряжений) пластические деформации по мере увеличения числа циклов могут возрастать (циклически разупрочняющиеся металлы), уменьшаться (циклически упрочняющиеся металлы) или оставаться постоянными (циклически стабильные металлы). Указанные особенности поведения металлов при циклическом упругопластическом деформировании обусловливают нестационар-ность местных напряжений и деформащ1Й в зонах концентрации при стационарных режимах внешних нагрузок. Для малоцикловой области уравнения кривых усталости и сами кривые усталости при числах циклов 10 —Ю представлялись не в амплитудах напряжений (как для обычной многоцикловой усталости при числах циклов 10 —10 ), а в амплитудах упругопластических деформаций. [c.40]

Новым этапом явилась разработка и изготовление первых испытательных установок для проведения экспериментов в области циклического упругопластического деформирования с регистрацией при этом как временных, так и параметрических диаграмм действующих напряжений и деформаций [17]. Последующая модернизапия этих установок [18] была осуществлена в направлении оснащения их системами высокотемпературного программного нагрева следящими приводами, устройствами программирования режимов испытаний, вакуумными камерами и средствами проведения металлографических исследований, телевизионными системами наблюдения, устройствами для измерения поперечных и продольных деформаций и др. Ряд этих разработок приняты за основу при промьшшенном выпуске серийных испытательных машин типа УМЭ-ЮТ, УМЭ-ЮТП, ИМАШ-10-68, ИМАШ-20-75 (АЛА-ТОО) и др. [c.130]

Увеличение времени выдержки при амплитудном значении напряжения в нолуцикле растяжения интенсифицирует процесс накопления деформаций ползучести. В этих условиях локализация деформаций у контура концентратора менее выражена и накопление номинальных деформаций обусловливает снижение темпов роста по числу циклов (рис. 5.6) по сравнению с циклическим нагружением без выдержек (Ат = 0). Полученные для сплавов В-95Т и АК4-1-Т1 данные показывают также, что относительные градиенты Я = е/бтах деформаций в упругой области и начальных стадиях упругопластического деформирования примерно равны. Аналогичные результаты получены для АК4-1-Т1 расчетом по методу конечных элементов в работе [10]. [c.116]

При этом указанные расчетные параметры необходимо брать для той зоны сварного соединения, в которой находится наиболее опасный концентратор напряжений. Влияние остаточных сварочных напряжений в малоцикловой области в связи с их перераспределением при упругопластическом деформировании будет сказываться в меньшей степени, чем при многоцикловой усталости. Снижение предела выносливости сварного соединения мол ет быть осуш ествлено на основе соответствующих уравнений гл. 7 и 11. [c.190]

В области температур, где реологические свойства становятся существенными, обобщенная диаграмма интерпретируется через изоциклические кривые, образующиеся на основе не зависящих от времени нагружения мгновенных диаграмм циклического упругопластического деформирования, и изохронные, получаемые путем введения с целью отражения эффекта частоты и длительности нагружения функции общего времени деформирования, а для учета высокотемпературной выдержки под напряжением — функций, характерных для описания обычной ползучести, но с поцикловой трансформацией деформаций, накопленных в исходном нагружении. [c.54]

Особым случаем неизотермического малоциклового нагружения является термоусталостное. Для этого режима в высокотемпературной области характерна зргачительная нестационарность процесса упругопластичЕского деформирования, приводяш,ая к накоплению односторонних деформаций и значительных квазистатических повреждений. [c.109]

К таким задачам следует отнести в первую очередь задачи при неизотермическом упругопластическом деформировании, при котором циклическое воздействие высоких температур или других физических полей вызывает изменения механических свойств материалов. Разработка нескольких вариантов теории пластического течения при неизотермическом нагружении вызвана требованием наиболее адекватно отразить экспериментальные результаты. Исходными положениями в этих вариантах служат постулаты о существовании поверхности нагружения, разделяющей области упругого и неупругого деформирования, и о справедливости ассоциированного с этой поверхностью закона течения. Тепловое воздействие вызьшает изменение упругопластического состояния, что в свою очередь изменяет поверхность нагружения. Поэтому соотношения теории пластического течения для неизотермического нагружения должны быть получены с учетом воздействий, изменяющих поверхность нагружения [9, 10, 23, 24, 38, 86, 108, 109, 113, 117]. [c.228]

На рис. 4.6.6 и 4.6.7 приведены результаты расчета диска без коррекции погрешности при ,- = О (см. п.4.5.3). В устойчивых дискретных схемах изменение шага по времени в определен-ньгх пределах не должно давать различные результаты. Приведенные на рис. 4.6.6 напряжения определены при различных шагах At по времени, однако варьирование шага по времени не позволило получить стабильные результаты. Это следует из рис. 4.6.7, на котором представлены накопленные пластические деформации, разные по значениям при различных шагах по времени. Существенным является отмеченное в расчетах отклонение значений на границе и от заданных, причем отклонение в процессе счета увеличивалось. Результаты расчетов диска по уравнениям с коррекцией погрешности приведены на рис. 4.6.8 и 4.6.9. На основе представленных на рис. 4.6.8 эпюр напряжений можно сделать вывод о том, что области 0,005 Гц<Д <0,008 7ц решения, полученные модифицированным шаговым методом, в данном примере устойчивы и совпадают. Совпадают и значения накопленных пластических деформаций, приведенных на рис. 4.6.9. Для сравнения на рис. 4.6.9. даны результаты, полученные в неустойчивой области при А)" =0,025 Тц. На основе их можно заключить, что потеря устойчивости счета связана с неравномерным упругошта-стическим деформированием дисгса и накоплением погрешностей в зонах упругопластического деформирования. [c.260]

Методы экспериментального определения характеристик тре-щиностойкости в условиях упругопластического деформирования требуют схематизации накопленного опыта испытаний. В этой области значительное развитие и наиболее широкое практическое приложение среди критериев нелинейной механики разрушения получили раскрытие трещины [11-13], коэффициент интенсивности деформаций в упругопластической области [14], энергетический З-интеграл [15-17] и предел трещиностойкости 1 [18-19], позволяющие анализировать закономерности разрушения, напряженно-деформированное состояние в вершине трещины на стадии ее инициации при значительных пластических деформациях и общей текучести материала, а также проводить оценку предельных состояний элементов конструкций с трещинами. [c.20]

Зависимости напряжейий от характера деформирования материала за пределом упругости являются намного более сложными, чем в области упругих деформаций. Характеристики поведения материалов при пластическом деформировании, как впрочем и любые данные о теплофизических свойствах материалов, либо измеряются в экспериментах, либо получаются с помощью физических теорий пластичности. Точно так же, как и в случае уравнений состояния, экспериментальные и теоретические данные используются при построении математических теорий пластичности. Эти теории опираются в основном на гипотезы и предположения феноменологического характера. Их характерной чертой является математическая простота, необходимая для проведения расчетов и качественного анализа поведения конструкций. Математические теории пластичности можно разделить на два вида теории упругопластических деформаций и теории пластического течения. Первые являются обобщением теории упругости и опираются на уравнения, определяющие связь между напряжениями и деформациями. Вторые опираются на уравнения, связывающие напряжения со скоростями деформаций. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что уравнения упругопластического деформирования должны содержать напряжения, деформации и скорости деформаций [31, 32]. С позиций такого подхода теории упругопластических деформаций и теории пластического течения должны рассматриваться как асимптотические теории, справедливые в случаях, когда одно из свойств материала пренебрежимо мало по сравнению с другими. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...