Поверхность нагружения

Если за условие пластичности принять условие Мизеса (2.79), то соответствующая начальная поверхность нагружения есть цилиндр с осью, совпадающей с прямой ОС. Точки пространства напряжений, лежащие внутри цилиндрической поверхности текучести, соответствуют упругому состоянию тела, а точки, лежащие на поверхности, отвечают начальному пластическому напряженному состоянию. Пересечение поверхности нагружения D-плоскостью называют кривой текучести. Для условия пластичности Мизеса начальная кривая текучести представляет собой окружность радиуса a = V 2/Зот (рис. 11.2, в). [c.252]

В пространстве напряжений Ильюшина (рис. 11.4) условие плас-тичности Мизеса изображается сферой So радиуса a =V 2/Зот. Если траектория нагружения ОВ лежит целиком внутри сферы 5о, то материал находится в упругом состоянии. Как только траектория нагружения пересекла начальную предельную поверхность So, материал переходит в пластическое состояние. Если материал считается идеальным упругопластическим, то поверхность нагружения не изменяется в процессе пластического деформирования и совпа- [c.253]

Предельные поверхности являются идеализированными образами, однозначное определение которых иногда затруднительно в силу принимаемых допусков А на остаточную (пластическую) деформацию. Аналогичную картину мы имели при определении предела текучести по допуску на остаточную деформацию при растяжении. Экспериментальное построение начальной поверхности нагружения [c.255]

Ввиду отсутствия достаточных экспериментальных данных выдвигаются различные гипотезы относительно вида поверхности нагружения. Эти гипотезы называются гипотезами упрочнения. Приведем простейшие из них. [c.255]

Гипотеза изотропного упрочнения постулирует, что поверхность нагружения просто увеличивается в своих размерах, сохраняя свою начальную форму. Эта гипотеза не учитывает эффект Баушингера. [c.256]

Гипотеза кинематического (трансляционного) упрочнения предполагает, что начальная поверхность нагружения 5о поступательно перемещается в новое положение без изменения размеров и формы (рис. 11.6). В этом случае уравнение поверхности нагружения (11.16) следует записать в виде [c.256]

Так как вектор деф м ии Э связан с вектором напряжений ст физическим законом Э = Э[а, то при такой замене поверхность F(3)=0 преобразуется к уравнению поверхности нагружения [c.257]

В гл. 5 рассматриваются некоторые общие свойства упругих и пластических стержневых систем. Существенно заметить, что вариационные принципы теории упругости, ассоциированный закон течения, свойство выпуклости поверхности нагружения для пластической системы доказываются здесь совершенно элементарно. Все эти теоремы будут сформулированы и доказаны впоследствии при более общих предположениях. Автору представляется по опыту его педагогической работы, что иллюстрация общих принципов на простейших примерах, где эти общие принципы совершенно очевидны, способствует лучшему их пониманию и усвоению. Гл. 6 посвящена теории колебаний, которая должна занять подобающее место как во втузовских, так и в университетских программах. Кроме собственно задач о колебаниях здесь излагается метод характеристик для решения задач о продольных волнах в стержнях. Этот метод настолько прост И ясен, что им можно пользоваться и его легко понять, не прослушав общего курса дифференциальных уравнений математи- [c.12]

Альтернативная точка зрения на процесс пластической деформации материала с упрочнением состоит в том, что пластическая деформация представляет собою именно пластическое течение материала, происходящее в общем так же, Kai пластическое течение идеально пластического материала, описанное в 15.9. Но теперь поверхность нагружения в изображающем пространстве напряжений не остается неизменной, она меняет свою форму по мере движения изображающей точки в пространстве напряжений, которое было описано в 15.2. Как и в теории идеальной пластичности, в основу теории пластичности с упрочнением люжно положить тот или иной принцип или постулат. Такие постулаты вводились по-разному разными авторами, но все они приводят к одному и тому же следствию, а именно к допущению закона течения, ассоциированного с данной мгновенной поверхностью нагружения. [c.536]

Условие (16.2.2) означает, что вектор о —а, где о — радиус-вектор любой точки внутри поверхности 5 , образует тупой угол с направлением вектора de . Если поверхность нагружения гладкая, то, повторяя рассуждения 15.2, мы убеждаемся в том, что вектор de направлен по нормали к поверхности нагружения. Сама поверхность располагается целиком по одну сторону касательной гиперповерхности и, следовательно, является выпуклой или по крайней мере невогнутой. [c.537]

СКОЛЬ угодно сложным образом. Величины Оц удовлетворяют уравнению (16.3.1) при движении по пути нагружения поверхность деформируется и уравнение (16.3.1) меняет свой вид, но таким образом, что конец вектора напряжения всегда лежит на поверхности S. Будем называть нагружение активным, если приращение вектора о направлено в наружную сторону поверхности S и, следовательно, сопровождается пластической деформацией. Если вектор da направлен внутрь объема, ограниченного поверхностью S, и, следовательно, происходит лишь упругая де( )орма-ция, будем называть нагружение пассивным или разгрузкой. Наконец промежуточный случай, когда da лежит на поверхности нагружения, мы будем называть нейтральным нагружением. Сделаем два следующих предположения. [c.539]

Здесь Sij — тензор, составляющие которого служат в пространстве напряжений координатами центра поверхности нагружения, а величина к остается постоянной. Тензор s.-j обеспечивает то, что поверхность нагружения всегда проходит через точку нагружения, но этого условия недостаточно, необходимы еще дополнительные гипотезы. Простейшее предположение, сделанное Ишлинским, состоит в том, что [c.552]

Кусочно линейные поверхности нагружения [c.554]

Теперь мы можем вернуться к той простейшей теории пластичности, с рассмотрения которой мы начали 16.1. При изучении границ применимости деформационной теории и при анализе простейшей модели мы встретились с такой ситуацией, когда начальная поверхность нагружения была гладкой, а последующие поверхности становятся сингулярными, коническая точка появляется в точке нагружения и следует за нею по пути нагружения. Сейчас речь будет идти об особенностях другого рода. Начальная поверхность нагружения может состоять из частей нескольких гладких поверхностей, образующих при пересечении ребра. Простейший пример, рассмотренный в 16.1, ато призма Сен-Венана, ограниченная шестью гранями. Эта призма в процессе деформации может расширяться с сохранением подобия в этом случае следует говорить об изотропном упрочнении, а может переноситься параллельно без изменения размеров в случае трансляционного упрочнения. При выводе формул [c.554]

КУСОЧНО ЛИНЕЙНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРУЖЕНИЯ 555 [c.555]

Формулы (16.8.2) отличаются от (16.1.2) только тем, что в них не добавлена упругая деформация и незначительно изменены обозначения. Очевидно, что конечные соотношения (16.8.2) справедливы не только для пропорционального нагружения, но в гораздо более широких пределах изменения угла, под которым направлен вектор нагружения а. В этом состоит серьезное преимущество теории пластического течения с кусочно линейной поверхностью нагружения. Предположим теперь, что мы вышли на другую грань призмы, напри-мер на ту, которая соответствует условию [c.555]

Особого рассмотрения требует тот случай, когда точка нагружения остается на ребре поверхности нагружения. Предположим, например, что а — бц, тогда одновременно выполняются два условия Ое — Tj = 2A и —O = 2fe, причем величина к увеличивается в процессе нагружения. На рис. 16.8.1 показано сечение призмы октаэдрической плоскостью в окрестности ребра в этой плоскости лежат нормали к поверхности призмы. Нормали к граням призмы в точке пересечения ребра с октаэдрической плоскостью образуют угол, внутри которого лежат возможные приращения пластической деформации. Этот угол составляет 60". Вычисляя по отдельности скорости пластической деформации, соответствующие тем граням, которые пересекаются на ребре, па [c.555]

КУСОЧНО ЛИНЕЙНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРУЖЕНИЯ 557 [c.557]

Как всегда, можно привести примеры крайних следствий из принятой аппроксимации, но во многих случаях результаты расчета по кусочно линейной теории достаточно близки к результатам теории с гладкой поверхностью нагружения, возможная погрешность окупается несравненной простотой. [c.557]

Мы не будем здесь рассматривать в деталях вопрос о модели трансляционного упрочнения с кусочно линейной поверхностью нагружения. Простая схема, приведенная на рис. 16.8.2, иллюстрирует эту разницу. Двигаясь в октаэдрической плоскости по радиальному пути нагружения при изотропном упрочнении, мы будем все время находиться на одной и той же стороне расширяющегося шестиугольника, представляющего собою след пересечения октаэдрической плоскости с расширяющейся призматической поверхностью нагружения. При кинематическом упрочнении шестиугольник сначала будет двигаться вправо по нормали к той стороне, на которой находится конец вектора нагружения. В момент, когда шестиугольник займет положение, показанное штриховой линией, конец вектора нагружения окажется в вершине, которая будет следовать по прямолинейному пути нагружения, увлекая за собою перемещающийся параллельно шестиугольник. Радиус-вектор s центра шестиугольника изображает в некотором масштабе пластическую деформацию, вызванную напряжением а при заданном радиальном пути нагружения. Конечно, это относится к случаю линейного упрочнения. [c.557]

Использование в качестве поверхности нагружения призмы Сен-Венана — это далеко не единственная возможность. В 15.6 мы видели, что в качестве поверхности текучести может быть выбрана шестигранная призма, описанная около цилиндра Ми-зеса, а не вписанная как призма Сен-Венана. Соответствующий вариант теории строится совершенно аналогичным образом, некоторые авторы использовали его для решения конкретных задач здесь мы ограничимся лишь упоминанием. В 15.7 было пока- [c.557]

Вычисления по формулам (16.9.1) довольно сложны и громоздки. Чикала смог довести до конца рассмотрение простейшего случая, когда образец сначала растягивается, а потом закручивается. Не воспроизводя выкладки, мы приведем лишь окончательный результат. Поскольку в опыте участвуют два напряжения опт, его можно представить графически в плоскости, как это сделано на рис. 16.9.3. Начальная поверхность нагружения есть эллипс, уравнение которого [c.561]

В послевоенное время значительные усилия ряда исследователей в разных странах были направлены на построение теории упругопластического деформирования при произвольном виде нагружения. В настоящее время можно считать надежно подтвержденными уравнения деформационной теории при пропорциональном нагружении. Для нагружений, близких к пропорциональному, предсказания этой теории также оказываются удовлетворительными, хотя мера необходимой близости по существу не определена. Вопрос о существовании или, наоборот, отсутствии конической точки на поверхности нагружения, если встать на точку зрения теории течения, также остается открытым и вообще вряд ли может быть решен в результате эксперимента. [c.563]

Если материал испытал предварительную пластическую деформацию по какой-нибудь траектории ОАВ (рис. 11.5), то поверхность нагружения может быть построена следующим образом. Образец разгружается по той же траектории и получает какую-то остаточную деформацию 1Эр1=Д. Затем испытывают этот же образец по прямолинейным лучам до достижения модулем вектора пластической деформации значения остаточной деформации Д. Соединяя точки плавной линией, получают кривую нагружения. Кривая нагружения смещается в направлении предварительной пластической деформации (рис. 11.5). [c.255]

Здесь мы рассмотрим наиболее известный из них, а именно постулат Друкера, который формулируется так же, как и в теории идеальной пластичности. Итак, представим себе напряжение изображаемое в шестимерпом (или девятимерном) пространстве напряжений точкой М — концом вектора напряжения о. Через точку М проходит поверхность нагружения 5, т. е. поверхность, отделяющая область упругих состояний или разгрузки от области илаотических состояний. В теории идеальной пластичности путь нагружения, сопровождающегося пластической деформацией,. мог проходить только по поверхности S, этот путь сопровождался только упругой деформацией, если проходил внутри объема, ограниченного поверхностью 5. Выход пути нагружения за пределы поверхности S предполагался невозможным. Для упрочняющегося материала движение конца вектора о за пределы поверхности 5 возможно. Так, например, возможно состояние о, отвечающее точке М, через которую проходит новая поверхность нагружения S, как показано на рис. 16.2.1. Предположим теперь, что Л1ы вышли из точки М и возвратились в нее по некоторому замкнутому пути у, который может частично выходить за пределы поверхности S, например проходить через точку М, не выходя за пределы поверхности S. Постулат Друкера формулируется совершенно так же, как и для идеальной пластичности. Если а — вектор напряжения на путп то о — [c.536]

МЫ воспользуемся двумя введенными выше гипотезами. Разложим приращение вектора а на две составляющие da, направленную по касательной к поверхности нагружения, и da", направленную по нормали. Согласно второму предположению вклады в величину de от этих двух составляющих суммируются, но величина da соответствует нейтральному нагружению и, согласно первой гипотезе, вклада в приращение пластической деформации не вносит. Следовательно, приращение пластической деформащнг должно быть пропорционально нормальной составляющей вектора da, [c.540]

Опытные данные, относящиеся к условиям прохсорциональ-ного нагружения, довольно хорошо подтверждают существование единой для всех видов напряженных состояний кривой зависимости октаэдрического напряжения от октаэдрического сдвига, а также устанавливаемую формулами (16.1.4) пропорциональность между девиатором напряжений и девиатором деформаций. Так обстоит дело, во всяком случае, для углеродистой и низколегированной стали, для титановых сплавов. Однако для некоторых сплавов, например алюминиевых и магниевых, а также высокопрочных сталей, уже диаграмма растяжения не совпадает с диаграммой сжатия, а в плоскости т — То опытные точки, соответствующие разным напряженным состояниям, не ложатся на одну кривую. Положение можно исправить, допустив, что пластический потенциал U зависит не только от второго инварианта девиатора, но, возможно, от третьего инварианта и от гидростатической составляющей тензора. Заметим, что уже уравнения (16.1.2) фактически вводят зависимость от третьего инварианта, поверхность нагружения в виде шестигранной призмы задается уравнением вида (15.1.5). [c.542]

Другое следствие из постулата Друкера состоит в том, что вектор de либо нормален к поверхности нагружения, если она гладкая, либо находится внутри конуса, образованного нормалями к поверхности, если точка нагружения представляет собою угловую точку. При формулировке деформационной теории было сделано предположение, что уравнения ее сохраняют силу тогда, когда То возрастает при убывании октаэдрического напряжения происходит разгрузка. Таким образом, поверхность нагружения в девиаторном пространстве представляет собою сферу s = onst. Это предположение, как оказывается, противоречит постулату Друкера. Действительно, обращаясь к выражению (16.4.3), мы замечаем, что второе слагаемое определяет составляющую вектора нормальную к поверхности сферы. Но первое слагаемое зависит от дифференциалов dan, поэтому вектор de" меняет свое направление в зависимости от соотношения между этими дифференциалами или непосредственно от вектора da. Отсюда следует, что точка М, конец вектора о, является угловой точкой поверхности нагружения. Если эта точка коническая и касательные к поверхности нагружения образуют конус с углом раствора 2 , уравнения деформационной теории справедливы до тех пор, пока вектор de не выходит за пределы конуса, образованного нормалями к поверхности нагружения, угол раствора этого конуса равен я — 2р. Необходимы специальные дополнительные гипотезы для того, чтобы выяснить связь между приращениями напряжений и деформаций, если последние выходят за пределы двух указанных конусов. При этом, конечно, переход от активной деформации к разгрузке происходит непрерывно. [c.545]

Мы не закончили изложения теории Будянского в 16.4. Для построения полной модели тела, подчиняющегося уравнениям деформационного типа для некоторых путей нагружения, отличных от пропорционального, необходимы дополнительные гипотезы. Один факт существен, и его следует еще раз подчеркнуть соотношения деформационной теории могут быть справедливы для непропорциональных нагружений только тогда, когда последующие поверхности нагружения, ограничивающие область упругой разгрузки, имеют угловую точку, перемещающуюся по пути нагружения вместе с концом вектора в. Чтобы выяснить некоторые свойства упругопластических систем, которые, вероятно, принадлежат и упругопластическому телу, рассмотрим некоторую простую модель. В качестве такой модели выберем круглую тонкостенную трубу из упругопластического материала, не обладающего упрочнением. Труба изгибается моментами Mi и и перпендикулярных плоскостях 2 1, Xi и Х2, Ж3. Обознзчим радиус трубы R, тол- [c.545]

Выясним теперь условия разгрузки в упругую область после пропорционального нагружения. Очевидно, что упругая разгрузка такяге может произойти не только в результате уменьшения безразмерного момента Qu трубка возвратится в упругое состояние, если сечения повернутся каждое относительно оси, не пересекающей пластическую область. Пусть эта ось разгрузки составляет угол ф с осью хи Должно быть ф 0, Область I на рис. 16.5,2, заключенная между лучами, составляющими угол 20, будет той областью, в которую следует направить вектор dQ для упругой разгрузки. Таким образом, контур, играющий роль поверхности нагружения, который вначале был окружностью Q = я, приобретает угловую точку. Чтобы выяснить форму этого контура вдали от точки Q, поступим следующим образом. Обозначим через и Q изменения безразмерных изгибающих моментов вследствие разгрузки, так что [c.548]

В упругой области, а следовательно, внутри поверхности нагружения изменения деформаций связаны с изменениями напряжений законом Гука, поэтому в девятимерном изображающем пространстве деформаций поверхности нагружения S можно поставить в соответствие поверхность деформаций S. Обращаясь к модели 16.5, замечаем, что в плоскости q, начальная граница пластичности изображается окружностью q = X, точка (Q, 0) соответствует точке ( , 0), где q = 1/sin 0. Отсюда видно пр(зиму-щество наглядности такого представления. В плоскости Qi, Qi все пластические состояния были заключены между близко лежащими концентрическими окружностями с радиусами Q = п и <3 = 4, поэтому мы дан е не [c.549]

Простейшая теория течения, которая формулиру(зтся с помощью уравнений (16.3.3) или (16.3.5), была названа теорией изотропного упрочнения. Действительно, согласно этой теории поверхность нагружения, определяемая уравнением (16.3.1), сохраняет свою форму, т. е. изменяется с сохранением подобия. Если откладывать по осям координат в девятимерном пространстве напряжений компоненты девиатора, то эта поверхность [c.552]

Независимо от Ишлинского и почти одновременно с ним Прагер предложил аналогичную гипотезу, назвав ее гипотезой кинематического упрочнения, потому что она может быть проиллюстрирована на простой кинематической модели. Для наглядности обратимся к двумерному случаю, когда поверхности нагружения соответствует контур нагружения. Представим себе, что изготовлена рамка с вырезом, имеющим форму контура нагружения эта рамка может свободно перемещаться по плоскости напряжений, причем специальные направляющие обеспечивают поступательное перемещение, предотвращая поворот. В плоскости движется палец, воспроизводящий путь нагружения. Если между пальцем и вырезом рамки нет трения, то при перемещении пальца в произвольном направлении, составляющем острый угол с направлением внешней нормали к контуру выреза, рамка переместится по направлению нормали. Таким образом, перемещение центра рамки будет направлено так же, как приращение пластической деформации, величина этого перемещения как раз такая, какая нужна для того, чтобы контур нагружения все время проходил через точку нагружения. А теперь нужно представить себе, что аналогичная кинематическая модель построена в девятимерном пространстве. [c.553]

В уравнениях деформационного типа (16.8.5) остается один неопределенный параметр А,. Эта неопределенность есть неизбежное следствие жесткого предположения о том, что напряженное состояние изображается точкой ребра призмы пластичности. Такое условие ограничивает выбор возможных напряженных состояний. Для того чтобы при этом были выполнены условия совместности деформаций, необходимо иметь известную кинематическую свободу. Но с другой стороны, можно привести примеры, когда вывод о неопределенности деформации на ребре поверхности нагружения противоречит опыту и, может быть, здравому смыслу. Так при простом растяжении или сжатии в направлении оси поперечные деформации могут быть произвольными, jjHHib бы выполнялось условие постоянства объема. Этот неприемлемый результат представляет собою неизбежное следствие слишком далеко идущей идеализации. Реально можно было бы [c.556]

Будянского. Даже простейшая модель, рассмотренная в 16.5, приводит к достаточно сложным зависимостям для общего случая, уравнения, полученные для этой модели, не позволяют сделать даже качественный вывод о характере изменения поверхности нагружения при более или менее сложных путях нагружения. Тем более трудно это сделать для изложенной выше теории скольжения, которая, по-видимому, правильно отражает основной механизм пластической деформации поликристалпического металла. Хотя вводимые гипотезы чрезмерно упрощают действительное положение дела, уравнения все же получаются слишком сложными. Это обстоятельство приводит нас к довольно пессимистическим выводам относительно возможного прогресса теории пластичности, основанной на наглядных механических представлевиях. [c.563]

Ассоциированный закон течения. Как уже отмечалось Еыыхе, переход в пластическое состояние в окрестностях точки тела определяется уравнением впда (10.25). Это уравнение в системе координат 01, Оз, Оз описывает поверхность текучести. Если материал с упрочнением, то поверхность текучести (поверхность нагружения) / = 0 расширяется. В каждой точке поверхностп нагружения вектор приращения пластической деформации коллинеарен с вектором де-впатора напряжений. Кроме того, имеют место следующие завпспмости [c.291]

Машиностроение Энциклопедия Т I-3 Кн 2 (1995) -- [ c.228 ]

Теория пластичности (1987) -- [ c.203 ]

Расчет машиностроительных конструкций методом конечных элементов (1989) -- [ c.250 , c.251 ]

Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность (1985) -- [ c.92 ]

Теория упругости и пластичности (2002) -- [ c.170 , c.183 ]

Теория и задачи механики сплошных сред (1974) -- [ c.256 ]

Уравнения и краевые задачи теории пластичности и ползучести (1981) -- [ c.98 ]

Основы теории пластичности Издание 2 (1968) -- [ c.45 , c.88 ]

Сопротивление материалов (1962) -- [ c.354 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...