Скорость деформации при высоких скоростях нагружени

Наиболее заметно сказывается влияние скорости деформации при высоких температурах. В нагретом металле уже при сравнительно небольшом увеличении скорости нагружения обнаруживается тенденция к увеличению а р и уменьшению 8, [c.73]

Влияние на пластические деформации. Вторая стадия работы материала — сопротивление пластическим деформациям — существенно зависит от скорости нагружения и деформирования. Можно отметить следующие факты. Наблюдать картину сопротивления пластическим деформациям при высоких скоростях деформирования очень затруднительно. Только [c.277]

Испытания на КСТ проводят путем предварительного выращивания за короткий промежуток времени усталостной трещины при высоком уровне размаха напряжения. Высокий уровень напряжения интегрально воздействует на все объемы материала. Определение величины КСТ осуществляют на маятниковом копре путем долома образца с трещиной при высокой скорости деформации. Все этапы нагружения образца направлены на включение в процесс деформации и разрушения материала не отдельных его структурных элементов, а конгломерата зерен. Низкая величина КСТ служит браковочной характеристикой вязкости разрушения материала, но такая оценка способности материала сопротивляться [c.382]

Нагружение материала ЗК с частотами в несколько тысяч герц связано с возрастанием скорости изменения нагрузки в цикле, которая может стать соизмерима со скоростями ударного нагружения материала. Процессы релаксации подводимой энергии в цикле нагружения к материалу не успевают проявить себя в полной мере при высокой скорости деформации. Применительно к пластичным материалам влияние возрастания скорости деформации на развитие усталостных трещин выражено в подавлении механизма формирования усталостных бороздок, типичного для низкочастотной области нагружения (см. главу 6). [c.681]

Поведение большинства конструкционных материалов, как следует из экспериментальных исследований, существенно зависит от того, как предшествующий путь нагружения влияет на величину сопротивления деформации. Так, высокая скорость деформации на первом этапе нагружения — при взрывном упрочнении или прокатке — повышает сопротивление последующему статическому деформированию (второй этап нагружения) больше, чем соответствующая деформация с малой скоростью [195, 295]. Аналогично при испытаниях со ступенчатым изменением скорости кривая деформирования а(е) после изменения [c.20]

Изменение в процессе нагружения модулей упрочнения, разупрочнения и коэффициента вязкости, их зависимость от скоростных и температурных условий нагружения позволяет объяснить эффекты, связанные с деформированием материалов при различных скоростях и температурах зависимость сопротивления материала деформации от режима нагружения [3], изменение коэффициентов вязкости близких по составу и механическим характеристикам материалов [146], и др. Однако пренебрежение отдельными видами процессов в материале, например процессами разупрочнения при высоких скоростях деформации или вязкой составляющей сопротивления при низких уровнях нагрузки, недопустимо без достаточной экспериментальной проверки. [c.27]

Эта зависимость сопротивления от мгновенной величины и скорости пластического сдвига не учитывает влияния истории предшествующего нагружения. Так как высокоскоростная деформация по результатам экспериментальных исследований приводит к повышенному упрочнению, а значит и к более высокой плотности дефектов кристаллической решетки по сравнению с аналогичной деформацией при меньшей скорости, коэффициент размножения зависит от уровня действующих напряжений или связанной с ним скорости пластического сдвига i= [c.42]

Высокоскоростные испытания, предназначенные для изучения поведения материалов при высоких скоростях деформации, имеющих место при ударном и взрывном приложении нагрузки, на фронте упруго-пластических и ударных волн. Длительность действия нагрузки не превышает нескольких миллисекунд, нижний предел — доли микросекунды (e = 102-f-10 i). Для испытания применяются специальные схемы нагружения с использованием энергии удара [116, 136, 151, 345, 379, 382], реже — взрыва [39, 328], энергии электромагнитного поля [40] и других импульсных источников энергии. Для регистрации необходимо использование электронной аппаратуры с частотой [c.62]

Постоянная скорость деформирования является наиболее удобным параметром испытания для исследования чувствительности материала к скорости деформации. Его реализация при высоких скоростях требует учета волновых явлений в образце и упругой цепи нагружения, радиальной инерции и других эффектов, нарушающих однородность деформирования по длине рабочей части образца и принятый для испытания закон деформирования. [c.63]

В связи с изложенным необходимо исследовать процесс распространения волны на малом удалении от поверхности нагружения (порядка 1 мм) для получения информации о поведении материала при высоких скоростях деформации (малых временах действия нагрузки). Наиболее высокие скорости деформации имеют место на фронте пластической волны, однако изучение пластического течения в них чрезвычайно затрудняется как необходимостью регистрации с наиболее высоким разрешением по времени (порядка наносекунд), так и сложностью разделения упругих и пластических эффектов деформирования материала. Следует также напомнить о необходимости привлечения для анализа априорной модели материала и о слабой чувствительности профиля упруго-пластической волны к конкретной модели материала. [c.208]

При малых скоростях деформации или высоких температурах предел текучести значительно меньше сопротивления отрыву. В этом случае металл пластичен, так как текучесть наступает раньше отрыва. При повышении скорости деформации или понижении температуры сопротивление пластической деформации возрастает, в то время как сопротивление отрыву не меняется. В этих условиях наступает хрупкое разрушение, так как при нагружении металла сопротивление отрыву достигается раньше, чем предел текучести. [c.30]

Поведение композита при высоких скоростях деформаций отличается от случаев, рассмотренных в предыдущих главах, поскольку при высоких скоростях деформаций прихо-ходится принимать во внимание влияние массы материала и нельзя исключить из рассмотрения вязкоупругость материала. Следовательно, диаграммы напряжение — деформация при динамических воздействиях будут отличаться от диаграмм, которые имеют место при статическом нагружении, что можно видеть из рис. 6.1. [c.147]

Из рис. 6.4 можно видеть, что на ударное поведение композита могут оказывать влияние такие факторы, как структура материала (характеристики композита, содержание компонентов в нем, особенности распределения фазы и форма конструкции), окружающие условия (температура, влажность и др.), условия нагружения внешними силами (скорость удара, растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и т. д.). Поэтому точное описание и определение поведения композита представляют собой сложную задачу. Исследование поведения таких материалов при высоких скоростях деформаций можно проводить аналитически, экспериментально или же в случае необходимости использовать комбинированные методики, содержащие как теоретические, так и экспериментальные элементы. При исследовании поведения материала можно выделить два этапа [c.148]

Свойства конструкционного материала при циклическом деформировании в соответствии с принятым подходом расчета НДС исследованы на образцах с предварительной деформацией растяжения около 20 % (именно такие деформации возникают при наклепе в процессе изготовления компенсатора). В результате исследования получены кривые циклического деформирования при 600 С двух видов изо-циклические диаграммы деформирования (близкие к мгновенным) при высоких скоростях нагружения, когда временное эффекты не ус- [c.159]

Показано, что у большинства материалов при высоких скоростях нагружения существенно увеличивается предел прочности. В основном увеличение предела прочности происходит при скоростях нагружения, соответствующих скоростям удара примерно до 25 фут/с. Дальнейшее увеличение скорости напряжения даже до таких высоких скоростей, как 200 фут/с, приводит, по-видимому, лишь к незначительному дальнейшему увеличению предела прочности. Типичный график зависимости предела прочности от скорости удара показан на рис. 15.21, где приведены данные, полученные при продольном ударном нагружении образцов из стали 1020 длиной 8 дюймов. По абсциссе на рис. 15.21 откладываются значения скорости удара, а не скорости деформации, поскольку в таких испытаниях можно было бы определить лишь скорость средней деформации, которая, по существу, не имеет никакого смысла, так как в результате распространения волн вдоль образца и их взаимодействия локальная деформация в стержне принимает различные значения от О до довольно больших значений. [c.531]

Высокие ударная прочность и работа разрушения наблюдаются у полимеров с большим удлинением при разрыве и большой площадью под диаграммой напряжение—деформация. Однако полимеры, в которых при медленном нагружении наблюдается предел текучести, могут разрушаться хрупко при высоких скоростях испытаний. Кроме того, целый ряд полимеров, являющихся пластичными при нормальных условиях испытаний, могут разрушаться хрупко, если образец имеет надрез или трещину. [c.191]

В начале XIX века было признано в области линейной упругости, что модули упругости для высоких скоростей деформации нельзя определить по квазистатическим опытам на растяжение. Такие параметры, определяющие линейное упругое поведение при высоких скоростях деформации, находили из экспериментов либо на вибрацию твердых тел, либо на распространение волн что касается области пластичности, то исследования при помощи вибрации, конечно, были невозможны из-за большой разницы в функции отклика при нагружении и разгрузке, а также вследствие нелинейности [c.193]

Приведенные на рис. 99 и 100 результаты показывают существенное влияние скорости деформирования на характер диаграмм растяжения монокристаллов Мо ориентировок 1 и 3. С увеличением скорости наблюдается уменьшение пластической деформации, соответствующей определенному уровню напряжения, возрастает величина условного предела упругости. В основе наблюдаемого эффекта лежит, как указывалось, низкая подвижность винтовых дислокаций в Мо при комнатной температуре, в результате чего при высокой скорости нагружения первоначально действующие источники блокируются. Блокировка источников приводит и к резкому уменьшению пластической деформации. Увеличение числа циклов нагружения способствует активизации дополнительных источников (например, связанных со вторичным скольжением в кристаллах ориентировки 3), вследствие чего повышается способность кристалла к пластической деформации. [c.130]

О — напряжение 1 — предел текучести при высокой скорости деформации 2 — предел текучести при статическом нагружении 3 — высокая скорость деформации [c.58]

Влияние волновых процессов важно при высоких скоростях нагружения, например, при механических и тепловых ударах. В этих случаях напряженное и деформированное состояния и их изменение во времени определяются распространением, отражением и взаимодействием волн, и потому могут наблюдаться принципиальные отличия от статических состояний. Например, у составных тел из материалов разной плотности и при одинаковых модулях упругие статические деформации не будут отличаться от деформаций сплошных тел. В то же время отражение волн от границ между материалами может существенно изменить деформированное состояние. Необходимость учета волновых процессов тем важнее, чем больше протяженность тела и связанный с этим путь волны. Если при столкновении тела мало деформируются, то контактные явления незначительны. Тогда в зоне столкновения деформации невелики и главную роль играют волновые процессы. Скорость волн растет с увеличением модулей упругости (пропорционально ]/ Е или О). Поэтому у материалов с высокими модулями упругости и малым удельным весом (например, у бериллия) скорости упругих деформаций и обычно связанные с ними скорости хрупкого разрушения выше, чем у материалов с высокими удельными весами и малыми модулями упругости (например, у свинца). [c.227]

При малых деформациях разрушение происходит только при очень низких температурах или при высоких скоростях нагружения. [c.11]

В горячем состоянии обладает сплав МА2, который удовлетворительно подвергается ковке и горячей штамповке даже и при жестких механических схемах деформации. Однако скорость деформации при этом не должна быть высокой. Примерно такая же закономерность установлена и для сплава МАЗ, который при таких видах нагружения или ковке и штамповке обладает удовлетворительной пластичностью. Сплав МА5 имеет пониженный запас пластичности и горячую обработку давлением производят при мягких видах напряженно-деформированного состояния (прессование в контейнере, штамповку в закрытых штампах и др.). [c.64]

При динамических нагрузках для грунтов характерна повышенная скорость деформации. Поэтому для получения одной и той же величины пластической деформации при более высокой скорости приложения нагрузки требуется большая затрата энергии. В то же время влияние скорости на сопротивление грунта деформированию уменьшается с ее ростом, и при высоких скоростях нагружения дальнейшее их увеличение (даже в несколько раз) практически не сказывается на изменении сопротивления грунта деформации. Как видно из рис. 42, в зоне достаточно высоких скоростей нагружения величина деформации грунта уже мало зависит от скорости изменения напряженного состояния. [c.96]

Таким образом, для связных грунтов, которые нас интересуют в первую очередь, работа, затрачиваемая на их деформацию и отнесенная к 1 см контактной площади, при высокой скорости нагружения может быть определена по формуле [c.102]

Для расчета конструкций при высоких скоростях нагружения, присущих современной технике, расчета режимов новых высокоскоростных методов обработки давлением со скоростями деформации порядка сек требуется знание динамиче- [c.150]

Процесс нагружения может значительно влиять на результаты испытаний на коррозионное растрескивание. Например,- как следует из рис. 4.41, в 3%-ном водном растворе Na l (кр. /) снижение относительного удлинения при разрыве образцов наблюдалось в довольно узком интервале скоростей деформации. При высоких скоростях деформации происходило пластичное разрушение, а при низких —репассивация деформированной поверхности предотвращала развитие трещины. В метанольном растворе НС репассивация деформированной поверхности невозможна, поэтому при низких скоростях деформации происходит развитие трещины. [c.173]

Трудности, связанные с такими измерениями, и некоторые методы, которые использовались для их преодоления, рассмотрены Тейлором [139]. В гл. VIII будут рассмотрены работы по динамическим испытаниям твердых тел, связанные с измерением предела текучести и предела прочности в случае растяжения при высоких скоростях нагружения. Здесь мы опишем методы построения кривых напряжения— деформации при высоких скоростях нагружения, которые были развиты Тейлором 1139], Э. Вольтерра [149] и автором [73]. [c.140]

Усталостное. Происходит при циклическом (rioBiop-ном) нагружении в результате накопления необратимых по вреждений. Излом макроскопически хрупкий, его поверх ность имеет выраженную кристалличность. Этот вид pa ipv шения считается наиболее опасным, так как реализуется бс макроскопической деформации и высоких скоростей распро странения трещины. [c.114]

Высокая скорость нагружения сопровождается тем, что часть внешней нагрузки воспринимается силами вязкого сопротивления. Эту силу для качественных прикидок можно считать пропорциональной скорости деформации. Такое явление иллюстрируется известным фактом роста пределов текучести и прочности па диа-< граммах деформации при повышении скорости нагрун ения. [c.307]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

После описания реакции матрицы на разрушение одной нити в работе [46] изучался многоволокнистый композит с эпоксидной матрицей, содержащей пять параллельных волокон бора. Даже в этом случае объемное содержание волокон очень мало ( 0,1%) и результаты не могут непосредственно быть перенесены на композиты, используемые на практике. Результаты опыта на образцах с пятью нитями при низкой (0,008 мин ) и высокой (0,8 мин ) скоростях деформации показали, что при низкой скорости деформации происходит гораздо большее число разрывов волокна, а напряжения и деформации при разрушении выше, чем при большой скорости, а именно при малой скорости было 5 разрывов на каждое волокно, разрушающее напряжение 2180 фунт/дюйм , деформация 0,075 при высокой скорости — менее чем по одному разрыву на волокно, разрушающее напряжение 1150 фунт/дюйм , а деформация 0,0125. По-видимому, при более низкой скорости нагружение вызывает постепенное перераспределение нагрузки и разрушение нитей происходит в соответствии с их вариацией прочности от точки к точке. При более высокой скорости деформации разрушение одного волокна быстрее распространяется через матрицу и быстрее создает в соседних волокнах разрушающие напряжения. [c.317]

Испытания на осадку (ГОСТ 8817—73) проводят как для определения прочностных характеристик (Ясж, Опц, Со,2, Ов), так и для определения деформируемости по наличию трещин на боковой поверхности осаживаемых образцов. В настоящее время этот способ испытаний довольно - широко используется при пластометрических исследованиях в условиях горячей деформации и высоких скоростей нагружения (см. гл. II, разд. 3). [c.39]

Во второй области плоскости (Г, гп) величина Ьрел = 0, откуда bi O для материала, чувствительного к истории нагружения, и bi=0 для материала, не чувствительного к ней. В первой области плоскости (Т, Еп) коэффициент Ьрел О и, следовательно, Oi O, в том числе и для материала, не чувствительного к истории нагружения при высоких скоростях деформации и пониженных температурах. [c.45]

При рассмотрении механики поведения композита в функции времени можно использовать модель, содержащую линейную жесткость, элемент вязкого трения, элемент трения при скольжении и др. Используя такую модель, можно объяснить процесс деформирования композита при высоких скоростях нагружения, при ползучести или колебаниях. В большинстве случаев при построении этих моделей рассматривают поведение материала при одномерной деформации. В настоящее время необходимо рассматривать уже двумерные и трехмерные случаи. Используя обобщенный закон Гука для двумерных ортотропных тел, Холпин [5.36] установил [c.134]

Разрезной стержень Гопкинсона. Данный стержень является одним из наиболее применяемых в экспериментальной практике устройств для изучения поведения материала при высокой скорости деформации. Принцип действия стержня Гопкинсона заключается в определении динамических напряжений, деформаций или леремещений на его конце по данным, полученным на некотором расстоянии от него [20]. Для достижения высоких скоростей нагружения Г. Кольский предложил разместить два стержня с обеих сторон образца (рис. 11.6.1, а). Образец 3 длиной I расположен между передающим 2 и приемным 4 стержнем одинакового диаметра. Пределы текучести материалов стержней существенно вьшхе предела текучести образца, поэтому в процессе ударно-волнового нагружения стержни 2 и работают в > пругой области. Упругая волна инициируется на левом конце стержня 2 ударом ударника 1, ускоряемого либо с помощью пружины, либо с помощью метательной установки. [c.304]

Нарушение пассивного состояния может поддерживаться механическим путем в результате медленного нагружения с критической скоростью в коррозионной среде (рис. 4.13). При высоких скоростях деформации или нагружения вследствие малого общего времени испытания влияние коррозионной среды не успевает проявиться и происходит вязкое разрушение, а при низких скоростях — успевает наступить репассивацня, которая препятствует зарождению коррозионно-механических трещин. [c.196]

Следует отмегигь, что, несмотря на относительную простоту получения зависимости (1.5.84), ее построение базируется на ряде существенных упрощений, часть из которьлх ранее упоминалась однородность в образце схемы НДС и температурного поля, изотропность деформируемого металла, вьшолнение условий постоянства объема (несжимаемости среды). Кроме того, в испытаниях на различных уровнях скоростей деформаций не учитываются инерционные силы, которые при высоких скоростях нагружения образца могут быть соизмеримы с приложенными к образцу поверхностными силами. [c.154]

В итоге опыты Дойтлера оказались неадекватными явлению, чтобы на их основе можно было дать надежное сравнение функций отклика при квазистатическом нагружении и при высоких скоростях деформации. Однако они оказались достаточными, чтобы вызвать сомнение в концепции Людвика о том, что динамическая пластичность невязкая для большинства металлов. [c.191]

Рис. 4.117. Опыты Элам (1938). Сравнение результатов растяжения стальных образцов при различных скоростях деформации более высокая кривая соответствует меньшей скорости деформации заметен эффект Харстона после 20-часового промежутка, в течение которого нагрузка не действовала / — медленное деформирование, 2 — очень медленное деформирование, 3 — вертикальный уступ, образовавшийся после разгрузки и повторного нагружения

Вязкость деформируемых тел. В предыдущих главах изучалось напряженно-деформированное состояние тел, обладающих в определенных пределах свойством упругости, а после достижения напряжениями определенной величины подвергающихся пластическим деформациям, не зависящим от времени действия и скорости приложения нагрузки. Теоретические соображения и экспериментальные исследования показывают, что реальные тела обладают такого рода упруго-пластическимн свойствами лишь в известном интервале температур и скоростей приложения нагрузки или деформирования. Так, например, процесс деформирования стали при не слишком высоких температурах и обычных скоростях деформации практически является стабильным, а при температуре около 400°С начинает заметно сказываться время действия нагрузки график процесса в координатах напряжение — деформация будет разным для процессов, осуществляемых с разными скоростями деформации при прочих равных условиях (одинаковой температуре, одном и том же начальном состоянии образцов и т. д.). Для многих материалов такая зависимость от скорости процесса оказывается существенной и при комнатной температуре. Типичными представителями подобного рода материалов являются материалы аморфной структуры, в частности, пластмассы. Аналогичное поведение обнаруживают цементный камень, бетон, а также дерево. Когда заметно проявляется отмеченная зависимость процессов деформации от скорости деформирования (или нагружения), говорят, что материал обладает вязкостью. Таким обра- [c.396]

При высоких скоростях нагружения пластическая деформация может осуществляться двойникованиемперемещешгем атомов на расстояния, меньшие межатомных. В этом случае кристаллическая решетка в деформированной области является зеркальным отображением решетки недеформированной области. Плоскость, разделяющая эти решетки, называется плоскостью двойникования. [c.29]

Введение. Известно, что при нормальных температурах влияние фактора времени на деформирование металлов за пределом упругости заметно проявляется при высоких скоростях нагружения (деформирования). Вместе с тем процессы, в которых скорости деформаций составляют (10 10 )с принято считать процессами, которым отвечает диапазон собственно пластического деформирования. Под этим подразумевается, что при данных скоростях процесс деформирования металлов близок к равновесному, а соответствующие деформации значительно превосходят деформации, обусловленные временными эффектами (ползучесть, релаксация и т.д.), что позволяет рассматривать их как собственно пластические. Однако даже при упомянутых скоростях процесс деформирования, строго говоря, не является равновесным. В этом можно убедиться, если, например, в эксперименте на одноосное растяжение при испытании резко изменить скорость нагружения (деформирования) или сделать остановку нагружения, осуществляя вьщержку материала под постоянной нагрузкой, а затем продолжить нагружение. Опыты [1—4], выполненные по таким программам, показьшают, что особенности реализации программы испытания во времени отражаются на виде диаграммы растяжения. Так, в первом случае точке резкого изменения скорости отвечает излом на диаграмме о-е [1-3], а во втором случае при выдержке материала под постоянной нагрузкой происходит накопление деформаций (ползучесть), чему соответствует горизонтальный участок на диаграмме [2—4]. Отмеченные особенности диаграмм указывают на существенную неравновесность процесса деформирования. Вместе с тем влияние на диаграмму деформирования способа реализации программы испытаний во времени носит локальный характер. При удалении от места изменения скорости или этапа выдержки получающиеся зависимости о-е сближаются с зависимостью а-е, отвечающей испытанию с постоянной скоростью нагружения. Это указьшает на то, что процесс деформирования вновь становится близким к равновесному ( квазиравновесным ). Так как при малых скоростях испытаний отклонения зависимостей о—е от соответствующей зависимости для постоянной [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...