Опыты гидростатического сжатия

Наряду с упомянутыми гипотезами предлагались многие другие, среди которых заслуживают упоминания энергетические гипотезы. Так, в свое время делалась попытка принять в качестве критерия предельного состояния внутреннюю потенциальную энергию напряженного тела в точке. Эта попытка, однако, успеха не имела. При гидростатическом сжатии, как показывает опыт, потенциальная энергия деформации вследствие изменения объема накапливается практически неограниченно, а предельное состояние не достигается. Следовательно, такая гипотеза противоречит опыту. В связи с этим было предложено исключить из расчета энергию изменения объема, а в качестве критерия перехода из упругого состояния в пластическое принять только энергию формоизменения (7.24) [c.264]

Основанием для принятия критерия равнопрочности по этой теории может сложить то, что при гидростатическом сжатии (рис. 1Х.З,г) Оэкв = О и по условию (1Х.4) я= со, а это совпадает с данными опыта. [c.305]

Начало XX в. ознаменовалось изучением поведения материалов при высоких давлениях. Карман был одним из первых, кто исследовал деформацию твердых тел (мрамор и песчаник) при гидростатическом сжатии. Он использовал для этой цели аппарат, в котором с помощью глицерина создавалось высокое внешнее давление на образец, помещенный в цилиндр. В этих опытах Карману удалось реализовать как хрупкое разрушение (при малых деформациях), так и пластическую нестабильность, приводящую к большим деформациям. [c.132]

Что касается нелинейности, то Баушингер заметил две главные особенности. Они проиллюстрированы на рис. 2.36 графическим изображением результатов его опытов с чугуном, сварочным железом, бессемеровской сталью и песчаником. Опыты по сжатию и растяжению выполнялись отдельно, хотя на его рисунке результаты их показаны при помош,и графика, плавно проходящего через точку с нулевым напряжением. Можно заметить, что в каждом случае как для растяжения, так и для сжатия Баушингер нашел, что в процессе пластического деформирования твердого тела зависимость между относительным изменением объема и осевым напряжением получалась нелинейной. (Поскольку в опытах создавалась одноосная деформация, гидростатическое давление могло быть принято равным 1/3 осевого напряжения.) [c.129]

Связь между а и 6 может быть установлена из сравнительно простых опытов на гидростатическое сжатие тел. Такие опыты в большом количестве были проведены Бриджменом. Испытывая различные материалы в очень прочных цилиндрах под действием высокого давления жидкостей порядка 20—30 тысяч и более атмосфер, Бриджмен обнаружил, что все химические элементы и абсолютное большинство материалов ведут себя, как упругие объем их уменьшается при повышении давления и восстанавливается при снятии давления. При этом зависимость между давлением и относительным изменением объема имеет вид [c.150]

Надо заметить, однако, что в пользу такого видоизменения первой теории прочности трудно привести какие-либо, хотя бы чисто интуитивные, механические или физические соображения. Более того, представляется совершенно не естественным связывать разрушение с действием сжимающих напряжений. Поэтому не удивительно, что такой подход не устраняет противоречий опыту. Например, как уже говорилось, реальные тела (за исключением пористых) яе разрушаются в условиях всестороннего равномерного (гидростатического) сжатия в этих условиях в современной технике давления удается доводить до значений порядка 10 атм, и никаких признаков разрушения при этом не наблюдается. По условию же (4.3) и в этом случае тело разрушается при давлении, равном ас- [c.120]

Качественным подтверждением рассматриваемой гипотезы могут служить опыты, в которых кубики-из различных материалов подвергались трехосному равномерному сжатию (так называемое гидростатическое сжатие). Даже при чрезвычайно высоких давлениях (величина р достигала в некоторых опытах десятков тысяч атмос- [c.371]

Первоначально была предложена гипотеза полной потенциальной энергии деформации, согласно которой два напряженных состояния равноопасны, если удельная потенциальная энергия для них одинакова. Эксперименты не подтвердили этой гипотезы. Достаточно обратиться к уже упоминавшимся опытам с гидростатическим сжатием, чтобы убедиться в расхождении теоретических соображений и результатов эксперимента. Действительно, при гидростатическом сжатии происходит накопление энергии деформации, а значит, при каком-то ее значении должен был бы наступить переход материала в предельное состояние, однако этого не происходит, как бы велико ни было действующее давление (возникающие напряжения). [c.376]

Диаграммы пластичности можно построить, применяя исключительно только разрыв образцов в условиях гидростатического сжатия. П. Бриджмен провел много опытов на растяжение цилиндрических образцов, погруженных в жидкость, находящуюся под высоким давлением [25. В ходе испытания он фиксировал размеры и площадь поперечного сечения образца в начале и конце испытания, радиус [c.53]

Опыты Бриджмена [43] по растяжению и сжатию чистых металлов, углеродистых и специальных сталей при высоких гидростатических давлениях показали, что сопротивление деформированию при больших пластических деформациях возрастает с увеличением гидростатического сжатия. Увеличение гидростатического давления на 10 000 кГ/см приводит к возрастанию предела прочности на б—7% и заметному расхождению обобщенных кривых деформирования. [c.102]

На основании опытов А. Феппль пришел к выводу, что при всестороннем сжатии прочность изотропного, не имеющего внутренних пороков материала определяется не абсолютной величиной главных напряжений, а их разностью, поэтому при гидростатическом сжатии, когда все три главных напряжения равны, разрушить материал невозможно. [c.299]

Качественным подтверждением рассматриваемой гипотезы могут служить опыты, в которых кубики из различных материалов подвергались трехосному равномерному сжатию (так называемое гидростатическое сжатие). Даже при чрезвычайно высоких давлениях значение р достигало в некоторых опытах десятков тысяч паскалей) не удавалось достичь предельного напряженного состояния. Так как при указанном виде нагружения СТ1 = 02 = СТз = -р и, следовательно, Хм = О, то по гипотезе наибольших касательных напряжений переход в предельное состояние невозможен. [c.264]

Условное деление материалов на хрупкие и пластические имеет смысл только применительно к стандартным методам испытаний образцов, воспроизводящих некоторые обычные для этих материалов условия эксплуатации. Прежде всего, это относится к виду напряженного состояния. Хрупкий материал, подвергнутый действию высокого всестороннего давления, на которое накладывается растяжение, сжатие или сдвиг, обнаруживает значительные пластические деформации. Такие пластические деформации, например, играют существенную роль в процессах образования рельефа земной коры граниты и базальты, хрупкие в обычных условиях, текут, находясь под действием колоссального давления в глубинных слоях Земли. Пластическое поведение, казалось бы, хрупких материалов неоднократно обнаруживалось и на опытах хорошо известны опыты Кармана над мрамором и песчаником (1911 г.), Бекера над теми же материалами и цинком (1914 г.). В опытах Кармана цилиндрические образцы из мрамора, подвергнутые всестороннему гидростатическому сжатию, сжимались дополнительно в осевом направлении. При отсутствии бокового сжатия разрушение происходило с деформацией, меньшей чем 1 Д, при боковом давлении 1650 кг/сл относительная дефор- [c.400]

Величина а рез должна определяться из опыта, к которому мы возвратимся ниже. Однако сейчас укажем, что разрушение срезом в принципе невозможно в случае гидростатического сжатия или равномерного, трехстороннего растяжения, когда а, = Ста = Од и ст, - Стд = = 0. [c.142]

Здесь вместо а, написано Oj. Состояние, при котором = о , нужно рассматривать как сжатие в направлении оси напряжением Oj —О на это сжатие накладывается гидростатическое напряженное состояние о = Oj, которое вследствие несжимаемости материала не должно влиять на скорость пластической деформации. Поэтому следует считать, что как Hi, так и Нг зависят от разности 05 — О . При этом сумма Hi + Н2 есть заданная, т. е. определяемая из опыта функция, соотношение же между Hi и Нг остается неопределенным. Поэтому результат интегрирования уравнений (16.8.4) можно представить следующим образом [c.556]

При небольших смещениях атомов из положения равновесия в узлах кристаллической решетки можно в первом приближении потенциальной энергии пренебречь ангармонизмом (энергия, связанная с ангармонизмом, мала). Покажем, что при этом условии в случае всестороннего сжатия и расширения (ниже макроскопического предела текучести) химический потенциал атомов металла, возбужденных деформацией, будет одинаково возрастать независимо от знака деформации (т. е. знака, приложенного извне гидростатического давления) в отличие от кинетической модели системы свободных молекул (идеального газа), где знак прира-щ,ения давления определяет направление изменения химического потенциала. Напротив, термоупругие эффекты в твердых телах связаны с ангармоническими членами в выражении потенциальной энергии взаимодействия атомов, но здесь они не рассматриваются. В литературе этому вопросу не уделено должного внимания, так как все опыты по изучению поведения твердых тел под высоким давлением относятся к деформации тела сжатием. [c.15]

Величины k и 1 называются соответственно модулем объемного сжатия и модулем сдвига. В дальнейшем, ссылаясь на большое число экспериментальных данных о поведении материалов при гидростатическом давлении (всестороннем равномерном сжатии), примем, что модуль объемного сжатия не зависит от инвариантов деформации его зависимость от изменения объема испытуемого образца была обнаружена в известных опытах Бриджмена только при сверхвысоких давлениях. [c.105]

Опыты, проведенные рядом ученых по растяжению, сжатию и кручению цилиндрических образцов, в том числе и в условиях всестороннего сжатия гидростатическим давлением, свидетельствуют о том, что при заданной температуре и скорости деформации в условиях монотонной деформации имеется близкая к однозначной зависимость между пластичностью металла, характеризуемой предельной степенью деформации сдвига Лр, соответствующей.моменту разрушения, и коэффициентом жесткости напряженного состояния k = [c.138]

Ссылаясь на опыты Лоде, Мизес высказал предположение, что функция нагружения Р (условие (VI. )) слабо изменяется под влиянием гидростатического растяжения — сжатия. Однако это предположение требует серьезной экспериментальной проверки, так как в анизотропных материалах изменение объема элемента, как уже отмечалось, приводит к появлению касательных напряжений, т. е. к изменению компонентов девиатора напряжений, и поэтому не может не сказаться на уровне предельных напряжений. [c.157]

Для экспериментального определения удельного объема реальных газов иногда пользуются методом гидростатического взвешивания, измеряя в опыте выталкивающую силу, которая действует на поплавок, помещенный в сжатый газ. [c.23]

Существенной особенностью механического поведения полимерных материалов является их различное сопротивление растяжению и сжатию, зависимость механических характеристик от гидростатического давления. Диаграммы деформирования, построенные на основе опытов на растяжение, чистый сдвиг, сжатие или полученные в случае сложного напряженного состояния и приведенные к зависимостям между инвариантными величинами напряжений и деформаций, различаются между собой [ПО, 1121. Эти особенности следует рассматривать как проявление влияния вида напряженного состояния, и они не могут быть учтены классическими моделями, в которых разделяются соотношения между девиаторными величинами и между первыми инвариантами напряжений и деформаций. [c.193]

Разрушение при сжатии происходит различными способами. Пластичные материалы только сплющиваются, сохраняя целость (железо — вкл. л., 8) хрупкие ломаются либо от скалывающих напряжений (чугун—вкл. л., 9, а также каменные и бетонные кубики, к-рые дают при изломе две сходящиеся вершинами пирамидки) либо от деформации поперечного расширения (те же кубики при наличии парафиновой смазки по плоскостям соприкасания с досками пресса). Особый вид испытания на сжатие составляет всестороннее (гидростатическое) давление. При такого рода испытании достаточно однородные материалы не разрушаются (см. Прочность), а в случае неравенства главных сжимающих напряжений хрупкие материалы (мрамор, песчаник в опытах Кармана) становятся пластическими и обнаруживают под микроскопом в своих зернах линии сдвигов. [c.286]

При плоском напряженном состоянии область безопасн] 1х (рабочих) состояний выглядит, как показано на рис. 13,3, Данная теория хорошо согласуется с опытными данными для хрупких материалов. Однако опыты на гидростатическое сжатие и учение мягкой стали не подтверждают этой теории. В первом случае нс удается разрушить материалы до давлений порядка 3 — 10 МПа. Во втором случае разрушение происходит от сдвига, а не от максимального нормального напряжения и нормальнь е напряжения не являются причиной разрушения. [c.214]

Для построения адекватных моделей поведения материалов на закри-тической стадии деформирования необходимо проведение экспериментов на испытательных машинах достаточной жесткости, реализующих в образцах разнообразные напряженные состояния среды. Осуществление такого рода опытов связано с техническими трудностями, и имеющиеся данные, обычно, относятся лишь к поведению материала при одноосном растяжении, чистом сдвиге и гидростатическом сжатии. На основе этих базовых экспериментов и результатов математического моделирования могут быть построены варианты моделей сред с разупрочнением при разгрузке и активном нагружении. [c.187]

Гидростатическое сжатие — 5, = 5з = — 5з. Прессование, сжатие под гидростатическим давлением (опыты Кармана). Закрытая ковка (в штампах). Вдавливание (при испытаниях твердости по Бринеллю, Роквеллу и т. д.) —5г = = — 52 = — 5з [c.38]

О том, что при наложении гидростатического сжатия изменяются пластические свойства материала, известно давно. Еще Карман [184] и Бекер [28] в опытах по разрушению каррарского мрамора и цйнка при одновременном действии давления в осевом и поперечном направлениях обнаружили, что дополнительные сжимающие вапряжения увеличивают пластичность материала. Более полные данные по истории вопроса можно найти в работе [323]. [c.280]

Испытания на сжатие и кручение каменных материалов при высоких (до 6000 кПсм ) гидростатических давлениях проведены Т. Карманом [184] и Р. Бекером [28]. Представляя результаты своих опытов в виде диаграммы Мора, они пришли к выводу, что с увеличением гидростатического сжатия прочность материалов повышается в соответствии с предсказаниями теории Мора. [c.299]

С кубиками из горных пород, загруженными по двум или четырем граням и ДОВОДИМЫМИ до разрушения результат этих опытов показал практическую независимость предела прочности от среднего главного напряжения. Другие опыты А. Фёппль выполнял со свинцовыми шариками, подвергнутыми высокому гидростатическому давлению было установлено, что нет никаких признаков разрушения при напряжениях, во много раз превос-ходяш,их предел прочности, обнаруженный при одноосном сжатии. Большую известность приобрели опыты Т. Кармана ) (1911) [c.547]

Кроме исследования сложных материалов, многие из экспериментов, описанных Бриджменом, имели самостоятельную ценность. Опыты при осевой деформации в присутствии гидростатического давления, которые Карман (von Karman [1911, 11) выполнил впервые в 1911 г., Бриджмен распространил до таких уровней давления, которые позволили с успехом проверить фундаментальные гипотезы для простых твердых тел. Его эксперименты, в которых использовался дилатометр для определения изменения объема, сопровождающего большие деформации твердых тел при простом сжатии, его уникальные эксперименты по сжатию в двух направлениях в пластической области особенно значительны. Какое бы важное технологическое значение ни имел вклад Бриджмена в военную промышленность, с точки зрения фундаментальной науки его испытания представляют подробную иллюстрацию тех трудностей, которые необходимо преодолеть, прежде чем сложные твердые тела с весьма специальной предварительной термической и механической обработкой смогут быть убедительно описаны правдоподобной теорией. [c.117]

Для построения диаграммы Л , от о Т были проведены нижеследующие испытания растяжение цилиндрических образцов с выточкой, имитирующей шейку изгиб плоских образцов изгиб образцов квадратного поперечного сечения сжатие цилиндрических. образцов полированными бойками со смазкой (сернистый молибден) аналогичное сжатие со смазкой под всесторонним гидростатическим давлением 190 Мн1м (2000 атм) выдавливание образцов жидкостью высокого давления. Все измерения размеров производили с помощью инструментального микроскопа БМИ. Каждый опыт повторяли от 5 до 12 раз, исключение составляли опыты по осадке при всестороннем гидростатическом давлении и выдавливании жидкостью высокого давления, которые из-за их трудоемкости повторяли лишь 3—5 раз. [c.46]

Особенно яркое противоречие первой теории прочности имеется с результатами опытных исследований при всесторон-нем равном сжатии. При всестороннем равном сжатии, когда oij = I02I = аз = 3og , материал может выдержать весьма значительные давления. Так, по опытам Феппля, каменные кубики, подвергающиеся всестороннему гидростатическому давлению (сжатию), не разрушались и при напряжениях, в 10 раз превосходящих предел прочности при осевом сжатии. Между тем по первой теории прочности, согласно формуле [c.64]

Первую серию опытов (Карман, [j- — 1) можно считать испытанием lia одноосное сжатие с нэлоял енным на него значительным нсесторонним сжатием (<з - - а )/3 — — (2/ + Ps) - Вторая серия опытов (Бёкер, а — —1) представляет собой испытания на одноосное растяжение, на которое накладывается высокое гидростатическое давление [c.270]

В проведенно11 дополнительно замечательной серии опытов Бёкера сплошные мраморные цилиндры были подвергнуты совместному действию кручения, осевого сжатия и поперечного гидростатического давления. При этом был использован прибор, показанный на фпг. 183. Хорошо известно, что цилиндрический образец из хрупкого материала при кручении разрушается по [c.270]

Внутреннее гидростатическое давление создается от напорного баллона со сжатым азотом 2 путем вытеснения под необходимым давлением определенного количества воды из дозировочного бачка 4 в пневморесивер 6, соединенный с полостью образца 1. Пневморесивер предназначен для поддержания постоянного давления в образце в течение всего времени испытаний. Для герметизации образцов используются зажимы с резиновой вставкой, аналогичные применявшимся в [171]. Требуемая величина иепы-тательного давления регулируется воздушным редуктором 3 и фиксируется по образцовому манометру 5 (тип МО, класс точности 0,4) Контроль за давлением в течение всего опыта осуществляется по электроконтактному манометру 7 (типа ЭКМ, класс точности 2,5). [c.135]

В опытах Бриджмена [45] у карболоя (карбида вольфрама, цементованного 0,02% кобальтом) при гидростатическом давлении около 300 кг мм- наблюдалось укорочение при простом сжатии, доходившее до 10%. Карболой пе упрочнялся во время пластической деформации. [c.125]

В следующей главе мы рассмотрим более подробно механизм пластической деформации металлов. Основной факт здесь состоит в том, что пластическая деформация каждого кристаллического зерна является сдвиговой, слои атомов скользят один относительно другого. Однако в реальном поликристаллическом металле кристаллические зерна расположены беспорядочно и переход от свойств единичного кристалла к свойствам поликристаллического металла затруднителен. Можно сказать только, что переход металла в пластическое состояние означает, чтр пластические сдвиги происходят во всех зернах или в подавляю1Дем их большинстве. Представим себе теперь, что на то напряженное состояние, которое существует в теле, накладывается всестороннее растяжение или сжатие. Осуществить на опыте всестороннее растяжение, а тем более наложить его на заданное напряженное состояние оказывается невозможным всестороннее сжатие, наоборот, реализуется довольно просто, для этого нужно нагружать образец в среде жидкости под высоким давлением. При этом все три главных напряжения изменяются на одну и ту же величину. Наибольшие касательные напряжения равны полуразностям главных напряжений, поэтому они не меняются от наложения всестороннего растяжения или сжатия, касательное напряжение на любой площадке также остается неизменным. А так как сдвиговая деформация определяется касательными напряжениями, то естественно ожидать, что условие пластичиости не зависит от добавления к тензору напряжений гидростатической составляющей. Это предположение хорошо подтверждается опытами (Карман, Бекер, Бриджмен и другие). При обсуждении этих и подобных им опытов необходимо иметь в виду, что пластическая деформация происходит путем сдвига, но разрушение может происходить путем отрыва. Поэтому обычное деление материалов на хрупкие и пластические оказывается условным. Так, Карйан и Бекер производили опыты над мрамором и песчаником. При обычных условиях испытания мрамор и песчаник хрупки, обладая низким сопротивлением отрыву, они разрушаются, не успев проявить [c.93]

Важно отметить, что в обеих теориях Сда, определяется разностями главных нормальных напряжений. Отсюда следует, что изменение всех нормальных напряжений на одну и ту же величину, как, например, при наложении на имеющееся напряженное состояние дополнительного всестороннего сжатия или растяжения, не изменяет величины Стэп- Это обстоятельство подтверждается опытами при давлениях, имеющих место в производственной практике, и лишь при очень больших значениях гидростатического давления обнаруживается увеличение сопротивления сдвигу. [c.163]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...