Пластическая неустойчивость при сдвиге

Пластическая неустойчивость и условия ее появления были детально исследованы в работах [161, 192]. Мы лишь выведем простые критерии неустойчивости при растяжении и сдвиге и проанализируем приводящие к ней физические условия. [c.48]

Тепловой эффект снижает сопротивление деформированию. Влияние его тем значительнее, чем больше скорость и степень деформации, чем меньше теплоемкость, теплопроводность и удельная поверхность металла. Влияние теплового эффекта зависит также от вида нагружения и охлаждения образца в процессе циклического нагружения. Надо полагать, что в условиях высокочастотного нагружения вследствие затрудненного теплоотвода при быстром протекании динамической деформации, развивающегося по плоскостям скольжения тепла достаточно для частичного снятия наиболее неустойчивых искажений решетки, обусловленных неоднородностью локальной пластической деформации. В отдельных случаях этого тепла может быть достаточно и для возникновения вспышки рекристаллизации вблизи плоскости сдвига, вызывающей снижение сопротивления усталости. При низких частотах нагружения (малые скорости деформирования) влияние теплового отдыха уменьшается, так как скорость деформирования невелика и развивающееся по плоскостям скольжения тепло успевает рассеяться. [c.243]

Наклепанное состояние металла неустойчиво — в нем самопроизвольно происходит снятие искажений структуры, вызванных наклепом. Этот обратный процесс называется отдыхом или возвратом металла. При комнатной температуре отдых происходит очень медленно он значительно ускоряется при нагреве (для углеродистой стали до 200 — 400°С). Вследствие этого часто отдыхом называют снятие искажений в наклепанном металле именно при нагреве до определенной для каждого металла температуры и выдержке при ней. В таком случае отдых можно рассматривать как разновидность термической обработки. В металлах с низкой температурой плавления (свинец, олово) отдых про-исходит при комнатной температуре. При отдыхе не происходит заметного изменения структуры металла, но свойства металла, изменяясь, приближаются к тем, которые были до деформации, — уменьшается прочность и твердость и повышается пластичность. Снятие искажений в металле при отдыхе происходит за счет пластических сдвигов внутри кристаллитов и отчасти за счет диффузии и сопровождается небольшим выделением тепла, в которое переходит энергия, освобождаемая при снятии искажений. С течением времени интенсивность протекания отдыха, при неизменной температуре, падает. Эта интенсивность тем больше, чем выше температура отдыха. Полного устранения искажений в структуре, внесенных в металл наклепом, при отдыхе не происходит. [c.271]

Известно, что при критических условиях деформации вследствие ротационной неустойчивости происходит переход к турбулентному" течению металла [184]. Для потоков жидкости и газа ротационная неустойчивость проявляется при критических градиентах скоростей поперек линий тока. В работе [185] предложена модель турбулентного течения кристаллов, деформирующихся с участием собственных вращений частиц. Вращательное движение частиц предположительно вызывается силами вязкого трения, подобно тому как это происходит в жидкости. Образующаяся вихревая структура течения, представленная в виде системы вихрей одного масштаба, рассматривается как диссипативная структура. Теоретически показано, что турбулентное течение кристаллов возникает при скоростях пластического сдвига выше критических при переходе от ламинарного течения кристалла к турбулентному происходит существенное снижение величины диссипируемой энергии турбулентность способствует локализации пластической деформации [185]. [c.106]

ЧТО потенциальная,энергия системы уменьшается при перемещении из состояния неустойчивого равновесия в любом направлении. Практически не требуется никакого сдвигового напряжения для того, чтобы осуществить перемещение в том или ином направлении. Если атом 1 действительно займет новое положение над атомом 4 (см. рис. 3.5), симметрия решетки сохранится, но у атомов, расположенных с разных сторон от плоскости сдвига, появятся новые соседи. В этом случае говорят, что в кристалле произошло скольжение или что кристалл пластически деформировался на одно межатомное расстояние. [c.32]

Если пластическая деформация локализуется в наиболее нагретых областях, возникает неустойчивый процесс концентрированного деформирования. Такую интерпретацию можно дать, например, катастрофическому сдвигу, наблюдаемому при резании 23]. [c.230]

Процесс спекания. Прессованная заготовка термодинамически неустойчива, так как обладает повышенным уровнем внутренней энергии (остаточная энергия деформации, значительная поверхностная энергия большого числа порошинок, избыточная энергия искаженной кристаллической структуры). При высокой температуре, когда рез ко повышается подвижность атомов, создаются условия для образования более рав новесной системы — спеченного тела. Вся предшествующая история брикета (состояние и характер поверхности частиц порошка, его дисперсность, степень деформации и пористость брикета, состояние и напряженность контактных участков и т. д.) оказывает решающее влияние на преобладающее значение того или иного механизма перемещения атомов, обусловливающего образование спеченного образца. Современное порошковое металловедение считает возможной значительную миграцию атомов по поверхности пор и в результате объемной диффузии, а также учитывает влияние малых перемещений (вязкое течение, ползучесть) и сдвигов в относительно больших объемах (пластическая деформация). Эти процессы одновременно с дополнительным влиянием среды и температуры (удаление с поверхности порошинок адсорбированных газов и пленки окислов) приводят к увеличению и изменению качества контактной поверхности , следствием чего и является превращение брикета в прочное тело, т. е. спекание. [c.1486]

Вспомним основные стадии деформации стального образца при его растяжении в испытательной машине вначале это упругая деформация, затем равномерно распределенное по длине образца пластическое течение, затем - образование шейки и, наконец, разрыв в результате быстрого распространения поперечной трещины. Переход от одной стадии к другой сопровождается все большей локализацией деформаций. Так, упругая деформация равномерно распределена по объему (измеренные относительные удлинения и сдвиги не меняются при уменьшении базы измерения - элементов тела - вплоть до размеров, близких к межатомным расстояниям), пластическое течение равномерно охватывает образец в целом, однако при более пристальном рассмотрении оказывается, что оно в основном сосредоточено на удаленных друг от друга плоскостях скольжения. Образование шейки происходит в локальной области - на малом участке по длине образца, а трещина представляет собой предельную локализацию бесконечная деформация - разрыв сплошности - сосредоточена на одной вновь образованной поверхности, разделяющей образец на две части. Смена стадий происходит в результате того, что дальнейшее развитие данной стадии становится неустойчивым и оно подавляется последующей. [c.13]

Мак-Клинюк Ф, Неустойчивость пластического разрушения при сдвиге. Механика . Сб, перев. и обз. ин. период, лит., 1959, № 6. [c.253]

Мак-Клинток Ф. Неустойчивость пластического разрушения при сдвиге.— Механика. Сб. переводов и обзоров иностр. периодич. лит., 1959, № 6, с. 119-134. [c.228]

Однако так как рассматриваемая область окружена материалом, оказывающим сопротивление возникновению текучести, то в ней не смогут развиться пластические деформации названной величины. Допустим, что удлинение, отвечающее пределу текучести, составляет 4%. Тогда малый элемент материала должен будет сузиться в поперечных направлениях на 2%. Но в окружающем материале предел текучести не будет достигнут, так что в нем получатся только упругие деформации. Предположим, что предел текучести равен 2100 кг/см , а модуль упругости Е=2 100 ООО кг/см , тогда упругие деформации в осевом направлении равны 0,001, а в поперечных направлениях 0,0003 (считая коэффициент Пуассона равным V—0,3). Таким образом, в материале, окружающем небольшую пластическую область, боковые упругие деформации составляют только три двухсотые части, или 1,5% соответствующих пластических деформаций, возникающих в упомянутой области при условии ее свободного деформирования. Поэтому, помимо малых пластических деформаций, в этой области должны иметь место упругие деформации ). То же может получиться и во многих других более слабых областях. При этом может оказаться, что среднее напряжение превысит значения местного предела текучести тогда дальнейшее увеличение нагрузки постепенно приведет напряжения в образце в состояние неустойчивого равновесия (предполагается, что отсутствуют резкие концентраторы напря-. жения — такие, как резкие выкружки у концов цилиндрической части образца, небольшие отверстия или надрезы). При некоторой более высокой нагрузке становится возможным образование нового типа пластических деформаций, когда последние развиваются без поперечного сужения, а именно образование пластических деформаций простого сдвига в тонком слое образца, наклоненном под углом 45° по отношению к направлению растяжения. В п. 13 гл. XV было показано, что при простом сдвиге пластические деформации в стали возникают при напряжении сдвига т = ао/]/3=0,577ац, где Ор есть нижний предел текучести стали при одноосном растяжении. В случае плоского напряженного состояния простого сдвига X в тонком слое AB D материала (фиг. 273), наклоненном [c.347]

Неустойчивость равномерного режима пластической деформации при кручении стержня кругового сечения из мягкой стали. Е. Рейсс в одной из своих интересных работ по теории пластичности ) в 1938 г. исследовал те нарушения в линейном распределении касательных напряжений т=тдг/а при упругом кручении цилиндрического стержня из мягкой стали, которые вызываются появлением в стержне первых слоев скольжения (пересечение этих слоев с плоскостью поперечного сечения имеет вид узких черных клиновидных площадок, направленных радиально внутрь, как показано на фиг. 461). Рейсс поставил перед собой задачу построить поверхность напряжений при упругом кручении цилиндрического стержня, используя аналогию с мембраной и предполагая, что материал стержня (сталь) переходит в пластически деформированное состояние по радиальному слою (вдоль радиуса кругового профиля). Далее, Рейсс полагал, что в указанном радиальном весьма тонком слое металла напряжения достигают нижнего предела текучести Хд при простом сдвиге, в то время как в некоторых других областях поперечного сечения касательные напряжения х принимают значения x2предел текучести (также при простом сдвиге), и в этих областях получаются только упругие деформации. Иными словами, он допускает существование неустойчивого упругого равновесия напряжений, при котором в некоторой части стержня напряжения х проскакивают нижний предел текучести, не вызывая пластической деформации. На фиг. 512 представлено это неустойчивое состояние равновесия стержня кругового сечения с помощью горизонталей onst функции напряжений упругого кручения. [c.591]

При традиционном описании процесса пластической деформации исходят из того, что существующие в кристаллах системы скольжения позволяют обеспечить его формирование без разрушения сплошности. В.Е. Паниным и др. [11] было доказано, что пластическое течение происходит одновременно на нескольких уровнях, причем трансляция на одном уровне обязательно сопровождается поворотом на более высоком уровне, и наоборот. Принципиально важным в этом подходе является то, что любое нарушение структуры кристалла при подводе к нему внешней энергии рассматривается с позиции самоорганизации локальных структур, обусловленной энтропийными эффектами. Вторичные структуры, формирующиеся в деформируемом кристалле при достижении необходимого уровня возбуждения, представляют совокупность локальных структур - от дефектов типа точечных или линейных до аморфного состояния, возникающего при высокой плотности дефектов. Таким образом, при анализе пластической деформации кристаллов необходимо учитывать кооперативное взаимодействие трансляции, ответственной за изменение формы (дисторсии), и ротации, ответственной за изменение объема (дилатации). При этом важную роль в распространении скольжения играют границы зерен. Эволюция скольжения включает образование полос скольжения на начальных этапах пластической деформации, которые потом трансформируются в полосы микроскопического сдвига, что приводит к возникновению зоны локализованной макропластической деформации, проходящей через весь объем. Переход от одного масштабного уровня (микрополосы) к другому (макротюлосы) являет собой неустойчивость пластической деформации, предопределяющую шейко-образование. Он характеризуется тем, что шменяются элементарные носители деформации - дислокации сменяются дисклинациями. Дисклинации являются более энергоемкими дефектами, чем дислокации, что позволяет системе про- [c.241]

При МЛ с использованием аттриторов каждая порошковая частица подвергается циклическому нагружению в условиях напряженно-деформированного состояния, отвечающего всестороннему сжатию плюс сдвиг. Поэтому при изучении условий динамики формоизменения порошков необходим анализ элементарных актов циклических пластических деформаций, которые по своей сути подобны усталостным процессам, протекающим в вершине движущейся трещины. Как известно, в условиях циклического нагружения у вершины трещины формируется особая зона — зона процесса, в пределах которой периодически действуют остаточные сжимающие напряжения, образующиеся в цикле разгрузки [36]. Это обеспечивает автономное от цикла к циклу поглощение энергии локальными объемами и высокую степень локализации деформации. К моменту достижения предельной плотности энергии деформации эта зона становится подобной камере Бриджмена, так как по своему структурному состоянию она является средой, в которой легко образуются сдвиго-неустойчивые фазы, а напряженное состояние отвечает всестороннему циклическому сжатию плюс сдвиг. [c.312]

Использование аттриторов для осуществления МЛ, как уже отмечалось, основано на создании неравновесного состояния системы путем обеспечения развития сдвиго-неустойчивых фаз при пластической деформации в условиях всестороннего сжатия. Недостаток метода — получение промежуточного продукта — порошка. Получение материала требует применения специальной технологии, связанной с компактированием порошка. В последние годы используют и другие, более эффективные методы МЛ. [c.322]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...