Деформация Зависимость от неоднородности материалов

Местные изменения формы и размеров сечений. Отверстия, выточки и прочие нарушения формы и размеров сечений вызывают резкое и значительное изменение картины распределения нанря жений и деформаций. Однако это возмущение носит местный характер и на напряженное и деформированное состояние стержня в целом влияет незначительно. Поэтому, определяя прогибы и углы поворота сечений, отверстия и прочие нарушения не учитывают. При расчете на прочность касательные напряжения не принимают во внимание, а основное условие прочности записывают для опасной точки, расположенной в одном из ослабленных сечений, так как здесь может иметь место концентрация напряжений ( 65). В зависимости от чувствительности материала к концентрации условия прочности будут иметь различный вид, а именно для высокопластичных материалов (малоуглеродистых сталей, меди, алюминия) и хрупких неоднородных материалов (чугунов) концентрацию можно не учитывать и условие прочности записывать в обычном виде [c.296]

Определение функции неоднородности / (2) путем надлежащего масштабирования кривой деформирования материала с заданной скоростью деформации рассмотрено в 2. Именно в такой континуальной форме удобно хранить информацию о функциях неоднородности различных материалов. При решении конкретных задач с помощью численных методов число подэлементов должно быть конечным (в зависимости от требуемой точности его обычно устанавливают Б интервале 2—8, не более). При этом функция неоднородности соответствующего материала должна быть аппроксимирована ломаной (рис. 3.18). Теперь функция неоднородности определяется набором значений Zk = or/ot, и gk (весовые коэффициенты). Первые из них находятся как отношения ординат угловых точек к величине взятой в том же масштабе вторые —уклонами участков ломаной уменьшение уклона при переходе к следующему участку равно весовому коэффициенту очередного подэлемента. [c.64]

В то же время, исследование механического поведения элементов структуры с учетом концентрации неоднородных в пределах каждого из них полей напряжений и деформаций позволяет не только непосредственно определять эффективные свойства, но и дает обширную информацию о характере и особенностях деформирования и разрушения материалов в зависимости от реальной структуры композитов и их компонентов. [c.8]

Отверстия, выточки и прочие нарушения формы и размеров сечений вызывают резкое и значительное изменение закона распределения напряжений и деформаций. Однако это изменение носит местный характер и на прочность стержня в большинстве случаев влияет незначительно. Поэтому условие прочности записывают для опасной точки, расположенной в одном из ослабленных сечений, так как здесь может иметь место концентрация напряжений. В зависимости от чувствительности материала к концентрации условия прочности будут иметь различный вид. Для высокопластичных материалов (малоуглеродистых сталей, меди, алюминия) и хрупких неоднородных материалов (чугунов) концентрацию можно не учитывать и условие прочности записывать в обычном виде [c.151]

К другой группе факторов относятся а) отклонения механических характеристик от нормативных благодаря нарушениям в условиях изготовления, ковки, термической обработки б) повышенная чувствительность к недостатка. механической обработки в) неоднородность свойств благодаря структурным особенностям материалов, малой пластичности, повышенной остаточной напряжённости и т. д. Эти отклонения в характеристиках механической прочности характеризуются сомножителем величина которого при применении более высококачественных материалов и совершенной технологии, при расчёте иа сопротивление пластическим деформациям составляет 1,2—2,0 в зависимости от степени пластичности при расчёте на усталость 2 составляет 1,3-1,7, увеличиваясь для менее однородных материалов (литьё) и деталей больших размеров и сложных форм до 2 = 3 и более. [c.384]

В работах [17, 55, 66, 73] приводятся решения некоторых плоских и осесимметричных контактных задач о вдавливании без трения жесткого штампа в двухслойное стареющее вязкоупругое основание. Предполагается, что верхний слой тонкий относительно области контакта, неоднородно-стареющий реологические свойства нижнего слоя описываются уравнениями линейной теории ползучести стареющих материалов слои жестко сцеплены между собой область контакта не изменяется с течением времени. В зависимости от соотношений между модулями упругомгновенных деформаций слоев смешанные задачи сводятся к интегральным уравнениям первого или второго рода, содержащим операторы Фредгольма и Вольтерра. Используемый для их решения аналитический метод (см. 9, гл. 1) позволил построить разложения для основных характеристик контактного взаимодействия при произвольным образом меня- [c.465]

Пластическая деформация при обработке давлением и при таких операциях, как растяжение, сжатие или изгиб, а также при упрочнении поверхности (дробеструйной обработкой или обкаткой), изменяет плотность и структуру дефектов кристаллической решетки пластичных фаз металлических материалов и поэтому всегда влияет на их усталостную прочность. В макроскопически неоднородно деформированных материалах наряду с влиянием деформационной структуры необходимо также исследовать зависимость усталостной прочности от остаточных макронапряжений. Остаточные напряжения сжатия, как правило, способствуют дополнительному повышению циклической прочности. Изменение в процессе деформации высоты поверхностных микронеровностей влияет на циклическую прочность [13, 45-48]. [c.232]

Ynffyrne деформации в металлах чрезвычайно малы. Поэтому использование метода делительных сеток для исследования таких деформаций на прочных металлах оказывается недостаточно эффективным. В связи с этим изучение неоднородности упругих деформаций проводилось на модельных материалах, таких, как резина или специальная пластмасса. Основные требования к таким материалам — однородность свойств по всему объему, линейность зависимости деформаций от нагрузки и минимум остаточных деформаций. [c.40]

Исследования, связанные с учетом неоднородности, разработаны хуже, поскольку механизмы разрушения основаны на представлениях механики сплошной среды. Особую сложность в этом смысле представляют композиционные материалы с пластичной матрицей. Например, система 50 об.% волокна борсик + алюминий 6061 переходит от стадии I (волокно упругое, матрица упругая) до стадии II (волокно упругое, матрица пластичная) при относительной деформации —0,15 0,05% (в зависимости от термической и механической предыстории материала). Таким образом, половина объема материала подвергается напряжениям порядка 35 кгс/мм . Если эта система будет иметь надрез, то, очевидно, вблизи вершины надреза начнется интенсивная пластическая деформация матрицы. Действительно, если испытывать при растяжении материал с укладкой волокон под углами 45°, измеренная деформация превышает 10%, поскольку волокно не оказывает серьезного противодействия в направлениях 0° или 90°. В этих условиях не ясно, будет ли выражена особенность напряженного состояния в форме С Ь. В некоторых работах по пластичности Вейса и Йакава [95] и Либовица [58] появились выражения для включающие log С. [c.477]

Ниспадающая ветвь графика деформационной зависимости при испытаниях металлических образцов является отражением, большей ча стью, равновесного прорастания магистральной трещины [120]. В oi> дельных случаях это справедливо и для композитов [349, 361]. Вместе с тем, если прочностные и деформационные свойства элементов структуры неоднородной среды существенно отличаются, что характерно для болыш1нства композиционных материалов, то формировал ния выраженной макротрещины может не происходить. Однако развитое дискретное рассеянное разрушение слабых элементов и в этом случае приводит к спаду на диаграмме [357]. Хаотичность включений обеспечивает последовательность возникновения зон разрушения в отдаленных друг от друга частях неоднородной среды, что создает преграду для локализации деформаций и позволяет с использованием вероятностных подходов определять связи между средним напряжением и средней деформацией [125]. Определенная структурная неоднородность обеспечивает преим]гщественный вид деформации, отличный от локализованного. В частности, для тел волокнистой структуры ниспадающий участок диаграммы возникает в результате последовзг тельного обрыва неравнопрочных волокон [124]. Характер процесса разрушения неоднородных сред существенно зависит от хаотичности в расположении и степени разброса свойств элементов структуры, поэтому статистические характеристики прочности этих элементов во многом предопределяют параметры ниспадающей ветви, в частности, ее наклон, который отражает склонность материала к хрупкому разрушению. [c.26]

Коэффициент / 2 V4HtbiBaeT отклонение механических характеристик материала от принятых нормативов (имеются в виду технологические и другие нарушения при штамповке, ковке, литье и при термообработке) чувствительность к недостаткам механической обработки, неоднородность структуры материалов, малую пластичность и пр. Величину 2 при использовании высококачественных материалов и совершенной технологии при расчете на сопротивление пластическим деформациям принимают в пределах 1,3—2,2 в зависимости от пластичности степень пластичности оценивается отношением—, в зависимости от которого и выбирают значение коэффи- [c.21]

При фрактографическом анализе поверхностей разрушения выявляется более высокая неоднородность порошковых материалов по сравнению с литыми. В порошковых материалах возрастает частота наблюдения включений, которые приводят к снижению вязкости и пластичности субмикропор. Появляется новая составляюш,ая элементов излома, связанная с локально неоднородной по плотности структурой. Основным показателем неоднородности являются непропрессованные порошинки, которые сохраняют первоначальную форму и состав. Эти частицы, в зависимости от размера, выполняют различную роль в развитии разрушения. Мелкие частицы (рис. 129, а) ведут себя аналогично включениям. При вязком разрушении на них зарождаются вязкие трещины (при относительно низких деформациях) или микропоры (в результате разрушения частицы или вследствие их отделения от матрицы) (рис. 129,6). Пластическая деформация перед разрушением в значительной степени определяется количеством частиц уменьшение их числа — один из эффективных методов задержки вязкого разрушения. [c.324]

Структура материала сказывается не только в области пластического течения, но и в упругой области. Кроме того, она может сформироваться в ходе деформации. Наличие структуры вызывает неоднородное расиредел-ение напряжений. Предположим, что справедливо и обратное утверждение неоднородное распределение на пряжений в бесструктурном материале (например, в зерне) приводит к образованию в нем. структуры, т. е. область неоднородпого распределения напряжений распадается на подобласти с однородным. При этом подобласти могут испытывать новорот и трансляцию, и можно ввести новые дефекты, ответственные за движение подобластей. Таким образом, дефекты можно рассматривать па различных структурных уровнях в зависимости от того, за движение каких структурных элементов лииейного размера I ответственны эти дефекты. Иначе говоря, можно ввести понятие структурного уровня масштаба I. [c.149]

Как известно, процесс разрушения металлов и сплавов в значительной мере связан с неоднородностью развития пластической деформации в различных микрообъемах материала. В биметалле Ст. 3 + Х18Н10Т неравномерность распределения деформации наиболее существенно проявляется в зоне сопряжения слоев, т. е. в участках с четко выраженной неоднородностью строения и свойств. При этом влияние отдельных структурных составляющих переходной зоны биметалла на характер деформации и разрушения плакированных материалов различно сказывается в зависимости от режима одновременного теплового воздействия и механического нагружения. [c.134]

В огнеупорных материалах с увеличением напряжения наблюдается отклонение от линейной зависимости между напряжением и величиной деформации, связанное с неоднородностью и пористостью структуры. Огнеупоры обычно состоят из труд-нодеформируемых крупных и средних зерен с прослойками из тонких зерен. В таких структурах напряжения распределены неравномерно в тонкозернистых областях происходит локальная концентрация напряжений, вызывающая повышенную деформацию, заметно отличающуюся от среднего значения деформации, соответствующего всему телу. [c.147]

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных зкспериментальнььх данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (ст ). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = Oq/T (здесь Од — гидростатическое давление, Т— интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого или /с твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Лр с показателем напрязкенного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/. Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = (as, 1/В, f )Honpe-деляется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций, по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла СТ, =/(Е ) находим величину интенсивности напряжений в пластической области. Интервалы изменения а следующие Q.J, < а . Для плоской деформации та -кая подстановка в получаемые формулы означает замену временного сопротивления на данную величину. [c.50]

Концепция Y достаточно хорошо описывает плавный рост трещин в упруго-пластических телах. Однако существует эффект второго порядка — явление скачкообразного роста трещин в некоторых упруго-пластических материалах, который не может быть объяснен в рамках этой концепции. Это явление соответствует наличию горба на диаграмме К —А/ (на рис. 113 обозначен пунктирной линией). В случае сквозных трещин в пластинах физической причиной такого горба является неоднородность пластических деформаций вблизи конца трещины ( pop-in ) это доказано экспериментально (см., например, Р ]). В случае плоской деформации горб может быть объяснен структурными микронеоднородностями материала, а также неоднозначной зависимостью скорости пластических деформаций от скорости нагружения, т. е. от dKildt. [c.315]

Резина и текстиль для плоскослойных, соосных или иных резино-текстильных конструкций обладают высокоэластическими свойствами и характерно выраженной релаксационной способностью. Значительная зависимость их механических свойств от скорости деформации (или частоты в периодических циклах) и температуры существенно отличает их от обычных упругих материалов. Эти свойства определяют различие конструкционных особенностей резиновых и текстильных изделий. В резине, рассматриваемой как однородный химический продукт, характер деформаций количественно и качественно зависит от приложенной нагрузки. Это различие сказывается и при растяжении (например, вследствие так называемого каландрового эффекта), а также при сжатии и изгибе (вследствие различия модулей упругости при растяжении и сжатии). Материалы с такими свойствами называются анизотропными. Анизотропность не следует смещивать с неоднородностью, характеризуемой различием механических свойств в различных местах образца материала. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...