Неустойчивость вязко-пластического

Неустойчивость вязко-пластического [c.638]

В настоящем разделе представлена модель вязкого разрушения материала, рассматривающая процесс непрерывного образования и роста пор [76, 80]. Модель базируется на введенном понятии пластической неустойчивости структурного элемента материала как состоянии, контролирующем критическую деформацию е/ при вязком разрушении, что позволяет отойти от описания процесса непосредственного слияния пор. [c.116]

В чистых материалах конгломерат пор, при котором реализуется микропластическая неустойчивость структурного элемента, в основном состоит из зародышевых и незначительно выросших пор, так как темп зарождения нор растет с увеличением пластической деформации. Поэтому в чистых материалах вязкое разрушение в основном обусловлено процессом зарождения пор и в значительно меньшей степени — процессом их роста. В конструкционных материалах наблюдается обратная картина — основной вклад в разрушение вносит процесс роста пор. Поскольку жесткость напряженного состояния влияет практически только на скорость роста пор, то чувствительность ef к этому параметру для чистых материалов значительно меньше, чем для конструкционных. [c.148]

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]

Как известно, вязкому разрушению металлов и сплавов предшествует сосредоточенная деформация, которая отсутствует при квазихрупком разрушении. Критическим параметром в обоих случаях является предельная равномерная деформация, при достижении которой система в виде деформируемого твердого тела теряет устойчивость, т.е. достигается точка бифуркации. При переходах устойчивость—неустойчивость—устойчивость возможны либо разрушение, либо пластическая нестабильность, сопровождающаяся переходом к сосредоточенной деформации (шейке), как показано на рис. 108. [c.178]

Д ш понимания физических процессов, связанных с высокотемпературной деформацией кристаллов, мы должны прежде всего описать реологическое поведение твердого тела, используя механические и физические переменные (напряжение, деформацию, температуру, давление...). Это описание дается определяющими уравнениями, полученными по результатам механических испытаний. В настоящей главе мы рассмотрим в общем виде необходимее для этого основополагающие понятия напряжение, деформацию и различные реологические определяющие соотношения. При высоких температурах многие материалы вязко текут, поэтому соотношения для вязкости особенно важны. Описываются и сравниваются между собой основные методы механических испытаний ползучесть при постоянном напряжении, деформация при постоянной скорости деформации и релаксация напряжений. Анализируется роль переменных в определяющем уравнении время — кинематическая переменная, которая появляется в явном виде только при неустановившейся ползучести деформация обычно не является хорошей переменной, кроме случая, когда она совпадает со структурными переменными скорость деформации и напряжение. Минимальная скорость ползучести, скорости установившейся и постоянно-структурной ползучести, как правило, соответствуют разным условиям, и их нельзя путать. Мы будем здесь иметь дело с однородной деформацией, однако полезно вкратце рассмотреть критерий неоднородности (т. е. локализации) деформации. Сдвиговая локализация представляет собой пластическую неустойчивость, которая проявляется как падение напряжения на кривых напряжение— дефо )мация. [c.11]

Неустойчивости пластической деформации детали зависит от структуры и чистоты материала. При испытаниях монокристаллических образцов из очень чистых металлов после наступления неустойчивости пластической деформации и до разрушения материала путем разделения его частиц реализуется относительное сужение, близкое к 100%. В этих условиях разрушение принимает форму непрерывного изменения положения частиц металла во всем объеме кристалла, включая и зоны у его границ. При испытаниях образцов из очень чистой меди вязкое [c.303]

Г"ТС физической точки зрения вязкое разрушение кристалла следует рассматривать скорее как образование большого числа пустот, а не как разрыв материала в обычном смысле слова [178]. Указанные пустоты уменьшают несуш,ую площадь поперечного сечения, и при более высокой скорости их расширения по сравнению с упрочнением материала пластическая деформация тела становится неустойчивой. Пустоты увеличиваются независимо одна от другой, вытягиваются в направлении действующего напряжения, смежные пустоты сливаются в соответствии с принципом минимума энергии поверхностного натяжения и при достижении критического состояния объединяются, образуя поверхность излома. При этом окончательное сужение сечения у чистых металлов практически достигает 100%. У технических металлов сужение при разрыве меньше благодаря влиянию границ зерен и загрязнений. [c.304]

Испытания на растяжение образцов различных размеров с одним и тем же коэффициентом концентрации напряжения а - 10 позволяют оценить влияние масштабного фактора (см. рис. 198, а). В области А наблюдается вязкое разрушение образцов малых размеров при напряжении, превышающем предел прочности материала. С понижением температуры это превышение разрушающего напряжения над пределом прочности становится более заметным благодаря уменьшению бокового сужения образца. В области В прочность образцов понижена из-за влияния абсолютных размеров образца при наличии концентрации напряжения. Состояние неустойчивости пластической деформации у дна надреза достигается прежде, чем успевает развиться значительная пластическая деформация образца в целом, и прежде, чем произойдет слияние трещин малых размеров в объеме материала. Трещина рас-370 [c.370]

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]

А. А. Ильюшин ) п А. Ю. Пшлинскпй ) применили теорию течения, выраженнз ю уравнением (28.32) для рассмотрения замечательного случая неустойчивости вязко-пластического равновесия растянутого образца. Придав образцу из такого материала профиль, образованный правильными пологими волнами, этп авторы исследовали условия, прп которых во-впадинах этого волнообразного профиля должно начаться местное образование шейки. Если условие неустойчивости не соблюдается, то волны будут становиться более пологими. Эта работа представляет собой первую Н0ПЫТК5 установления условий, при которых в растягиваемом образце с определенными свойствами должно начаться местное сужение (шейка). Авторы развили эту теорию для плоской и осесимметричной задач ). [c.476]

При вязком разрушении по механизму образования, роста и объединения пор критической величиной служит, как правило, пластическая деформация е/ в момент разрыва — образования макроразрушения. Для расчета е/ Томасоном, Макклинтоком, Маккензи и другими исследователями предложен ряд моделей, в которых критическая деформация при зарождении макроразрушения связывается с достижением некоторой другой эмпирической критической величины, например с критическим расстоянием между порами, с критическими напряжениями в перемычках между порами, с критическим размером поры и т. п. Альтернативным подходом к определению ef, не требующим введения эмпирических параметров, является физико-механическая модель вязкого разрушения, использующая понятие микро-пластической неустойчивости структурного элемента. В модели предполагается, что деформация sf отвечает ситуации, когда случайное отклонение в площади пор по какому-либо сечению структурного элемента не компенсируется деформационным упрочнением материала и тем самым приводит к локализации деформации по этому сечению, а следовательно, к потере пластической устойчивости рассматриваемого элемента без увеличения его нагруженности. [c.147]

Раскрытие трещины и общий механизм хрупкого разрушения. Трудность применения метода линейной механики разрушения к сравнительно вязким конструкционным сталям низкой и средней прочности объясняется тем, что в этих случаях разрушение может быть связано со значительной локальной пластичностью. В таких материалах во время испытания образцов стандартных размеров с надрезом при нормальных скоростях деформации перед разрушением впереди напряженной трещины может распространяться пластическая зона. Вследствие этого невозможно проанализировать упругое напряженное состояние и вычислить показатель вязкости разрушения Кс- Уэллс (1969 г.) разработал метод, приняв, что неустойчивое распространение дефекта происходит при его критическом раскрытии около вершины (критическое раскрытие трещины или OD). Он предполагал, что это значение одинаково для реальных конструкций к образцов небольших размеров подобной толщины. Экспериментальное подтверждение было получено несколькими специалистами. Например, результаты определения разрушающих напряжений для охрупченных труб высокого давления из сплава циркония хорошо согласовывались с данными испытаний на изгиб образцов небольших размеров с надрезом для исследования критического раскрытия трещины (Фернихауф и Уоткинс, 1968 г.). Хорошее соответствие наблюдалось между поведением материалов при инициирующих испытаниях широкого листа и на изгиб образцов натурной толщины для выявления величины критического раскрытия трещины (Бурде-кин и Стоун, 1966 г.). В условиях малой пластической деформации можно показать, что усилие распространения трещины G есть произведение предела текучести Оу и критического раскрытия трещины б [c.236]

Для возникновения трещины и особенно для ее распространения через границы зерен н более прочные структурные составляющие всегда требуется наличие некоторого напряжения. Однако если при меньшем напряжении наступает состояние неустойчивости пластической деформации группы зерен или всего образца, то будет иметь место полностью или частично вязкое разрушение. Это связано с тем, что, с одной стороны, должно быть выполнено условие образования достаточно большого числа свободных дислокаций, накопление которых привело бы к образованию трещины, и, с другой, — должно иметь место эффективное упрочнение (блокирование дисклокаций) для увеличения сопротивления пластической неустойчивости материала в данном объеме и ограничения развития пластической деформации образца. [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...