Растяжение, сжатие изменение объ

Схемы главных деформаций дают наглядное представление о деформированном состоянии в главных осях (рис. 16). Всего имеется девять схем две линейные (JIi — растяжение, — сжатие) три плоские (Hi, Па, Пз), соответствующие плоскому деформированному состоянию, когда по направлению одной из главных осей отсутствует деформация четыре объемные схемы (Oi, Og, О3, О4). В одноименных схемах все главные деформации одного знака (Пх, Пз, Oi, О4). При такой деформации меняется объем. При разноименных схемах (Па, Оа, О ) деформация может протекать без изменения объема. [c.72]

Для всех тел 2 j, < 1. Поэтому при одностороннем растяжении (е > 0) объем тела увеличивается на величину (1 — 2 .i)e, а при одностороннем сжатии (е < 0) объем тела уменьшается на такую же величину. Можно показать, что при всестороннем однородном сжатии (типа гидростатического) относительное изменение объема в три раза больше, чем при одностороннем сжатии [c.75]

Для оценки свойств по глубине трущихся материалов представляет интерес недавно разработанный метод микромеханических испытаний с регистрацией кинетики непрерывного вдавливания индентора [4. Метод позволяет регистрировать при непрерывном вдавливании индентора диаграмму нагрузка—глубина отпечатка, что качественно аналогично диаграмме напряжение—деформация при растяжении (сжатии) или диаграмме глубина отпечатка — время. Полученные диаграммы дают возможность выявлять кинетические закономерности изменения микропластической деформации на участке внедрения, оценивать упругие и релаксационные свойства материала и другие особенности изменения структуры и свойств материалов при различных условиях поверхностной обработки, процессах трения, резания и т. д. Важная особенность разработанного метода — возможность получения ряда количественных критериев оценки свойств поверхностных слоев. К ним относятся модуль Юнга, гистерезисные потери при разгружении и повторном нагружении, средняя скорость деформации материалов под индентором, активационный объем и эффективная поверхностная энергия. Перечисленные параметры свидетельствуют о перспективности применения непрерывного [c.88]

Изменение объема металла при изменении его структуры. Когда металл при нагреве меняет свою внутреннюю структуру, то он одновременно меняет и свой объем. Это изменение объема создает в сварном соединении дополнительное сжатие, когда объем увеличивается, или дополнительное растяжение при уменьшении объема. Подобное явление особенно часто встречается при сварке специальных сталей. [c.266]

В стеклообразном состоянии деформация полимера под влиянием постоянной нагрузки (растяжение, сжатие и т. д.) мала и линейно растет с повышением температуры (рис. 1). В этом состоянии полимер ведет себя как хрупкое твердое тело, для которого характерна упругая деформация, исчезающая после снятия напряжения со скоростью звука. При деформации изменяется объем тела в результате изменения межмолекулярных расстояний, но порядок в построении молекул не меняется. [c.12]

Шаровой тензор характеризует изменение объема в пределах упругих деформаций. Считают, что при пластических деформациях объем тела не меняется. Исследования показывают, что при всестороннем растяжении или сжатии пластические деформации не возникают. Образование их связано с искажением формы элемента, т. е. с касательными напряжениями, усилиями сдвига. [c.98]

Можно ожидать, что для исследования такого случая следует принять состояние однородного растяжения за начальное состояние, а затем использовать теорию, развитую в разд. III. Если волокна первоначально прямолинейны и параллельны, то при реализации этой процедуры не возникает никаких трудностей. Заметим, однако, что растяжение в направлении оси Z необходимо влечет за собой сжатие в плоскости, перпендикулярной Z, если объем остается неизменным это сжатие должно происходить по направлениям, строго перпендикулярным волокнам, поскольку волокна нерастяжимы. Соответственно при ТН ком растяжении форма сечения тела плоскостью X, У) должна меняться. Это изменение эквивалентно всего лишь изменению [c.330]

Принцип их действия основан на измерении изменения емкости полой части стального цилиндра, объем которой сокращается при сжатии динамометра и увеличивается при его растяжении. Упругим элементом динамометра является цилиндр /5, внутри [c.534]

Зная [i, можно вычислить изменение объема образца при растяжении или сжатии. Длина образца после деформации равна (1+е). Площадь после деформации равна F —efi) Объем после деформации равен [c.36]

Если нагрев вызывает структурные изменения в отдельных слоях металла, то в случае закалки удельный объем увеличивается и в закаленном мартенситном слое появляются остаточные фазовые напряжения сжатия, наоборот, при отпуске этого слоя металла в нем возникают остаточные фазовые напряжения растяжения. [c.135]

Фотоупругие эффекты. Если объем dV не является свободным, величину dak/dT нельзя представить в столь простом виде, как это сделано в выражении (1.6). Теперь она определяется также и термомеханическими напряжениями и деформациями. При сжатии или растяжении вещества изменяются расстояния между частицами и действующие между ними силы, причем эти изменения будут различны в направлении действующей механической силы и перпендикулярном к нему. В связи с этим для излучения, поляризованного в различных по отношению к компонентам действующих напряжений направлениях, изменение показателя преломления будет различным. Этот эффект, т. е. появление оптической анизотропии, связанной с механическими напряжениями, называется фотоупругостью. [c.32]

Разложение тензора напряжений на шаровую и девиаторную части имеет большое принципиальное значение при исследовании поведения упругих и неупругих тел под нагрузкой. Шаровая часть выделяет из напряженного состояния равномерное всестороннее растяжение или сжатие, при котором изменяется лишь объем данного элемента тела без изменения формы. Девиатор напряжений характеризует состояние сдвига, при котором изменяется форма элемента без изменения его объема. Как показы- [c.26]

Макроскопическая остаточная деформация растяжения или сжатия поликристаллического твердого тела является результирующей микроскопического процесса дробления кристаллических зерен, при котором сплошность или объем тела практически сохраняются или изменяются крайне мало. Этот необратимый дислокационный процесс, протекающий под действием внешних сил, хорошо наблюдать электронно-микроскопическим или рентгенографическим методами. Важно обратить внимание на то, что в результате исследования деформаций, напряжений и структурных изменений, определяющих свойства металла в процессе деформирования, установлена их взаимосвязь. Выше рассмотрен экспериментальный факт связи механических свойств и параметров микроструктуры однократно деформированного металла — линейной зависимости остаточной деформации б и истинного напряжения течения 5 в виде = (5 — 8е)1у, где у — тангенс угла наклона линейной диаграммы 5 — 61/2 [д]] [c.12]

Чтобы уяснить себе механический смысл этих трех условий, мы можем представить себе, что изменение, которое претерпевает бесконечно малый объем жидкости в элемент времени слагается из трех различных движений 1) перемещения жидкой частицы в пространстве 2) растяжения или сжатия частицы по трем главным направлениям растяжения, причем всякий прямоугольный параллелепипед жидкости, стороны которого параллельны главным направлениям растяжения, остается прямоугольным, так что стороны его хотя и изменяются по длине, но тем не менее остаются параллельными прежним направлениям 3) из поворота около произвольно направленной мгновенной оси вращения, причем этот поворот по известной теореме всегда можно рассматривать, как результат сложения трех поворотов около осей координат [c.11]

Растяжение. До образования шейки при осевом растяжении (или бочки при сжатии) стержня постоянного сечения (с прямой осью) напряженное состояние не отличается от наблюдаемого в упругой области. Рентгенографические исследования показывают, что наружные слои образца деформируются пластически при меньших напряжениях, чем остальной объем образца, в результате чего в пластически растянутом образце после разгрузки возможно остаются напряжения I рода, причем поверхностные слои после пластического растяжения остаются сжатыми. Весьма своеобразной оказывается кинетика изменения напряженного состояния вследствие ползучести неравномерно нагретого растягиваемого стержня [53] (рис. 3.11). Начальные температурные напряжения [кривая о(0)] постепенно релаксируют, но полного выравнивания напряжений по сечению не происходит [кривая о(°о)], что объясняется разницей в скоростях ползучести центральных и крайних зон стержня. Полная релаксация температурных напряжений в таком же стержне, но не нагруженном растягивающей силой, показана на рис. 3.12. [c.141]

При сварке пластин из легированной стали вследствие изменения объема металла при изменении структуры могут возникать силы сжатия, если увеличивается объем или силы растяжения при уменьшении объема. Поэтому при сварке легированных сталей необходимо стремиться к уменьшению объема наплавленного металла и вьшолнять сварочные работы таким образом, чтобы было меньше закрепленных частей свариваемой конструкции. Свобода частей свариваемой конструкции уменьшит возникновение внутренних напряжений. [c.93]

Коэффициент Пуассона, характеризующий относительное изменение поперечных размеров тела в упругой области при одноосном напряженном состоянии, не может быть меньше нуля, так как в противном случае при растяжении тела происходило бы его расширение в направлении, перпендикулярном к приложенной силе. Коэффициент Пуассона не может быть также больше 0,5, так как иначе при гидростатическом сжатии тела его объем увеличивался бы . [c.40]

Вторая трудность, также вносящая нелинейность, состоит в том, что свободный объем, который согласно современным теориям определяет временной масштаб измерений, сам изменяется в течение всего процесса измерений, Таким образом, кривые ползучести, полученные при всестороннем сжатии (объем уменьшается со временем), не будут совпадать с кривыми, полученными при всестороннем растяжении (объем увеличивается со временем). В первом случае изменение объема при больших значениях времени будет происходить значительно медленнее, чем оно происходило, если бы свободный объем сохранял свое первоначальное значение. Во втором случае изменение объема в начальной части кривой будет происходить медленнее, чем при постоянном свободном объеме, равном его конечному значению. Приближенный анализ этого явления выполнил Ковач [216], показавший, какого типа эффекты следует ожидать в этом случае. [c.164]

Смещенный объем при сжатии и растяжении тела. При обработке металла давлением его объем остается постоянным, а форма меняется. Изменение формы происходит за счет того, что в одном из главных направлений размер тела увеличивается или уменьшается за счет изменения размеров в других направлениях. В связи с этим в теории обработки металлов давлением возникло понятие смещенного объема. Смещенным объемом называется прибавленный или убавленный объем в одном из главных направлений. [c.62]

Типичным случаем является возникновение остаточных температурных (термических) напряжений при неравномерном охлаждении изделия по сечению, например при закалке и т. п. (рис. 83,а). Поверхностный слой цилиндрического сплошного образца охлаждается и уменьшает свой объем быстрее, чем его внутренняя часть, и сжимает последнюю ( эффект обруча ), В результате во внутренней части возникнут временные напряжения сжатия, в поверхностном слое — напряжения растяжения Ор (рис, 83,6). При Ор От (при данной температуре) в этом слое произойдет пластическая деформация— необратимое изменение размеров. Когда периферийный слой уже охладился, центральная часть еще охлаждается и стремится уменьшить свой объем. Этому препятствует уже охладившийся периферийный слой. В центральной части образца возникнут остаточные напряжения растяжения, в периферийном слое — сжатия (рис, 83,б). Величина остаточных напряжений тем больше, чем выше разность температур по ечению и, следовательно, чем больше скорость охлаждения. [c.192]

Как было показано выше, №—покрытия, полученные химическим восстановлением и термообработанные обычным способом, характеризуются значительными растягивающими остаточными напряжениями, вызывающими образование микротрещин в поверхностном слое и способствующими снижению предела усталости основного материала. По-иному протекает образование внутренних напряжений при термической обработке покрытий т. в. ч. При этом способе наиболее быстрому разогреву подвергается лишь тонкий слой покрытия, в котором непосредственно образуются вихревые токи. Что касается основного материала, то он нагревается главным образом за счет теплопередачи. После прекращения действия т. в. ч. тонкий слой покрытия остывает гораздо быстрее, чем нижележащий слой металла. Наступает момент, когда покрытие охладится до такой степени, что перестанет сокращаться, тогда как охлаждение нижележащего слоя металла будет продолжаться, его объем, сокращаясь, будет стягивать наружную твердую корку и создавать в ней сжимающие напряжения. Взаимодействие тепловых и структурных напряжений приводит к характерному для поверхностно закаленных изделий преобладанию напряжений сжатия над напряжениями растяжения. Так, для стальных образцов в закаленном слое образуются сжимающие напряжения, достигающие на поверхности 60—80 кгс/мм , которые на границе закаленного слоя переходят в растягивающие (20—30 кгс/мм ). Оказалось, что эти закономерности применимы и для случаев, когда поверхностным слоем является металлопокрытие, полученное химическим восстановлением солей соответствующих металлов. Подвергая металлопокрытия термической обработке т. в. ч. и соответственно регулируя как скорость нагрева, так и скорость охлаждения, можно добиться изменения характера и величины внутренних напряжений таким образом, чтобы в поверхностном слое преобладали сжимающие напряжения. Для проверки влияния этого фактора на предел выносливости стали 45 были проведены соответствующие испытания. Стандартные образцы консольного типа без покрытия и с покрытием толщиной 40 мкм, с 10% Р, полученным из [c.297]

Значение Рср может быть положительным (материал в данной точке подвергается всестороннему растяжению), нулевым или отрицательным (материал в данной точке подвергается всестороннему сжатию). Гидростатическое давление не может вызвать изменение формы тела, оно изменяет только объем. Изменение же формы вызывается напряжениями, которые равны разностям между главными нормальными напряжениями и гидростатическим давлением, т. е. а —Рср ог—Рср, огз—рср. Таким образом, напряженное состояние в данной точке можно условно представить в виде суммы гидростатического давления рср и разностей <У1—Рср 02—Рср оз—Рср. Эта условность удобна, так как позволяет определить, в каких условиях (растяжения или сжатия) происходит деформирование в данной материальной точке. [c.12]

Всестороннее равномерное или гидростатическое сжатие (растяжение) характеризуется тем, что в теле действуют только нормальные напряжения (сжимающие или растягивающие), а касательные отсутствуют. При действии равномерного всестороннего давления объем тела уменьшается, но форма тела остается неизменной возникающая при этом деформация характеризуется величиной относительной объемной деформации — йУ/У, где с1У изменение объема V — первоначальный объем. [c.53]

Деформация растяжения сопровождается поперечным сжатием (и соответственно деформация сжатия - поперечным растяжением), причем относительные изменения продольных и поперечных размеров пропорциональны друг другу ДО/Д = ц А///, где В -диаметр цилиндрического образца, Ш - его изменение при деформации. Коэффициент пропорциональности р, называемый коэффициентом Пуассона, зависит от свойств вещества. Его максимально возможное значение 0,5 при малых деформациях соответствует случаю, когда при деформации не изменяется объем тела. [c.77]

В продольных волнах участки среды испытывают чередующиеся сжатия II растяжения, изменяющие их объем, т. е. продольные волны являются волнами объемной деформации. Упругие силы, противодействующие изменению объема, возникают как в твердых телах, так II в жидкостях и газах. Поэтому продольные волны распространяются в твердых телах, экидкостях и газах. Чередующиеся деформации сжатия и растяжения участков среды в продольных волнах сопровождаются соответствующими изменениями давления по сравнению с его средним значением в деформированной среде. [c.201]

ЭЛАСТИЧНОСТЬ ВОЛОКНА - способность волокна или нити к обратимой деформации под действием внешних условий. Э. в. зависит от свойств полимерного материала и конструкции изделия (упругости его формы). В волокнах, под воздействием нагрузки, одновременно развиваются упругая, эластич. и пластнч. деформации, идущие с различными скоростями, из них две первые определяют эластичность материала. Для эластичности нитей большое значение имеет упругость формы элементарных волокон, определяемая конструкцией изделия. Величину Э. в. можно выразить отгюшением обратимого удлинения образца к обш,ему удлинению (см. Удлинение волокна). Но Э. в. зависит от внешнего усилия, приложенного к образцу, поэтому более полной хар-кой Э. в. является модуль деформации (растяжения, сжатия и др.), к-рый выражается тангенсом угла наклона кривой в системе нагрузка — удлинение. Для нек-рых изделий трудно определить Э. в. по его удлинению (штапельные волокна, волокна для искусств, меха и пр.). В этом случае определяют способность восстанавливать объем пучком волокон, называя эту величину объемной эластичностью. Этот термин условен и не имеет физич. смысла, ибо практически во время испытаний объем волокон не изменяется, а изменение объема изделий связано с изменением упругости формы отдельных элементов изделия, т. е. с его конструкцией. В- -А. Берестнев. [c.467]

В результате первоначально шаровая окрестность б преобразуется при больших г в эллипсоидальную окрестность б<, вытянутую по одним осям и сжатую по другим (рис.3.17).Число осей эллипсоида, по которым происходит растяжение, равно числу степеней Рис. 3.17 неустойчивости. Изменение объе- [c.74]

Аналогично этому и полная удельная потенциальная энергия деформации распадается на две самостоятельные части на энергию изменения объем а об. накопленную при пространственном равномерном растяжении (или сжатии), и на энергию измененияформыиф, накопленную при деформациях чистого, сдвига. [c.133]

Разложение тензора напряжений на шаровую и девиаторную части имеет большое принципиальное значение при исследовании поведения упругих и пластических тел под нагрузкой. Шаровая часть выделяет из напряженного состояния равномерное всестороннее растяжение или сжатие, при котором изменяется лишь объем данного элемента тела без изменения формы. Девиатор папряжепий характеризует состояние сдвига, ири котором изменяется форма элемента без изменения его объема. Следовательно, девиатор напряжений указывает отклонение (девиацию) рассматриваемого паиряжепиого состояния от всестороннего растяжения (сжатия) или отклонение приобретенной формы тела от первоначальной. Как показывают опыты, материалы по-разному реагируют на всестороннее сжатие и на напряжепие сдвига. [c.30]

Для наглядности будем говорить о трехмерном пространстве состояний и представлять себе аттрактор расположенным внутри двумерного тора. Рассмотрим пучок траекторий на пути к аттрактору (ими описываются переходные режимы движения жидкости, ведущие к установлению стационарной турбулентности). В поперечном сечении пучка траектории (точнее —их следы) заполняют определенную площадь проследим за изменением величины и формы этой площади вдоль пучка. Учтем, что элемент объема в окрестности седловой траектории в одном из (поперечных) направлений растягивается, а в другом — сжимается ввиду диссипативности системы сжатие сильнее, чем растяжение— объемы должны уменьшаться. По ходу траекторий эти направления должны меняться — в противном случае траектории ушли бы слишком далеко (что означало бы слишком большое изменение скорости жидкости). Все это приведет к тому, что сечение пучка уменьшится по площади и приобретет сплющенную, и в то же время изогнутую форму. Но этот процесс должен происходить не только с сечением пучка в целом, но и с каждым элементом его площади. В результате сечение пучка разбивается на систему влол<енпых друг в друга полос, разделенных пустотами С течением времени (т. е. вдоль пучка траекторий) число полос быстро возрастает, а их ширины убывают. Возникающий в пределе t- oo аттрактор представляет собой несчетное множество бесконечного числа не касающихся друг друга слоев — поверхностей, на которых располагаются седлов1ле траектории (своими притягивающими направлениями обращенные наружу аттрактора). Своими боковыми сторонами и своими концами эти слои сложным образом соединяются друг с другом каждая из принадлежащих аттрактору траекторий блуждает по всем слоям и по прошествии достаточно большого гцзсмеии пройдет достаточно близко к любой точке аттрактора (свойство эргодичности). Общий объем слоев и общая площадь их сечений равны нулю. [c.166]

При упругопластических деформациях отношение еЧе меняется в процессе растяжения, оно зависит от напряжения. Объем образца при растяжении и сжатии не остается постоянным. Для изотропного материала изменение объема легко подсчитать. Длина цилиндра увеличилась в отношении (Ц-е), линейные размеры поперечного сечеппя уменьшились в отношении (1 + е ), следовательно, площадь изменилась в отношении [c.47]

Усиление склонности к растрескиванию при повышении содержания алюминия в сплаве ранее объясняли возникновением в структуре металла концентрационных неоднородностей, имеющих иной, чем у матрицы, электрохимический потенциал. Однако имеется и другой аспект влияния алюминия, который более приемлем при горячесолевом растрескивании он связан с изменением структуры оксидных пленок, как известно, оксиды титана имеют существенно больший удельный объем и меньший коэффициент линейного расширения, чем титан. При наличии когерентной связи оксидов с титаном в пленке возникают напряжения сжатия, а в зоне перехода от оксидов к основному металлу — напряжения растяжения. Возникновение разрушений в пленке в этих условиях зависит [c.77]

У материалов, которые имеют структурные превращения с изменением объема кристаллической решетки, например в некоторых сталях распад остаточного аустенита в мартенсит, характер э1поры внутренних напряжений может значительно измениться. При нормальных и пониженных температурах аустенит превращается в мартенсит, объем решетки которого больше объема решетки аустенита. В результате этого в сварных швах появляются остаточные напряжения сжатия, а в прилежащей зоне — растяжения. Они суммируются с напряжениями от неравномерного нагрева и усадки металла. [c.501]

Сделанные упрощения не справедливы для многофазного сплава типа механической смеси, состоящего из разнородных кристаллических зерен с кубической решеткой или из разнородных упругоизотропных зерен, имеющих различные упругие характеристики. Несмотря на то, что в таком поликристалле каждое зерно в отдельности изотропно по отношению к тепловому расширению и всестороннему равномерному растяжению или сжатию, модули всестороннего сжатия поликристалла и отдельных зерен различны, а избыточная температурная деформация зерен Лей =7 О. Поэтому в (2.69)—(2.72) не удается перейти от тензорных компонентов напряжений и деформаций к девнаторным компонентам, т. е. на неупругое деформирование таких поликристаллов в общем случае должны повлиять и гидростатическая составляющая тензора осредненных напряжений, и даже однородное по объему изменение температуры. Влияние этих факторов не учитывается в распространенных феноменологических теориях неупругого деформирования материала (см. 1.5). [c.104]

Кроме того, Кольрауш поставил серьезный вопрос, касаясь попыток определения удельной теплоемкости путем сравнения квазиста-тических и динамических методов определения значения модуля при растяжении и сжатии, примененных Вертгеймом (Wertheim [1842, 1], [1844, 1(a)]). Действуя в рамках довольно ограниченных термодинамических концепций того времени, он указал, что тепло не может выделяться в экспериментах по кручению, поскольку объем не меняется. В опытах по растяжению или сжатию, в которых имело место небольшое изменение объема, он заметил, что изменения модуля также могут возникать из-за выделения тепла, вызванного упругим последействием (Kohlraush [1863, 1]). [c.124]

Первой замечательной особенностью твердых тел является их способиость восстанавливать свою форму и объем после любых малых деформаций. Все твердые тела обладают упругостью не только по отношению к изменениям объема (деформация всестороннего сжатий), но и по отношению к изменениям формы (деформация одностороннего растяжения, деформация сдвига и другие). В этом состоит одно из существенных отличий твердых тел от жидкостей и газов. [c.153]

При деформации пластин чистого никеля между вращающимися наковальнями при комнатной температуре и давлениях ВПЛОТЬ-до 150 кбар обнаружено увеличение напряжения течения с давлением, на порядок большее, чем увеличение модуля сдвига [189]. Этот эффект был приписан зависимости от давления напряжения Пайерлса при движении дислокации из одной потенциальной ямы в другую ее ядро расширяется и сжимается (как бы дышит ). При давлении 150 кбар наблюдаемое изменение напряжения течения отвечает дилатации, равной 10" атомного объема на участке дислокации длиной, Ь. Это, в сущности, миграционный объем дислокации, в то время как эффект Зеегера и Хаасена (см. выше) связан с объемом образования дислокации. Близкое объяснение дается так называемому эффекту дифференциального упрочнения мартен-ситной стали [118] заметно более высокое напряжение течения в экспериментах с одноосным сжатием, чем с одноосным растяжением, связывается с существованием объема образования пар изломов. При этом для образования пары изломов требуется большая энергия в режиме сжатия, чем в режиме растяж ения. [c.175]

Предлагается построить математическую модель явления электропластичности с помощью уравнений Лапласа для потенциала электромагнитного поля. Получение распределения электромагнитного поля по объему материала даст возможность применения уравнения теплопроводности с правой частью. Решение уравнения теплопроводности позволит узнать распределение температуры и рассчитать объемные изменения напряжения сжатия и растяжения. [c.512]

Для выяснения характера изменения параметров х и Л (см, уравнение (У,14)) в связи с влиянием масштабного фактора были проведены специальные испытания трех твердых сплавов тртпа ВК при растяжении, чистом сдвиге (скручивание тонкостенных трубок) и сжатии на геометрически подобных образцах, объем которых изменялся более чем в 10 раз. Для исключения эксцентричности приложения нагрузки поверхности рабочих участков и мест приложения усилий шлифовались с одной установки. Испытания образцов проводились на машинах кинематического типа с регулируемой скоростью деформации. [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...