Теория кривых упрочнения

Теория кривых упрочнения. Упрочнением называется процесс изменения физико-механических свойств металлов в результате его пластической деформации. [c.11]

На рис. 16.3 приведены результаты расчета по теории Ильюшина (кривая 1), теории устойчивости, построенной на основе теории течения с изотропным упрочнением (кривая 2) и модифицированной теории (кривая 3) для сжатых стальных цилиндрических оболочек ( = 2-10 МПа, ат = = 390 МПа). Экспериментальные результаты (отмечены кружочками) лучше подтверждают теорию устойчивости Ильюшина, построенную на основе деформационной теории. Дело в том, что до-критический сложный процесс по траекториям малой кривизны в момент бифуркации имеет бесконечно малое продолжение без излома траектории в направлении касательной к траектории деформации. Следовательно, теория течения с изотропным упрочнением не описывает сложный процесс выпучивания в момент бифуркации. Аналогичное явление наблюдается при использовании теории пластичности для траекторий средних кривизн. Если используются теория течения и теория средних кривизн, для вычисления интегралов Nm, Рт следует применять соотношения (16.45), (16.46) при со = 0 и со = (й соответственно. [c.347]

Предложено много теорий деформационного упрочнения, в основу которых положены результаты непосредственных электронномикроскопических наблюдений дислокаций. Однако до настоящего времени ни одна теория деформационного упрочнения не получила всеобщего признания. Причина этому — сложность и многообразие явлений, протекающих в процессах пластического деформирования. Вал<ность и необходимость этих теорий заключается в том, что, во-первых, теоретическое описание дает основу для целенаправленных экспериментов и способа обработки экспериментальных данных, во-вторых, позволяет расчетным путем определить основные характеристики кривой т — у и дать исчерпывающие ответы на вопросы о механизмах пластической деформации и процессах, их контролирующих, в-третьих, создает базу для научно обоснованной разработки [c.210]

Обсуждаемые ниже формальные теории деформационного упрочнения развивались как результат анализа обширного экспериментального материала в области пластического деформирования кристаллов. Исходя из общих дислокационных представлений показано, что деформационное упрочнение является следствием накопления в объеме материала некоторой плотности дислокаций, необходимой для обеспечения заданной степени деформации. Поэтому установление количественной связи между плотностью дислокаций и деформирующим напряжением служит необходимой предпосылкой рещения проблемы деформационного упрочнения металлических кристаллов. Нахождению отмеченной связи было посвящено большое количество экспериментальных работ, результаты которых показали, что между напряжением течения и плотностью дислокаций для кристаллов с ГЦК-, ОЦК- и ГПУ-решетками на протяжении всей кривой упрочнения преобладает зависимость вида [c.98]

Сравним кривые упрочнения поликристаллической меди с двумя размерами зерен (3,4 и 150 мкм) с рассчитанной ho уравнению (1.12) для монокристалла меди (111) кривой нагружения некоторого эффективного поликристалла фис. 3.7). Наблюдается достаточно хорошее согласование последней кривой с кривой 2 (D — 150 мкм). В то же время увеличение числа высокоугловых границ зерен при измельчении зерна (кривая I) приводит при небольших деформациях к отклонению от уравнения (1.12). Отсутствие учета зависимости упрочнения от размера зерна является одним из основных недостатков уравнения (1.12) и в целом теории Тейлора [273]. [c.115]

Таким образом, вопрос о кривой упрочнения для различных видов напряженного состояния является весьма важным для теории пластичности [c.87]

Закономерности ползучести при переменном напряжении при сложном напряженном состоянии по существу аналогичны описанным. Экспериментально исследовали [80, 81, 82] ползучесть при переменных циклических напряжениях с изменением главных осей напряжений. Показали, что теория деформационного упрочнения, распространенная на сложное напряженное состояние, не дает удовлетворительного объяснения результатов экспериментов. На рис. 4.46 приведены результаты испытаний на ползучесть тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали при совместном воздействии напряжений растяжения и кручения. В этом случае эквивалентное напряжение постоянно о = = (o -)-Зт ) кривая ползучести, рассчитанная с помощью теории деформационного упрочнения, показана на рисунке штриховой линией. Однако в действительности скорость переходной деформации при изменении главных осей напряжений увеличивается деформационное упрочнение и возврат в направлениях, составляющих угол 45 с направлением осей, почти не связаны. [c.130]

Большинство теорий деформационного упрочнения, в частности г. ц. к. металлов, базируется на эффекте упругого взаимодействия между дислокациями. Эти теории, исходя из ряда упрощающих предпосылок, часто основанных на экспериментальных данных структурного анализа, позволяют получать уравнения связи напряжения с деформацией. Такие уравнения можно сопоставлять с экспериментальными кривыми, проверяя обоснованность используемых теорией положений. Рассмотрим в качестве примера выводы теории упрочнения за счет полей дальнодействующих упругих напряжений. [c.115]

Развитие теории пластичности привело к возможности создания достаточно простого и естественного обобщения теории идеальной пластичности. До сих пор простейшей теорией пластичности упрочняющегося тела считалась теория Генки-Надаи — теория малых упругопластических деформаций [12]. Но существу, соотношения Генки-Надаи являются вариантом нелинейной теории упругости изотропного тела. Деформационные соотношения теории Генки-Надаи (соотношения теории изотропного упрочнения) при сколь угодно малом упрочнении приводят к уравнениям эллиптического типа, т. е. не сохраняют качественных особенностей идеального пластического течения. Такая потеря качественных особенностей идеального пластического течения представляется искусственной, обусловленной характером исходных предположений. Известно, что слои скольжения наблюдаются и при наличии достаточно малого упрочнения пластических тел. Одну из причин несоответствия предположений теории изотропного пластического течения реальному поведению пластических тел следует искать в допущении об изотропном характере упрочнения. В самом деле, согласно теории изотропного упрочнения, поверхность текучести увеличивается подобно самой себе (рис. 2) следовательно, предел текучести при разгрузке должен увеличиться, и кривая а — е для изотропно упрочняющегося тела должна быть представлена кривой О АВС О (рис. 3). Однако эффект Баушингера, являющийся следствием анизотропного упрочнения пластических тел, указывает, что реальная диаграмма сг — е соответствует кривой О АВЕ Г (рис. 3), т.е. с упрочнением при растяжении происходит понижение предела текучести при сжатии. [c.166]

Необходимо подчеркнуть следуюш ее предположим, что известна кривая а — е одноосного растяжения образца. Можно написать соотношения теории изотропного упрочнения и анизотропного упрочнения, которые в случае одноосного растяжения образца будут приводить к одной [c.167]

При разработке феноменологической модели используется теория ползучести с анизотропным упрочением [123, 251, 252, 369] (эта теория в отличие от теории упрочения [120, 157, 306] весьма точно описывает поведение материала при переменном направлении деформирования), разработанная с учетом случая деформирования материала в упругопластической области. При этом, как указывалось выше, под пластической деформацией понимается деформация, включающая как деформацию ползучести, так и мгновенную пластическую деформацию. Таким образом, теорию ползучести с анизотропным упрочнением можно интерпретировать как теорию пластического течения, когда кривые деформирования материала зависят от интенсивности скоростей пластических деформаций, и вместо вязкоупругой задачи рассматривать упругопластическую. [c.14]

Уравнение (14.20) показывает, что кривые ползучести геометрически подобны. Теория упрочнения хорошо подтверждается экспериментально. [c.309]

Уравнение (18.5.1) записан для изотермических условий, температуру можно ввести в правую часть в качестве третьего аргумента. Единственное достоинство столь примитивной теории состоит в ее простоте, но это достоинство нельзя сбрасывать со счета. Кривые ползучести многих конструкционных материалов оказываются весьма причудливыми, особенно если процесс ползучести сопровождается фазовыми переходами. Описать эти кривые при помощи какой-либо логически безупречной теории, например теории упрочнения, в том или ином варианте было бы чрезвычайно сложно. С другой стороны, гипотеза упрочнения, принимающая материал однопараметрическим и меняющим структурное состояние (но не фазовый состав) только вследствие деформации, к таким сложным материалам просто непригодна для них следует строить кинетическое уравнение по типу (18.3.1) и [c.624]

Таким образом, уже в теориях упрочнения ЩК-монокристаллов была предпринята попытка связать наблюдаемую стадийность кривых нагружения с характерными для каждой стадии структурными состояниями, тесно взаимосвязанными с деформационными механизмами упрочнения. [c.103]

На рис. 8 представлена зависимость силы анодного тока, изменения потенциала деформируемого образца и нагрузки от степени деформации. Как видно из графика, нагружение ниже макроскопического предела текучести в области деформации < 0,5% вызывает появление незначительного анодного тока, тогда как пластическая деформация сопровождается резким его увеличением. В полулогарифмических координатах эти кривые приведены на рис. 9. На участке АБ характер кривой i соответствует уравнению (81). На стадии деформационного упрочнения наблюдается четкая линейная корреляция между его величиной (кривая Р) и деформационным приростом тока (кривая i) в соответствии с линейным приближением теории. [c.67]

Особенностью механохимического растворения поверхности алюминиевого сплава является некоторая задержка активного растворения относительно роста нагрузки (см. рис. 58, пунктирная кривая). Это торможение обусловлено эластичностью окисной пленки, которая не теряет своей сплошности вплоть до заметных значений пластической деформации и испытывает воздействие двух конкурирующих процессов — механического разрушения и химического восстановления (репассивации). Когда процессы механического разрушения становятся преобладающими (в областях пересечения плоскостями скольжения поверхности металла), механохимический эффект резко увеличивается, и в соответствии с теорией коррелирует с ростом деформационного упрочнения сплава, как и в случае нержавеющих сталей. [c.154]

В частном случае, когда структурное состояние материала определяется одним параметром (величиной пластической деформации) независимо от истории предшествующего нагружения, xтеории упрочнения и используется при изучении зависимости сопротивления от скорости деформации (по экспериментальным результатам строится кривая скоростной зависимости напряжения при фиксированной величине деформации). [c.132]

Закономерности длительного статического деформирования описываются на основе известных теорий ползучести (старения, течения, упрочнения и различных видов теорий наследственности). Как и при кратковременном нагружении для описания кинетики неупругих деформаций (с учетом упругопластических деформаций, ползучести), в зонах концентрации напряжений используют различные способы аппроксимации изохронных кривых деформирования (по параметру времени т). В частности, для инженерных расчетов предлагаются изохронные кривые деформирования в форме функций типа (1) с показателем степени /Пт , зависящим от т. [c.23]

В случае, когда необходим учет первой стадии кривых ползучести для существенно переменных режимов нагружения, используют теорию упрочнения. В соотношениях теории упрочнения изменение скорости деформации ползучести в процессе деформирования при постоянном напряжении учитывают введением вместо явного времени t накопленной деформации ползучести. Это соотношение можно записать в виде [c.113]

Твердость 20, 21 Текучесть предел 11 Теория кривых упрочнення 11 Теплоизоляция 113 Теплопередача 113 Теплопроводность 113 Теплота потери 114 Течение металла, определение направления 24 Тормоз барабанный 127 дисковый 127, 128 [c.157]

На рис. 1.6 для сравнения представлены кривые ползучести при статическам и ступенчатом нагружениях, рассчитанные по различным теориям ползучести. Из рисунка видно, что лучшее описание процесса ползучести при нестационарном нагружении дает теория анизотропного упрочнения. В случае циклического нагружения материала, работающего при высоких температурах, теория изотропного упрочнения (обычно именуемая просто теорией упрочнения) будет давать заниженные значения накопленной деформации ползучести (при расчете по теории упрочнения использовали зависимость Sf = где и гпс — эмпирические константы). [c.37]

Использование аналогии между ОЦК- и ГЦК-металлами, по-видимому, не является перспективным подходом в изучении упрочнения ОЦК-металлов вследствие несовершенства теорий упрочнения ГЦК-металлов. Кроме того, трехстадийная кривая редко наблюдается при деформации ОЦК-монокристаллов, а стадии / и // на этих кривых упрочнения недостаточно четко выражены [254, 256]. На наш взгляд, значительный практический интерес представляют в первую очередь параболические кривые упрочнения, на которых можно ожидать стадийный характер процесса, связанный с последовательной перестройкой дислокационной структуры. [c.113]

Пользуясь законом независимости потенциальной энергии формы, теория обработки металлов давлением доказывает, что 1) в основу определения удельного давления течения при любом процессе формоизменения должна быть положена обобщённая кривая истинного сопротивления и 2) для практических подсчётов следует пользоваться приближённой обобщённой кривой, в качестве которой можно принять кривую истинных напряжений 2-го рода при растяжении (кривая упрочнения, изображённая на фиг. 6 , экстраполированную до конечной ординаты и устанавливающую зависимость у.ежду сопротивлением при линейном растяжении и сужением шейки. [c.272]

Аналогичное по форме соотношение (8.13) может быть получено и для случая теории течения с трансляционным упрочнением, если вместо Sj использовать девиатор Sj активных за вычетом тензора микронапряжений pj (т. е. = Sjj. — р к) и принять dpjK — dejK, где С = С (eft) — функция накопленных и пластических деформаций, определяемая по кривой упрочнения для рассматриваемого уровня температурного нагружения [12]. [c.156]

Для условий опыта в тех же сечениях были вычислены с помощью формул (4.14), полученных теоретическим путем, значения девиатора напряжений. Эти значения на рис. 44 показаны сплошными линиями. В расчетах кривая упрочнения была аппроксимированна кубической параболой Г = 0,18Т , формулы (4.14) преобразованы в уравнения теории малых пластических деформаций заменой Vp на Ah. [c.116]

Если пределы текучести по разным направлениям не совпадают, то материал является анизотропным. Один из простейших вариантов теории анизотропного упрочнения был впервые предложен Прагером [1], позднее он изучался в работах [4-7]. При этом кривая текучести перемещается как жесткое целое, а условие пластичности зависит от смешанных инвариантов девиаторов напряжений и деформаций. Отметим механическую интерпретацию природы анизотропного упрочнения, предложенную в работе [5], объясняюш,ую роль микронанряжений в рамках феноменологической теории. [c.258]

Теория пластического упрочнения металлов. Кривые истинных напряжений в функции от пластических деформаций, полученные при испытаниях на растяжение мягкого металла при нормальной температуре за пределом текучести, определяют кривую пластического упрочнения металла при растяжении. Подобные же кривые можно получить и путем сжатия, кручения и других видов испытания металлов. Общим свойством этих кривых является рост надряжений, сопровождающий увеличение пластических деформаций. В связи с этим возникает вопрос, нельзя ли определить такую обобщенную функцию пластического упрочнения, которая связывала бы обобщенные напряжения с обобщенными деформациями и, описывая поведение металла в такой общей форме, позволяла бы получать кривые пластического упрочнения для простых напряженных состояний (растяжения, сжатия и пр.). Попытки определить такую обобщенную функцию или такой обобщенный закон упрочнения предпринимались уже давно ), но [c.463]

Причиной расхождения данных расчета и эксперимента могут быть недостатки методики расчета, присущие теории пластической деформации, в частности связанные с тем, что теория не является достаточно точной во всем диапазоне пластических деформаций и правильно отражает реальные условия только в начале кривой упрочнения. Кроме того, при расслютрении всего диапазона пластических деформаций линейная зависимость предельного значения А от предельных значений составляющих напряжения может рассматриваться только как приближенная. Полшлю, этого, теория не учитывает тот факт, что процессы скольжения, приводящие к возникновению пластической дефор. шции, не зависят от среднего гидростатического напряжения о . Теории рассматриваемого типа не имеют прямого физического основания, хотя результаты расчета по этим теориям обычно бывают достаточно точны для целей практики. [c.486]

Можно аналогично найти уравнения, аппроксимируюш,ие кривую упрочнения и в иных координатах. В теории обработки давлением пользуются кривыми упрочнения, построенными в координатах напряжение текучести — логарифмическая деформация (выражается натуральным логарифмом отношения конечного размера образца к начальному), или же кривыми в координатах интенсивность напряжений — интенсивность деформаций (см. стр. 90, 112). [c.48]

Результаты расчетов представлены на рис. 5.2, б. Здесь же показана кривая ОН, полученная в результате решения МКЭ прямой упругопластической задачи, базирующегося на теории течения в сочетании со схемой трансляционного упрочнения [124] при нагружении образца по схеме, показанной на рис. 5.2, а. В расчете принимали предел текучести Рт = = 1060 МПа, модуль упрочнения = 1800 МПа. Из рис. 5.2,6 видно достаточно удовлетворительное соответствие решений прямой (кривая 3) и обратной (кривые 1, 2) задач. Максимальное различие в результатах получилось при г/ = 7ч-9ммиг/ = = 0 н- 2 мм для кривых 1 и 2 соответственно. [c.275]

Кривая одноосного растяжения малоуглеродистой стали с разгрузкой испытуемого образца (рис. 58) показывает, что остаюч-деформация измеряется отрезком ОО. Пластическая деформация начинает проявляться на участке АВ и происходит без увеличения нагрузки. На участке ВС происходит упрочнение материала, поэтому угол наклона касательной к кривой ВС и к оси абсцисс tg р называют модулем упрочнения. Упрочнение имеет направленный характер, т. е. материал меняет свои механические свойства и приобретает деформационную анизотропию, при этом пластическая деформация растяжения ухудшает сопротивляемость металла при последующем его сжатии (эффект Ба-ушингера). Как видно из приведенной кривой, растяжение малоуглеродистой стали при пластических деформациях нагруженного и разгруженного образца значения деформаций для одного и того же напряжения . в его сечении не является однозначным. Методы теории пластичности, наряду с изучением зависимости между компонентами напряжений и деформаций, возникающих в точках тела, определяют величины остаточных напряжений и деформаций после частичной или полной разгрузки дetaли, а также напряжения и деформации при повторных нагружениях. [c.96]

Модели ползучести, основанные па теории течения и теории упрочнения. На рис. 5.19 показана кривая чистой ползучести при одноосном растяжении — зависимость деформации иолзучестя бц [c.134]

В теории ОМД и при обработке результатов пластометрических исследований физические модели течения металлов, к сожалению, пока еще мало используются. Для анализа кривых текучести а—е применяются лишь, как правило, эмпирические методы, которые не учитывают механизм упрочнения — разупрочнения материала при горячей деформации. [c.10]

При плавно меняющихся значениях сопротивления деформации уже обыч ный вариант теории упрочнения достаточно хорошо описывает кривые теку чести. При ступенчатом же изменении скорости деформации на два-три по рядка аналитические решения по уравнениям теории упрочнения или теорнк старения часто приводят к заметным расхождениям с экспериментальными данными. [c.30]

Предположение о наличии кривой деформирования о (е), не зависящей от пути нагружения, за которую припимается кривая деформирования при статическом либо динамическом нагружении с характерной для исследуемого процесса скоростью, принято в деформационной теории распространения упруго-пластических волн Кармана—Рахматулина [227]. В этом случае модуль упрочнения не зависит от пути деформирования материала и определяется только общей величиной деформации, а скорость а распространения ялаетичеекой деформации определяется модулем М е) =да1дг а =М1р. [c.142]

Из приведенной на рис. 28 температурной зависимости предела текучести низкоуглеродистой стали в исходном и облученном состояниях видно, что облучение не вызывает заметного изменения т при Т ниже комнатной. Однако радиационное упрочнение термически активируется при температурах выше комнатной, и изменение предела текучести при этом удовлетворяет теории Фляйшера. Расчетная величина энергии активации этого процесса равна 1,3 эВ, что соответствует преодолению движущимися дислокациями препятствий типа дислокационных петель диаметром меньше 10 А. В работах ]54, 71] определялись зависимости активационного объема ферритных сталей и железа в исходном состоянии и после облучения. Экспериментальные данные для необлученных образцов хорошо соответствуют теоретическим расчетам, согласно которым пластическая деформация железа и сталей при температурах ниже комнатной контролируется механизмом Пайерлса. Для оЗлученных образцов величина активационного объема при всех температурах испытания выше, чем для необлученных, и отличается от теоретической кривой [c.87]

Для расчета напряжений и деформаций деталей (во времени) при бегают к теории ползучести. При этом предполагают, что для данны> металлов известны некоторые константы и другие опытные данные Естественно, что наиболее приемлемой является такая теория, которая меньше искажает опытные данные и основывается непосредственно на опытных кривых. При этом очень важно, чтобы пользование этой теорией не приводило к таким математическим трудностям, которые не позволят использовать эту теорию в практике инженерных расчетов деталей паровых турбин. Главные из теорий ползучести — теория течения, тео-рия старения, теория упрочнения и теория пластической наследственности. Имеются различные варианты, и формулировки этих теорий. Ряд теоретических работ и экспериментов показал, что наиболее проверенной (кроме того и доступной для инженерной практики), является теория старения. Первоначально она была сформулирована Зодербергом, далее развита академиком Ю. Н. Работ-новым [104]. Теория не универсальна, [c.17]

Деформаций эластомер может Испытывать упругие и высоко ла-стичные деформации. Это явление называется механическим стеклованием (соответствует температуре в отличие от структурного стеклования при температуре характерного замораживанием при отсутствии механических воздействий. Во всех случаях 1 С..Л е- Эластомеры в стеклообразном состоянии ведут себя подобно нехрупким металлам. Каучуки, на основе которых изготовляются резины, делятся на кристаллизующиеся и некристаллизующиеся при низких температурах. Свойства резин этих двух групп существенно отличаются. В уплотнительной технике применяются преимущественно некристаллизующиеся наполненные резины. Зависимость прочности наполненных некри-сталлизующихся резин показана на рис. 31, г (кривая 2). Введение активного наполнителя смещает максимум прочности резины с температуры стеклования почти на всю область эксплуатации материала. Причины этого явления рассматриваются в различных теориях упрочнения резин [19, 4, 42, 48]. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...