Упрочнение материала анизотропное

Согласно (1.157) и (1.158) упрочнение материала не зависит от направления пластического деформирования, т. е. является изотропным. Однако большинство конструкционных материалов обладают и свойством анизотропного упрочнения. Его простейшим проявлением является эффект Баушингера. Если после одноосного растя жения (точка А на рис. 1.6) провести разгрузку и перейти к сжатию, то при изотропном упрочнении пластическое деформирование должно возобновиться лишь после достижения точки В, ордината которой по абсолютному значению равна ординате точки А (сГд = —сг )-В действительности пластическое деформирование при последующем сжатии обычно возобновляется при меньшем по абсолютному знв чению напряжении (кривая АС на рис. 1.6), Идеальный эффект Баушингера соответствует наличию только анизотропного упрочнения и приводит к повышению предела текучести при первоначальном растяжении и понижению его при последующем сжатии на одинаковую величину. Однако в случае нелинейного упрочнения трудно с достаточной точностью зафиксировать изменения пределов текучести. [c.48]

В частном случае при одинаковом механизме анизотропного упрочнения материала вследствие мгновенной пластической деформации г<Р > и деформации ползучести имеем kp = k . В общем случае k а f = Т, б< >). Функция /" задает скорость [c.130]

Если считать влияние мгновенной пластической деформации и деформации ползучести на упрочнение материала одинаковым, т. е. kp = k п kp k , а также по аналогии с 2.8 и 3.1 принять А (Т) = kpA Т) и В (Т) = В (Г), то число подбираемых параметров заметно уменьшится. Для их подбора будет достаточно диаграмм растяжения при различных температурах и кривых ползучести при различных напряжениях и температурах, а для разделения эффектов изотропного и анизотропного упрочнения — данных знакопеременного циклического нагружения [10, 51]. Параметры функции f можно подобрать по данным о скорости рекристаллизации при отжиге и времени запаздывания изменения предела текучести в неизотермических условиях. [c.132]

Следует отметить, что идеально пластический материал может быть начально анизотропным, однако если он является изотропным в начальный момент, то приобрести анизотропию он не может. Приобретенная анизотропия связана с изменением поверхности текучести Е при изменении деформированного состояния, а для идеально пластического материала поверхность Е фиксирована. Приобретенная пластическая анизотропия связана с изменением пределов пластичности при деформировании, т. е. с упрочнением материала. [c.34]

Модель материала. Аргументация основана на модели упруго пластического материала с ограниченным изотропным упрочнением и анизотропной пластической поврежденностью. В некоторых отношениях она подобна моделям, развитым в [12, 14]. [c.357]

Начальная анизотропия может быть вызвана предварительной пластической деформацией. В связи с этим для развития математической теории пластичности исключительный интерес представляет исследование изменения геометрии предельной поверхности в связи с различной степенью предварительного пластического деформирования. При построении теории делаются предположения о характере упрочнения материала. В ряде работ исходят из гипотезы об изотропном упрочнении, т. е. предполагают, что поверхность текучести, сохраняя свою форму, изотропно расширяется. Однако эта гипотеза не может объяснить, например, эффект Баушингера. Анизотропность эффекта упрочнения учитывается кинематической моделью, в соответствии с которой поверхность текучести в процессе деформирования испытывает переносное движение в направлении деформации. [c.297]

Приведенные зависимости могут быть использованы и при опи сании ползучести при ступенчатом нагружении [102]. Теории ползучести, учитываюш.ие эффект анизотропного упрочнения материала при циклическом нагружении, рассмотрены в работах Г, Генки [22], Д. Д. Ивлева [60, 63], [c.391]

Приведенные уравнения свидетельствуют о том, что скорость неупругой деформации есть функция разности напряженных состояний между действительным состоянием и состоянием, отвечающим статическому условию текучести. Эта функция определяет скорость неупругой деформации согласно закону вязко сти Максвелла. Упругие же составляющие тензора деформаций от скорости деформации не зависят. В определяющих уравнениях (3.3) или (3.5) учтено также упрочнение материала. С помощью функции Р можно описать как изотропное, так и анизотропное упрочнение [c.23]

Уравнение (3.7) определяет изменение действительной поверхности нагружения во время динамического процесса неупругого деформирования. Изменение действительной поверхности нагружения вызвано изотропным и анизотропным упрочнением материала, а также влиянием реологических эффектов, проявляющихся через влияние скорости деформации. [c.24]

Понятие о мгновенной ширине упругой области позволяет отделить общее (изотропное) упрочнение от направленного (анизотропного). Изотропным упрочнением материала будем называть возрастание ширины упругой области с увеличением пластической деформации, изотропным разупрочнением — убывание ширины упругой области и, наконец, стабильно пластичным состоянием (или просто стабильным) — сохранение постоянной ширины упругой области [c.200]

Что касается смещения упругой области в целом, характеризующееся функцией а а (е ), то оно отражает анизотропное упрочнение материала в направлении действия напряжений. При прямом нагружении оба типа упрочнения действуют в одном направлении, при обратном — в противоположном, что приводит к уменьшению величины [c.201]

Наиболее математически простыми и поэтому наиболее распространенными являются деформационные теории пластичности, которые для условий нагружения по существу являются обобщением теории упругости на случай нелинейно-упругого материала. Однако при использовании этих теорий в случае зигзагообразного и непропорционального нагружений (например, для диска ГТУ, работающей при переменных режимах в условиях, когда радиальные напряжения не меняются, а тангенциальные изменяют знак), а также в случае анизотропного упрочнения материала получается заметное несоответствие с экспериментом. Деформационные теории не позволяют также правильно описать экспериментально наблюдаемые различия законов нагрузки и разгрузки, влияние предварительной пластической деформации на характер деформирования при последующем нагружении, эффект Баушингера и т.д. Таким образом, деформационные теории не учитывают истории нагружения и пригодны лишь для условий простого нагружения при монотонно меняющейся нагрузке. В связи с пере- [c.77]

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]

Анизотропное упрочнение первоначально изотропного материала отличается зависимостью сопротивления деформированию от ориентации тензора скорости деформации по отношению к тензору упрочнения в процессе предшествующего деформирования, и кривая интенсивность напряжений — интенсивность деформаций зависит от пути нагружения. В статических испытаниях анизотропное упрочнение наиболее рельефно проявляется в возникновении следа запаздывания за угловой точкой билинейного пути нагружения. Изменение сопротивления в зависимости от пути импульсного нагружения является основой импульсной обработки материала с целью направленного формирования его характеристик прочности и пластичности. Представление анизотропного упрочнения как результата суммирования изотропного упрочнения и кинематического (связанного с изменением пути предшествующего нагружения) [430] позволяет описать поведение материала при сложном нагружении. [c.12]

Таким образом, характер разупрочнения при отжиге, как н деформационного упрочнения при прокатке, монокристаллов молибдена является резко анизотропным. При одинаковой степени деформации и условиях обработки различно ориентированные монокристаллы молибдена могут разупрочняться либо в результате возврата и полигонизации, либо в результате рекристаллизации (при этом частично и полигонизации). Возникающая при отжиге полигональная структура весьма устойчива по отношению к термическому воздействию и сохраняется при длительных отжигах вблизи температуры плавления. Эта полигональная структура не является промежуточной стадией между структурами холодной деформации и рекристаллизации, а отвечает стабильному устойчивому состоянию. При этом наиболее важным является отсутствие высокоугловых границ зерен, с появлением которых связано рекристаллизационное охрупчивание материала и другие эффекты. [c.99]

Хорошо известно, что первые циклы нагружения обычно сопровождаются эволюцией диаграммы деформирования, которая затем постепенно стабилизируется [3, 4 и др.]. Дальнейшие исследования показали, что циклическое изотропное упрочнение частично обратимо, т. е. может сниматься во время длительных выдержек. Если описание необратимого изотропного упрочнения (в основном завершающегося в первых циклах) представляет скорее методологическое, познавательное значение, то обратимое, характерное для всего срока службы конструкции, может влиять на параметры нагруженности материала и, следовательно, на работоспособность конструкции. Некоторые варианты структурной модели среды, отражающей, кроме анизотропного, изотропное необратимое и обратимое упрочнения, кратко рассматриваются в последнем параграфе данной главы. [c.170]

На характере циклического деформирования суперсплавов с упрочняющей зг -фазой отражаются некоторые дополнительные виды деформации последней. В зависимости от ориентировки, у монокристаллов и у индивидуальных зерен поли-кристаллического материала можно наблюдать октаэдрическое или кубическое скольжение. При циклическом деформировании по схеме растяжение—сжатие у монокристаллической э -фазы [15] и у суперсплавов [16, 17] наблюдали анизотропию текучести для ориентировок, близких к <001> и <011>, а также продолжительное анизотропное упрочнение по "наиболее прочному" направлению. [c.344]

Изложенные выше теории анизотропного упрочнения более точно описывают реальное поведение материала, чем теории изотропного упрочнения. [c.90]

Таким образом, все необходимые постоянные материала для изложенного варианта теории можно определить по сетке экспериментальных кривых ползучести. Для принятого условия (2.6.48) и Д( а ,7 ) = Д(Г) согласно теории ползучести с анизотропным упрочнением при ступенчатом нагружении получают те же результаты, которые показаны на рис. 2.6.3 и получены из уравнения (2.6.35). Если в уравнении (2.6.44) функцию F выразить в виде [c.117]

Такой материал не обладает анизотропным упрочнением и его поведение не зависит от истории нагружения. [c.245]

Т,е ) и / (7 ,рл), как и ранее, описывают анизотропное упрочнение и термическое разупрочнение материала, а в аналоге на рис. 4.5.7 являются характеристиками пружины 1 и элемента 2 вязкого трения. В формуле (4.5.76) второй и третий члены в правой части следует объединить и написать [c.246]

Напряжения при пластическом деформировании начально изотропного материала с анизотропным упрочнением можно определить исходя из соотношений (2.75) [c.67]

При пластическом деформировании реальных конструкционных материалов одновременно возникает как изотропное, так и анизотропное упрочнение. Поэтому необходимо видоизменить зависимости (1.157), (1.158) и ввести новые параметры, характеризующие неупругое поведение материала [27, 31 ]. [c.49]

Примем, что при (T < 0 q, Т) материал деформируется упруго. Если выполнено условие (1.161), то при da Ф г dT происходит активное нагружение, при dfy = Фг dT — нейтральное, а при da < Ф т dT начинается упругая разгрузка. Аналогичное обобщение возможно и для теории течения, учитывающей анизотропное упрочнение, но для этого потребуется ввести дополнительные параметры и экспериментально определяемые зависимости [48]. [c.50]

На третьем участке (в) происходит уменьшение поперечных размеров шейки. Достигнув определенных поперечных размеров, шейка перестает суживаться с этого момента начинается четвертый участок диаграммы напряжений (отмечен на рис. 4.94, в буквой г). Однако шейка захватывает все больший участок по длине образца. На образце создаются области, в которых резко отличаются поперечные размеры шейки и крайних участков. К тому моменту, когда шейка распространится на всю длину образца (конец участка г), деформации достигают сотен процентов. В процессе развития шейки материал ориентируется — молекулярные цепи расправляются и располагаются вдоль образца (вдоль направления растя-нсения). Материал приобретает свойство анизотропности—большую прочность вдоль направления растяжения. Этим (ориентационным) упрочнением и объясняется тот факт, что, пока шейка не охватила по длине весь образец, утонения (сужения) ее не происходит — шейка легче распространиться на еще не охваченные ею участки, чем сужаться. Так обстоит дело до полного распространения шейки на весь образец. Скорость стабилизации поперечного сечения шейки зависит от ориентационного упрочнения материала. Если для приобретения ориентационного упрочнения, препятствующего сужению шейки, не требуется большой вытяжки, то четвертый участок диаграммы (отмечен буквой а на рис. 4.94, в) сокращается и может совсем отсутствовать, т. е. диаграмма растяжения получается без максимума (например, у целлулоида). Вообще картина растяжения различных полимеров зависит от их склонности к ориентационному упрочнению. Явление значительного удлинения образца на участке г диаграммы (рис. 4.94, в) носит название вынужденной эластичности, происхождение термина будет пояснено ниже. При разгрузках и повторных нaгpyнieнияx, в частности при колебаниях в процессе распространения шейки на всю длину образца, вследствие наличия последействия возникают петли гистерезиса (рис. 4.94, а, кривая, соответствующая температуре Т ). Наиболее широкие петли наблюдаются в области Tg. Вынужденно-эластическая деформация термодинамически необратима, при больших деформациях большая часть работы деформации переходит в тепло. Одиако от пластической деформации она отличается тем, что после разгрузки и нагрева до температуры Tg эта деформация исчезает. Отсюда название еластическая. Однако для возникновения обсуждаемой деформации необходимо довести напряжения до — предела вынужденной эластичности. Этим отличается вынуяаденно-эластическая деформация от высокоэластической, которая возникает при Т > Tg, т. е. в другом диапазоне температур, в процесса нагружения от нулевых напряжений. Отсюда становится понятным и слово вынужденная в названии деформации. Другим отличием вынужденно-эластической деформации от высокоэластической является то, что высокоэластическая деформация по устранении нагрузки исчезает без нагрева. [c.343]

В процессе ползучести происходиг анизотропное упрочнение материала, которое вызывает ряд явлений, аналогичных эффекту Баушингера при знакопеременных пластических деформациях. Примером может служить обратная ползучесть, когда после снятия нагрузки наблюдаются деформации противоположного знака. В теории пластичност1г для описания анизотропного упрочнения вводится тензор добавочного напряжения, определяющий смещение цегггра гиперсферы пластичности. В случае одноосной ползучести добавочное напряжение можно трактовать как имеющий размерность напряжения структурный параметр р. В уравнении механического состояния (2.6.30) положим, что скорость ползучесзи является функцией разности действующего напряжения и параметра р [c.116]

Описание поведения материала при знакопеременном нагружении в соответствии с принципом Мазинга [28] согласуется с опытом, когда влияние изотропного упрочнения менее существенно, чем анизотропного. Однако при многократных циклических нагружениях накапливается значительная по абсолютной величине пластическая деформация (параметр Удквиста [59]), которая приводит к заметному изотропному упрочнению материала [67, 103]. Эту особенность в поведении материала можно отразить в структурной модели, если каждый структурный элемент наделить свойством изотропного упрочнения. [c.238]

Наличие остаточных внутренних напряжений в плоскости скольжения объясняет два важных явления — упрочнение и эффект Бау-шингера. Они заключаются в том, что после предварительной пластической деформации повышается предел текучести при повторном нагружении в том же направлении и понижается при нагружении в обратном направлении. Действительно, в первом случае источник дислокаций начнет работать при условии т Тцр + + т, а во втором — при X Хкр ——х . Таким образом, упрочнение материала в данном случае является анизотропным, предел текучести растет на величину т в направлении предварительного пластического деформирования и на столько же падает в обратном направлении. Можно сказать, что при этом проявляется память материала. Он как бы помнит свою историю нагружения, причем ячейками памяти являются плоскости скольжения, а носителями информации —дислокации в скоплениях, создающие внутренние напряжения. [c.94]

После снятия внешней нагрузки (г = 0) при повышенной температуре продолжается движение дислокаций под действием внутренних напряжений. Дислокации покидают скопления, что приводит к релаксации во времени внутренних напряжений. При этом снимается анизотропное упрочнение материала, исчезает эффект Бау-шингера, материал забывает свою историю нагружения (ячейки памяти, роль которых выполняют плоскости скольжения, как бы стираются). [c.96]

Учет значений а и е важен также при знакопеременном нагружении материала и анализе эффекта Баушингера. В случае сравнительно небольших значений д или е а экспериментах при повышенных температурах наблюдаются отклонения от принципа Ма-зинга, которые объясняются влиянием ползучести. Это влияние проявляется двояким образом. Во-первых, при изменении знака напряжения вследствие анизотропного упрочнения ползучесть протекает с повышенными скоростями в направлении, обратном первоначальному нагружению. Во-вторых, в процессе обратного нагружения происходит релаксация внутренних напряжений в системах скольжения, что приводит к снятию анизотропного упрочнения материала. [c.114]

Тем не менее для некоторых нелинейных моделей материалов может оказаться, что выгоднее использовать тензоры деформаций, которые выше не рассматривались. При этом структура определяющих соотношений может быть простой [63], т. е., проигрывая в числе операций при определении компонент тензора деформаций, можно выиграть в том, что компоненты тензора напряжений определяются по более простым определяющим соотношениям. Кроме того, для некоторых законов пластичности с анизотропным законом упрочнения материала в формулировке определяющих соотношений наллучшим выбором являются тензоры логарифмических деформаций [3, 35, 38, 121]. [c.41]

В то же время решения задачи о простом сдвиге для тел из идеального упругопластического материала и упругопластического материала с изотропным упрочнением показывают правильную картину деформирования (без осцилляций компонент тензора напряжений Коши при монотонном возрастании сдвига) при использовании определяющего соотношения (2.18) [118]. Осцилляции появляются в том случае, если применяется кинематический (анизотропный) закон упрочнения материала упругопластического тела. Таким образом, для первых двух моделей упругопластического материала в качестве скорости тензора напряжений можно использовать производную Яуманна тензора напряжений Коши S , что значительно упрощает задачу определения скорости изменения тензора напряжений Коши по сравнению с использованием производной Грина — Макиннеса В первом случае компоненты производной определяются непосредственно с использованием компонент тензора вихря w, а во втором слу- [c.76]

Поскольку А, не убывает, а СТ (А,) одинаково лимитирует область упругой работы в сторону растяжения и сжатия, описываемое упрочнение является изотропным и одгшаково для напряжения любого знака. Диаграмма растяжения при этом может быть описана практически с любой тотаостью [подбором зависимости (А4.9)], но при разгрузке после достижения некоторого А, = А,,[а, = а,(А,)] материал работает упруго в диапазоне напряжений от Gj, до - а,,. Это противоречит экспериментальным наблюдениям в действительности наклеп, связанны с ростом а, при растяжении, не означает одновременного увеличения предела текучести в сторону сжатия. Наоборот, обычно обнаруживают разупрочнение (снижение предела текучести) при наклепе нагружением другого знака— эффект Баушингера. Упрочнение всегда анизотропно, различно по отношению к растяжению и сжатию. [c.131]

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]

На основании изложенной пространственно-временной схематизации процесса сварки были решены термодеформационные задачи по определению ОСН в типовых узлах, образованных стыковым (рис. 5.5,а < = 40 мм, Я = 300 мм), тавровым соединением (рис. 5.5,6 t = 4Q мм, 4 = 24 мм, /ii = 300 мм) и соединением подкрепления отверстия (штуцерным соединением) (рис. 5.5, в, табл. 5.1) [87]. При расчете принималось, что деформирование материала описывается идеально упругопластической диаграммой [Л=В = 0, Ф-=ат(7 ) = onst (см. раздел 1.1)]. Данное допущение связано с тем, что при сварочном нагреве эффекты изотропного и анизотропного упрочнения невелики, так как практически все формирование пластических деформаций, определяющих ОСН, происходит при высоких температурах. [c.282]

Ориентационное упрочнение — процессы медленного растян ения (например, прокаткой) полимеров, находящихся в высокоэластжчном или вязкотекучем состоянии при повышенной температуре, при котором макромолекулы растягиваются в силовом поле в упорядоченном виде, приобретая ориентированную структуру, которая сохраняется при снижении температуры до комнатной. Свойства полимерного материа.ла, преимущественно пленок и листов, получаются анизотропными, так же как у металлического проката (см. с. 18). [c.232]

L Исходя из задач, поставленных в этом томе, слоистые композиционные материалы рассматривают как материалы, упрочнен-ныедповторяющимися слоями упрочняющего компонента с высоким модулем упругости и прочностью, которые располагаются в более пластичной и хорошо обрабатываемой металлической матрице. Межпластинчатые расстояния имеют микроскопический размер, так что в конструкционных элементах материал может рассматриваться как анизотропный и гомогенный в соответствующем масштабе. Эти композиции относятся к конструкционным материалам, и поэтому не включают многие типы плакированных материалов, в которых сдой может рассматриваться как конструкционный элемент с защитным от окружающей среды покрытием, являющимся вторым компонентом конструкционного материала. В качестве примера конструкционного слоистого композиционного материала можно привести композицию карбид бора — титан, в которой упрочняющим повторяющимся компонентом служат пленки карбида бора толщиной 5—25 мкм, полученные методом химического осаждения из паров. Другим примером являются эвтектические композиционные материалы, такие, как Ni—Мо и А1—Си, в которых две фазы кристаллизуются в виде чередующихся пластинок. Оба этих эвтектических композиционных материала состоят из пластичной металлической матрицы, упрочненной более прочной пластинчатой фазой с более высоким модулем упругости. [c.20]

Рассмотрим, следуя Р. Хиллу, уравнение поверхности нагружения изотропно упрочняющегося начально анизотропного материала с условием текучести (1.63). Поскольку в этом случае в процессе деформирования состояние анизотропии не изменяется, пределы текучести по мере упрочнения растут пропорционально одному параметру. Удовлетворяя этому условию, запишем уравнение поверхности нагружения в виде [c.24]

В рассмотренных уравнениях поверхности нагружения анизотропно упрочняющихся тел в качестве параметра упрочнения использо-вана накопленная пластическая деформация (параметр Удквиста). Поскольку материал при деформировании становится анизотропным, такое определение параметра упрочнения, при котором все приращения деформаций равноправны , представляется необоснованным. Физически более оправдан выбор в качестве этого параметра работы пластической деформации, но это обычно ведет к значительному усложнению расчетов. [c.36]

На рис, 2,26 сплошной линией показана расчетная кривая мгновенного пластического деформирования при растяжении поликристалла с упругоизотропными зернами, имеющими коэффициенты Пуассона v = 1/3 и анизотропного упрочнения G = 0,01 Gq. Кривая построена в относительных координатах <-рЧеу и о/а , где гу п Оу — деформация и напряжение, соответствующие пределу пропорциональности материала. При проведении расчета задавались компоненты девиатора условной деформации в макроосях Eh = Y, Е22 = 33 = —Y/2, 12 =>= Е23 = з = О, причем значение Y мо- [c.104]

Один из важных моментов исследования неупругого деформирования материала состоит в изучении знакопеременного нагружения после предварительной пластической деформации. На рис. 2.27 сплошной линией отмечена расчетная кривая мгновенного пластического деформирования при растяжении, последующем сжатии и снова растяжении поликристалла, состоящего из упругоизотропных зерен с анизотропным упрочнением. Существенная особенность этой кривой заключается прежде всего в том, что рабочая точка в координатах 8замкнутую траекторию после повторного растяжения поликристалла до максимального значения которое было достигнуто в конце первоначального этапа пластического деформирования. Кроме того, при каждой смене направления деформирования рабочая точка движется по траектории, которую можно построить по кривой первоначального пластического деформирования a = f(e(p>), если в 2 раза увеличить масштаб построения по осям координат, [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...