Возникновение пластической деформации пластичности, текучести) в материал

Возникает вопрос взаимного расположения этих предельных кривых. Для материалов, которые мы традиционно относим к категории пластичных, горизонтальная прямая (рис. 57, а) в правой части диаграммы располагается ниже предельной огибающей по разрушению. И это легко понять. Обычное испытание образца на растяжение отображается кругом Мора. По мере увеличения напряжения а круг увеличивается, как это показано на рис. 57, а, и -когда напряжение а достигнет предела текучести, круг Мора касается предельной прямой, отражающей возникновение пластических деформаций. Дальнейшее увеличение напряжения а приводит к разрушению образца. На диаграмме это отмечается тем, что круг Мора соприкасается с предельной огибающей по разрушению. Все это — для материала пластичного. [c.89]

Для объяснения внезапного удлинения стали на пределе текучести указывалось на то ), что поверхностные слои зерен состоят из хрупкого материала и образуют жесткий каркас, препятствующий возникновению пластической деформации в зернах при низких напряжениях. Без такого каркаса диаграмма растяжения приняла бы вид, показанный на рис. 184 штриховой линией. Благодаря наличию жесткого поверхностного слоя материал остается идеально упругим и следует закону Гука до точки А, соответствующей моменту его разрушения. При этом пластичный материал зерна внезапно получает необратимую деформацию АВ, после чего [c.437]

Критерии разрушения. Одной из наиболее важных задач сопротивления материалов является определение механических условий, вызывающих пластическую деформацию и разрушение в элементах машин и инженерных сооружений. Как общее правило, допускается, что во всяком твердом теле возможно возникновение таких напряженных состояний, которые способны повлечь за собой значительные изменения его формы или же разрушение. При оценке степени опасности разрушения, могущего произойти в той или иной конструкции, следует иметь в виду несколько критериев. В гл. III было уже указано, что с возрастанием напряжений остаточная или пластическая деформация в пластичных металлах может развиваться либо внезапно, либо очень постепенно, в зависимости от того, обладает ли металл четко выраженным пределом текучести или не обладает там же указывалось, кроме того, что наблюдаемый предел текучести зависит от тех нагружений и пластических деформаций, которым материал подвергался прежде. Помимо прочих условий, решающее влияние на величину сил, приводящих тело в деформированное состояние, оказывает температура. [c.197]

Поэтому при решении задач об определении напряженного и деформированного состояния однородного изотропного тела, нагруженного за пределами упругости, необходимы уравнения пластического состояния материала (уравнения связи между напряжениями и деформациями или между напряжениями и скоростями деформаций). Такие уравнения устанавливаются на основании законов теории пластичности. Однако прежде, чем перейти к описанию этих законов, сформулируем условия начала текучести, представляющие собой критерии перехода материала в точке тела из упругого состояния в пластическое, т. е, условия начала возникновения пластических деформаций. [c.81]

При растяжении пластичного материала за опасное состояние могут быть приняты начало текучести, начало образования шейки и разрушение материала. Опасными напряжениями соответственно могут быть предел текучести, предел прочности и истинное напряжение в момент разрушения (см. 6.2). Появление линий сдвигов при возникновении остаточных деформаций и разрушение образцов по поверхностям, наклоненным к направлению растягивающей силы под углом 45° ( 6.2), дают основание считать, что как образование и развитие пластических деформаций, так и разрушение происходит за счет скольжения и сдвигов под действием наибольших касательных напряжений. Такой вид разрушения называется разрушением путем среза. [c.94]

Закон Гука, вытекающий из гармонического приближения, является законом приближенным и выполняется постольку, поскольку выполняется само гармоническое приближение, т. е. для малых относительных деформаций. При непрерывном увеличении внешней нагрузки растут напряжения о и деформация е (рис. 1.27). При некотором напряжении о, характерном для каждого материала, наблюдается или разрушение кристалла, или возникновение остаточной пластической) деформации, не исчезающей после снятия внешней нагрузки. В первом случае материал является хрупким, во втором — пластичным. Напряжение а , при котором происходит течение тела, называется пределом текучести. [c.37]

Вторая диаграмма изображает поведение пластичного материала при линейном растяжении (на рис. 18 приведена истинная диаграмма растяжения). За опасные состояния в этом случае могут быть приняты начало текучести, начало образования шейки и разрушение материала. Опасными напряжениями соответственно будут предел текучести, временное сопротивление и истинное напряжение в момент разрушения. Появление линий сдвигов (линий Чернова — Людерса) при возникновении остаточных деформаций (рис. 13) и разрушение образцов по поверхностям, наклоненным к направлению растягивающей силы под углом я/4 ( 27), дают основание считать, что как образование и развитие пластических деформаций, так и разрушение происходит за счет скольжений и сдвигов под действием наибольших касательных напряжений такой вид разрушения называется разрушением путем среза. [c.128]

В условиях неравномерного нагрева диска по радиусу возникают температурные напряжения, которые также оказывают влияние на работу материала. Пластические деформации при возникновении температурных напряжений появляются при меньшем числе оборотов. В период разгона диска, когда обод нагревается значительно быстрее и перепад температуры по радиусу диска наибольший, суммарные напряжения могут превосходить предел текучести и предел прочности материала из-за недостаточной пластичности и слабого перераспределения напряжений. Поэтому следует проводить расчет напряжений для нестационарных условий разогрева и разгона, учитывая свойства материала по радиусу, соответствующие действительной диаграмме деформирования, а в эксперименте создавать заданное распределение температуры по радиусу диска и выдерживать закон изменения оборотов и нагрева. [c.253]

Для пластичных материалов концентрация напряжений значительно менее опасна, чем для хрупких. Практически при статическом нагружении деталей из пластичных материалов концентрация напряжений не влияет на их прочность. При возникновении в пластичном материале местных напряжений, достигающих предела текучести, в нем появятся зоны пластических деформаций. При местном характере повышенных напряжений зоны текучести также именит местный характер. Благодаря этому резко снижается возможность распространения местных напряжений в элементе из пластичного материала. Для хрупких материалов концентрация напряжений сохраняет опасность в полной мере, так как отсутствие смягчающего концентрацию буфера — текучести — приводит к быстрому разрушению. Поэтому различают теоретический коэффициент концентрации который учитывает только форму образца, и действительный (эффективный) коэффициент концентрации а д, который, кроме того, учитывает характер материала образца. Элективный коэффициент концентрации обычно меньше теоретического и лишь для весьма хрупких однородных материалов [c.300]

При использовании аустенитной стали с низким пределом текучести и высоким коэффициентом линейного расширения можно в отдельных случаях при нагреве до рабочих температур ожидать появления в изделии остаточных напряжений обратного знака тем, которые образовались при охлаждении. Наиболее опасным при этом является возникновение знакопеременных пластических деформаций при наличии большого количества пусков и остановок и исчерпание вследствие этого запаса пластичности материала. Поэтому для конструкций из разнородных сталей, работающих в условиях температур выше 500 550° С, желательно использовать аустенитные стали высокой прочности при относительно умеренных величинах коэффициентов линейного расширения. Перспективным в этом отношении является применение в сварных разнородных соединениях, работающих при температурах выше 550 -580°С, сплавов на никелевой основе. [c.179]

Теперь возникает вопрос об условии пластичности при объемном напряженном состоянии. Согласно закону Гука при фиксированной системе координат, постоянных температуре и других физико-химических параметрах напряженно-деформированное состояние частицы однозначно определяется напряжениями. Поэтому в этих условиях переход частицы из упругого состояния в пластическое определяется напряжениями в этой частице, и условие пластичности имеет вид (ofj ) == 0. В это уравнение входят также механические характеристики материала, определяющие возникновение пластических деформаций (например, а,). В пространстве напряжений, т. е. в девятимерном пространстве, точки которого задаются девятью значениями компонент это уравнение поверхности текучести И,, которая является границей упругой области (рис. 80). Если точка А, изображающая напряженное состояние, лежит внутри области Dg, частица ведет себя как упругое тело. Если изображающая точка В находится на поверхности текучести в частице возникают пластические (остаточные) деформации. Граница области Dg представляет собой совокупность пределов текучести для всевозможных напряженных состояний. [c.192]

Работа пружин, рессор и тому подобных деталей характеризуется тем, что в них используются только уиругио свойства стали. Большая суммарная величина упругой деформации пружины (рессоры и др.) определяется ее конструкцией — числом и диаметром витков, длиной пружины и т. д. Поскольку возникновение пластической деформации в пружинах не допускается, то от материала подобных изделий не требуется высокая ударная вязкость, высокая пластичность. Главное требование состоит в том, чтобы сталь имела высокий предел упругости (текучести). Это достигается закалкой с последующим отпуском при температуре [c.301]

При проектировании легких и экономичных машин часто приходится рассматривать деформацию деталей за пределами упругости. Это позволяет выявить дополнительные прочностные ресурсы конструкции. Так, например, в распространенном в машиностроении методе расчета по допускаемым напряжениям за предельное состояние конструкции Принимают такое, при котором эквивалентное напряжение в наиболее напряженной точке детали, изготовленной из пластичного материала, достигает величины предела текучести последнего. Коэффициент запаса детали по этому методу вычисляют как отношение предела текучести к максимальному эквивалентному напряжению- Однако очевидно, что в случае неоднородного напряженного состояния возникновение пластических деформаций в одной наиболее напряженной точке еще не означает наступления предельного состояния конструкции в целом. После наступления текучести в локальной зоне деталь еще может сопротивляться увеличеник> внешних сил до тех пор, пока пластические деформации не охватят значительного объема ее. [c.4]

Влияние мартенситного у - а превращения, протекающего под действием пластической деформации в метастабильных аустенитных сплавах, на пластичность аустенита впервые, по-видимому, отмечено в работах Вассермана [5] и Мэтью [272]. Авторы этих работ наблюдали повьтение текучести и дефоршсруемости материала в момент преврашения. Впоследствии это явление было использовано для создания высокопрочных аустенитных сталей с высокой пластичностью и получило название трип-эффекта [21] Эффект повышения пластичности наблюдается в том случае, если деформация метастабильных сплавов осуществляется при температурах нижеМ но выше М , причем сильно зависит от кинетики развития мартенситного 1фе-вращения при деформации [2701, Кристаллы мартенсита деформации образуются в аустените в местах концентрации напряжений. Образующийся мартенсит локально упрочняет материал, и пластическое течение переходит на соседние участки. Этот механизм, многократно повторяющийся на новых участках аустенита в процессе деформации, предотвращает преждевременное разрушение и приводит к повышению пластичности. Одновременно сохранению пластичности способствует сдвиговый характер мартенситного превращения, обусловливающий релаксацию внутренних напряжений и препятствующий возникновению и развитию трещин. [c.204]

Между найлоном и сталью имеется, однако, два существенных различия в отношении характера разрывности пластического деформирования. Одно из них вызвано большой разницей между модулями упругости этих двух материалов модуль упругости найлона для неориентированных волокон =4 900 кг/сж , а в случае ориентированных волокон 14 000 — 28 000 k8 m для стали же Е=2,1 10 кг/см . Это должно оказывать существенное влияние на возникновение первоначального сужения (в случае найлона) и соответственно первоначального слоя пластических деформаций в стали. Первое может развиваться постепенно при возрастающих напряжениях, появление же второго сопровождается обычно резким падением нагрузки. Образование суженного участка в найлоне на пределе текучести можно сопоставить с процессом постепенного развития шейки перед разрывом круглого образца из пластичного материала (как было указано в гл. VIII, момент возникновения неравномерных деформаций и образования шейки определяется условием do/de >с ). В конических участках волокна найлона, так же как в шейке круглого образца из пластичного материала после достижения временного сопротивления материала, имеет место осесимметричное напряженное состояние. Однако, как мы увидим в следующем пункте, напряженное и деформированное состояния в первоначально возникшем в металле слое пластических деформаций и в рабочей зоне, возникшей в образце из мягкой стали позднее, в процессе удлинения на пределе текучести, являются совершенно различными. [c.346]

Отличительной особенностью пластического деформирования при холодной штамповке является упрочнение металла в процессе деформации и возникновение остаточных напряжений (так называемых напряжений второго рода) в дефор.мировап-ном материале, что является результатом микроискажений кристаллической структуры, измельчения и двойникования зерен. Это приводит к существенному изменению свойств деформированного материала по сравнению с исходным. В результате холодной пластической деформации возрастают прочностные характеристики (предел упругости, предел текучести и предел прочности) и снижаются характеристики пластичности (относительное удлинение, ударная вязкость и др.), [c.279]

Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочности или даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. Это мнение основывалось на том, что материал с достаточными пластическими свойствами при длительной работе в условиях переменных напря- [c.327]

Таким образом, при циклическом упруго-пластическом деформировании аустенитной стали Х18Н10Т развитие процессов деформационного старения зависит от условий нагружения (температура испытания, уровень нагрузки и форма цикла). При испытании в условиях интенсивного деформационного старения (650° С) процессы упрочнения и охрупчивания материала связаны с образованием карбидной фазы (в основном карбида МегзСб), при других температурах нагружения (например, 450° С) процессы упрочнения и изменения пластичности материала могут быть связаны с формированием блочной структуры. При этом карбидообразование протекает менее интенсивно и существенно зависит от формы цикла (причем в отличие от испытаний при 650° С при 450° С наблюдается в данной стали преимущественно карбид МеС). Развитие карбидообразования и формирования блочной структуры в зависимости от уровня нагрузки при 450° С, так же как и при 650° С, может приводить к возникновению хрупких состояний, и излом при этом носит хрупкий характер. В связи с изложенным, наблюдающееся изменение циклических характеристик (ширина петли гистерезиса, односторонне накапливаемая деформация, пре-де.л текучести и др.) при температуре 650° С может быть связано в основном с развитием деформационного старения (выпадением карбидных частиц), а при 450° С — с формированием блочной ( решетчатой ) структуры. [c.71]

В условиях сложного напряженного состояния реализуется множество различных сочетаний компонентов напряжения, которые могут изменяться по величине, знаку, частоте. Поэтому задача о расчете на прочность становится весьма сложной и в общей постановке до сих пор не решена [703, 1025, 1036]. Известные теории усталостного разрушения предложены применительно к отдельным, наиболее простым случаям циклического нагружения. При этом для установления условий разрушения обычно используют статические теории прочности. Возможность такого использования имеет два оиоснования. Во-первых, соотношение пределов вьшосливости при растяжении — сжатии и кручении изменяется для разных классов материалов примерно в том же интервале, что и соотношение между пределами текучести (или пределами прочности) при тех же способах нагружения, которое прогнозируют классические теории прочности 703]. Во-вторых, процесс усталости связан с возникновением и развитием локальных микропластиче-ских деформаций, а классические теории пластичности как раз и прогнозируют условие перехода материала из состояния упругости в пластическое состояние [3971. [c.276]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...