Стеснение деформации пластической

Размеры пластической зоны зависят также и от степени стеснения поперечной деформации (вдоль переднего края трещины). В свою очередь степень стеснения деформации зависит от толщины плоского образца, с увеличением которой напряженное состояние изменяется от плоского (o, = 0) к объемному при плоской деформации (о = v(ox + о,)). [c.75]

Следует иметь в виду, что размеры пластической зоны у вершины трещины для одного и того же материала зависят от степени деформации вдоль переднего края трещины. В то же время степень стеснения деформации зависит от толщины образца, с увеличением которой напряженное состояние изменяется от плоского, при котором 02 = 0, к объемному при плоской деформации, когда Tz = (o + + 0у). При этом на боковой поверхности плоского образца в отсутствии здесь внешнего давления всегда имеет место плоское напряженное состояние, а потому размеры пластической области у свободной поверхности образца всегда больше, чем в средней части. Пластическая зона впереди вершины трещины в достаточно толстом плоском образце приблизительно имеет форму катушки (рис. 636). [c.739]

Из изложенного выше видно, что картины деформации, полученные разными авторами, согласуются между собой при стеснении поперечных упругих деформаций пластические зоны стремятся расти поперек линии трещины, а при отсутствии такого стеснения — вдоль линии трещины. [c.216]

Во всех расчетных формулах в качестве напряжения Оо принимался предел прочности Ов на основании известного положения о том, что напряжение на границе пластической зоны перед концом трещины выше предела текучести при одноосном растяжении, особенно при наличии поперечного стеснения деформации и деформационного упрочнения. [c.265]

Таким образом, свойством кристаллической решетки поддерживать свою устойчивость без формирования свободной поверхности является способность реализовывать последовательность тех процессов эволюции ее дефектной структуры, которые ей присущи по ее природе и которые могут быть пропущены в процессе эволюции в результате условий нагружения. Реализуемые условия воздействия могут влиять на более быстрое и менее полное протекание процесса пластической деформации, например, в силу сильной локализации этого процесса и ограничения его протекания по условиям стеснения деформации в вершине распространяющейся усталостной трещины. [c.144]

Еще более раннее проявление чувствительности к выдержке т было зафиксировано при испытании дисков из сплава ВТЗ-1 при многоосном нагружении на специальном стенде [101]. В этом случае даже при выдержке т = 3 с увеличение СРТ наблюдалось уже при КИН примерно в 20 МПа-м . Здесь однако надо подчеркнуть, что в данном случае исследовались уголковые трещины, у которых стеснение пластической деформации у кончика выше, чем у сквозных трещин. Кроме того, объемное напряженное состояние материала должно было давать еще большее стеснение деформации, что в итоге могло обусловить более раннее проявление чувствительности сплава ВТЗ-1 к выдержке X, тем более, что при расчете КИН не учитывалось влияние второго главного напряжения. [c.367]

Зависимость степени снижения числа циклов до разрушения от стесненной деформации объясняется тем, что пластическая деформация при длительной термической усталости состоит из кратковременной циклической деформации и накапливаемой при длительных выдержках деформации ползучести. Если первая состав- [c.40]

Так как с повышением предела текучести уменьшается доля пластической составляющей при заданной стесненной деформации, то можно выявить общую закономерность сопротивления материалов термической усталости. В области малых чисел циклов до разрушения (при большой величине стесненной деформации за цикл) преимущество имеют высокопластичные циклически упрочняющиеся материалы, а в области больших долговечностей (при малой величине стесненной деформации за цикл) — высокопрочные материалы. Во всем практически важном для теплоэнергетического оборудования диапазоне температур преимущество должны иметь высокопластичные материалы. Указанная закономерность хорошо подтверждается многочисленными экспериментальными данными. [c.141]

Однако в большинстве случаев для зон концентрации напряжений при наличии коррозионной среды лимитирующим фактором является комбинация высоких длительных статических и многоцикловых термомеханических нагрузок с большой амплитудой. Поэтому долговечность в этом случае лучше оценивать с помощью диаграммы предельных циклов, построенных по результатам коррозионно-усталостных испытаний при асимметричном цикле со средним напряжением, превышающим предел текучести. Проведение подобных испытаний в лабораторных условиях на образцах простой формы связано со значительными трудностями, вследствие интенсивного пластического течения высокопластичных котлотурбинных материалов. С другой стороны, в зонах стесненной деформации в реальных конструкциях высокие локальные напряжения, превосходящие во многих случаях предел текучести материала при одноосном растяжении, сохраняются весьма длительное время, о чем свидетельствуют измерения. [c.177]

В поликристаллах, вследствие стесненности деформации и активизации аккомодационных систем скольжения, пластическая деформация локализуется вначале в микрообъемах вблизи стыков и границ зерен, распространяясь в дальнейшем в глубь зерна. Аналогичным образом образуется и ячеистая структура (рис. 78). В этом случае переход к асимметричным формам происходит через стадию нуклеации, в которой система включает дополнительные аккомодационные механизмы. Последние, передавая некоторую внешнюю асимметрию системы, определяют механизм отбора [c.115]

СТОЯНИИ для гладких образцов и образцов с надрезом были получены такие же значения сопротивления удару (3,4 кгс>м), что связано с повышенным сопротивлением удару матрицы. Это положение подтверждается более высокими ударными свойствами термообработанных прутков по сравнению с прутками, находящимися в состоянии после горячего прессования. Следовало ожидать, что термообработка при 1090° С в течение 250 ч понизит вклад вольфрамовых волокон в сопротивление удару вследствие увеличения глубины зоны взаимодействия матрицы с волокном. Однако ожидаемое улучшение связи между частичками порошка в матрице повышает сопротивление удару матрицы. Фотографии микроструктуры соответствующих образцов, полученные на сканирующем электронном микроскопе, подтвердили улучшение условий деформации матрицы на поверхности излома. При температурах ниже температуры перехода волокна из пластичного в хрупкое состояние вклад матрицы в сопротивление удару композиции значителен, если состав матрицы выбран надлежащим образом и матрица способна пластически деформироваться. Следует отметить, что вклад матрицы может быть уменьшен путем стеснения ее пластической деформации. [c.270]

Обычно при испытаниях на удар (см. рис. 34) определяется суммарное значение энергии разрушения образца. При низких температурах вплоть до начала вязкого разрушения при Тр эта энергия достаточно точно соответствует энергии, требуемой только для разрушения, хотя некоторая ее доля тратится на вдавливание образца в точках приложения нагрузки. Если этого удается избежать (например, предварительным нагружением образца перед нанесением надреза или трещины, при котором эти точки оказываются деформационно-упрочненными и не деформируются пластически при разрушении образца), то работу, затраченную на разрушение ударного образца с трещиной (а не с надрезом), можно увязать со значением (см. гл. VI, раздел 9), которое зависит от Ki - Так как предел текучести уменьшается, а КРТ растет, то поглощенная энергия до лишь слабо увеличивается с температурой. Выше при релаксации в условиях стесненной деформации наблюдаются такие большие смещения, что энергия резко возрастает. Таким образом, температура нулевой пластичности (ТИП) близка к Т , и для одинаковых образцов при сравнимых коэффициентах деформационного упрочнения порядок расположения материалов по температурам Тду и ТНП одинаков. В случае более широкого интервала значений ТНП нужно подходить с осторожностью к установленной между ТНП и Tqy корреляции, так как разница между ТНП и Tqy зависит от крутизны кривой зависимости предела текучести от температуры. [c.204]

Характер деформации кристаллической решет-ки. Традиционное представление о трансляционном характере пластического течения кристалла вытекает из его трансляционной симметрии. Поэтому все теории пластичности основывались лишь на рассмотрении трансляционного перемещения дислокаций по определенным системам скольжения. Возникновение в деформируемом кристалле атом-вакансионных состояний в зонах стесненной деформации й на границах раздела субструктурных элементов в принципе позволяет осуществляться не только трансляционным, но и поворотным модам деформации. Полевая теория этого вопроса рассмотрена в [71], где показано, что вихревой характер пластического течения в решетке со смещениями равноправен наряду с трансляционным скольжением в определенных кристаллографических [c.23]

В реальных материалах при высоких уровнях напряжений появляются пластические деформации. В вершине трещины формируется зона пластичности. Размеры и форма пластической зоны в вершине трещины зависят от материала, толщины пластины. Различают плоское напряженное состояние при = О (рис. 3.23, а) и плоскую деформацию (рис. 3.23, б) при = v(o + Оу), где v - коэффициент Пуассона, а - напряжение в направлении толщины пластины. При плоском напряженном состоянии, которое характерно для тонких пластин при плоской деформации За за счет стеснения деформации в пластической зоне при больших толщинах пластин, где а, = 0. [c.105]

Рассмотрим растяжение плоского образца данной толщины. В областях пересечения фронтом трещины лицевых поверхностей образца возникает плоское напряженное состояние и соответствующие форма и размеры пластической зоны. В срединной части образца возникает стеснение деформации вдоль фронта трещины и возникает плоская деформация (трехосное растяжение) с соответствующими формой и размерами пластической зоны. Пластическая зона приобретает форму катушки. Из этого также следует, что трещина начинает и продолжает расти с середины толщины образца эффект туннелирования), опережая края трещины, примыкающие к лицевым сторонам образца. Рост толщины образца приводит к изменению соотношений между объемами пластических областей у лицевых поверхностей образца и в его середине. Это, в свою очередь, приводит к зависимости вязкости разрушения от толщины образца в согласии со следующей ориентировочной оценкой [c.76]

В случае испытаний разупрочняющегося материала, обладающего циклической анизотропией, вследствие перераспределения и накопления деформаций, начальное разрушение (образование и развитие вязкой трещины) будет происходить в направлении наименьшего стеснения деформаций (рис. 5, а), так как условия жесткого нагружения, реализующиеся в вершине надреза в указанном направлении, более выгодны для такого материала. При испытании упрочняющегося материала образование и развитие хрупкой трещины следует ожидать в направлении наибольшего стеснения пластических деформаций жесткое нагружение неблагоприятно для данного типа материала. [c.138]

В рассматриваемом случае имеет место стесненная деформация, поэтому для определения перемеш,ений в пластической области следует воспользоваться соотношениями теории Прандтля-Рейсса [c.181]

Остановимся подробнее на анализе уравнений (1.1—1.4), задающих законы поведения механического поля в деформируемом твердом теле. В ходе нагружения на границах раздела структурных элементов (включая свободную поверхность образца) возникают источники, связанные с градиентами напряжений. Они описываются уравнением (1.1). Их релаксация осуществляется испусканием потоков трансляционных дефектов 3% рождаемых в зонах стесненной деформации типа изгиба-кручения. Деформационное упрочнение в ходе пластического течения представлено в (1.1) — (1.4) слагаемым Его природа связана с самодействием [c.13]

Зернограничное скольжение с образованием у границ зерен зон стесненной деформации обусловливает распространение пластической деформации в виде проходящих волн. Принципиально важным для этого является возникновение на границах зерен невязки АС/ и связанных с ней осциллирующих контактных напряжений типа [28] [c.102]

Если проскальзывание по границам зерен не сопровождается образованием зон стесненной деформации (невязки), источники потоков деформационных дефектов на границах зерен не возникают. Подобная картина наблюдается при структурной сверхпластичности. В этих условиях волны пластического течения распространяться не могут и вырождаются в локализованные вихри, что при структурной сверхпластичности проявляется в вихревом движении зерен друг относительно друга с непрерывной сменой соседей. Каждое движущееся зерно в условиях сверхпластичности представляет собой локализованный вихрь. [c.103]

В деталях котлов и трубопроводов при резком наборе или сбросе нагрузки, а также при аварийных остановках могут возникать напряжения, превышающие предел текучести. Повторное многократное приложение таких напряжений приведет к разрушению от малоцикловой усталости. Для этих напряжений обычно свойствен случайный характер изменения во времени при асимметричном цикле. В процессе изменения температурных напряжений возникает упругая деформация, упруго-пластическая статическая или упруго-пластическая деформация по механизму ползучести. Усталость в упругой области — малоцикловая усталость. Усталость в упруго-пластической области — малоцикловая усталость. При упруго-пластической деформации по механизму ползучести накладываются два процесса усталость и ползучесть. Величина термических напряжений и вызываемая ими деформация зависят от степени стеснения деформации. При свободном расширении равномерно нагреваемого стержня степень стеснения деформации отсутствует температурные напряжения равны нулю. [c.49]

В местах изменения геометрических или физических параметров создаются условия для сочетания повышенного уровня напряжений и стесненности пластических деформаций, где возможно зарождение исходной трещины. А дальнейшая ее эволюция зависит от уровня рабочих и остаточных напряжений в конструктивных элементах аппарата и перераспределения напряжений в окрестности трещины. [c.335]

Критический коэффициент интенсивности напряжений Ki - силовая характеристика трещиностойкости для модели трещины типа I при предельном стеснении пластических деформаций у вершины трещины. [c.132]

В механике разрущения однофазных материалов трещина I рода практически намного более важна, чем трещины II и III рода. Основную идею неустойчивого роста трещины можно проиллюстрировать простым образом при помощи уравнения (6.7). В задачах с плоской трещиной (вид I и II) единственными геометрическими параметрами в кончике трещины являются радиус основания трещины и толщина материала. Так как величина радиуса на порядок меньще толщины, для упругих (также для слабо выраженных пластических) случаев материал в кончике трещины из-за стеснения деформации находится в условиях, близких к плоскому деформированному [c.226]

С другой стороны, как было установлено исследованиями по высокотемпературной малоцикловой и термической усталости, в рассматриваемом интервале температур аустенитные стали типа 18Сг—8Ni являются циклически упрочняющимися, а перлитные и ферритные — циклически разупрочняющимися. При заданной величине стесненной деформации за цикл аустенитные стали часто имеют более высокое сопротивление термической усталости по числу теплосмен до разрушения. Следует также подчеркнуть, что при сравнительной оценке по заданной величине пластической деформации за цикл соотношение между данными по долговечности различных материалов может существенно изменяться. [c.140]

Методики проведения испытаний образцов с трещинами, разработанные для металлов, накладывают определенные ограничения на толщины образцов с целью получения достоверных значений харак-териетик трещиностойкости в условиях плоской деформации. Однако для однонаправленных композитов, упрочненных жесткими волокнами, стеснение деформаций наступает при меньщей толщине, так как характер образования зон пластичности в однонаправленном КМ принципиально отличается от пластического деформирования в вершине трещины однородного материала, которому свойственна объемность деформаций. По опубликованным данным, достаточная толщина для таких испытаний составляет порядка 2,0...2,5 мм [10], и исследуемые образцы соответствуют этому требованию. [c.245]

Термической называют усталость, возникающую вследствие циклического изменения термических напряжений при изменении температуры. Из-за стеснения теплового расширения или теплового сжатия при термической усталости возникает упругая деформация, упруго-пластическая деформация или упруго-пластическая ползучесть. В соответствии с этими видами деформации можно выделить усталость в упругой области (многоцикловую усталость), в упруго-пластической области (малоцикловую усталость) или в области упруго-пластической ползучести (наложение ползучести и усталости). Даже при одинаковой термической деформации, обусловленной одним и тем же градиентом температуры, но при различной степени стеснения деформации (коэффициенте стеснения), различаются и величина механической деформации (упругой, пластической или ползучестй) и величина термических напряжений. Кроме того, если изменяется температурный цикл, то различаются как доля упруго-пластической деформации (не зависящей от времени), так и доля деформации ползучести (зависящей от времени) на один цикл изменения температуры. [c.245]

Рассмотренные примеры показывают, что механизм вязкого разрушения достаточно сложен. Экспериментальные данные последних лет свидетельствуют о том, что очень высокие скорости роста пор, предсказываемые теориями вязко-упругого тела, являются нереальными, так как частицы могут перемещаться вместе с матрицей до тех пор, пока не произойдет разрыва поверхностных связей. Модель Томасона описывает это явление с точки зрения пластического стеснения деформации и в общем случае достаточно хорошо обрисовывает физическую картину разрушения. По-видимому, образование макроскопической шейки на растягиваемом образце не определяет локального вязкого разрушения в нем (хотя радиальные растягивающие напряжения в шейке облегчают рост пор) и слабо связано с процессами, происходящими у концентратора напряжений. [c.202]

Пластическое течение в зоне стесненной деформации часто осит типично турбулентный характер с образованием вихрей, во-онок, трубок (фото 5). Такая зона на фоне сдвигового ламинар-ого течения зерен имеет вид турбулентной дорожки (фото 1), что аблюдается и для определенных условий течения жидкостей [111. картина выдавленных на поверхность вихрей в зоне турбулентной эрожки представлена крупным планом на фото 3, г. [c.21]

При растяжении плоского образца данной толгцины в областях пересечения фронтом трегцины лицевых поверхностей образца имеет место плоское напряженное состояние и соответствуюгцие форма и размеры пластической зоны. В срединной части образца и фронта трегцины возникает стеснение деформации вдоль фронта и условия деформирования приближаются к плоской деформации (трехосное растяжение) с соответствуюгцими формой и размерами пластической зоны. Пластическая зона приобретает форму катушки. Из этого также следует тенденция трегцины начинать и продолжать расти с середины толгцины образца (эффект туннелирования), опережая края трегцины, примыкаюгцие к лицевым сторонам образца. Рост толгцины образца приводит к изменению соотногиений между объемами пла- [c.127]

Таким образом, при объяснении природы формирования сферических частиц в случае развития усталостной трещины необходимо исходить не из особенностей контактного взаимодействия свободных поверхностей, а из механизмов пластической деформации металла в условиях неоднородного стеснения деформации, определяющего эффект микротуннелирования усталостной трещины. [c.176]

Релаксационные сдвиги по первичной системе скольжения вследствие неизотропности трансляционных потоков всегда порождают поле поворотных моментов, действующих на структурный элемент деформации. Релаксация поля поворотных моментов возможна различными механизмами кристаллографического поворота, мультиплетным скольжением как материальным поворотом в структурном элементе деформации, образованием трещин. Потоки деформационных дефектов по границам структурного элемента деформации формируют в зонах стесненной деформации новые источники силовых полей, релаксация которых пластическим сдвигом в смежный структурный элемент деформации приводит к возникновению нового поля поворотных моментов. [c.12]

При нагружении поликристаллов возможность протекания макродеформации без нарушения сплошности материала существенно зависит от способности смежных зерен к самосогласованному формоизменению. В малопластичных и хрупких материалах в зонах концентраторов напряжений при относительно низких средних напряжениях зарождаются микротрещины и материал быстро разрушается. Аналогичная картина имеет место и в композиционных материалах концентрация напряжений в зонах стесненной деформации из-за отсутствия эффективной диссипации в матрице не успевает релаксировать и образуются несплошности материала и разрушение при небольших степенях деформации. Если провести аналогию с поликристаллами и дальше, то следует ожидать, что переход к макродвижению элементов структуры как целого приведет к интенсификации пластической деформации и эффективной диссипации упругой энергии. Это и будет определять в конечном итоге пластичность гетерофазного материала. [c.187]

Понятно, что характер деформации путем дислокационного скольження, имеющий место в традиционно используемых в качестве матрицы металлах и сплавах, в условиях стесненности, заторможенности пластического сдвига в композите позволяет реализовать лишь высокий структурный уровень. Неоднородности напряженного состояния в таких композициях в отсутствие эффективной диссипации упругой энергии приводят к разрушению. [c.191]

Аналогичная концепция развивалась позднее А.А. Веллсом. Критерий критического раскрытия трещины эквивалентен 0, в пределах применимости линейной механики разрушения. В условиях упругопластического поведения материала с трещиной предельное раскрытие трещины 5с, при котором наступает нестабильность разрушения, зависит от стеснения пластической деформации на фронте трещины и поэтому связь между и более сложная и пока не установлена. [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...