Пластическая деформация как диссипативный процесс

Из приведенного выше рассмотрения структурообразования при пластической деформации следует, что процесс спонтанной пространственной самоорганизации диссипативной системы происходит после наступления неустойчивости как коллективный эффект, включающий [c.91]

Особый интерес представляет приложение теории сильно возбужденных состояний в кристаллах к проблеме пластичности и прочности твердых тел. Принципиальный недостаток существующих теорий физики и механики деформируемого твердого тела — рассмотрение пластического течения в рамках исходного стабильного кристалла и неучет структурных уровней деформации. По нашему мнению [4, 5], пластическая деформация должна рассматриваться на основе законов поведения неоднородных, сильно неравновесных систем, претерпевающих локально-структурные превращения и следующих к равновесию путем движения элементов новых структур по кристаллу в полях градиентов напряжений. Перестраиваясь эстафетно между двумя смежными структурами, деформируемый кристалл способен осуществлять в локальных объемах пластическое течение, протекающее как диссипативный процесс. Рассмотрим физические основы механики развиваемого подхода. [c.7]

Рассмотрение разрушения металлов как процесса, связанного с неравновесными фазовыми переходами [11], позволяет ввести обобщенные критерии разрушения, отражающие коллективные эффекты при пластической деформации и разрушении твердых тел, и самоорганизацию диссипативных структур. Из анализа разрушения с позиций синергетики следует, что сопротивление разрушению твердых тел определяется диссипативными свойствами. Показателем диссипативных свойств материала при самоподобном разрушении является фрактальная размерность, учитывающая вклад в диссипацию энергии двух основных механизмов пластической деформации и образования несплошностей. В этой связи критерии фрактальной механики разрушения являются комплексами — двух- или трехпараметрическими. В линейной и нелинейной механике разрушения, как известно, уже давно используются двухпараметрические критерии. Отличие двухпараметрических критериев фрактальной механики разрушения от критериев линейной механики заключается в том, что они определяют условия перехода разрушения на стадию самоподобного разрушения, контролируемого критической плотностью внутренней энергии и ее эволюцией в процессе роста трещины. Так как самоподобное [c.169]

Если не рассматривать кинетику упругой деформации, а учитывать только более медленные процессы (продолжающиеся минуты, часы и более длительно), то главную роль в этом случае будут играть диссипативные процессы, сопровождающиеся рассеянием упругой энергии и переходом ее в тепловую энергию. При статическом нагружении нагружающая сила Рн и сила сопротивления Рс равны, т. е. Ри = Рс- Полагая, что в каждом реальном материале различные структурные элементы или зоны тела работают как в упругом, так и неупругом (пластическом или вязком) состояниях, можно, в самой общей постановке задачи, записать, что Рс = Ру + Рц, где Ру — упругое сопротивление, Рц — диссипативное (неупругое) сопротивление, которое отражает как вязкое сопротивление, так и сопротивление пластической деформации. [c.352]

Проведенный анализ пластической деформации как диссипативного процесса показывает необходимость разработки показателей диссипативных свойств материала, контролирую1цих поведение деформируемого материала в точках неустойчивости. Как установлено, показатели дисси--пативных свойств — двухпараметрические и обладают свойством универсальности и автомодельности [11]. [c.129]

Пластическая деформация, как и разрушение, является диссипативным процессом, который протекает вдали от термодниомического равновесия и сопровождается проявлением неустойчивости системы в критических точках [1]. При сварке давлением пластическая деформация совершенно необходима для образования соединения и во многом определяет кинетику процесса. В связи с этим представляет интерес установление взаимосвязи механизмов пластической деформации и формирования соединения при сварке данлением ка структуриом уровне. [c.133]

Рассмотрение явления разрушения мегаллов как процесса, связанного с неравновесными фазовыми переходами, гюзволяет ввести обобщенные критерии разрушения, отражающие коллективные эффекты при пластической деформации и разрушении твердых тел при самоорганизации диссипативных структур. Из анализа разрушения о позиций синергетики следует, что устойчивость процессов деформации и разрушения твердых тел определяется диссипативными свойствами среды вб]щзи точек неустойчивости. Показателем этих свойств вблизи неравновесных фазовых переходов являются двух- и трехпараметрические критерии, учитывающие кооперативное взаимодействие пластической деформации и разрушения. В этой связи критерии фрактальной механики разрушения являются комплексами - двух- или трехпараметрическими. Отличие двухпараметрических критериев фрактальной механики разрушения от используемых в линейной механике заключается в том, что они включают только критерии, контролирующие неравновесные фазовые переходы и охра- [c.340]

Рассмотрим зону пластической деформации в вершине распространяющейся усталостной трещины, формирующейся в каждом цикле приложения внешней нагрузки, как открытую систему, эволюция которой происходит самоорганизованно и упорядоченно путем формирования некоторой последовательности диссипативных структур в процессе непрерывного обмена энергией с окружающей средой. Предпосылкой для такого рассмотрения является не только неоднородность процесса деформации в пределах указанной зоны при ее расположении непосредственно у свободной поверхности образца или элемента конструкции, но и формирование поверхности разрушения внутри зоны в результате исчерпания пластической деформации в каждом цикле приложения нагрузки. [c.147]

В работе [206] процесс пластической деформации твердого тела рассматривается в виде коррелированной последовательности элементарных актов разрядки концентраторов напряжений, сопровождающихся рождением дефектов. Каждый акт разрядки (элементарный акт пластичности) ускоряет срабатывание соседних концентраторов. В целом процесс пластической деформации представляется в виде распространения фронта волны активизации концентраторов напряжений. Поскольку в основе модели лежит элементарный акт релаксации напряжений, в работах [206, 215] введен термин "релаксационные волны", которые в данном случае рассматриваются как диссипативная пространственно-временная структура. В процессе формирования релаксационной волны разгрузка каких-либо зерен поликристаллов вызывает, с одной стороны, рост напряжений на близко расположенных концентраторах, а с другой стороны, снижает общий уровень напряжений во всем объеме деформируемого образца. В работе [206] установлена линейная корреляция между длиной волны пластичности и размером зерна и высказано предположение, что в материалах с размером зерна меньшим 4,5 мкм релаксационные волны возникать не могут. Поскольку релаксационные волны пластичности наблюдались также на поверхности образцов из аморфного сплава Fe4oNi4, B2o, отмечено, что волновой характер распространения пластической деформации достаточно универсален [215]. [c.121]

Аналогичная сит уация возникает в деформируемом кристалле. Накопление деформационных дефектов (будь то дислокация или точечные дефекты) вызывает бенаровскую неустойчивость деформируемого кристалла, формирование новых (диссипативных) структур и переход от деформации движением отдельных элементарных дефектов к макроскопическому движению новых структурных элементов. Иначе говоря, образование в кристалле дислокационной субструктуры при пластическом деформировании есть возникновение диссипативной структуры. При этом характер кривой пластического течения должен качественно меняться., В дйнных условиях двюкёиие отдельных дислокаций следует рассматривать как динамический процесс внутри системы (но терминологии [158]). [c.92]

Трение является диссипативным процессом, в котором основная часть работы внешних сил затрачивается на поглош,ение энергии материалом поверхностных слоев и образование теплоты. Процесс диссипации реализуется упругопластической деформацией поверхностных слоев металлов. При этом напряженно-деформированное состояние поверхностных слоев при трении имеет свои особенности. Так, в отличие от объемного напряженно-деформированного состояния, при трении максимальные напряжения возникают в микрообъемах поверхностного слоя. В связи с дискретностью контакта это происходит неодновременно и зависит от степени дискретности и условий трения, например, скорости скольжения. Так как в каждом микрообъеме при трении происходит циклическое изменение знака напряжений, то создаются условия для проявления эффекта Баушиигера. Одновременность деформации и диффузии элементов среды накладывает особенности на механизм пластической деформации, который определяется также важным следствием активации поверхностных слоев — увеличением дефектности структуры металлов и сплавов. В целом в механизме разрушения поверхностных слоев при трении первична упругопластическая деформация. Однако особенности и специфичность механизма пластической деформации до сих пор не позволили разработать физические основы и раскрыть закономерности поверхностного разрушения при трении. [c.5]

В основе идеологии В. Е. Панина и теоретиков его школы (В. Е. Егорушкина, Ю. В. Гриняева, А. И. Олемского) лежит представление о перестройке потенциального рельефа атомов в условиях сильного возбуждения. Это приводит к тому, что в пространстве меж-дуузлий появляются новые разрешенные состояния, поведение ионной подсистемы становится менее определенным (приобретает волновой характер). В таких условиях представление о кристаллической решетке и ее дефектах теряет смысл, теория дислокаций становится полностью неприменимой к описанию деформационных процессов. В отмеченных работах предложен новый подход пластическая деформация рассматривается как локальное структурное превращение в областях сильновозбужденных состояний атомов, которое сопровождается испусканием дефектов как элементов новой структуры. Иными словами, дефекты возникают на определенной стадии релаксации сильновозбужденного состояния и являются, по сути, элементами диссипативной структуры. [c.92]

Широко распространенной точке зрения, согласно которой деформационное упрочнение при пластическом течении есть результат возрастания сопротивления среды движению носителей деформации за счет изменения характеров как самих носителей, так и барьеров, в определенной мере противостоит релаксационный переход к описанию этого процесса [2] (см. гл. 1). Он предполагает, что рождение, движение и объединение дефектов в более крупные агрегаты, перестройка дефектов внутри агрегатов и преобразование последних связываются со стремлением нагружаемого объекта снизить уровень напряжений. В таком случае следует учитывать, что поле напряжений внутри объекта неоднородно, а наблюдаемое нарастание деформирующего напряжения отражает некий средний уровень. В связи с неоднородностью поля напряжений пластическая деформация также неоднородна, п развивается локализованно в областях концентрации напряжений. Такие представления позволяют использовать синергетический подход к описанию пластической деформации и рассматривать нагружаемый объект как далекую от равновесия диссипативную систему. При этом предполагается диссипация упругой энергии, поэтому данный процесс напрямую связан с релаксацией полей напряжений. В кристаллических твердых телах релаксация напряжений (а следовательно, и диссипация энергии) может осуществляться рождением и миграцией точечных дефектов, рождением и движением (консервативным пли неконсервативным) дислокаций, образованием и перестройкой дислокационных ансамблей, рождением и перемещением дисклинаций и их ассоциатов, перестройкой и миграцией границ различного рода (блочных, доменных, границ фрагментов и ячеек, межзеренных) и, наконец, нарушением сплошности, т. е. образованием трещин. В специфических условиях релаксация осуществля [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...