Пластическая деформация как волновой процесс

ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ КАК ВОЛНОВОЙ ПРОЦЕСС [c.346]

В большинстве предыдущих работ в качестве исходного принималось предположение о непрерывных несингулярных полях напряжений и деформаций во всем объеме материала, кроме кончика трещины, и непрерывном переходе напряжений от состояния а к состоянию Ь (т. е. отсутствие волновых процессов). Уравнение (6.11) в отличие от этого допускает стационарное движение трещины, пластическую деформацию и применение уравнения состояния общего вида. Более того, определяя скорость высвобождения энергии деформации g по Ирвину как отрицательную величину скорости изменения по- [c.229]

Анализ волновых процессов в полубесконечных стержнях на основе жестко-пластической [214], упруго-пластической, вязко-упругой и упруго-вязко-пластической материала, так же как анализ переходных процессов в стержнях конечной длины [56, 155] и результаты экспериментальных исследований распространения волны [166, 321, 405], приводят к выводу о том, что сопротивление материала зависит от скорости деформации [26, 60] и модель материала должна включать вязкость. [c.146]

Скачки хрупкой трещины, вязкое разрушение и пластическая деформация являются случайными импульсными процессами, первичными элементами которых являются единичные импульсы АЭ. Различие в том, что для пластической деформации имеет место поток элементарных некогерентных импульсов АЭ, которые в результате особенностей регистрации, а также инерционности акустического и электроакустического каналов могут перекрывать друг друга, образуя непрерывный стохастический процесс, который получил название непрерывной АЭ. Она аналогична в некотором роде белому свету с распределением энергии излучения по спектру, близкому к равномерному в некотором диапазоне волновых чисел. Рост трещины, как правило, сопровождается когерентным излучением импульсов АЭ, которые достаточно просто различаются (рис. 9). [c.310]

В предыдущем параграфе рассматривался квазистатический. подход к нахождению контактных напряжений при упругом ударе в предположении, что скорость удара мала по сравнению со скоростью упругой волны. Это условие остается справедливым и в случае пластических деформаций, так как наличие пластического течения уменьшает интенсивность контактного давления и, следовательно, энергию, идущую на упругое волновое движение. При средней скорости удара (скажем, до 500 м/с) можно использовать соотношения для неупругих контактных, напряжений при статических условиях t м. гл. 6) с целью исследования процесса соударения. Прежде всего рассмотрим нормальный удар. [c.409]

Авторы [83] рассматривают явление пластической деформации как волновой процесс. Феноменологически он аналогичен распространению электромагнитных волн, когда электрическая составляющая поля порождает магнитную. Магнитная, в свою очередь, - электрическую и т.д. Так же, как существует две составляющие электромагнитного поля, взаимообусловли-вающие друг друга, существует две взаимообусловливающие составляющие движения дислокаций при пластической деформации. Выше (см. раздел 4.2) мы говорили о двух возможных видах движения дислокационных структур с целью диссипации вносимой в материал энергии - трансляционного и ротационного. Трансляционный сдвиг - это перемещение дислокаций параллельно самим себе в каком-либо направлении. Ротационный поворот - это поворот дислокаций как единого целого вокруг какой-либо точки. [c.140]

Авторы работы [194] рассматривают явление пластической деформации как волновой процесс. Феноменологически он аналогичен распространению электромагнитных волн, когда электрическая составляющая поля порождает магнитную. Магнитная, в свою очередь, порождает электрическую и т.д. Так же, как существуют две составляющие электромагнитного поля, взаимообусловливаюндае друг друга, существует две взаимообусловливающие составляющие движения дислокаций при пластической деформации. Ранее (см. раздел 6.1) мы говорили о двух возможных вцдвх движения дислокационных [c.346]

В главе 7 читателю предлагается взглянуть на пробле.му разрушения материалов с нойой точки зрения. Продолжая идею использования метода аналогий, изложенную в главе 1, процессы разрушения, в частности, процесс пластической деформации, рассматриваются как волновые процессы. Приводится большое количество визуальных аналогий. Цель данной 1лавы - еще раз показать возможность альтернативы, параллельного существования множества точек зрения на один и тот же вопрос. Наличие обоснованной альтернативы демонстрирует относительность человеческого знания и его существенную привязку к точке зрения. [c.12]

Извилистая траектория трещины рассматривается в качестве доказательства того факта, что смещение берегов усталостной трещины в ее вершине происходит не только в направлении приложения нагрузки при одноосном циклическом растяжении, но и по типу Кц — поперечное смещение берегов трещины [81], как это показано на рис. 3.15б. Оно вполне естественно в силу уже указанной выше неоднородности процесса формирования зоны пластической деформации вдоль всего фронта трещины. Ее формирование происходит в условиях реализации волнового процесса передачи энергии от одной зоны к другой. Поэтому неизбежно возникновение участков с наибольшей и наименьшей концентрацией энергии. Там, где реализован максимальный уровень энергии, имеет место подрастание трещины в локальном объеме после исчерпания пластической деформации [82]. В зонах фронта трещины с минимальной концентрацией энергии происходит запаздывание разрушения по отношению к другим зонам фронта трещины, что создает предпосылки к реализации эффекта мезотуннелирования трещины (рис. 3.16). Эта ситуация может определяться различиями локальных пластических свойств материала из-за различий пространственной ориентировки кристаллографических плоскостей от зерна к зерну. Такая ситуация, например, характерна для формирования фронта трещины в титановых сплавах (см. рис. 3.166). Процесс распространения усталостной трещины в срединных слоях материала вдоль вершины трещины оказывается сложным и связан с различными эффектами, в том числе и с эффектом изменения траектории трещины, ветвлением и мезотуннелированием. В результате этого реальная поверхность излома после распространения трещины является шероховатой, что создает предпосылки в процессе роста трещины для возникновения различных эффектов контактного взаимодействия ее берегов. Они препятствуют закрытию берегов усталостной трещины, что влияет на темп подрастания трещины. [c.150]

Равномерное распределение напряжений и деформаций по длине рабочей части образца, необходимое для корректного сопоставления напряжений и деформаций при квазистатических испытаниях, ие выдерживается точно даже при медленном деформировании [61, 294]. Локализация деформации, связанная с распространением пластической деформации и образованием шейки, ведет к сильному повышению скоростей деформации в областях локализации. Стабильность и однородность деформации по длине образца при статических испытаниях связывается с положительным модулем М=да1де кривой деформирования ст(е) (а — условное напряжение, отнесенное к начальной пло-1цади поперечного сечения образца). Высокоскоростная деформация связана с волновым характером нагружения материала образца, и равномерность деформации в течение всего процесса растяжения обеспечивается при условии, что пластическая деформация в какой-либо точке образца начинается после установления равномерности напряжений по его длине в результате наложения прямой и отраженной от второго конца упругих волн с линейным нарастанием напряжений на фронте. [c.86]

Отсутствие удобного для анализа аналитического решения даже при использовании наиболее простого уравнения состояния, включающего вязкость, затрудняет получение ясного представления о связи характера деформирования материала под нагрузкой с закономерностями волновых процессов в стержнях. Экспериментально установленное распространение волн догрузки со скоростью упругих волн при растяжении (сжатии) [239, 344, 377, 426] и кручении [25] подтверждает теорию Мальвер-на—Соколовского, в то время как многие эффекты, связанные с распространением упруго-пластических волн (например, распределение остаточных деформаций по длине длинного стержня, постоянная скорость распространения деформаций и др.), удовлетворительно описываются деформационной теорией. [c.146]

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]

Пример продольного удара представлен на рис. 245, где груа С падает на заплечики стержня с высоты /г. Вследствие большой скорости приложения ударной нагрузки процесс деформирования стержня при этой нагрузке должен существенно отличаться от того, какой мы имеем при статическом ее приложении. В самом деле, известно, что упругая деформация распространяется в теле со скоростью, равной скорости распространения в нем звука. Скорость эта очень велика, тогда как скорость приложения статической нагрузки, а следовательно, и скорость возрастания деформаций стержня малы. Поэтому к моменту, когда статическая нагрузка достигнет своей окончательной величины, деформация успевает распространиться на всю длину стержня. При ударной нагрузке, если длина стержня не очень мала, за очень короткое время удара деформации распространяются лишь на некоторую часть длины стержня. Таким образом, действие ударной нагрузки концентрируется лишь на некотором участке длины стержня, вследствие чего деформации оказываются большими, чем при статической нагрузке. После окончания приложения ударной нагрузки эти деформации распространяются на следующий участок длины стержня, в то время как на первом участке они убывают до величин статических деформаций, и т. д. В результате мы получаем волновой харак тер распространения деформаций, а следовательно, и напряжений по длине стержня, причем волны деформаций и напряжений, достигнув защемленного конца, отражаются от него, создавая деформации и напряжения обратного знака. Эти явления еще осложняются тем, что при распространении деформации по длине стержня силы инерции масс частей стержня оказываются различными. Еще большие осложнения вносит пластическая деформация, если она происходит, так как скорость ее распространения, в отличие от упругой деформации, не постоянна, а изменяется с изменением соответствующего ей напряжения. Таким образом, напряженно-деформированное состояние стержня при ударном приложении нагрузки оказывается весьма сложным, причем продольный удар сопровождается всегда продоль- [c.432]

Экспериментальные волновые профили ударного сжатия и разгрузки металлов и сплавов показывают, в частности, что пластическая деформация начинается непосредственно с началом разгрузки из ударносжатого состояния. Это явление интерпретируется в работе [23] как результат действия внутренних напряжений на скопления дислокаций и закрепленные дислокационные петли, которые образовались в процессе ударного сжатия. Непосредственно после ударного сжатия и перед разгрузкой внутренние напряжения действуют в направлении, противоположном приложенной нагрузке, находятся в равновесии с ней и не вызывают пластической деформации. Однако с уменьшением нагрузки в волне разрежения внутренние напряжения немедленно вызывают обратную пластическую деформацию. Согласно [23] этот эффект должен также уменьшать продольный модуль упругости и, соответственно, продольную скорость звука в ударносжатом веществе. [c.140]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...