Анизотропия, возникающая при механических деформациях

Анизотропия механических свойств возникает также у первоначально изотропных материалов в том случае, если они испытали пластическую деформацию. Таким образом, приобретенная анизотропия называется деформационной. Если по достижения заданного значения пластической деформации ер образец разгрузить, а затем вновь нагрузить, то модуль упругости уменьшится тем больше, чем большей была пластическая деформация. После продолжительного во времени отдыха значение модуля Е восстанавливается. [c.40]

Если заготовки из одного и того же материала получать различными способами (литье, обработка давлением, сварка), то они будут обладать неидентичными свойствами, т. к. в процессе изготовления заготовки происходит изменение свойств материала. Так, литой металл характеризуется относительно большим размером зерен, неоднородностью химического состава и механических свойств по сечению отливки, наличием остаточных напряжений и т. д. Металл после обработки давлением имеет мелкозернистую структуру, определенную направленность расположения зерен (волокнистость). После холодной обработки давлением возникает наклеп. Холоднокатаный металл прочнее литого в 1,5...3,0 раза. Пластическая деформация металла приводит к анизотропии свойств прочность вдоль волокон примерно на 10... 15 % выше, чем в поперечном направлении. [c.26]

Ортотропным телом называют такое тело, у которого имеются три взаимно перпендикулярные плоскости симметрии по отношению к механическим свойствам. Если при всестороннем равном растяжении или сжатии пластические деформации в таком теле не возникают, то критерий пластичности в предположении, что оси х, У 1/1 z являются пересечениями плоскостей симметрии (главные оси анизотропии), имеет вид 2 2 Яо(ст -еТз,) + 0( 3,-(т ) + [c.86]

Одновременно с изменением формы зерен в процессе деформации происходит поворот кристаллографических осей отдельных зерен в пространстве. По мере протекания пластической деформации разница в направлении этих осей отдельных зерен уменьшается,- а плоскости скольжения Стремятся расположиться по направлению наиболее интенсивного течения металла. Это приводит к тому, что при значительных степенях деформации металла в холодном состоянии возникает преимущественная ориентировка кристаллографических осей зерен поликристалла, называемая текстурой. Образование текстуры сопровождается появлением анизотропии механических и физических свойств металла. [c.118]

По мере увеличения степени деформации наряду с изменением механических свойств возникает анизотропия или векториальность свойств, изменяются физико-химические свойства при этом одни из них возрастают, например растворимость в кислотах, коэрцитивная сила другие снижаются электропроводность, плотность, магнитная проницаемость. Структура холоднодеформированной стали также изменяется — зерна вытягиваются и образуется волокнистая и слоистая структура. [c.50]

Особенности напряженного состояния при внешнем трении заключаются в совместном действии нормальных и тангенциальных сил при гидростатическом давлении внутренних объемов металла (см. рис. 42, 43). В этих условиях деформация осуществляется механизмами трансляции, двойникования, поворота зерен и фрагментов в направлении действия тангенциальных сил. В местах непосредственного контакта происходит направленная деформация— текстурирование поверхностных микрообъемов металла, в результате чего возникает анизотропия механических, физических и химических свойств. [c.282]

В ходе пластического деформирования в металле неизбежно возникает текстура — расположение зерен с преимущественной ориентировкой какого-либо кристаллографического направления или плоскости по отношению к главным деформациям. Так, например, в прокатанных листах магния кристаллы размещаются таким образом, что плоскость базиса 0001 оказывается параллельной плоскости прокатки, а в трансформаторной стали (железо+2,5% кремния) у большинства зерен направление <100> совпадает с направлением прокатки. Возникновение такой кристаллографической текстуры объясняется анизотропией механических свойств кристаллов. Кристаллографическая текстура, как правило, нежелательное явление, вызывающее неодинаковость свойств изделия в разных направлениях. В некоторых изделиях кристаллографическая текстура желательна, как, например, в листах трансформаторной стали благодаря ей понижаются потери энергии в сердечниках трансформаторов. [c.137]

Одним из видов неоднородности механических свойств металла является анизотропия, она выражается в различии свойств металла при нагружении его в разных направлениях. Различными могут быть пластичность, прочность, ударная вязкость, коэффициент поперечной деформации, модуль упругости и другие свойства. Анизотропия металла возникает чаще всего во время прокатки. Прочность, пластичность, ударная вязкость, как правило, выше у образцов, вырезанных вдоль проката (рис. 3.17). Во время разрушения трещина, пересекая волокна, встречает большее сопротивление, чем двигаясь вдоль волокон. Особенно низкими бывают прочность и пластичность металла по толщине листа. При наличии расслоений в металле пластичность отдельных образцов в этом направлении близка к нулю. Во время термической резки или сварки, если усадка металла происходит в направлении толщины листа, в зоне расслоений появляются трещины. Передача растягивающих усилий в направлении толщины может предусматриваться при проектировании сварных конструкций лишь в тех случаях, когда есть полная уверенность, что используемый металл не склонен к образованию расслоений, а механические свойства в направлении толщины соответствуют уровню, предусмотренному техническими условиями. [c.98]

Сам Керр наблюдал это явление сначала на стекле, вводимом в электрическое поле. В этом случае, а также в случае всех других твердых тел оптическая анизотропия может быть вторичным явле- ием, а именно может возникать в результате механических деформаций, производимых электрическим полем. Однако последующие исследования самого Керра и других ученых показали, что явление [c.551]

Равенства (34) показывают, что прямоугольный параллелепипед, изготовленный из материала с общей анизотропией, при одноосном однородном напряженном состоянии превращается в не-прямаугольный параллелепипед (на рис. 1, а показано тело, для которого плоскость является плоскостью симметрии). В случае изотропного материала прямоугольный параллелепипед остается прямоугольным (рис. 1, б). Эти различия в поведении анизотропных и изотропных материалов при одноосном напряженном состоянии вызывают некоторые трудности при определении механических характеристик композиционных материалов в направлении, не совпадающем с осью симметрии. Образец, обычно используемый при таких испытаниях, представляет собой длинную полоску (отношение длины к ширине равно - 5—10), вырезанную под некоторым углом к оси симметрии из элементарного армированного слоя или слоистого материала. При одноосном нагружении в продольном направлении образец ведет себя как анизотропное тело с плоскостью упругой симметрии, совпадающей с плоскостью образца, т. е. стремится принять в этой плоскости форму параллелограмма. Захваты, в которых закрепляют образец, препятствуют его свободной деформации, сохраняя пер-воннчальное. направление закрепленных кромок. Как показано в работе Пагано и Халпина [45], в плоскости образца при этом возникает изгибающий момент и при деформировании образец принимает 1У-образную форму (рис. 2). [c.24]

Армирующие углеродные волокна являются хрупкими и не обладают способностью к пластическим деформациям. Этот фактор ограничивает выбор методов переработки металлокомпозитов. Как указывалось выше, анизотропия механических характеристик армированных углеродными волокнами материалов дает возможность получать материалы с регулируемыми свойствами. Это достигается в процессе формования готового изделия из полуфабрикатов. При использовании армированных металлов в самолетостроении часто возникает необходимость последующих технологических операций соединения изделий из армированных металлов с деталями из других металлических материалов, частичное усиление армированными металлами элементов металлических конструкций и т. д. Однако обычная сварка армированных металлов затруднена. Поэтому необходимо прибегать к методу диффузионной сварки и другим способам соединения металлов, не требующим плавления металла. Другой путь решения этой задачи — соединять детали из металлокомпозитов с элементами из чистых металлов в процессе формования ме-таллокомпозита. [c.245]

Холодная пластическая деформация (достигаюш ая 90 % и более) увеличивает прочность, твердость, предел упругости меди, но снижает пластичность и электрическую проводимость. Нри пластической деформации возникает текстура, вызывающая анизотропию механических свойств меди. Отжиг для снятия наклепа проводят при 550 - 600 °С в восстановительной атмосфере, так как медь легко окисляется при нагреве. По [c.303]

Цинк имеет плотноупакованную гексагональную структуру с периодами рещетки а=0,26595 нм, с= = 0,49368 нм. Аллотропических превращений цинк пе испытывает. Температура плавления 419° С. Плотность при комнатной температуре 7,14 г/см . Цинк отличается достаточно хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и в пресной воде и поэтому его широко используют для защитных покрытий кровельного железа и изделий из него (ведра, баки). Цинк, как и все металлы с гексагональной структурой, обладает ярко выраженной анизотропией свойств. Это проявляется в различии механических и физических свойств по разным направлениям в кристаллах и в деформированных полуфабрикатах, в которых при деформировании возникает текстура. При деформировании цинка в металле происходит скольжение по плоскости базиса. При этом кристаллы поворачиваются так, что плоскость базиса становится параллельной направлению главной деформации. [c.230]

АНИЗОТРОПИЯ, явление, выражающееся в зависимости физич. величин, выражающих определенное свойство твердого или жидкого тела от направления, вдо.11Ь к-рого эта величина (коэфициент теплопроводности, показатели преломления, прочность на разрыв и др.) измеряется. Тела, обладающие А., называются анизотропными в противоположность изотропным, в к-рых свойства по всем направлениям одинаковы. Анизотропная среда однородна (гомогенна) в том случае, когда зависимость физич. свойств от направления одинакова в различных точках среды. Для данного направления все физич. свойства однородного тела не зависят от положения элемента объема, длп к-рого онп исследуются. Однородная А. может быть обусловлена строением тела, наличием кристаллич. структуры или резко выраженной асимметрией его молекул, легко ориентирующихся под влиянием внешнего или собственного поля (жидкие кристаллы, кристаллич. жидкости). А. (например местная) возникает также в результате односторонних деформаций тела (возникновение неравномерно распределенных внутренних напряжений при растяжении, одностороннем сдавливании тел, закалке, вообще при разных видах механической обработки). Поверхностный слой всякого тела вызывает местную А., делая тело неоднородным вблизи поверхности раздела с окружающей средой. При этом А. поверхностного слоя выражается в том, что физич. свойства по тангенциальным направлениям (лежащим в поверхности) отличны от свойств в направлении, нормальном ij поверхностному слою. Тела м. б. анизотропны в отношении одних свойств (напр, оптических) и изотропны относительно других (напр, упругих). Кристаллы всех систем кроме кубической оптически анизотропны. В таких кристаллах по каждому направлению (за исключением направления. лучевых осей) идут два луча, оба поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Оба эти луча распространяются в кристалле с разной скоростью. А. может быть исследована по характеру зависимости физич. свойств напр, тепловых или механических) в данной среде. В прозрачных телах для изучения А. удобнее исследовать оптич. свойства (напр, по отношению к поляризованному свету). Наиболее полным методом исследования является исследование структуры (рентгено- или электро-нографич. анализ), обусловливающей А. [c.388]

Макронапряжения или напряжения первого рода уравновешиваются в макрообъемах, соизмеримых с размерами детали. В этих объемах материал рассматривается как изотропный. Микронапряжения или напряжения второго рода распространяются в микрообъемах, соизмеримых с размерами зерен, блоков, групп зерен. Их появление вьпывается анизотропией кристаллов, ориентацией кристаллографических плоскостей, наличием различных фаз, дислокаций, взаимодействием соседних зерен между собой. Если соседние зерна представляют собой различные фазы с разными механическими и физическими свойствами, то при деформации или изменении температуры возникают межфазные ми1фонапряжения. Причиной межфазных температурных напряжений является различие коэффициентов линейного расширения этих фаз вдоль разных кристаллографических направлений. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...