Остаточные напряжения после пластической деформации

Остаточные напряжения после пластической деформации [c.58]

ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСЛЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ 57 [c.57]

Остаточные напряжения после пластической деформации. Если удалить внешние силы, стержни, претерпевшие пластические деформации, не вернутся в исходное состояние и не дадут вернуться в исходное состояние тем стержням, которые остались упругими. В системе появятся остаточные напряжения и деформации. Определение остаточных напряжений и деформаций производится на основании теоремы о разгрузке. Для доказательства этой теоремы заметим, что соотношения (26.3) и (26.4) справедливы для любого состояния системы независимо от того, находятся ее элементы в упругом или пластическом состоянии. Изменение нагрузок сказывается лишь на величинах 5 . При отсутствии нагрузок мы получаем [c.57]

Для выяснения влияния остаточных напряжений, вызываемых пластической деформацией кальцита, на его механохимическое поведение изучали кинетику растворения навески порошка из мрамора после помола в шаровой мельнице в течение 0,5 1 3 ч и после отжига молотого порошка при 500° С в течение 3 ч, снимающего искажения кристаллической решетки. Искажения и микронапряжения кристаллической решетки оценивали с помощью рентгеноструктурного анализ-а по уширению интерференционного максимума (1014). [c.93]

Приложение нагрузки к сварным соединениям осуществляют растяжением или изгибом элементов. Суммирование остаточных и приложенных напряжений вызывает пластические деформации удлинения и после снятия нагрузки снижение максимальных напряжений. [c.36]

Применение установленного выше правила, позволяющего определить остаточные напряжения после разгрузки, встречает одно ограничение. В рассмотренном примере Nia > О, а N20 < 0. Может оказаться, что остаточное сжимающее напряжение Л го/ по абсолютной величине больше, чем предел текучести. В этом случае говорят о вторичных пластических деформациях если они появляются, т. е. если в результате расчета оказывается, что какая-то из величин Ok по абсолютной величине превышает о , то все рассуждения, конечно, становятся неверными. Читатель легко убедится сам, что в этом случае правило нахождения остаточных напряжений и деформаций после разгрузки допускает очень простое обобщение. Фиктивные напряжения и деформации, и е ,, нужно вычислять с учетом возможности пластических деформаций, но при удвоенном пределе текучести. Отсюда вытекает простое правило для определения того, появляются ли в системе вторичные пластические деформации. Нужно определить напряжения во всех стержнях нрп Р = Рг в предположении упругости их и проверить, не окажется ли в каком-либо стержне напряжение большим чем 2от. [c.61]

Причины этих разрушений связаны как с использованием новых материалов, так и со стремлением создать более эффективные конструкции. Внедрение высокопрочных конструкционных сплавов, широкое использование сварки, применение в некоторых случаях деталей с утолщенными сечениями, использование уточненных методов расчета способствовали снижению несущей способности элементов конструкций до критического уровня, при котором допускается локальная пластическая деформация без разрушения. В то же самое время особенности технологии сварки, наличие остаточных напряжений после механической обработки, несовершенства сборки повысили потребность в специальном создании локальных пластических деформаций в качестве средства предотвращения разрушения. Увеличение интенсивности переменных во времени эксплуатационных нагрузок и повышение агрессивности окружающей среды также в ряде случаев способствовали разрушению. Все это явилось причиной развития основных положений и разработки систем контроля. Подобные системы обычно включают в себя контроль номинальных напряжений и размеров существующих трещин, с тем чтобы они всегда оставались ниже уровня, который является критическим для материала, используемого в элементе конструкции или машины. [c.61]

Пластическая деформация аустенитных сталей в результате холодной или горячей обработки сильно влияет на восприимчивость к хлоридному КР- Остаточные растягивающие напряжения после холодной деформации способны вызвать КР в отсутствие дополнительной рабочей нагрузки. При деформации существенно меняется дислокационная субструктура аустенитных сталей — первичная компланарная субструктура при деформации 10— 20 % переходит в ячеистую, а при дальнейшем повышении степени деформации — в структуру дислокационного леса . Существенные изменения тонкой субструктуры происходят при теплой и горячей деформации. [c.120]

Напряжения. Сильно влияют на кинетику и механизм разрушения металлов в агрессивных средах. В зависимости от знака и величины напряжений и характера разрушения различают коррозию под напряжением, когда в результате действия внешних и внутренних, вернее созданных внешней нагрузкой и остаточных напряжений (после сварки, пластической деформации, термической обработки) изменяется скорость коррозионных процессов. В этом случае разрушение приобретает локализованный характер. В результате действия растягивающих напряжений и агрессивной среды может возникнуть весьма опасный вид разруше- [c.367]

Отличие участков II и III состоит в том, что на участке // разрушение происходит после сравнительно небольшого количества циклов нагрузок (7Vp< 2 Ю " ) и развитие усталостной трещины сопровождается вследствие высокого уровня действующих напряжений значительными пластическими деформациями, которые могут привести к заметным изменениям формы и размеров исследуемого образца на участке III разрушение имеет место после значительного количества циклов нагрузки небольшой величины (Л р > 2 10 ) и происходит без видимых следов остаточной деформации. [c.6]

Работ по исследованию остаточных напряжений после деформирующего протягивания, как отмечалось выше, очень мало. Поэтому нет еще удовлетворительных рекомендаций по режимам деформирующего протягивания, позволяющих получать остаточные напряжения нужной величины и знака. Считалось установленным, что в процессе дор-нования (деформирующего протягивания) у поверхности образуются только сжимающие остаточные напряжения. Для определения их величины в работах [95, 98] предложена формула, которая учитывает только суммарный натяг и не учитывает величину натяга на деформирующий элемент. В гл. П показано, что при равных суммарных натягах степень деформации и упрочнения поверхностных слоев зависит от числа циклов деформации, т. е. от величины натяга на деформирующий элемент. Это дает основание предполагать, что и величина остаточных напряжений также должна зависеть от натяга на деформирующий элемент, т. е. все факторы, от которых зависит степень пластической деформации (натяг на деформирующий элемент, суммарный натяг, толщина стенки, материал детали, экранирующие свойства технологической смазки и др.), должны, по-видимому, оказывать влияние также и на остаточные напряжения. [c.46]

Остаточные напряжения, возникающие после пластической деформации в тонкой полосе, определяются по теореме о разгрузке [1, 2] [c.32]

Дополнительные напряжения действуют во время пластической деформации после прекращения пластической деформации в металле остаются напряжения, называемые остаточными. Дополнительные напряжения алгебраически суммируются с основными напряжениями, в результате чего появляются рабочие напряжения, определяющие пластическую деформацию металла. [c.45]

Пластической или остаточной называется деформация, остающаяся после прекращения действия вызвавших ее напряжений. При пластической деформации в кристаллической решетке металла под действием касательных напряжений происходит необратимое перемещение атомов (рис. 68,г). При небольшой величине напряжений (рис. 68,6) атомы смещаются незначительно и после снятия напряжений возвращаются в исходное положение. При увеличении касательного напряжения наблюдается необратимое смещение атомов на параметр решетки (рис. 68, в), т. е. происходит пластическая деформация. После снятия напряжений в теле наблюдается остаточное изменение формы и размеров, причем сплошность тела не нарушается (рис. 68,г). В результате развития пластической деформации может произойти пластичное (вязкое) разрушение путем сдвига (рис. 68 д, е). [c.169]

Использовать сборочно-сварочные приспособления и кондукторы, способствующие получению заданной точности сборки швов равномерного сечения. Придерживаться определенной последовательности сварки. Зажимы кондукторов, допускающие перемещение деталей при усадке, снижают напряжения. При жестком закреплении свариваемых деталей остаточные напряжения после сварки и снятия детали с кондуктора снижаются вследствие того, что в процессе сварки металл шва получает необходимую пластическую деформацию при расплавлении и остывании. [c.50]

Приложение нагрузки к сварным соединениям осуществляется путем растяжения, изгиба элементов и т. п. Суммирование остаточных и приложенных напряжений вызывает пластические деформации удлинения и после снятия нагрузки снижение максимальных напряжений. Величина снижения напряжений зависит от величины прикладываемых напряжений. [c.177]

Последний момент времени соответствует полному остыванию. Отложим от горизонтальной прямой пластические деформации ез, образованные в момент 4- Проведенная прямая пп дает положение плоского сечения и величины остаточных напряжений после полного остывания (фиг. 69, г). [c.150]

Если создавать концентрированное охлаждение участка с растягивающими напряжениями, то он будет сокращаться и вызывать суммирование остаточных напряжений с растягивающими напряжениями от охлаждения. Это вызовет пластическую деформацию и последующее снижение остаточных напряжений после выравнивания температур. [c.237]

Образование остаточных напряжений после пластической деформации. В основе определения остаточных напряжений после пластических деформаций лежит известная в теории пластичности теорема о разгрузке, впервые указанная Г. Генки (1924 г.). В соответствии с этой теоремой остаточные напряжения равны разности между истинными напряжениями в упругопластичном теле и теми напряжениями, которые создавались бы в нем при предположении об идеальной упругости материала. [c.274]

Если распределение напряжений в упругопластичном теле и в упругом одинаково (в статически определимых системах), то остаточные напряжения после пластической деформации не возникают. Это, например, имеет место при растяжении стержня осевой силой или растяжения тонкостенного цилиндра под действием внутреннего давления. [c.274]

Для выяснения влияния остаточных напряжений, вызываемых пластической деформацией кальцита, на его механохимиче-ское поведение изучали кинетику растворения навески порошка из мрамора после помола в шаровой мельнице в течение 0,5 I [c.96]

Едва ли не важнейшими по влиянию на прочность из перечисленных факторов являются остаточные макронапряжения. Расчет остаточных напряжений производят по теореме о разгрузке, согласно которой остаточные напряжения после пластического деформирования равны разности напряжений при пластическом деформировании и так называемых разгр-узочных напряжений, от которых материал освобождается при разгрузке. Если при разгрузке происходят чисто упругие деформации, то можно определять разгрузочные напряжения методами теории упругости. В работе [26] сформулирован и доказан вариационный принцип относительно остаточных напряжений, однако, насколько нам известно, он не нашел практического применения. [c.158]

В настоящее время имеется несколько гипотез, объясняющих влияние предварительного упрочнения на износоустойчивость. По данным работы [37], предварительное упрочнение уменьшает износ за счет деформации смятия и за счет истирания микронеровностей на контакте. Как считают авторы [43] и [101], предварительное упрочнение пластической деформацией способствует диффузии кислорода воздуха в металле и образованию в нем твердых химических соединений РеО, РегОз, Рсз04 в результате окислительного изнашивания, происходящего с ничтожно малой интенсивностью. Согласно гипотезе [109] упрочнение поверхностного слоя рассматривается как средство повышения жесткости поверхностных слоев и уменьшения взаимного внедрения при механическом и молекулярном взаимодействии. На этот счет существуют и другие теории. Так, например, по мнению А. А. Маталина [64], главным фактором, определяющим износоустойчивость, является величина остаточных напряжений после приработки изделий. Между микротвердостью поверхностного слоя и его износоустойчивостью имеется определенная связь в процессе изнашивания микротвердость поверхностных слоев после приработки стремится к оптимальному значению однако в силу одновременного влияния разнообразных факторов (шероховатость поверхности, напряженное состояние поверхностного слоя и пр.) эта связь имеет только качественный характер и не может быть использована для практических расчетов. [c.14]

Кроме предельных состояний, определяемых накоплением повреждения и образованием трещин при повторном пластическом деформировании и выдержках в напряженном и нагретом состоянии, такие состояния могут возникать в результате достижения упругого равновесия в элементах конструкций как следствия образования поля самоуравновешенных остаточных напряжений после первых циклов упругопластического перераспределения напряжений. Такой переход к упругому состоянию и прекращение образования пластических деформаций трактуется как приспособляемость. Условия приспособляемости вытекают по кинематической теореме Койтера [35] из принципа соответствия работ внешних сил и работ, затрачиваемых при образовании пластических деформаций на кинематически допустимом цикле. Эти условия приводятся к неравенству [c.27]

Если при нагреве какого-либо элемента температура по его сечению распределяется равномерно или по линейному закону, то нагрев и остывание не вызовут в нем ни временных напряжений в процессе нагрева, ни остаточных напряжений после полного остывания. Если распределение температуры по сечению элемента неравномерно, то вследствие жесткости э.чемента в процессе нагрева в нем будут возникать временные напряжения. Если эти временные напряжения не превзойдут предела текучести материала (при данном виде напряженного состояния и при данной температуре), то к моменту полного остывания температурные напряжения исчезнут, и остаточные напряжения не возникнут. Если же в процессе нагрева или остывания временные температурные напряжения в какой-либо части сечения элемента достигнут предела текучести и появятся пластические деформации, то пос.че полного остывания в элементе будут существовать остаточные напряжения. Таким образом, остаточные напряжения в металле, образовавшиеся в результате температурных деформаций, равны по величине и обратны по знаку напряжениям, исчезнувшим в процессе температурного цикла вследствие протекавших в металле пластических деформаций. [c.210]

Шлицевые валы, изготовленные методом пластического деформирования, имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с валами, полученными фрезерованием. Как показали наши исследования, зерна в поперечном сечении сильно вытянуты в радиальном направлении (особенно в углу перехода боковой стороны шлица к впадине). Во впадине шлицевого вала глубина наклепанного слоя достигает 1,5—2,1 мм, на боковой стороне наклепанный слой значительно мень-шйй —0,3—0,7 м,м. При накатке шлицев обнаружена значительная неравномерность деформации. В поперечном сечении вала наибольшей деформации металл подвергается в местах перехода боковой стороны шлица к впадине. Неравномерность деформации приводит в свою очередь к неравномерности наклепа и твердости по сечению вала. Увеличение дробности деформации (т. е. увеличение числа проходов накатки) увеличивает глубину наклепанного слоя, а также размельчает зерна, в результате чего увеличивается твердость металла. В местах перехода от шлица к виадине зерна, сильно вытянуты и завихрены. В этих местах возможно появление самых больших напряжении, поэтому после пластической деформации валы следует подвергнуть термообработке. Для снятия остаточных напряжений 1-го рода и сохранения наклепа можно рекомендовать низкотемпературный отжиг. [c.159]

Вопрос о TOiM, изменяется ли после пластической деформации кристаллическая решетка мелкозернистого металла, обладающего определенно выраженным пределом упругости, или она остается неизменной, исследовался С. Смитом и В. Вудом в английской государственной физической лаборатории (Теддингтон). Они испытывали на растяжение небольшие плоские образцы из чистого железа (99,95% железа) и нормализованной мягкой стали (0,1% углерода) и одновременно при помощи рентгеновского анализа определяли меж-атодшые расстояния в зернах этих металлов, когда начиналось течение образцов, а также при дальнейшем росте пластической деформации, вплоть до достижения максимальной нагрузки. Наблюдая за малыми деформациями решетки, вызванными нагрузкой, и за пластической деформацией в части кристаллических зерен (благоприятно расположенных относительно падающего пучка рентгеновских лучей), в которых некоторые атомные плоскости в объемноцентрированной кубической решетке а-железа отклонялись на небольшой угол от плоскости, перпендикулярной направлению растягивающей силы, они смогли установить, что сперва в пределах упругих деформаций при напряжениях ниже предела текучести кристаллическая решетка железа деформируется упруго и обратимо. По достижении, однако, предела текучести оказалось, что в направлении, перпендикулярном направлению растяжения, произошло небольшое увеличение расстояний в решетке, остававшееся неизменным при падении нагрузки от верхнего предела текучести к нижнему (такое падение характерно для поведения стали). Увеличение расстояний в решетке сохранялось и после разгрузки образца, а при росте напряжений за пределом текучести оно несколько возрастало. Остаточное расширение кристаллической решетки в направлениях, перпендикулярном и параллельном растягивающш напряжениям, отвечавшее пределу текучести, оказалось равным 0,03%—цифра, являющаяся, повидимому, чрезмерно высокой, так как при этом должно было бы получиться снижение плотности металла примерно на 0,001 ). [c.70]

Если аТ г (диаграмма пластичности без упрочнения), то дальнейшее возрастание температуры не приводит к увеличению напряжений (а = —а ). При охлаждении напряжение изменяется вдоль прямой АуВу ОВ —остаточное напряжение после снятия нагрева). При повторном нагреве с температурной деформацией аГ напряжение изменяется снова от Ву к Ау, движение вдоль прямой АуВу повторяется при каждом цикле нагрева, деформации оказываются упругими, наступает приспособляемость системы. Если аГ > 2е (или температурные напряжения для идеально упругого материала больше 2а,-), то состояние приспособляемости не наступает (напряжения изменяются по циклу А2В2В2А2А2 при наличии пластических деформаций в каждом цикле). [c.184]

Рис. 133. Характер рас11реде-лення остаточных напряжений после разгрузки материала, периодически неоднородного в смысле сопротивления пластической деформации

Во-первых, в результате неоднородных пластических деформаций. Неоднородные пластические деформации имеют место при перегружении изгибаемых и скручиваемых элементов, при холодной обработке давлением, например штамповке, и т. д. В процессе нагружения деформации в отдельных областях тела превышают пределы упругих деформаций. Вследствие этого после разгружения в теле возникают остаточные деформации и напряжения. Неоднородные пластические деформации образуются и при обработке металлов резанием. Они имеют по большей части местный характер, хотя достигают значительной величины. Неоднородные пластические деформации имеют место при поверхностной обработке металла различными способами при дробеструйной обработке, обкатке и т. д. Поверхностный наклеп сопровождается появлением собственных остаточных напряжений в обрабатываемом теле. [c.84]

Если бы между волокнами отсутствовали связи, то после остывания в зоне сс, расположенной по оси пластины, образовались бы остаточные пластические деформации bq = ет — ег. Остаточные деформации не возникли бы в зоне, в которой е< ег. Концы волокон расположились бы на поверхности сгс, как указано на фиг. 35, a. В действительности поперечные сечения пластины не искривляются, а остаются плоскими. Поэтому при остывании поперечное сечение оо переместится в положение пп. Отрезки между ссгсо и прямой пп выражают относительные упругие деформации пластины, а произведения этих относительных деформаций на модуль упругости Е—собственные остаточные напряжения после остывания пластины. Так как внутренние силы должны быть взаимно уравновешены, то сумма заштрихованных площадей эпюры равна нулю. Это условие позволяет определить положение прямой пп. [c.90]

Сталь 12Х18Н1 ОТ характеризуется относительно малой чувствительностью к многократно повторяемым сменам температуры под нагрузкой. Термоциклирование с охлаждением до -196 °С и нагревом до 20 °С ненагруженных гладких образцов не вызывает сколько-нибудь значительной остаточной пластической деформации. Накопление деформации начинается при напряжении более 0,4оод- С ростом числа циклов и увеличением напряжения накопленная пластическая деформация возрастает. После 10 термоциклов и при напряжении более 0,8оо 2 накопленная пластическая деформация составляет около 3 %. [c.199]

При этом происходит спад остаточных напряжений в тонком ПС. Спад напряжений связан с особенностями пластической деформации под действием максимальных касательных напряжений, которые находятся на некоторой глубине от поверхности. Эта глубина соизмерима с диаметром отпечатка ударного тела на поверхности детали. Второй причиной спада может быть исчерпание способности металла ПС к деформационному упрочнению, поскольку степень наклепа при многопереходном упрочнении может превысить предельно допустимую и привести к исчерпанию ресурса пластичности металла. Эпюры остаточных напряжений, полученные при последовательной обработке виброупрочнением (ВУ) и упрочнением микрошариками (УМШ) или гидродробеструйным упрочнением (ГДУ) и упрочнением микрошариками (УМШ) как на стали 15X11МФ, так и на титановых сплавах подслойного максимума не имеют. Верхние части эпюр (в слое до 0,07 мм) характерны для эпюр остаточных напряжений после УМШ, а часть эхпоры на большой глубине практически повторяет эпюры остаточных напряжений после ГДУ и ВУ. [c.200]

Остаточные напряжения после сварки часто близки к пределу текучести металла. Именно в зонах с такими максимальными напряжениями и возникает пластическая деформация. Самопроиз- [c.227]

Отжиг длл снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и др., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неодиородиой пластической деформации и т. п. возникли остаточные напряжения. [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...