ДИАГРАММЫ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Диаграммы свойств материалов [c.384]

Опыты показывают, что свойства материалов зависят от температуры. На рис. 11.14 представлено несколько диаграмм [c.39]

Для построения диаграммы ударного растяжения типа диаграммы 2 на рис. XI.6 требуются специальные, очень сложные машины. Обычно применяют другой, более упрощенный способ оценки свойств материалов при действии ударной нагрузки, так называемую ударную пробу. Для испытания применяют образцы [c.296]

Эта диаграмма должна быть по возможности простой и в то же время отражать главнейшие свойства материалов. [c.323]

Вид диаграммы Oi ej в пластической области зависит от скорости нагружения. Это свойство материалов называется вязкостью. [c.263]

Оценка прочностных и пластических свойств материалов по диаграммам растяжения [c.278]

Для совместного рассмотрения теории напряжений и теории деформации необходимо установить зависимости между напряжениями и деформациями. Эти зависимости носят физический характер. Действительно, рассматривая изучаемые в курсе сопротивления материалов диаграммы растяжения различных материалов, заключаем, что зависимости напряжение—деформация определяются свойствами материалов. [c.32]

Для хрупких материалов (чугун, камень) характерны диаграммы, изображенные на рис. 1.6. Ряд материалов не обладает площадкой текучести, а пластические деформации в них начинают заметно проявляться уже при малых деформациях. К таким материалам относятся медь, алюминий, свинец и др. Другие свойства материалов рассмотрены в гл. 7. Следует особо подчеркнуть, что в конструкционных материалах значения относительных линейных де рмаций вплоть до предела прочности ст , у пластичных материалов и до разрушения у хрупких материалов весьма малы, порядка 10". .. 10" . Это положение в ряде случаев дает основание вводить существенные упрощения в расчеты. По этой причине, например, в эксперименте на растяжение вплоть до а , размер поперечного сечения А стержня можно считать равным его первоначальному значению Ло до деформации. [c.15]

Построенную таким образом диаграмму следует считать условной, так как в ней ст определяется делением силы Р не на соответствующую ей площадь поперечного сечения, а на первоначальную. Кроме того, после образований шейки деформация образца сосредоточивается в ее области, а деформация его остальной части не увеличивается и определять е по формуле (II.8) при Al > Д/о нельзя. Однако построение диаграммы в координатах (II.8) сравнительно просто и требованиям прочностных расчетов при упругих деформациях, а также оценке сравнительных механических свойств материалов она удовлетворяет. [c.41]

В учебном пособии рассмотрены основные разделы курса материаловедения атомно-кристаллическое строение металлов, основы кристаллизации, диаграммы состояния сплавов, а также основные конструкционные. металлы и сплавы на основе железа и цветных металлов. Показана возможность изменения структуры и свойств материалов за счет термической и химикотермической обработки. Большое внимание уделено неметаллическим материала.м, которые находят применение в промышленности. Приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы. [c.2]

Изложено термодинамическое обоснование возможности ретроградного распада с выделением жидкой фазы. Приведены оригинальные данные о прецизионном построении кривых ретроградного солидуса в важнейших полупроводниковых системах с участием германия, кремния, арсенида индия и др. Рассмотрены кинетика распада и структурный механизм этого процесса. Обосновано использование диаграммы фазовых равновесий при выборе уровня легирования полупроводников и режимов их термической обработки. Описаны возможности направленного изменения свойств материалов, обеспечивающих надежную работу электронных устройств. [c.51]

Для изучения механических свойств материалов методом микротвердости при различных видах теплового и силового нагружения разработана установка УМТ-2, позволяющая проводить комплексное исследование характеристик прочности в широком интервале температур [148, 150]. В установке образец с помощью специального механизма подвергается нагружению растяжением — сжатием при различных температурах, в процессе которого производится снятие диаграммы деформирования, определение свойств материалов в микрообъемах методом микротвердости и наблюдение за изменением в структуре посредством оптической системы. [c.96]

Таким образом, при выборе материала приходится иметь в виду ряд свойств и анализировать всю совокупность свойств, существенных в рассматриваемом случае и присущих различным материалам. Наглядны предлагаемые нами полярные диаграммы свойств (рис. 4.136). На этом рисунке представлены свойства Fe, Ni и Ti. Очевидно, что, накладывая на одну систему осей розы разных [c.378]

В ИМАШ АН СССР определены показатели по износостойкости поверхностей с армирующими дорожками, полученными при разных технологических режимах лазерной закалки. Выявлено влияние на износ ориентации дорожек и расстояния между ними. Составлена методика расчета износостойкости втулок в безразмерных параметрах, позволяющая учесть влияние на износ абсолютных размеров втулки, скорости движения поршня, упругости колец, индикаторной диаграммы, механических и фрикционных свойств материалов. [c.23]

С помощью обобщенной диаграммы более полно и точно описываются такие характерные особенности кривых циклического деформирования, как циклический эффект Баушингера, упрочнение, стабилизация или разупрочнение от цикла к циклу, циклическая анизотропия свойств материалов. В связи с этим дальнейшее рассмотрение диаграмм деформирования для случая изотермического нагружения проводится с использованием указанной обобщенной диаграммы и ее аналитической интерпретации. [c.43]

Измерение деформаций в процессе малоцикловых испытаний является неотъемлемой их пастью, поскольку лишь знание их кинетики позволяет в полной мере судить о циклических свойствах материалов и получать данные для анализа условий деформированного состояния в элементах конструкций. Для этой цели используется ряд принципиально различных по своей конструкции оптических, механических и электрических деформометров [9]. Однако большинство из них оказываются малопригодными для работы в условиях высоких температур. Наиболее широкое распространение в этом случае получили охлаждаемые деформометры с наклеенными на их упругий элемент тензорезисторами для измерения поперечных и продольных деформаций [9, 10]. Поперечные деформации измеряются, как правило, в случае использования образцов корсетного типа или затрудненного доступа к поверхности цилиндрического образца. В этом случае необходим их последующий пересчет в продольные [11], поскольку именно на использовании последних построены соответствующие уравнения состояния и критериальные зависимости. Рассматриваемые ниже результаты получены при использовании продольного охлаждаемого деформометра, располагаемого непосредственно на рабочей базе нагретого образца [8—10], а диаграммы циклического деформирования регистрировались на двухкоординатном потенциометре в координатах нагрузка—деформация. [c.72]

На основе принципа обобщенной диаграммы циклического деформирования величина циклической пластической деформации в различных полуциклах нагружения определится уравнением (2.10), а с учетом кинетики механических свойств материалов при высокотемпературном нагружении — уравнением (4.12) с кинетическими функциями для различных по циклическим свойствам материалов в форме (4.14) и (4.15). Тогда с учетом выражений (4.18), (4.12) и условия = 2 уравнение (4.20) примет вид [c.100]

Механические свойства материалов. Диаграммы растяжения и сжатия [c.55]

Влияние фактора времени. На проявление упругих и пластических свойств материалов влияет скорость приложения нагрузки. Например, для стали при быстром нагружении пластические свойства не успевают развиваться и на диаграмме растяжения отсутствует площадка текучести, а предел прочности увеличивается. [c.64]

Инженерная практика давно уже выявила преимущества использования условных напряжений перед истинными при исследовании механических свойств материалов. Так, известная величина — временное сопротивление — на условной диаграмме растяжения является одной из основных характеристик конструкционного материала (входящей в его технический паспорт). [c.172]

Типичные свойства материалов, которые выявляются из диаграммы растяжения (см. рис. 35), следующие. Это, прежде всего свойство упругости при малых деформациях, не превышающих предела текучести, которое математически выражается в форме закона Гука [c.67]

Разгрузка фиксируется в случае, когда интенсивность напряжений, вычисленная на текущем шаге, становится меньше текущего предела текучести. Накопление результатов производится на последней итерации шага, если не назначены дополнительные корректирующие итерации. Корректирующая итерация осуществляется после накопления результатов без увеличения нагрузки, поэтому она уточняет уравнения равновесия для новой конфигурации и граничные условия. Одновременно уточняются и уравнения состояния по диаграмме деформирования. Свойства материалов в зависимости от температуры задаются в виде таблиц для определенных фиксированных температур. Для каждого материала назначаются свои температурные узлы. Для промежуточных значений температур свойства вычисляются с помощью линейной или квадратичной интерполяции. Если свойства материала не зависят от температуры, исходная информация сокращается и для конкретного материала производится просто выборка свойств из соответствующей таблицы. Диаграмма деформирования Oi (е ) задается поточечно для различных температур. Интенсивность напряжений для промежуточной температуры и интенсивности деформации вычисляются интерполированием. Следует отметить, что диаграмма деформирования определяется на основании опытов на растяжение или сжатие образцов при соответствующих температурах. При этом полученные результаты должны быть приведены к соответствующим мерам деформации и напряжения. [c.99]

Для количественной оценки основных свойств материалов, как правило, экспериментально определяют диаграмму растяжения в координатах а и s (рис. 2.9), На диаграмме отмечены характерные точки. Дадим их определение. [c.29]

При выполнении практических расчетов реальную диаграмму (рис. 2.9) упрощают, и с этой целью применяются различные аппроксимирующие диаграммы. Для рещения задач с учетом упруго-пластических свойств материалов конструкций чаще всего применяется диаграмма Прандтля. По этой диафамме напряжение изменяется от нуля до предела текучести по закону Гука а = Ez, а далее при росте е, ст = аг (рис. 2.10). [c.30]

Учет пластических свойств материалов является чрезвычайно важным этапом в плане совершенствования методов расчета конструкций. Если конструкции из хрупких материалов вплоть до стадии разрушения при действии внешних сил не развивают заметных пластических деформаций, то для конструкций из пластических материалов основные деформации формируются именно за счет возникновения пластических деформаций. Так например, полные деформации, соответствующие концу площадки текучести на реальной диаграмме, для многих материалов в 30-40 раз превышают деформации, соответствующие концу линейного участка. [c.209]

При растяжении плоских образцов с центральной сквозной трещиной перед наступлением критического состояния равновесия (когда трещина начинает быстро лавинообразно распространяться при постоянной внешней нагрузке) почти всегда наблюдается стадия медленного устойчивого докритического роста трещины. Это медленное подрастание трещины, хорошо известное экспериментаторам, приводит к тому, что критическая длина трещины /с превышает исходную длину lo на 30, 50, а то и на 100% в зависимости от свойств материала и длины исходной трещины. Зависимость напряжения в неослабленном сечении образца от длины устойчивой трещины принято называть докритической диаграммой разрушепия. Стадии медленного роста трещины придается настолько большое значение, что при исследовании механических свойств материалов предлагается дополнять диаграммы деформации диаграммами разрушения [50, 109, 110, 140, 205, 315]. [c.244]

Использование описанных выше методов определения вязкости разрушения позволяет оценить комплекс важных свойств материалов после объемного упрочнения по различным режимам. Для примера можно привести выбор оптимальных параметров регулируемого термопластического упрочнения (РТПУ) стали У8 при распаде аустенита в изотермических условиях. На рис. 8.16 представлена диаграмма конструктивной прочности стали со структурой пластинчатого пер.чита. Вязкость разрушения оценивали методом /-интеграла. [c.148]

Полезно сравнить различные экспериментальные методы. В испытаниях на откол и при определении динамических диаграмм деформирования [156], волны напряжений являются одномерными, т. е. для измерения прочностных свойств материалов используются вполне определенные напряженные состояния. Однако при испытании на соударение условия нагружения определяются контактом поверхности с затупленным телом и реализуется сложное напряженное состояние, В методах Изода и Шарни нож маятника имитирует реальный удар по образцу в форме балки. Реальный характер соударения с внешним объектом имитируется и при баллистических испытаниях, воспроизводящих локальное неоднородное напряженное состояние в окрестности области контакта. Однако различная природа инициируемых напряженных состояний исключает возможность сравнения различных методов. В частности, не всегда можно сопоставить данные, полученные методами Изода и Шарпи. Кроме того, из-за малого размера образцов при большом времени контакта (например, 10" с) возникает многократное отражение импульса, что затеняет его волновую природу, проявляющуюся в больших образцах или в реальных конструкциях. Однако при баллистических испытаниях, когда используются тела диаметром порядка 2 см, движущиеся с большой скоростью, время контакта может составлять менее 5 х 10 с. При скорости волны 6 мм/мкс энергия удара в пластине концентрируется в пределах круга с радиусом, не превышающем 30 см. В пластине больших размеров можно получить меньшее число отражений, чем в малом образце. По мнению авторов, масштабный эффект является существенным при испытаниях на удар. Для экстраполяции экспериментальных данных на протяженные конструкции необходимо, чтобы помимо других параметров сохранялось постоянным отношение их1Ь, где т — время контакта, и — скорость волны, Ь — характерный размер. [c.315]

В соответствии с алгоритмом рассматриваемого метода составлена программа для ЭЦВМ [32], позволяющая получить диаграммы деформирования любого слоя и слоистого композита до разрушения. Также определяются напряжения в слое, достигшие предельных значений, и соответствующая им нагрузка на композит. Для каждой ступени нагружения распечатываются компоненты матриц жесткости и податливости, модули упругости и коэффициенты Пуассона композита. Процесс анализа прост, обладает значительной гибкостью и удобен в пспользованип. Основное внимание следует уделить исходным данным о свойствах материалов слоя. [c.152]

Экспериментально диаграмма [286] получена при симметричном цикле жесткого нагружения для циклически стабильных материалов. Аналогичное построение может быть выполнено и для циклически нестабильных материалов, когда по параметру числа полу-циклов нагружения образуется серия диаграмм [286], отражающих циклическое упрочнение или разупрочнение в зависимости от свойств материалов. Однако в общем случае нагружения диаграмма деформирования [286] не подтверждаетч я. Как известно, при циклическом упругопластическом нагружении обычно происходит перераспределение пластических деформаций от цикла к циклу, и интенсивность этого процесса существенно зависит от циклической анизотропии свойств [63], а также асимметрии напряжений [105]. В результате не удается получить диаграмму циклического деформирования, единую для различных типов нагружения (рис. 2.2.1, б), что, как отмечалось выше, затрудняет использование диаграммы в формулировке [286] для решения соответствующих задач циклической пластичности. [c.79]

Выше были рассмотрены закономерности малоциклового деформирования в условиях нормальных, повышенных и высоких температур (см. 2.1—2.3). Несмотря на существенное усложнение явлений по мере повышения температур испытаний, усиление фактора частоты и времени деформирования, проявление аффектов температурной выдержки под нагрузкой и без, во всех случаях доказано существование обобщенной диаграммы циклического деформирования. При нормальных и повышенных температурах обобщенная диаграмма отражает поцикловую трансформацию свойств материалов, выражающуюся в циклическом упрочнении, разупрочнении и стабилизации при наличии или отсутствии циклической анзиотропии. [c.105]

Испытания проводились на двух, различных с точки зрения циклических свойств, материалах — аустенитной нержавеющей стали Х18Н10Т (стабилизирующейся) и теплоустойчивой стали ТС (разупрочняющейся) — в условиях мягкого и жесткого нагружения на машине УМЭ-10Т. Одновременно регистрировали диаграммы циклического деформирования с измерением продольных и поперечных деформаций. Продольную деформацию образцов измеряли деформометром от машины УМЭ-10Т, поперечную — специальным поперечным деформометром, описанным в работе [77]. [c.240]

При моделировании упруго-пластических деформаций образцов или конструкций диаграммы материалов 1 и 2 для напряжений, превышающих предел пропорциональности, существенно нелинейны (рис. 62). В этом случае, если имеется возможность аппроксимировать обе диаграммы уравнениями, совпадающими с точностью до произвольных констант с , Са,. .., с , то, вводя эти константы в перечень определяющих параметров, можно гюлучить методом теории подобия дополнительные соотношения между масштабами, учитывающие упруго-пластические свойства материалов. [c.186]

В статье А. Н. Голубенцева, П. И. Лиховида рассматривается динамика переходных процессов машин в случае экстренных нагружений при условии упруго-пластических деформаций звеньев. Упругопластические свойства материалов задаются в виде идеализированной диаграммы деформации, предложенной В. В. Москвитиным. Задача сводится к решению кусочно-линейных дифференциальных уравнений для каждой зоны деформации. [c.5]

Предельное состояние при повторном приложении нагрузок можно охарактеризовать мерой накопления усталостных и квазистатичес-ких повреждений, причем усталостные повреждения обусловлены действием циклических деформаций кваэистатические — односторонне накопленных деформаций Характер изменения деформаций конструктивных элементов при повторном нагружении существенно зависит от режима приложения нагрузок, напряженного состояния и свойств материалов. Диаграммы циклического деформирования при различных циклах нагружения отражают различный характер изменения односторохше накопленных и циклических упругопластических деформаций (рис. 1.1). [c.4]

Методы оценки ииклической прочности элементов конструкций базируются на системе расчетных характеристик, определяемых с использованием экспериментальных данных о поведении материала в рассматриваемых условиях нагружения, которое характеризуется в общем случае диаграммами статического и циклического деформирования со всем комплексом стандартных прочностных свойств, кривыми усталости в требуемом диапазоне долговечностей, закономерностями накопления повреждений применительно к действующим режимам и условиям нагружения, кинетикой циклических свойств материалов с учетом проявления температурновременных эффектов и др. Указанные выше данные получают при вьшол-нении соответствующих экспериментальных исследований, проведение которых должно быть обеспечено соответствующими системами экспериментальных средств, дающих возможность вьшолнить нагружение и нагрев по заданным программам с необходимой точностью воспроизведения и поддержания режима и получить требуемую экспериментальную информацию. Современные испытательные системы представляют собой автоматизированные комплексы на базе современной механики и вычислительных средств. [c.130]

Циклическая анизотропия свойств материалов характеризует собой явление неодинакового сопротивления циклическому деформированию в направлении четных и нечетных полуциклов нагружения, что может объяснять наряду с другими причинами (различие исходных диаграмм растяжение—сжатие, асимметрия цикла напряжений) возникновение у некоторых материалов преимущественного одностороннего накопления пластических деформаций. Хотя большинство материалов является циклически изотропными, циклическая анизотропия может быть присуща ряду материалов — как циклически разупрочняющимся (сталь ТС), так и стабилизирующи.мся (В-95) и упрочняющимся (В-96, АК-8). Экспериментальное изучение зависимости ширины петли гистерезиса в первом полуцикле нагружения (считая исходное нагружение за нулевой полуцикл) от степени исходного деформирования при симметричном и асимметричном мягком нагружении устанавливает линейную связь между этими характеристиками (рис. 2.4) во всем диапазоне исследованных деформаций (до 10 е .). При построении зависимости для несимметричного цикла от амплитудных значений деформаций ёа в исходном нагружении экспе- [c.29]

Циклическое упругопластическое нагружение относится к типу сложных нагружений, когда в процессе нагружения происходит изменение направляющих тензоров напряжений и деформаций. В [21 вводится класс так называемых простых циклических нагружений, при которых направляющий тензор напряжений не изменяется, а направляющий тензор деформаций только один раз меняет знак . Простое циклическое нагружение, как оказалось, довольно часто имеет место в реальных условиях работы конструкций. Для этого класса в [2] были разработаны уравнения состояния в конечных соотношениях, базирующиеся на теории малых упругопластических деформаций [Ц. Достаточная точность предложенных в [21 уравнений была подтверждена многочисленными экспериментальными данными [3—8]. Подтверждением правильности разработанной теории [9—121 для простых циклических нагружений явилось и экспериментальное обоснование наличия обобщенной диаграммы малоциклового нагружения (см. гл. 2). При нормальных и повышенных температурах обобщенная диаграмма позволяет учесть эффект Баушингера, поцикловую трансформацию свойств материалов, выражающуюся в цикличе- [c.53]

Анализ показывает, что для реализации данной идеи (явно физического характера) совсем необязательно стремиться отобразить весьма сложную структуру реального материала. Вполне удовлетворительные для рассматриваемой задачи результаты дает формализованное представление микронеоднородности, принятое при построении структурных моделей среды. Простейшим механическим аналогом моделей этого типа для случая одноосного напряженного состояния является стержневая ( столбчатая ) модель Мазинга. Стержни (или подэлементы, если иметь в виду, что моделирз ется поведение элементарного объема материала) наделены в ней свойствами упругоидеальнопластического тела, а микронеоднородность характериззются распределением пределов текучести. Отсюда Мазинг получил известный принцип, определяющий диаграмму деформирования при разгрузке и нагружении противоположного направления. Дальнейший анализ показал, что возможности данной схемы намного шире, она позволяет описать множество внешне разнообразных проявлений анизотропии при повторно-переменном изотермическом и неизотермическом нагружениях склерономных (не обладающих временными свойствами) материалов, находящихся в циклически стабильном состоянии. [c.168]

Успехи современного материаловедения в значительной степени связаны с установлением зависимости свойств материалов от их состава, способов получения и обработки. Обобщение большого экспериментального массива исследований фазовых равновесий, изменений свойств и их зависимостей от состава позволило в свое время Н.С. Курнакову выделить самостоятельный раздел общей химии, который он назвал физикохимическим анализом материалов. Предметом физико-химического анализа являются исследования фазовых диаграмм равновесий, количественное истолкование диаграмм состав—свойство и установление количественных взаимосвязей между особенностями межмолекулярных взаимодействий и топологий микро-, мезо- и макроструктуры материалов. Осознание существенного влияния особенностей структуры, а также дисперсности неорганических материалов связано с работами И.В. Тананаева. Развивая представления Н.С. Курнакова о фазовых диаграммах и диаграммах состав—свойство, он отметил необходимость введения четырехзвенной формулы физико-химического анализа, в которую входят еще структурные характеристики и дисперсность как факторы, влияющие на свойства материалов [8]. [c.7]

Предложенная модель разрушения конструкционных сплавов с трещиной при циклическом нагружении учитывает влияние на вязкость разрушения изменения характеристик механических свойств материалов в пластически деформируемой зоне у вершины трещины при циклическом нагружении и класса материала (циклически разу-прочняющийся, упрочняющийся, стабильный). Для количественной оценки вязкости разрушзния необходимо знать закономерности изменения параметров диаграмм циклического деформирования (ширины петли пластического гистерезиса), циклического предела пропорциональности, циклического предела текучести, показателя деформационного упрочнения (в зависимости от режимов нагружения, класса материала и условий испытаний, например температуры), которые определяются при циклическом нагружении гладких образцов. [c.221]

Заметим Также, что представленные На рис. 3.1 диаграммы процессов лазерной обработки дают лишь общее представление о диапазонах изменения поверхностных плотностей мощности и энергии лазерного излучения в зависимости от вида обработки. Действительные их значения в конкретных операциях зависят от свойств материалов и от применяемых методов повышения эффективности использования излучения. При обработке металлических изделий в режиме нагрева и плавления КПД процесса непосредственно зависит от отражательной способности образцов вследствие этого энергии лазерных пучков, обеспечивающие одно и то же энерговложение в зону обработки различных металлов, могут отличаться более, чем на порядок. При использовании специальной обработки поверхности металлов или систем возврата в зону обработки отраженного излучения [68, 75] требуемые для осуществления одного и того же технологического процесса уровни энергии и мощности могут быть снижены в несколько раз. Это дает возможность облегчить режим работы лазера и повысить его надежность или увеличить частоту следования импульсов, а следовательно, и производительность технологической установки. [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...