Определение механических констант материала

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОНСТАНТ МАТЕРИАЛА [23] [c.219]

В соотношения (IV.8) — (IV.12) входят неизвестные константы Сг, В определенной степени зависящие от механических характеристик материала. Некоторые исследователи попытались выразить эти постоянные через механические характеристики материала с тем, чтобы иметь функцию скорости роста усталостной трещины, в которой все параметры для данного материала были бы известны. Так, в работе [202] предложено равенство [c.87]

Возникновение науки о механических свойствах в начале XX века базировалось на осредненных и статических представлениях, что каждой величине напряжения соответствует определенная величина деформации. При этом по аналогии с другими физическими свойствами предполагалось, что механические свойства материала могут быть измерены в чистом виде , как некоторые константы данного материала наподобие его плотности, параметров кристаллической решетки, коэффициента теплового расширения и т. п. Исходя из этих предположений, был получен ряд важных результатов опытное построение и применение в расчетах обобщенной кривой Людвика, лежащей в основе многих положений математической теории пластичности измерение сопротивления отрыву и его применение для различных схем перехода из хрупкого в пластическое состояние (Людвик, Иоффе, Давиденков, диаграммы механического состояния) и др. Однако дальнейшее более глубокое изучение показало ограниченную справедливость (а в ряде случаев и ошибочность) подобных представлений. Это, в частности, привело к понятию структурной чувствительности многих механических характеристик. [c.15]

Удельное сопротивление разделению зависит от многих факторов вида материала, его марки, величины зазора, радиуса притупления инструмента, температуры и т. д. Условия протекания механизма разрушения показывают, что не может быть константой материала определенных зависимостей между механическими характеристиками неметаллических материалов и удельным сопротивлением разделению не существует. Величина сопротивления разделению для неметаллических материалов всецело определяется только конструктивно-технологическими условиями протекания процесса вырубки-пробивки. [c.89]

На протяжении всего технологического процесса происходят существенные изменения физико-механических свойств материала и напряженно-деформированного состояния. Поэтому применение к такому материалу единой (но очень сложной) реологической модели, характеризующейся большим набором экспериментально определенных констант, практически исключено, хотя теоретические попытки такого рода делались. Инженерный подход к решению состоит в том, что история нагружения изделия разбивается на [c.442]

Механические характеристики материала, определенные при испытаниях образцов, нельзя считать константами, так как их величины связаны в определенной мере с условиями нагружения, с формой и размерами образца. Только комплексная оценка и учет всех факторов могут позволить более полно оценить влияние холода на свойства конструкционных материалов. [c.13]

Уравнение (9) дает возможность проследить влияние отдельных факторов, как например, нормальной нагрузки, геометрических свойств поверхностей, физико-механичеСких свойств материала на изменение силы трения. На фиг. 3 показаны расчетные кривые, характеризующие изменение силы трения покоя от времени, полученные для различных значений нормальной нагрузки. На той же фигуре даны экспериментальные значения силы трения покоя, определенные при различных нормальных нагрузках. Исследования показали также, что влияние геометрических констант 6 и v на изменение силы трения различно. В то время как увеличение константы Ь дает более интенсивный рост силы трения в течение этапа изменение , увеличение констант Лд и v приводит при прочих равных условиях к уменьшению силы трения. [c.214]

Большинство характеристик механических свойств металлов и сплавов не является их физическими константами. Они в сильной степени зависят от условий проведения испытания. Поэтому нельзя судить о свойствах металлических материалов по данным механических испытаний, которые проводятся разными исследователями по разным методикам. Необходимо выполнение определенных условий проведения испытаний, которые бы обеспечили постоянство результатов при многократном повторении иопытаний, так чтобы эти результаты в максимальной степени отражали свойства материала, а не влияние условий испытания. Кроме того, соблюдение этих правил должно гарантировать сопоставимость результатов испытаний, проведенных в разное время, в разных лабораториях, на различном оборудовании, образцах и т. д. Условия, обеспечивающие такое постоянство и сопоставимость результатов, называются условиями подобия механических иопытаний. [c.20]

В [9, 10] для построения истинных диаграмм деформирования при больших деформациях был предложен экспериментально-теоретический подход, основанный на совместном анализе результатов натурного эксперимента и численного моделирования процессов деформирования лабораторных образцов или элементов конструкций. В рамках этого метода для определения механических констант материала формируется целевая функция, описывающая различия натурных и численных экспериментов. Параметрами сравнения могут быть силы, перемещения, деформации и др. Далее строится итерационный процесс нахождения механических констант материала. В случае задачи о растяжении образцов за параметр сравнения можно взять осевую силу на торце в зависимости от перемещения. Численное решение задачи в первом приближении производится с использованием диаграммы деформирования, полученной в предположении равномерного деформирования образцов. В последующих приближениях осуществляется корректировка диаграммы деформирования в зависимости от относительной разницы значений осевых усилий в расчете и эксперименте. Таким образом, в [9] была построена диаграмма деформирования для стального (12X18 Н10Т) стержня круглого поперечного сечения до момента разрушения. [c.116]

Использование электронно-механических систем измерения параметров диаграмм и регистрации их исключает характерный для механических систем нелинейный участок и обеспечивает точность, достаточную для определения упругих констант материала. Наклон упругого участка (за исключением нелинейноупругих материалов) дает значение модуля упругости. Выбрав в пределах линейного участка точку (в районе предела пропорциональности), вычисляем [c.236]

Все эти процессы, разумеется, могут оказать определенное влияние не только на механические константы материала, но и на вид инвариантной функции. Отдельные экспериментальные работы, выполненные в этой области, подробно рассмотрены в гл. XI. Здесь отметим лишь, что в работе [530] использовано условие прочности, аналогичное (III.22), предложенное в 1961 г. Стасси. Характерная особенность этого условия — попытка учесть влияние температуры. Расчетное уравнение Стасси может быть записано в виде [c.167]

Феноменологическое исследование механических свойств композиционных материалов может быть проведено двумя путями. Первый основан на рассмотрении армирующего материала как конструкции и учитывает реальную структуру композиции. В этом случае задача состоит в установлении зависимостей между усредненными напряжениями и деформациями. Второй путь основан на рассмотрении армированных материалов как квазноднородных сред и использовании традиционных для механики твердых деформируемых тел средств и методов их описания. Краткая схема аналитического расчета упругих констант композиционного материала методом разложения тензоров жесткости и податливости в ряд по объемным коэффициентам армирования приведена в монографии [60, 83]. Установлено, что при малом содержании арматуры можно ограничиться решением задачи для отдельного волокна, находящегося в бесконечной по объему матрице. Однако такой подход заведомо приводит к грубым погрешностям при расчете упругих характеристик пространственно армированных материалов, объем которых заполнен арматурой на 40—70 %. К тому же следует учесть, что пространственное расположение волокон в этих материалах приводит к росту трудностей при решении задачи теории упругости по определению напряженно-деформированного состояния в многосвязанной области матрица—волокно. Коэффициент армирования при этом входит в расчетные выражения нелинейно, что приводит к очередным трудностям реализации метода разложения упругих констант материала по концентрациям его компонентов. [c.55]

Упругие постоянные низшего порядка однозначно связаны со скоростями продольных l и поперечных t волн и не зависят от механических напряжений. Измеряя скорость УЗ-волн любым методом, можно определить упругие постоянные Е, G, К, v и, следовательно, оценить поведение материала в условиях напряженного состояния [591. Точное измерение скорости дает возможность определять также упругие постоянные высшего порядка, зависимости деформаций от напряжений, В табл. 9.1 приведены формулы, связывающие любую пару упругих констант между собой, позволяющие определять весь набор пьезоконстант по измеренным значениям скоростей С и С(. Для точного измерения С и f требуется применение сложных методик и установок. Измерения усложняются тем, что погрешности вычисления упругих постоянных примерно вдвое больше погрешностей измерения l и С(. Однако для определения напряженного состояния материала достаточно измерить лишь относительное изменение скорости волны разных типов. В зависимости от решаемой задачи и геометрических размеров контролируемого объекта в некоторых случаях можно пользоваться достаточно простыми методами измерений, обеспечивающими необходимую точность определения Ас/с. [c.411]

Экспликацией корпуса в точностных расчетах по упомянутым погрепшостям становится сосуд как тело вращения из однородного идеально упругого материала. Предполагается, что сосуд нагружен механическими нагрузками общего вида и находится под действием внутреннего давления, нагрет некоторым распределенным полем температур, которое в общем случае является неосесимметричным и переменным вдоль меридианов. Перемещения, вызываемые температурными воздействиями и механическими нагрузкаьш, предполагаются малыми, а константы материала — не зависящими от температуры. Задача рещается в определении напряженно-дефор-мировавного состояния нагретого сосуда. [c.254]

Попутно не вредно обсудить вопрос о так называемых константах материала, термине, широко употребляемом в механике сплошной среды. Константы или постоянные материала действительно существуют, пока материал рассматривается на уровне кристаллической решетки. Чем больше по масштабной шкале (укрупняя объем) мы уходим от параметров решетки, тем менее константы остаются таковыми. Для уяснения степени постоянства укажем на введенное Я.Б. Фридманом деление механических свойств на докритические, критические и закритические [261]. Все они в равной мере относятся к трем, последовательно возникающим и параллельно идущим вплоть до полного разрушения, видам деформации — упругой, пластической и разрушения. Докритические определяются по допуску на величину данного вида деформации или на появление нового, и это на стадии возрастающей несущей способности. Папример, условный предел текучести определяется по допуску на величину появившегося на фоне упругой деформации, нового вида деформации — пластической. Докритические характеристики можно считать постоянными материала. Па стадии упругой деформации модули упругости и коэффициент Пуассона — докритические характеристики и, следовательно, постоянные материала. По, например, критическое напряжение Эйлера сжатого упругого стержня есть механическая характеристика, отражающая свойства упругости в момент потери устойчивости и, как и положено критической характеристике, зависит не только от докрити-ческих характеристик, но и от формы и размеров стержня и условий закрепления. Аналогично предел прочности (временное сопротивление) является критической характеристикой, поскольку шейкообразо-вание представляет собой смену форм равновесия и сопровождается прекращением роста несущей способности. Естественно, что предел прочности должен зависеть и зависит от размеров, формы образца и схемы приложения нагрузки. По привычка считать предел прочности постоянной материала (естественно, имеется в виду неизменность условий нагружения, скорости, температуры, среды и т.п.) есть результат стандартизации метода его определения. Изменив габариты, форму сечения, взяв, наконец, вообще реальную конструкционную деталь, получим сильно различающиеся значения пределов прочности, что и должно быть для критической характеристики. Поэтому неудивительно, что при разрушении реальной детали напряжение в [c.14]

С целью определения констант материала ц , а обратимся к экспериментальным данным. Наибольшее число работ посвящено исследованию механических свойств артерий как in vivo [108, 109], так in vitro [107,110, 111, 112,113]. Количество работ по изучению свойств вен значительно меньше, но показано [111, 114], что их механические характеристики близки. Для механического описания материала стенок кровеносных сосудов наиболее употребительными оказались потенциалы в экспоненциальной форме трехконстантный изотропный [113 [c.563]

Резонансные частоты колебаний пластинок по толщине, на которых их механический импеданс минимален, определяются условием кратности толщины целому нечетному числу полуволн h = (2я - 1)Х/2, п= 1, 2,.... Отсюда для низшей резонансной частоты/, обычно используемой для наиболее эффективного возбуждения и регистрации акустических колебаний, h = l2f , т.е. hfh = с 2 = Kff, является константой материала, равной половине скорости упругой волны в направлении толщины. Обычно величину Kf выражают в килогерцах, умноженных на миллиметр, и для определения резонансной частоты пластинки с известной толщиной достаточно частотную постоянную разделить на значение толщины в миллиметрах. Для колебаний стержневых преобразователей значение частотной постоянной Kfi будет меньшим (стержневая скорость звука меньше, чем у тела с поперечными размерами, существенно превышающими длину волны). [c.93]

В литературе оценка магнитострикционных материалов и сравнение их меж ду собой, как правило, производятся по величине динамических характеристик, соответствующих малым амплитудам индукции и напряжения. При этом магнитострикционные, магнитные и упругие характеристики можно считать константами, зависящими только от подмагничиваю-щего поля. Такой линейный подход позволяет широко пользоваться методом эквивалентных схем при рассмотрении работы преобразователей и расчете их режимов. Определение характеристик материалов в линейном режиме достаточно просто значение их можно вычислить, если известна частотная зависимость электрического импеданса катушки, намотанной на сердечник из исследуемого материала (для получения точных значений — на кольцевой сердечник). Этот метод широкоизвестен (см., например, работы [1, 7, 8, 14]) и повсеместно применяется. Он использовался и при определении характеристик ферритов, приведенных в 1 и 2 настоящей главы. Часто полученные таким образом при малых амплитудах значения характеристик экстраполируют на рабочий режим излучателей, когда амплитуда механических напряжений составляет от десятков до нескольких сотен кг/см , а амплитуда индукции достигает тысяч гаусс, приближаясь к величине Вз- Однако такую экстраполяцию следует производить с осторожностью, а оценку материалов по характеристикам, измеренным при малых амплитудах, следует рассматривать лишь как предварительную, потому что магнитострикционные материалы характеризуются заметной нелинейностью свойств. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...