Модели пластического типа

МОДЕЛИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТИПА [c.125]

Рассмотрим модели, которые образуют класс, противоположный в некотором смысле моделям хрупкого разрушения. Условно назовем их моделями пластического типа, хотя эти модели не обязательно включают процессы пластического деформирования. Типичный пример — модель разрушения, аналогичная схеме параллельного соединения однотипных элементов в теории надежности (см. рис. 2.3, б). [c.125]

Рассмотренную модель назовем моделью пластического типа. В отличие от моделей хрупкого разрушения, свойства которых в первую очередь зависят от поведения слабейших структурных элементов, свойства моделей пластического типа в основном зависят от средних или близких к ним характеристик структурных элементов. Модели хрупкого разрушения включают масштабный эффект и существенный разброс механических свойств образцов. Для моде- [c.126]

Как модель Вейбулла, так н рассмотренные две модели пластического типа служат простейшим приближением для описания деформирования и разрушения реальных материалов со случайной микроструктурой. [c.129]

Рассмотрим модель [16, 951, которая в определенном смысле служит обобщением моделей пластического типа из 4.3. Сохраним все гипотезы модели замедленного разрушения (см. 4.4) с тем отличием, что вместо концепции слабейшего звена используем схему многократного резервирования. Точнее, предположим, что разрушение образца произойдет лишь, когда плотность повреждений — относительное число разрушенных элементов — достигнет некоторого критического значения. Назовем такой тип разрушения потерей целостности. [c.132]

Критический коэффициент интенсивности напряжений Ki - силовая характеристика трещиностойкости для модели трещины типа I при предельном стеснении пластических деформаций у вершины трещины. [c.132]

Отметим два основных типа моделей пластических сред. [c.414]

К другому типу можно отнести модели пластических [c.415]

Другой тип моделей пластических тел учитывает упрочнение, т. е. повышение предела упругости материала (обнаруживаемое при повторном после разгрузки нагружении) вследствие развития пластической деформации. Одна из возможных моделей такого типа характеризуется диаграммой, приведенной на рис. 10.6. В этой модели повышение предела упругости, т. е. величина а — а линейно связано с накопленной пластической деформацией, [c.727]

Основной идеей, положенной в основу структурной модели, является представление о микронеоднородности реальных материалов. Особенностью моделей этого типа является весьма схематичное введение неоднородности в рассмотренном варианте она интерпретируется различием пределов текучести одинаково деформируемых подэлементов, составляющих элементарный объем. Микронеоднородность пластической деформации и микронапряжения, как было показано, определяют память материала к предыстории деформирования и, следовательно, деформационную анизотропию. Естественно, возникает вопрос, в каком соотношении находится моделируемая неоднородность с реальной, насколько соизмеримы соответствующие микронапряжения. Интегральная оценка их соизмеримости может быть получена при использовании энергетических представлений, в частности, понятия скрытой энергии деформации, для значений которой имеются экспериментальные данные 110]. [c.26]

В этой модели пластическая зона и трещина представляются в виде рядов дислокаций (рис. 35). При деформации по типу III дислокации являются вин- [c.68]

Вязко-пластическое тело относится к разновидности нелинейно-вязких сред. Предполагается, что в пространстве ац, Т) существует поверхность, такая, что по одну сторону от этой поверхности реакция на внешнее возмущение отсутствуёт, а по другую сторону от нее среда ведет себя как вязкое тело. Простейшими моделями такого типа описывается поведение густых смазок, металлов при высоких температурах и т. д. , [c.14]

Модели пластической среды с упрочнением должны отражать более тонкие детали пластических свойств металлов. Многообразие и сложность этих деталей делают задачу построения вполне удовлетворительной теории таких сред весьма трудной. Известные к настоящему времени модели пластической среды с упрочнением удовлетворительно согласуются с данными опытов лишь в рамках класса процессов, который, сверх ограничений, определяемых условиями о независимости поведения от времени и неизменности поля температуры, существенно ограничивается также в отношении допустимых путей деформирования или нагружения (траекторий процесса в пространстве Вs или Вэ)- Особые затруднения вызывает описание поведения реальных металлов при резких изменениях положения главных осей напряжения, соответствующих траекториям типа реализующихся в опытах с ортогональной догрузкой. В этих случаях наиболее резко проявляется размытость действительной границы упругости материала, для учета которой необходим отказ от некоторых обычных допущений механики пластических сред. Надо заметить, что эта размытость проявляется также в результатах опытов по изучению картины запаздывания (В. С. Ленский, 1958, 1961). [c.95]

Вязко-пластическое тело относится к разновидности нелинейно вязких сред. Предполагается, что в пространстве оц, Т) существует такая фиксированная поверхность, что по одну сторону от этой поверхности реакция на внешнее возмущение отсутствует, а на самой поверхности среда ведет себя как некоторое вязкое тело. Простейшими моделями такого типа описывается поведение густых смазок, металлов при высоких температурах и т. д. В СССР теория вязко-пластического тела разрабатывалась в трудах [c.371]

При выборе оптимальной модели следует исходить из реальных условий герметизации КУ и вида окончательной технологической обработки поверхностей деталей. При наличии на поверхности доминирующих следов обработки (точение, пластическое деформирование, нанесение специальных концентрических или спиралевидных канавок), наиболее целесообразна модель первого типа. Однако реальные поверхности КУ чаще обрабатывают притиркой, создающей так называемый нерегулярный рельеф. Для КУ второго типа допускается более грубая обработка, имеющая следы доминирующей шероховатости, однако высокие контактные нагрузки, пластические деформации создают новый, эксплуатационный рельеф, как правило, имеющий нерегулярный характер. Случайный характер рельефа имеют обычно поверхности полимера после шлифования. [c.50]

Безусловно, такая модель не отражает всей сложности поведения дислокаций в зависимости от концентрации и распределения различного типа дефектов и может быть принята только для облегчения качественного анализа связи процессов пластического деформирования с динамикой дислокаций. [c.30]

Идеализируя поведение материала при растяжении — сжатии (или при чистом сдвиге), приходят к двум основным типам моделей упруго-пластических тел. [c.726]

Так как бездефектные каналы образуются на первой стадии пластической деформации (рис. 85,а, участок тп), ъ уравнение (145) включен член с пд, описывающий генерацию дислокаций на начальной стадии упрочнения независимых дислокационных источников с плотностью щ типа источников Франка-Рида. В работе [229] при анализе уравнения (145) найдены критические условия возникновения каналов. Показано, что в процессе пластической деформации однородное распределение петель становится локально-неустойчивым относительно флуктуаций плотности петель с размерами меньшими критического. На основе уравнений кинетической модели проанализирована экспериментально наблюдаемая линейная зависимость между шириной бездефектных каналов ДЛд и расстоянием между ними Л. Результаты этого анализа представлены на рис. 85, в. [c.129]

Идея учета области пластического деформированного в вершине трещины, выдвинутая Ирвиным [19] при определении вязкости разрушения металлов, нашла применение и для композиционных материалов. Согласно модели фиктивной трещины [17, 18], в вершине концентратора формируется зона интенсивного высвобождения энергии (впервые такое определение дано в работе [20]), которая подобна трещине. Как отмечается в работе [21], реально данная внутренняя трещина не существует, а представляет собой аналитически трещиноподобную область, развивающуюся перед началом окончательного разрушения. Для оценки прочности композиционного материала с концентратором напряжений типа трещины также используется подход, известный в литературе как модель Панасюка—Леонова—Дагдейла [22]. Суть модели заключается в том, что зона впереди кончика трещины заменяется дополнительным разрезом длиной Ь, находящимся под действием напряжений, равных пределу прочности (или текучести) материала. [c.236]

Эта модель может оказаться не совсем подходящей, так как разрушению путем продольного среза иногда предшествует образование шейки и локальное уменьшение толщины полосы у вершины трещины (см. рис. 55, б) [7]. Неизвестно, продвигается ли на самом деле вершина трещины вперед по одному из возможных механизмов (тип I, II) перед вступлением в действие механизма разрушения путем продольного среза (тип III) или нет. Важным обстоятельством является то, что нестабильное разрушение может происходить путем исключительно пластического механизма, если было достигнуто критическое смещение вершины трещины. Размер пластической зоны, необходимой для развития трещины в этой точке нестабильности, весьма мал по сравнению с шириной пластины. Сам по себе материал полностью пластичен, но сочетание тонкой пластины, длинной предварительной трещины и мягкой системы нагружения может привести к хрупкому разрушению (см. гл. I, раздел 6). [c.112]

Модель Даниэлса была введена впервые для описания прочности пучка волокон. Если волокна не закручены и трение между ними пренебрежимо мало, то модель справедлива с большой степенью точности. При необходимости можно учесть и то обстоятельство, что в действительности п — случайная величина. Однако при достаточно больших N это не внесет заметных изменений в результат. Хотя в основе модели Даниэлса лежит предположение о хрупком характере разрушения структурных элементов, ее следует отнести к моделям пластического типа. В самом деле, прочность образца по этой модели, как правило, имеет порядок средней прочности структурного элемента, а разброс прочности образца невелик. [c.128]

Описанные выше модели деформационного упрочнения основываются на каком-либо одном механизме накопления дислокаций. Кроме того, в каждой из них используются допущения, упрощающие сложную картину пластической деформации в реальных материалах. Сложность, многоуровневость и разнообразие процессов, сопровождающих деформационное упрочнение, затрудняют возможность создания общей физической теории упрочнения металлов и сплавов. При этом все оценки напряжения, необходимого для продвижения дислокаций через область, имеющую плотность дислокаций р, принимают вид формулы (3.1), а какой конкретный механизм из приведенных действует в том или ином случае, зависит от реальной дислокационной модели, структуры, типа материала и условий нагружения. [c.101]

В аналитических и экопериментальных исследованиях остаточных напряжений в волокнистых композитах используются два подхода — уже упомянутая выше модель коаксиальных цилиндров и модели регулярных типов расположения волокон. Первый подход основан на довольно простых математических соотношениях и поэтому применялся более широко [14, 27, 32]. Он был развит в работе [27] и позволил рассмотреть, наряду со свойствами, зависящими от температуры, влияние пластического течения в матрице, подверженной деформационному упрочнению. В этой и других работах пользуются не вполне определенным понятием температура релаксации внутренних напряжений имеется в виду температура, ниже которой влияние ползучести ослабевает и могут возникать напряжения значительной величины. Хекер и др. f27] устранили эту неточность, определив температуру релаксации внутренних напряжений путем сопоставления расчетных результатов с данными экспериментального определения остаточных напряжений в модельных композитах типа коаксиальных цилиндров. [c.66]

История изменения напряжения, температуры, пластической деформации и деформации ползучести в течение цикла может быть весьма разнообразна. Для отражения ее влияния на число циклов до разрушения внешних параметров цикла (например размаха деформации) оказывается в обш ем случае недостаточно. Здесь физически более оправданными представляются феноменологические модели другого типа в них рассматривается эволюция параметра повреждаемости (кинетика накопления повреждений) в течение каждого цикла в зависимости от те-куш их значений параметров состояния. Однако при этом сразу же возникают серьезные трудности обычные параметры состояния (напряжение, параметр Удквиста) не позволяют объяснить даже известную эмпирическую формулу Коффина, относяп] ую-ся к испытаниям простейшего типа. Это препятствие удается преодолеть при использовании структурной модели, выявившей два новых параметра состояния, связанных именно с циклическим деформированием. В принципе подобия (см. разд. А5.3) этими параметрами определяется текуш ая скорость неупругого деформирования в цикле. Их можно интерпретировать как относительное число вошедших в неупругое деформирование состав-ляюш их микрообъемов среды и их относительную нагружен-ность. Эти характеристики достаточно просто отражаются в макроскопических величинах С = /%/е характеризует первый параметр, 0(/-, 8>., 9у) — второй. [c.220]

Введение. Исследуется задача о контактном взаимодействии подвижного штампа с деформируемым твердым телом. Одним из важных технических приложений контактных задач является определение механических свойств материалов по Бринелю, Рокуэллу и др. Первая математическая модель такого типа была построена А.Ю. Ишлинским [1, 2] применительно к проблеме идентификации упруго-пластических свойств металлов. [c.477]

Выше рассмотрена возможная модель пластического течения кристалла с субструктурой в предположении, что в процессе течения (под нагрузкой) материал субграниц находится в некристаллическом состоянии, т. е. является жидкоподобным. Однако нам уже известно, что в процессе деформации единственный тип структуры не сохраняется (см. рис. 3.1) — происходит целый ряд структурных переходов, причем переход от одной структуры к другой осуществляется через СН. В СН состоянии деформируемый материал имеет хаотически неоднородную дефектную структуру, без признаков упорядоченности на всех наблюдаемых экспериментально масштабных уровнях. [c.94]

Другие модели пластической среды с упрочнением. В связи с этими экспериментальными фактами были предприняты попытки построить теорию, удовлетворительную в применении к нагружениям типа ортогональной догрузки, с гладкой в любом состоянии среды поверхностью нагружения. Так, следует отметить работы Г. А. Геммерлинга (1964), в которых было предложено определенного рода обобщение постулата Драккера и, исходя из этого обобщения, построен вариант неассоциированного закона пластичности. [c.90]

Для материалов, не обладающих упрочнением, точнее для модели идеально пластического неупрочняющегося тела теория типа течения логически безупречна и в отличие от деформационной теории она довольно хорошо подтверждается экспериментом в той мере, в какой подтверждается схема идеальной пластичности. Следующий шаг будет состоять в построении теории пластичности для упрочняющихся материалов. Здесь также можно стать на точку зрения теории течения, но результаты оказываются крайне сложными. Поэтому при инженерных расчетах, когда необходимо учитывать упрочнение материала, часто пользуются более простой деформационной теорией, хотя следует иметь в виду, что она нестрога и во многих случаях неточна. [c.59]

В процессах ударноволнового нагружения (во всяком случае, на начальном этане) при давлениях порядка 1 — 10 ГПа играют роль кинетические, или релаксационные эффекты перехода упругих деформаций в пластические, которые иногда называют эффектами запаздывания текучести. Процессы перехода упругих деформаций в пластические и обратно, вообще говоря, могут рассматриваться как фазовые переходы 2-го рода, когда в точке равновесия фаз (в данном случае в точке Гюгоиио па ударной адиабате) меняется сжимаемость или модуль сопротивления сдвигу, но пе величины внутренней энергии и плотности, как в случае фазовых переходов 1-го рода. Модели, учитывающие релаксацию во времени упругих деформации в пластические (в отличие от упругопластических схем типа (1.10.19)), должны включать дополнительные независимые параметры и дифференциальное уравнение кинетики релаксации упругих деформаций. Это [c.148]

Заметим, что при рассмотрении отдельных частных задач теории пластичности вместо всего пространства напряжений можно рассматривать подпространства с меньшим числом измерений. Но здесь приходится проявлять известную осторожность. Так, например, при плоском напряженном состоянии пластическая деформация будет трехмерной и использование двумерной кинематической модели типа Прагера может привести к неверным результатам, как отметил Будянский в дискуссии но статье Прагера. Эти трудности не возникают, если воспользоваться вариантом гипотезы трансляционного упрочнения, который был предложен Циглером. Согласно этой гипотезе тензор s определяется следующими дифференциальными уравнениями [c.553]

При образовании скопления дислокаций и соответствующей концентрации напряжений у вершины скопления представляется весьма вероятным, что пластическая деформация в соседнем зерне начнется в результате работы зернограничных источников [54, 102]. Удаляясь от поверхности зерна, дислокации, эмитированные этими источниками, взаимодействуют с дислокациями сетки Франка и могут создать новые источники типа источников Франка — Рида. Поскольку эти новые источники не заблокированы примесями, они оказываются способными либо к размножению полных дислокаций, либо (при достаточно высоком уровне напряжений сдвига) — к размножению частичных дислокаций, т. е. к образованию двойника, например, по полюсному механизму Коттрелла — Билби или по механизму Шлизви-ка [20] (рнс. 2.17). Развитая в работе [22] модель, в которой двойникование начинается после частичной (за счет скольжения) релаксации концентраторов напряжений, приводит к получению аналогичной уравнению Холла — Петча для скольжения зависимости напряжения начала двойникования от размера зерна [c.60]

Исследование закономерностей структурныхГизменений поверхностного слоя стали 45, испытанной на модели фрикционного контакта в интервале контактных давлений Oj < < НВ, выявило периодический характер накопления пластической деформации. Такой характер зависимости свидетельствует о периодическом упрочнении и разрушении поверхностного слоя путем образования микротреш,ин. По мере роста числа воздействий индентора количество микротрещин увеличивается, приводя в дальнейшем к отделению частиц износа. Из полученных результатов следует, что разрушение происходит при небольшом (единицы и десятки) числе воздействий индентора в условиях малоцикловой усталости. Как уже отмечалось, при циклической деформации все стадии процесса разрушения (пластическая, нластически-деструкцион-пая и стадия образования магистральной трещины) наглядно проявляются при построении зависимости типа (см. рис. 16). [c.67]

Уравнение (3.6) обобщает результаты испытаний с различными режимами нагружения материалов, не чувствительных к истории предшествующего деформирования, сопротивление которых полностью определяется только мгновеннымп значениями скорости пластической деформации и ее величины независимо от пути накопления последней во времени. Такому уравнению состояния соответствует реологическая модель, образованная последовательным соединением упругой и вязко-пластической ячеек, последняя из которых представляет собой параллельное соединение элемента трения, соответствующего сопротивлению деформации при начальной скорости ео (/ на рис. 57, б), элемента вязкости IV на рис. 57, б), характеризующего составляющую сопротивления, связанную с вязким демпфированием дислокаций, и ряда цепочек из элементов трения и нелинейной вязкости (цепочки // и III на рис. 57, б), каждая 113 которых отражает влияние на сопротивление термоактивируемого преодоления дислокациями барьеров одного типа. Сопротивление цепочки равно нулю при скорости деформации [c.139]

Простейшей разновидностью метода сеток является метод изучения деформаций, при котором на поверхность тела до его деформирования наносят метки с определенным промежутком. Изучение изменений этих промежутков при деформировании дает возможность оценить характер пластического деформирования. Метки могут представлять собой риски либо накерненные точки. Обычно при более глубоком экспериментальном исследовании на поверхность образцов или моделей наносят не только риски или точки, а целую систему линий — сетку. Различают следующие основные три типа делительных сеток (рис. 9) [c.35]

Экспериментальные исследования последних лет показали, что на процессы термической усталости весьма существенное влияние может оказывать ползучесть. При наличии соответствующих условий в отдельных элементарных объемах тела возникает циклическое чередование кратковременной пластической и ползучей (вязкой) деформаций, протекающих в противоположных направлениях. Результаты вопытаний, проведенных на образцах и моделях конструктивных элементов [2, 3, 56, 57, 62, 85, 101, 164, 185], свидетельспвуют о том, что число циклов до разрушения при таком чередовании существенно сокращается. Этот тип разрушения по аналогии можно было бы называть тер МО вязкопластической усталостью, его изучение в чистом виде в настоящее время только начинается. [c.6]

С помощью ЭВМ можно моделировать не только структуру, но и исследовать физические свойства созданных моделей. Весьма плодотворным, в частности, оказался анализ распределения локальных внутренних напряжений (Эгами, Сро-ловиц, Маеда), позволивший создать модель дефектов п- и р-типа (области разряжения и сжатия), а также т-типа (области сдвиговых напряжений). Моделировали процессы пластической деформации и радиационного- повреждения (Ямамото), свойства вакансий [36], активационные механизмы диффузии [37]. [c.15]

Наконец, мы обратили наше внимание на усовершенствованные средства учета сингулярности. Мы знаем, что в условиях линейной упругости в вершине трещины распределение напря-л<еннй обладает сингулярностью, определяемой обратным отношением корня квадратного от расстояния до вершины если же воспользоваться моделью HRR (Хатчинсон — Райс — Розенгрин) полностью пластического течения, то сингулярность учитывается экспоненциальной зависимостью упрочнения материала. Рассматривая эти две ситуации в качестве предельных случаев, мы хотели узнать о том, что лежит между ними. Для исследования этого вопроса нам нужен был специальный элемент в вершине трещины, в который бы была встроена сингулярность, однако тип ее не был бы определен заранее. Нам удалось спроектировать в общем виде подобный элемент [44] и применить его к решению упругопластических задач в условиях плоской деформации [45], а также для решения четырех задач, касающихся стесненных упругих цилиндров [46]. В немалой степени успех этого начинания был обусловлен выбором соответствующих методов интегрирования [47]. [c.337]

Численный анализ модели поликристалла при > О показал, что даже при простом растял<епии или чистом сдвиге небольшая часть зерен (около 4 %) испытывает разгрузку. При этом происходит перераспределение напряжений между зернами в зависимости от накопленной в каждом зерне пластической деформации. Это означает, что зависимость т от q, установленную при каком-либо одном типе напряженного состояния, можно распространять на случай пропорционального нагружения при других типах напряженного состояния лишь в первом приближении. [c.109]

Моделью отражается и взаимное влияние процессов неупру, гого быстрого деформирования (близких к мгновенному, или пластическому) и ползучести, происходящей при выдержке с соответственно заданными статико-кинематическими условиями (чистая ползучесть при а = onst, чистая релаксация при е = onst, промежуточные ситуации). Переход от деформирования с заданной скоростью к ползучести или наоборот сопровождается изменением системы микронапряжений что, естественно, влияет на закономерности деформирования. Так, если быстрое деформирование прерывается выдержкой, то последующая диаграмма деформирования оказывается более крутой ( упрочненной ) по сравнению с обычной, когда неупругая деформация на обоих этапах идет в одном направлении. И наоборот, диаграмма становится более пологой по сравнению с обычной, если неупругая деформация идет в направлении, обратном таковому при выдержке. Аналогично, предшествующее быстрое деформирование приводит к переходному процессу типа первой стадии при совпадении направлений деформирования ползучесть замедляется, в противоположном случае ускоряется. Эффекты, возникающие при чередовании процессов неупругого деформирования (кратковременного и длительного), по характеру аналогичны эффекту Баушингера. [c.162]

Поведение рассматриваемой системы бписывается указанными основными типами реологических моделей (упруго-пластическое, вязкое и наследственное тела) или некоторой их комбинацией, если только в системе нет каких-либо скрытых параметров (описывающих, например, химические реакции, фазовые переходы, электромагнитные эффекты и т. д.). В конкретных исследованиях важно не столько знание общей теории, сколько искусство подбора наиболее простой модели, дающей объяснение и описание наблюдаемого на опыте реологического явления. [c.14]

Для роста дислокаций характерно почти одновременное и стабильное развитие сразу многих дислокаций, образующих полосы скольжения и целые пластические области. Поэтому теория дислокаций яйляется физической основой феноменологической теории пластичности. Как уже отмечалось, модель идеального упруго-пластического тела и теории предельного состояния (типа теорий Мора) дают ответ на вопрос о предельных нагрузках и несущей способности конструкции в рамках самой реологической модели без привлечения каких-либо дополнительных критериев прочности. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...