Влияние скорости деформации на временное сопротивление

Экспериментальные данные о влиянии скорости деформации на сопротивление деформированию в волнах разгрузки, проявляющейся в связи силовых и временных параметров откольной прочности материала, позволяют расширить диапазон скоростей деформирования. Для анализа результатов необходимо принять определенную модель процесса разрушения с соответствующими критериями разрушения, позволяющую связать влияние скорости деформации на сопротивление деформации при одноосном напряженном состоянии в испытаниях на растяжение — сжатие (или двухосном напряженном состоянии в испытаниях на чистый сдвиг) с влиянием скорости нагружения в области растягивающих напряжений на откольную прочность при одноосной деформации в плоских волнах нагрузки. [c.242]

Кривые, показанные на рис. 2.1, иллюстрируют влияние скорости деформации на вид диаграмм напряжение—деформация, полученных при испытаниях на растяжение при комнатной и высокой температурах. Скорость деформации растяжением на рабочей длине образца во время испытаний автоматически поддерживали постоянной. Из приведенных данных следует, что даже при комнатной температуре предел текучести и напряжение течения увеличиваются по мере увеличения скорости деформации. При высокой температуре эта закономерность постепенно становится все более ярко выраженной. Временное сопротивление повышается на 30 МН/м , если скорость деформации уве- личивается в 10 раз. Изменение взаимного положения кривых напряжение — деформация при 450 °С при увеличении скорости деформации позволяет предположить, что при еще большем увеличении скорости деформации (больше максимально исследованной скорости 85 %/мин) указанные кривые приблизятся к соответствующим кривым при комнатной [c.40]

Эти требования определяются необ.ходимостью поставить сравниваемые тела в одинаковые условия по времени протекания физических и физико-химических процессов, сопровождающих пластическую деформацию [13], как, например, процессов рекристаллизации, залечивания межкристаллитных повреждений и т. п. Вместе с тем эти требования ставят испытуемые тела в одинаковые условия в отношении влияния скорости деформации на сопротивление, что особенно важно при деформировании с нагревом. [c.155]

Влияние пластической деформации на сопротивление ползучести, естественно, проявляется и в условиях релаксации напряжений. При циклической знакопостоянной ползучести (этапы ползучести при заданном напряжении, чередуемые разгрузками) средняя скорость ее, отнесенная к общему времени пребывания образца под нагрузкой, может быть несколько ниже средней скорости при постоянном напряжении за счет возврата (обратного последействия) при разгрузках. [c.112]

Скорость деформации в обще.м случае ведет к снижению пластичности и увеличению сопротивления деформированию. Влияние скорости деформации мало в условиях холодного деформирования и весьма ощутимо в условиях горячего. Скорость деформации, т.е. изменение относительной деформации в единицу времени, зависит от скорости деформирования (скорости рабочего органа машин), размеров деформируемой детали и вида процесса деформирования. При сжатии и растяжении можно считать, что скорость деформации равняется скорости деформирования, деленной на начальный размер деформируемой детали. Скорость деформирования для гидравлических прессов составляет 0,01. .. 0,1 м/с, для механических - 0,25... 0.5 м/с, для молотов (скорость в момент удара)-4. .. 8 м/с. [c.138]

Структура, формирующаяся в процессе горячей пластической деформации, является термодинамически неравновесной. Поэтому связь между напряжениями, деформациями и скоростями деформации неоднозначна. Величина напряжений в значительной мере определяется тем, как происходило развитие деформаций во времени. Иными словами, история процесса оказывает значительное влияние на сопротивление деформации и напряженно-деформированное состояние при обработке металлов давлением. [c.481]

Медные образцы начиная с 200 °С окисляются толщина оксидной пленки увеличивается с повышением температуры и длительности испытания. При повышенной скорости деформации время действия атмосферного воздуха меньше, поэтому свойства меди лучше. Уменьшение скорости испытания увеличивает длительность коррозионного воздействия внешней среды. Активное влияние последней особенно заметно в том случае, если медь одновременно подвергается растягивающим усилиям, тогда как увеличение времени выдержки образцов перед испытанием более чем в 150 раз лишь немного уменьшает временное сопротивление и практически не оказывает влияния на пластичность, так как происходит поверхностное окисление образцов. [c.32]

В монографии представлены результаты исследования механического поведения конструкционных материалов под действием импульсных нагрузок ударного и взрывного характера. Рассмотрена связь процессов нагружения и деформирования материала при одноосном напряженном состоянии. Описаны оригинальные методики и средства квазистатических испытаний на растяжение со скоростями до 950 м/с. Приведены результаты испытаний ряда металлических материалов и реологическая модель их механического поведения учитывающая влияние на сопротивление скорости деформации. Исследовано упруго-пластическое деформирование и разрушение материала в плоских волнах нагрузки. Описаны новые методики и изложены результаты экспериментальных исследований зависимости характеристик ударной сжимаемости н сопротивления пластическому сдвигу за фронтом плоской волны от ее интенсивности, связи силовых и временных характеристик откольной прочности. [c.2]

При достаточно высоких скоростях деформации вследствие сокращения времени действия нагрузки возможно снижение эффектов разупрочнения (при более сильном влиянии на процесс разупрочнения сокращения времени, чем возрастания нагрузки при повышении скорости деформации). Сопротивление деформации в этом случае достаточно точно может быть представлено выражением [c.26]

Вопросы пластичности металлов и сопротивления деформации являются базовыми для разработки различных технологических процессов обработки металлов давлением. Как известно, пластичность металлов зависит от ряда факторов, таких как химический состав, структура, степень предварительной деформации, скорость деформации, история нагружения, схема напряженно-деформированного состояния. За многие годы изучения пластичности накоплен огромный экспериментальный и теоретический материал, обобщенный во многих изданиях, например, в [13, 18, 28-30, 69, 71, 72]. Однако единого концептуального подхода к описанию влияния всей совокупности факторов на замечательное свойство металлов - пластичность - до настоящего времени не существовало. [c.222]

Данные рис. 2.3 характеризуют влияние температуры на зависимость предела текучести 00,2 и временного сопротивления Ов углеродистой стали SM 41С от скорости деформации. Видно, что Оо.2 зависит от скорости деформации даже при температурах близких к комнатной. Для Од обнаружили отрицательную зависимость от скорости деформации в температурной области синеломкости (150—350 °С) при температурах >400 °С характер зависимости меняется и по мере повышения температуры становится более сильный. [c.43]

В обычном широко распространенном представлении упругая и пластическая деформации тела, как результат относительного смещения отдельных составляющих элементов его объема, и возникающие в нем при этом благодаря действию внешних сил внутренние силы сопротивления, т. е. напряжения, могут рассматриваться без какого-либо особого влияния на них времени, т. е. независимо от времени действия нагрузки, от скорости ее приложения к телу. [c.8]

После издания первого тома этой книги прошло несколько лет. Хотя успехи прикладной механики за последние десятилетия отмечены рядом глубоких статей и несколькими новыми книгами, посвященными математической теории пластического деформирования твердых тел, многие из этих исследований имеют сугубо теоретический характер и посвящены доказательствам принципов, практическая ценность которых еще неясна. Очень немногое из недавно написанного имеет целью наметить в механике деформируемых твердых сред новые перспективы, которые привели бы к лучшему пониманию тех задач, где в качестве переменных состояния берутся скорость пластической деформации и температура или учитывается влияние времени на сопротивление тел течению. Как ни странно, несмотря на огромное количество экспериментальных данных (рассеянных по специальным журналам), еще не удовлетворена все возрастающая потребность в нескольких исчерпывающих руководствах, в которых излагались бы основные сведения о деформировании твердых тел в диапазоне вплоть до температур плавления и делалась бы попытка объяснить законы взаимосвязей между скоростями пластической деформации и температурой. [c.8]

Влияние скорости скольжения и соответственно связанной с ней скорости деформирования приводит к изменению механических свойств, однако этот эффект невелик. Об этом можно судить косвенно по данным Надаи и Манджой [14], выявивших влияние скорости деформации на временное сопротивление разрыву чистого армко-железа (табл. 2). [c.285]

Влияние скорости деформации на временное сопротивление разрыву для армко-железа (по Надаи и Манджой) [c.285]

На фиг. 278 и 279 показаны две группы кривых, полученных при комнатной температуре и при 200° С, по которым можно определить влияние скорости деформации на прочностные свойства стали—на нижний предел текучести о , на временное сопротивление (напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, отнесенной к первоначальной площади поперечного сечения образца) и на полное удлинение в процентах. Эти величины, а также отношение па фиг. 280 отложены по оси ординат по логарифмической шкале оси абсцисс нанесены скорости деформации dzjdt (s—условное удлинение). Из рассмотрения фиг. 280 видно, что с увеличением скоростей деформации нижний предел текучести ву возрастает гораздо быстрее, чем временное сопротивление а , и что кривая, представляющая о , имеет пологий наклон. Последнее объясняется явлением старения , как известно, имеющим место в стали с низким содержанием углерода, даже при комнатной [c.355]

Влияние ско рости деформации на механические свойства рассмотрено в ряде исследований. В работе В. Люэга и А. Помпа показано, что при холодной прокатке углеродистой стали (0,17% С) изменение скорости прокатки даже в 140 раз (0,15—21,6 м/мин) яе вызывает повышения усилия прокатки. Незначительное влияние скорости прокатки на расход энергии также отмечено Б работе [32]. В работе [5] приведены данные изменения временного сопротивления чистого железа в зависимости от скорости деформации ттри комнатной температуре (рис. 136). Из рисунка видно, что наиболее резкое возрастание (Тв происходит в интервале скоростей 10 —103 сеге-1. [c.106]

На основании общих физических представлений о поведении материала под нагрузкой его сопротивление деформированию определяется мгновенными условиями нагружения (температурой, скоростью деформации и другими ее производными в момент регистрации), а также структурой материала, сформированной в процессе предшествующего деформирования, который в п-мерном пространстве характеризуется траекторией точки, проекции радиуса-вектора которой — составляющие тензора напряжений (или деформаций) и время (начальная температура является параметром, характеризующим исходное состояние материала, и изменяется в соответствии с адиабатическим характером процесса деформирования). Специфической особенностью процессов импульсного нагружения является сложный характер нагружения (составляющие тензора напряжений меняются непропорционально единому параметру) и влияние времени. Невозможность экспериментального исследования материала при различных процессах нагружения (траекториях точки указанного выше л-мерного пространства) вынуждает исследователей использовать упрощенные модели механического поведения материала. Это обусловило развитие исследований по разработке теорий пластичности, учитывающих температурновременные эффекты [49, 213, 218] наряду с изучением физических процессов скоростной пластической деформации [5, 82, 175, 309]. Так, для первоначально изотропного материала исходя из гипотезы изотропного упрочнения связь тензоров напряжений и деформаций полностью определяется связью их инвариантов соответственно Ei, Ег, Ез и Ii, h, h- С учетом упругого характера связи средних напряжений и объемной деформации для металлических материалов (а следовательно, независимость от истории нагружения первых инвариантов тензоров напряжений и деформаций Ei, А) процесс нагружения определяется связью четырех оставшихся инвариантов и величины среднего давления. В классической теории пластичности [c.11]

Основное условие получения достоверных результатов в ква-зистатических испытаниях — поддержание с заданной точностью однородности напряженного и деформационного состояния материала в объеме рабочей части образца. Это позволяет принимать регистрируемые зависимости между напряжением и деформацией за характеристики поведения локального объема материала. Таким методом определены характеристики сопротивления материалов деформированию в большинстве проведенных до настоящего времени исследований, в основном при испытаниях на растяжение или сжатие со скоростями до 10 м/с [69, 167, 208, 210, 305, 406, 409]. Область более высоких скоростей деформирования, особенно при испытаниях на растяжение, обеспечивающих получение наиболее полной информации о поведении материала под нагрузкой, практически не исследована. Такое ограничение исследований обусловлено тем, что с ростом скорости деформации возрастает влияние волновых процессов и радиальной инерции в образце и цепи нагружения, ведущих к нарушению однородности деформации и одноосности напряженного состояния в объеме рабочей части образца и затрудняющих приведение усилий и деформаций в материале. Уменьшение влияния этих эффектов требует разработки специальных методик для испытаний с высокими скоростями деформации. [c.13]

Таким образом, снижение вязкости с ростом величины и скорости деформации оказывает существенное влияние на величину сопротивления и форму кривой деформирования материала о(е), зависящее от реализуемого при испытании закона нагружения. Снижение вязкости с ростом скорости деформации не нарушает монотонного характера кривой а(е) при испытании с постоянной скоростью деформации, в то время как снижение вязкости в процессе пластического деформирования приводит к появлению экстремумов. При испытаниях с постоянной скоростью нагружения кривая деформирования не имеет особенностей (максимумов и минимумов напряжения), однако сохранение скорости в процессе испытания материала, вязкость которого монотонно снижается с ростом деформации, в принципе неосуществимо. В испытаниях с постоянной величиной нагрузки о = onst кривая е(1) зависит от характера изменения вязкости ее постоянная величина для упрочняющегося материала ведет к непрерывному снижению скорости деформации с тегчением времени (с ростом величины пластической деформации), а зависимость коэффициента вязкости от величины деформации приводит к появлению минимума скорости деформации. [c.59]

При проведении серии испытаний с целью выяснения зависимости сопротивления деформации от скорости нагружения (деформации) необходимо обеспечить возможность сопоставления результатов. Это нужно для того, чтобы выяснить влияние скорости, не искаженное различием закона предществующего нагружения, поскольку последний влияет на структуру материала и, следовательно, на сопротивление деформации. Такое сопоставление требует проведения испытаний таким образом, чтобы во всей серии испытаний, связанных с изучением чувствительности материала к скорости нагружения, величина последней являлась единственным параметром, определяющим изменение деформации s t) (напряжений ст(/)) во времени. В координатах (е, e(s)/eo(e)) такой процесс деформирования описывается кривой, не зависящей от скорости. Соответствующий закон деформирования е( ) назовем параметром испытания. Поддержание заданного параметра испытания [c.64]

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]

Таким образом, распределение напряжений и деформаций по длине стержня зависит от динамического поведения материала только при рассмотрении начального периода распространения упруго-пластической волны на участке стержня, прилегающем к нагружаемому концу. На значительном расстоянии от конца стержня при временах действия нагрузки распространение волны удовлетворительно описывается деформационной теорией в соответствии со статической кривой деформирования. Следовательно, деформационная теория Кармана—Рах-матулина и теория Соколовского—Мальверна дают совпадающие результаты при описании распространения упруго-пластической волны в тонких стержнях из материала, чувствительного к скорости деформации. Исключением является начальный период распространения волны вблизи нагружаемого конца, где высокая скорость деформации приводит к высокому уровню вязкой составляющей сопротивления. Чем выше характерное время релаксации напряжений для материала, тем на большем участке стержня вязкость оказывает влияние на распространение упруго-пластической волны. [c.151]

В отличие от испытаний расплавов и консистентных растворов термопластичных полимеров, для которых капиллярная вискозиметрия дает воспроизводимые результаты в относительно широком интервале скоростей сдвига, испытания резиновых смесей обладают меньшей воспроизводимостью ввиду влияния на вязкость смеси режима ее предварительной пластикации путем механической переработки и времени термостатирования в испытательном приборе. Нормальный режим термостатирования не должен приводить к подвулканизации резиновой смеси за полное время испытания, а предварительная пластикация должна в одинаковой мере снимать начальное избыточное сопротивление деформации, связанное с эффектом тиксотропии эластомеров. С этой точки зрения рациональнее конструкция капиллярного вискозиметра в виде червячного пресса с терморегулируемой экструзионной головкой со сменным капилляром, а также с датчиком давления эластомера перед головкой. Тем не менее широкое применение нашли вискозиметры плунжерного типа благодаря меньшему расходу материала и точному заданию требуемой скорости истечения, что важно в случае обычно применяемого метода двух капилляров. [c.85]

К настоящему времени в СССР и за рубежом усилиями многих ученых осуществлены важные исследования явлений хрупкого разрушения твердых тел как в плане решения соответствующих краевых задач механики и создания физически более обоснованных критериев разрушения, так и в области разработок методов оценки склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению (см., например, обзоры в работах [9, 82, 118, 145]). Необходимость в таки исследованиях обуслоЬ-лепа, с одной стороны, тем, что высокопрочные конструкционные материалы (например, жаропрочные сплавы, упрочненные стали, металлокерамические материалы, некоторые пластмассы), как правило, являются хрупкими материалами, т. е. такими, которые уже при нормальных температурах и малых скоростях нагружения разрушаются путем распространения трещины без предварительных пластических деформаций макрообъемов тела. (При низких температурах, повышенных скоростях нагружения, воздействии некоторых поверхностно-активных сред, наводороживании и в других условиях, приводящих к ограничению пластического течения конструкционного материала, его разрушение путем распространения трещины доминирует). С другой стороны, реальные условия эксплуатации конструкции всегда предусматривают наличие некоторой жидкой или газовой среды. Эта среда проникает в деформируемое тело (элемент конструкции) через его структурные несовершенства — дефекты (макро- или микротрещины, границы зерен, включений) и особенно интенсивно взаимодействует с участками тела, деформированными за предел упругости. К таким участкам относятся окрестности резких концентраторов напряжений (трещины, остроконечные полости или жесткие включения и др.). Именно в окрестности подобных дефектов среда, изменяя физико-механические свойства деформируемого материала, в первую очередь его сопротивление зарождению и развитию трещины, оказывает существенное влияние на служебные свойства (несущую способность) рабочего тела в целом. [c.9]

Уже в ходе сорбционного процесса неравномерное распределение инородных молекул по объему армированного пластика приводит к возникновению сложной картины нестационарных напряжений в полимерной матрице. Набухшие области полимера находятся под действием напряжений растяжения вследствие сопротивления ненабухшей сердцевины, которая в свою очередь сжимается благодаря наличию соседних набухших участков. Особенно резко это проявляется, когда скорость диффузии при низких концентрациях сорбата намного ниже, чем при высоких, а также при локализации сорбата [112], что часто имеет место в стекло-п.11астиках с гидрофильной матрицей. Неравномерное распределение малых молекул по сечению приводит к тому, что каждой точке материала соответствует локальное значение напряжений и деформаций. Естественно, рассеяние результатов при механических определениях оказывается весьма существенным. Лишь с течением времени и приближением материала к сорбционному равновесию разброс прочностных и деформативных показателей стеклопластиков снижается. Ниже приведены данные о влиянии продолжительности взаимодействия стеклопластиков с водой на рассеяние результатов механических испытаний [108] [c.120]

Повторная закалка из критического интервала (между A i и Асз) снижает чувствительность к хрупкости [132]. Повышение температуры отпуска замедляет последующее развитие хрупкости при более низких температурах [114]. С увеличением времени выдержки при высоком отпуске (650°) вязкость падает, достигает минимума, затем начинает возрастать [114, 130, 133, 94, 102]. Порог хладноломкости сдвигается к более низким температурам [125]. С увеличением скорости нагрева под закалку [134] и под отпуск [55, 56] и уменьшением выдержек при отпуске обратимая хрупкость снижается и даже предупреждается. В структурах, полученных в результате изотермического распада хромоникелевых сталей, обратимая хрупкость развивается в меньшей степени, чем в отпущенном мартенсите [116]. Повышение температуры изотермического распада усиливает склонность к хрупкости [135]. Обратимая хрупкость наблюдается и в отожженных сталях [114, 136]. Развитие ее повышает температуру перехода к хрупкому разрушению при определении ударной вяч-кости в зависимости от температуры испытания. Рациональная оценка склонности стали к хрупкости возможна лишь в результате серийных испытаний и определения смещения критической температуры хрупкости под воздействием охрупчивания стали [109, 111, 114, 127, 120, 131 и др.]. Все известные случаи отпускной хрупкости можно рассматривать как разновидность явления хладноломкости, хотя о тождестве проблем отпускной хрупкости и хладноломкости говорить все же нельзя ([109] — см. также [138, 137]). Смещение кривых хладноломкости указывает на наличие отпускной хрупкости, но степень ее развития характеризует очень приблизительно [109]. Хрупкость характеризуется заниженным сопротивлением отрыву [139]. Разрушение идет по границам зерен аустенита а-фазы [113, 116, 140]. Под влиянием холодной пластической деформации восприимчивость к необратимой и обратимой хрупкости ослабляется [114, 141]. Пластическая деформация в аустенитном состоянии, после которой до рекристаллизации произведена закалка, резко ослабляет необратимую и. .братимую отпускную хрупкость [142]. [c.705]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...