Остаточные напряжения при пластических деформациях

Остаточные напряжения при пластических деформациях [c.632]

ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЯХ 633 [c.633]

Рис. 132. Стержневая. модель для объяснения условий возникновения остаточных напряжений при пластической деформации неоднородного материала

Фиг. 24. Схема остаточных напряжений при пластических деформациях в условиях сварки, равных 0,8—1,1 % ост > > Чг)-

Деформации конструкций при сварке. Вследствие соединения свариваемых элементов в условиях резко неравномерного нагрева в них возникают остаточные напряжения, местные пластические деформации и коробление. [c.68]

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

При сваривании конструкций в закреплённом состоянии к остаточным напряжениям, вызванным пластическими деформациями, добавляются напряжения от реакции в связях (увеличением расстояния между закреплениями. При сваривании в кондукторе элементы испытывают добавочные напряжения oq, при устранении реакций связей напряжения hq исчезают. [c.859]

Для уменьшения остаточных напряжений изделия нагревают. С повышением температуры предел текучести понижается, поэтому остаточные напряжения вызывают пластическую деформацию и снижаются до уровня предела текучести металла при температуре нагрева. [c.155]

Наиболее широко применяют заэвтектоидные низколегированные стали X, ХГ, ХВГ, 9ХС, обрабатываемые на высокую твердость (60 -64 HR ). В отличие от режущих инструментов термическую обработку проводят таким образом, чтобы затруднить процесс старения, который происходит в закаленной стали и вызывает объемные изменения, недопустимые для измерительных инструментов. Причинами старения служат частичный распад мартенсита, превращение остаточного аустенита и релаксация остаточных напряжений, вызывающая пластическую деформацию. Для уменьшения количества остаточного аустенита закалку проводят с более низкой температуры. Кроме того, инструменты высокой точности подвергают обработке холодом при -50. .. - 80 °С. Отпуск проводят при 120 - 140 °С в течение 24 - 48 ч. Более высокий нагрев не применяют из-за снижения износостойкости. [c.622]

Термическая обработка изделий и аппаратов в химическом машиностроении проводится с целью 1) получения заданных механических свойств 2) снятия остаточных напряжений, вызванных пластической деформацией, сваркой и другими технологическими операциями, для повышения работоспособности и уменьшения опасности коррозионного растрескивания 3) устранения хрупких прослоек, образующихся при сварке 4) ликвидации склонности к межкристаллитной коррозии (МКК) 5) повышения общей коррозионной стойкости 6) получения заданной структуры (устранение дельта-феррита, сигма-фазы, получение однородного твердого раствора). [c.664]

За пределами книги остались очень важные вопросы о роли остаточных напряжений и пластических деформаций поверхностных слоёв, их разогрева при трении, а также изменения структуры и, следовательно, механических характеристик в процессах трения и изнашивания шероховатых тел. Эти проблемы ставят новые постановки контактных задач, которые уже решаются или будут решены в будущем. [c.452]

Если допустить, что материал стержня при разгрузке следует закону Гука, то остаточные напряжения от пластической деформации определятся как разница между напряжениями, полученными из уравнений (111) и напряжениями, определяемыми по формуле Ламэ, соответствующими внутреннему сжимающему давлению р= =2Ts(ln Ь/а). Тогда остаточные напряжения определятся следующими выражениями [c.634]

Третий случай заключается в том, что с течением времени в теле развивается некоторая система остаточных напряжений, контролирующая пластические деформации. Отправляясь от такого состояния остаточных напряжений, конструкция затем будет вести себя в дальнейшем при заданной программе нагружения чисто упругим образом. Говорят, что конструкция приспособляется к границе программы нагружения. [c.180]

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

МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ МЕТАЛЛА ПРИ СВАРКЕ [c.176]

Поскольку Та — интенсивность касательных напряжений при пластических деформациях, а АТа — при упругих в одной и той же задаче, то, при условии Св<С их разница всегда отрицательна и поэтому остаточное окружное напряжение является сжимающим. [c.95]

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

Начало пластической деформации соответствует наступлению некоторого критического состояния металла, которое можно обнаружить не только по остаточным деформациям, но и по другим признакам. При пластической деформации повышается температура образца у стали изменяются электропроводность и магнитные свойства на полированной поверхности образцов, особенно плоских, заметно потускнение, являющееся результатом появления густой сетки линий, носящих название линий Чернова (линий Людерса). Последние наклонены к оси образца приблизительно под углом 45 (рис. 101, а) и представляют собой микроскопические неровности, возникающие вследствие сдвигов в тех плоскостях кристаллов, где действуют наибольшие касательные напряжения. В результате сдвигов по наклонным плоскостям образец получает остаточные деформации. Механизм образования их упрощенно показан на рис. 101, 6. [c.93]

Таким образом, если при многоцикловой усталости уровень предела выносливости в основном определяется шероховатостью поверхности наличием дефектов и остаточных напряжений, при малоцикловой усталости величина циклической прочности и долговечность определяются сопротивлением поверхностных слоев пластической деформации и степенью однородности протекания микропластических деформаций. [c.196]

Нежелательное влияние термических остаточных напряжений на механические свойства композита в целом (но не обязательно й на свойства поверхности раздела) может быть уменьшено, если перераспределить остаточные напряжения, осуществляя механическую деформацию в пластической области. Предварительное растяжение композита в направлении волокон часто значительно улучшает свойства при последующих испытаниях [20]. Показано, что этот эффект связан с уменьшением абсолютной величины остаточных напряжений в композитах, а не с деформационным упрочнением при предварительном растяжении. Знак дополнительной составляющей остаточных напряжений, создаваемых при нагружении в области пластического течения матрицы и последующем разгружении, противоположен знаку остаточных напряжений, возникающих при охлаждении, поэтому общее напряженное состояние становится менее жестким. [c.68]

Одни.м из существенных факторов, влияющих на точность измерений механических напряжений по магнитной анизотропии, является наличие в материале остаточных напряжений, возникающих при пластической деформации. Наряду с изменением магнитоупругих свойств остаточные напряжения могут приводить к появлению в материале магнитной анизотропии. [c.96]

Исследована зависимость компонент комплексной магнитной проницаемости при пластической деформации стальных образцов. Построены кривые изменения комплексной магнитной проницаемости при различных степенях пластического растяжения. Приведена частотная зависимость компоненты (XI при обкатке образцов различными нагрузками. Показано, что чем больше величина остаточных напряжений, тем больше изменение комплексной магнитной проницаемости. [c.234]

В реальных условиях в большинстве случаев остаточные напряжения возникают в условиях одновременного действия различных факторов механических, тепловых и физико-химических. Так, при пластической деформации деталей из сложных сплавов остаточные напряжения могут возникнуть от одновременного неоднородного протекания процессов пластической деформации и фазовых превращений. [c.55]

Влияние начальных напряжений II и III родов на суммарное поле напряжений (начальные напряжения II и III родов плюс напряжения от нагрузки) невелико, деформации изделия в связи с ними не происходит. Но эти напряжения весьма существенно влияют на ряд механических и физических свойств материала, в частности, именно эти напряжения, возникая при пластической деформации, вызывают упрочнение металла. С остаточными напряжениями связан и так называемый эффект Баушингера. [c.261]

В зависимости от факторов, создающих неодинаковые линейные или объёмные изменения в смежных объёмах металлического изделия, остаточные напряжения разделяются на а) тепловые или температурные напряжения, возникающие вследствие неоднородного охлаждения или нагревания б) напряжения от наклёпа, возникающие вследствие неоднородного линейного или объёмного изменения при пластической деформации в) фазовые напряжения, возникающие при фазовых и структурных превращениях и диффузионных процессах в металле. [c.210]

Вид напряжённого состояния при пластической деформации влияет на равномерность деформации. При боковом давлении равномерность деформации больше, чем при обработке свободной ковкой. Экспериментально установлено, что в металле, обработанном при боковом давлении, остаточные напряжения меньше, чем при свободной ковке, Поэтому для получения [c.280]

Отпуск стали, уменьшая зти остаточные напряжения, приводит к уменьшению степени деформации закаленных деталей. Уменьшение остаточных напряжений при отпуске происходит за счет нагрева стали, когда с увеличением ее пластичности упругие деформации переходят в пластические структурные превращения при отпуске происходят с объемными изменениями, уменьшающими напряжения. [c.697]

Высокая эффективность поверхностного наклепа для образцов с концентраторами напряжений объясняется благоприятной ролью остаточных напряжений сжатия, возникающих при пластической деформации поверхностного слоя. Они позволяют в большой мере или даже полностью устранить вредное влияние концентраторов на прочность. [c.157]

Так как разрушение путем среза обусловлено касательными напряжениями, играющими главную роль и при пластической деформации материала, то у пластичных материалов без предшествующих, обычно довольно значительных, остаточных деформаций срез вряд ли возможен. По крайней мере практически такого разрушения у металлов до сих пор получить не удалось, хотя некоторые из них (например, прессованный магний и сплавы на его основе) разрушаются от среза при сравнительно небольших деформациях (5—15 о) — имеет место так называемый хрупкий срез . [c.130]

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нафева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т.д. Остаточные напряжения создают системы взаимно уравновешивающихся сил и находятся в заготовке, не нагруженной внешними силами. Снятие остаточных напряжений при возврате почти не изменяет механические свойства металла, но влияет на некоторые его физикохимические свойства. Так, в результате возврата значительно повышаются электрическая проводимость, сопротивление коррозии холоднодеформированного металла. [c.61]

Большая часть работы (до 95%), затрачиваемой на деформацию, превращается в теплоту (происходит нагрев), остальная часть энергии аккумулируется в виде повышенной плотности дефектов решетки (вакансий и главным образом дислокаций). О накоплении энергии свидетельствует также рост остаточных напряжений в результате деформации. В связи с этим состояние пластически деформированного материала неустойчиво и может изменяться, например при термической обработке. [c.83]

При анализе влияния режима термоциклирования на рост объема алюминиевых сплавов следует учитывать и характер напряженного состояния образцов. С точки зрения образования дислокационных скоплений вблизи включений избыточной фазы эффект темпа смены температуры представляется независимым от ее направления. Поскольку уровень напряжений и пластических деформаций определяется градиентом температур, ускорение нагрева или охлаждения должно оказывать одинаковое воздействие на остаточное увеличение объема при термоциклировании. Вместе с тем интенсифицирующую роль играет лишь ускоренное охлаждение, тогда как при ускоренных нагревах рост образцов меньше, чем при медленных. Исходя из определяющей роли газов следует ожидать обратного эффекта, поскольку при ускоренном нагреве, следующем за быстрым охлаждением, газы не успевают выделиться в порах и остаются в растворе. Необходимо также предположить, что различное влияние ускоренного изменения температуры при нагреве и охлаждении связано и с напряженным состоянием образцов. При ускоренном охлаждении остывающая последней сердцевина образцов окажется под отрицательным давлением и при наличии в ней достаточного количества жидкости, особенно на границах зерен, возможно образование разрывов. При ускоренном же нагреве образца в почти аналогичной ситуации окажутся приповерхностные участки, в результате чего в них возникнут несплошности, сообщающиеся с внешней поверхностью. Поскольку последние при гидростатическом взвешивании образцов оказывались неопределимыми, различие эффективности ускоренных нагревов и охлаждений будет кажущимся. Однако этому выводу противоречат результаты металлографического анализа, согласно которым преимущественное образование трещин в приповерхностных участках образцов при ускоренных нагревах не наблюдается. [c.126]

Причиной образования значительных остаточных напряжений при поверхностной закалке являются разные условия нагрева и охлаждения поверхности, переходного слоя и сердцевины деталей и разновременность фазовых превращений. Все это вызывает неоднородную пластическую деформацию и остаточные напряжения. При нагреве наружный слой изделия деформируется, а холодная жест- [c.266]

Аналогичный метод для определения остаточных напряжений можно применить и в случае кручения круговых цилиндрических валов. Если предположить, что при кручении вала за пределом текучести радиусы поперечных сечений остаются прямыми, то сдвиг будет пропорционален радиальному расстоянию, и закон распределения напряжений по радиусу при сдвиге изобразится кривой линией Отп (рис. 38). Если же допустить, что при разгрузке материал вала будет следовать закону Гука, то напряжения, представленные прямой линией Os должны быть вычтены из напряжений, представленных кривой линией Отп. Остаточные напряжения, вызванные пластической деформацией материала, показаны штриховкой. Величины этих напряжений найдем из того условия, что моменты кручения, соответствующие закону распределения напряжений Отпр, равны моментам, соответствующим линейному закону распределения напряжения Osp. Пластическую деформацию при кручении стержней некруглого поперечного сечения исследовали А. Надан ) и Э. Треффтц 2). [c.633]

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

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

Кривая одноосного растяжения малоуглеродистой стали с разгрузкой испытуемого образца (рис. 58) показывает, что остаюч-деформация измеряется отрезком ОО. Пластическая деформация начинает проявляться на участке АВ и происходит без увеличения нагрузки. На участке ВС происходит упрочнение материала, поэтому угол наклона касательной к кривой ВС и к оси абсцисс tg р называют модулем упрочнения. Упрочнение имеет направленный характер, т. е. материал меняет свои механические свойства и приобретает деформационную анизотропию, при этом пластическая деформация растяжения ухудшает сопротивляемость металла при последующем его сжатии (эффект Ба-ушингера). Как видно из приведенной кривой, растяжение малоуглеродистой стали при пластических деформациях нагруженного и разгруженного образца значения деформаций для одного и того же напряжения . в его сечении не является однозначным. Методы теории пластичности, наряду с изучением зависимости между компонентами напряжений и деформаций, возникающих в точках тела, определяют величины остаточных напряжений и деформаций после частичной или полной разгрузки дetaли, а также напряжения и деформации при повторных нагружениях. [c.96]

Непосредственное измерение величины линейной деформации зерен поверхностных и внутренних слоев образца из поликристал-лического армко-железа [60] показало, что при деформировании на площадке текучести величина линейной деформации поверхностного слоя составляла 2,52%, в то время как объемные слои продеформированы всего на 0,8%,что свидетельствует о пониженном напряжении течения поверхностных слоев. Различие в напряжениях течения поверхностных и внутренних слоев материалов оказывает существенное влияние на распределение действующих и остаточных напряжений в ГЦК металлах [61]. Сплавы, претерпевающие в процессе трения фазовые превращения [62], а также сплавы, содержащие мягкую структурную составляющую [63], также имеют свойства поверхностных слоев, отличные от глубинных. Соответственно и упрочнение при пластической деформации, отображаемое зависимостью прочности от плотности дислокаций, Б поверхностных слоях (кривая 2) и на глубине (кривая 1) будет протекать различно (рис. 3) [64]. [c.23]

Влияние температуры на разрушение сваренных полос из углеродистой стали, содержащей 0,16—0,28 /о С, показано на рис. 61. В полосе без надреза и при отсутствии остаточных напряжений [91] разрушение происходит при весьма больших пластических деформациях на уровне предела прочности Ствр (кривая RQP). При наличии острого надреза (без остаточных напряжений) при температуре выше верхней критической t р происходит разрушение путем сдвига при достижении предела прочности при снижении температуры ниже 1кр разрушение, происходит путем отрыва на уровне напряжений предела текучести (кривая PQST). Если при этом имеются значительные остаточные напряжения, например, после сварки, то при температуре ниже t кр картина разрушений меняется. При температурах, меньших нижней критической г кр, напряжения от внешних нагрузок больше критических (линия озУ) приводят к распространению хрупкой трещины по всему сечению и к хрупкому разрушению. При меньших напряжениях хрупкая трещина может возникнуть, но ее развитие замедляется при выходе из области значительных остаточных напряжений. [c.220]

Возможность образования в наиболее нагруженных зонах (концентрации, термонапряжений, остаточных напряжений) повторных упругопластических деформаций приводит к образованию малоциклового разрушения с базами по числу циклов 10 —10 . Характерной особенностью малоциклового разрушения является относительно слабая зависимость числа циклов до разрушения от номинальных напряжений на уровне предела текучести и выше. Однако при этих напряжениях существенно изменяются местные пластические деформации. В связи с этим расчеты на малоцикловую прочность проводятся не в напряжениях, а в деформациях [2, 8, 9]. Деформационные подходы в расчетах прочности и ресурса машин и конструкций при малоцикловом нагружении подробно рассмотрены в настоящей монографии. [c.12]

Механические напряжения. Сильно влияют на кинетику и механизм разрушения металлов в агрессивных средах. В зависимости от вида напряжений и характера разрушения различают коррозию под напряжением, когда в результате действия внешних и внутренних, вернее, остаточных (после сварки, пластической деформации, термической обработки) напряжений изменяется скорость коррозионных процессов. В этом случае разрушение приобретает локализованный характер. В результате действия растягивающих напряжений и агрессивной среды может возникнуть весьма опасный вид разрушения — коррозионное растрескивание. Оно происходит при почти полном отсутствии заметной макропластической деформации н приводит к серьезным авариям. 11аблюдается в агрессивных средах (аммиак, цианистый водород, растворы щелочей, нитратов, хлоридов, кислот и др.) [7, 14]. [c.254]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...