Механизм неупругого деформирования

Однако сама структурная модель еще не предопределяет априори решения вопроса о существовании двух принципиально отличающихся между собой механизмов неупругого деформирования — склерономного и реономного, или, наоборот, о возможности рассмотрения всей неупругой деформации как реономной. Несмотря на то, что определяющее реологическую функцию уравнение (3.3) имеет вид, характерный для реономного материала, однако в зависимости от принятой формы этой функции (см. рис. 3.4) можно отразить как чисто реономное, так и склерономное или смешанное деформационное поведение материала. Как обычно, окончательное решение поставленного вопроса должно быть принято на основании экспериментальных данных. Следует отметить, что структурная модель позволяет установить связь между деформационными свойствами материала при быстром нагружении и при длительных выдержках. Это особенно отчетливо иллюстрирует полученное уравнение состояния (3.30) [c.125]

Б) Изотермическое нагружение с выдержками (рис. 6.10). Интегрируя уравнение (6.13) для кусочно-постоянной функции (рис. 6.9) и считая для простоты, что на всем участке выдержки реализуется механизм неупругого деформирования II, получим [c.135]

А6.3.1. Два механизма неупругого деформирования материала. Анализ, приведенный в главе А4, показал, что в рамках инкрементального подхода каждой теории ползучести соответствует теория пластичности — при соответствующем изменении вида реологической функции Ф. Это относится и к структурной модели (см. гл. А5), наследующей основные традиции феноменологического инкрементального подхода и развивающей их при моделировании микронеоднородности материала. Разработанная техника идентификации структурной модели позволила, не предвосхищая вида реологической функции, определить ее из эксперимента. Опыты показали, что на графике реологической функции не удается обнаружить строго вертикального участка, т. е. вся наблюдаемая неупругая деформация, в том числе и при быстром нагружении, является деформацией ползучести. [c.221]

А6.3.3. Определяющие уравнения модели. Будем полагать что повреждение складывается из статического со, п циклического. Первое связано со значением деформации в текуш ий момент времени. Если статическое разрушение характеризуется величиной деформации вр, то простейшее допущение состоит в том, что величина со, есть отношение e/ f. Циклическое повреждение предполагается состоящим из двух слагаемых, каждое из которых соответствует своему механизму неупругого деформирования и не может быть отрицательно [73] [c.226]

В монографии рассмотрены основные закономерности усталостного разрушения и неупругого деформирования металлов и их взаимосвязь. Описаны методики исследования неупругости металлов, механизм неупругого деформирования и приведены экспериментальные данные по характеристикам неупругости металлов при различных видах нагружения и температурах. [c.2]

Механизм неупругого деформирования [c.121]

Все главы книги посвящены анализу неупругих свойств в задачах деформирования и разрущения композитов. Последовательно рассмотрены общие вопросы построения композитов, природа их прочности и пластичности, механизм разрушения и усталости материалов с разной укладкой арматуры дан анализ разрушения слоистых композитов в условиях одноосного и двухосного нагружений с обзором критериев предельных состояний для анизотропных материалов осуществлен учет вязкоупругости в задачах деформирования и разрущения очерчены области применения линейной механики разрушения для композитов наконец, рассмотрены напряжения, возникающие вблизи волокон в процессе отверждения полимерной матрицы. [c.5]

Таким образом, задача прогнозирования неупругого поведения композита с учетом структурного разрушения сводится в рамках предлагаемого подхода, который будет проиллюстрирован численными результатами в следующей главе, к задаче о деформировании материала с переменными объемными долями компонентов как с исходными механическими свойствами, так и с измененными в соответствии с рассматриваемыми механизмами потери несущей способности. [c.156]

Как было показано в 13, в логарифмических (или полулогарифмических) координатах реологическую функцию можно с довольно высокой точностью аппроксимировать двумя прямыми. Наклоны этих прямых, как следует из опытов, при изменении температуры практически сохраняются постоянными, лишь точка их пересечения (координаты р, г по рис. 6.4, данные приводятся для стали ХН60ВТ) с понижением температуры смещается в сторону меньших относительных напряжений и скоростей деформации. Следовательно, можно предполагать существование двух механизмов неупругого деформирования первый реа./1изуется при напряжениях, относительно близких к пределу прочности, второй — при более низких напряжениях. Большой наклон первой прямой свидетельствует о том, что соответствующий механизм, строго говоря, являющийся реономным, практически близок к склерономному. [c.127]

Изотермическому нагружению отвечает сечение функции D (0, Т) соответствующей плоскостью Т onst, которое будем обозначать D (0). Отгюсительно функции D (0) примем следующие допущения (рис. 6.9). Как было отмечено в 25, на реологических функциях конструкционных материалов обычно отчетливо выделяются два механизма неупругого деформирования близкий к склероном- [c.134]

Q-гразить весьма заметное залечивающее влияние ползучести дрй сжимающем напряжении. Включение в уравнение состояния знака среднего напряжения q (или параметра Колмогорова б(/ и) помогает, так как при этом не учитываются особенности циклического сдвига (при котором q = 0) без выдержек и с выдержками в одном или в обоих полуциклах. Поэтому модель малоцикловой усталости пришлось усложнить с одной стороны, было обращено внимание на два механизма неупругого деформирования (быстрое неупругое деформирование и деформирование при выдержках) — для отражения особенностей их влияния бы-ди введены два параметра поврежденности с другой, для обобщения модели на произвольное напряженное состояние предположили наличие независимых повреждений на разных плоскостях скольжения. Несмотря на связанное с этим усложнение, модель оказалась довольно удобна для практической работы. [c.221]

При обсуждении критериев разрушения композиционных материалов необходимо иметь полное представление о природе рассматриваемых явлений и определить понятие разрушение в том смысле, в котором оно обычно используется при анализе этих материалов. Прочность слоистой структуры — это ее способность выдерживать заданный уровень термомеханического нагружения без разрушения. Поэтому разрушение будем рассматривать как предел несуп ей способности материала при всех возможных напряженных состояниях. Предельные состояния могут быть представлены аналитически для данного материала поверхностью разрушения. Как и для металлов, под пределом текучести слоистой структуры будем понимать уровень напряжений, соответ-ствуюхций началу неупругого деформирования, микроструктур-ный механизм которого для металлов и композиционных материалов существенно различен. Растрескивание — это мгновенное образование свободных поверхностей в материале, которое может ускорить его разрушение. Различать эти понятия необходимо для понимания построения и последующего применения критериев прочности композиционных материалов. [c.63]

Таким образом, если исходить из представления о микроыеодно-родности реальных материалов, предположение о реономности всей неупругой деформации не связано с какими-либо несоответствиями или противоречиями по отношению к опытным данным. Различие между процессами кратковременного и длительного неупругого деформирования заключается, как было выяснено, в том, что при этом реализуются различные участки реологической функции. В принципе им могут отвечать различные физические механизмы деформирования и различные интенсивности накопления повреждений. На рис. 6.5 показаны зависимости предела прочности Ов — == 2G (Т) /"л и предела ползучести о = 2G Т) в зависимости от температуры (данные получены для стали 12Х18Н9, верхняя граница скорости деформации В = 10 с , указаны значения допуска с" , принятого при определении а ). Как видно, при температурах, приближающихся к нормальной, значения и близки, хотя и не совпадают. [c.128]

Представление о реономности всей неупругой деформации позволяет в то же время, когда это практически удобно (например, чтобы избежать неустойчивости в счете, связанной с большой крутизной реологической функции), принимать, что деформация или ее часть склерономна, и в расчетах использовать подходящую теорию пластичности, в том числе и структурную модель среды. Для материалов с двумя отмеченными выше механизмами неупругой деформации (см. рис. 6.4) это означает замену первого механизма, характеризуемого большей крутизной реологической функции, склерономным для этого достаточно принять, что г = гд. Такой подход следует рассматривать как сознательную аппроксимацию, он не нарушает стройности общей теории неупругого деформирования. [c.128]

Построение моделей неупругого деформирования композиционных материалов с учетом этих процессов выдвигает в качестве основных вопросы выбора критериев структурного разрушения и описа ния остаточных деформационных и прочностных свойств элементов неоднородной среды после выполнения тех или иных условий их разрушения. Важное значение при этом имеет тот факт, что элемент структуры композита может быть разрушен по различным механизмам. Например, в случгю армированного монослоя возможно растрескивание или отслоение матрицы, расщепление, разрывы или выдергивание волокон и т.д. [190]. Эти и другие механизмы изменения несущей способности структурного элемента отождествляются с той или иной схемой изменения его жесткостных свойств [220, 363]. [c.19]

Таким образом, рассмотренная модель неупругого деформирования и разрушения неоднородной среды в сочетании с корреляционным описанием структурных изменений позволяет исследовать стадии дисперсного и локализованного микроразрушения, смену этапов равновесного и неравновесного накопления повреждений. Показано, что повышение жесткости нагружающей системы способствует стабилизации указанных процессов. Структурное разрушение, сопровождаемое разупрочнением неоднородной среды, является в рамках рассмотренной модели механизмом диссипации упругой энергии, достаточным для аккомодации к заданному процессу макродеформирования при ограничении притока механической энергии со стороны достаточно жесткой нагружающей системы. Элементарные акты частичной или полной потери несущей способности отдельными элементами структуры на начальном этапе деформирования проявляют себя как случайные события, описываемые в рамках статистических предстаг влений, в то время, как этапы локализации и формирования макродефекта определяются преимущественно условиями перераспределения энергии между деформируемым телом и нагружающей системой. [c.143]

Опыт показывает, что стремление найти адекватное описание для широкой совокупности экспериментальных данных о разнообразных условиях реализации рассматриваемого процесса может быть более успешным, если феноменология дополнена элементами онтологического подхода. Последний связывает изучаемые процессы с физическими представлениями об их глубинных механизмах. Так, при анализе опытных данных, полученных при изучении процессов неупругого деформирования материалов, обнаруживаются закономерности, которые можно интерпретировать как проявление чувствительности, своеобразной памяти материала, по отношению к его деформационной предыстории. Они проявляются при разных программах нагружения и внешне могут показаться разнородными, но некоторая общность эффектов позволяет определить их совокупность термином деформационная анизотропия . Последнюю естественно связать с микронапряжениями (напряжениями II рода, согласно терминологии, принятой в физике), возникаюш ими в материале вследствие его микронеоднородности. Изменяясь в процессе неупругого деформирования, микронапряжения (или, точнее, порождаюш ие их несовместные микродеформации) фактически играют роль материальных носителей памяти материала о предыстории деформирования. [c.12]

Известно, что природа неупругого деформирования поликристаллических материалов весьма сложна и характеризуется существенной неоднородностью в масштабе зерен, субзе-рен, дислокаций и систем скольжения. Феноменологический подход, варианты которого были рассмотрены в главе А4, игнорирует тонкости механизма неупругой деформации исходя из стремления наиболее просто описать закономерности деформационного поведения материала в параметрах а, е, Т, t. Это дает выигрыш при определенных типах программ нагружения, но в случае рассмотрения всего комплекса закономерностей неупругого деформирования при циклическом неизотермическом нагружении с выдержками приводит, как мы видели, к значительным трудностям. Для их преодоления делают попытки использования онтологического подхода моделирование зерен, систем скольжения, законов их взаимовлияния [33, 79]. Однако чрезвычайная громоздкость этого подхода пока не позволяет считать соответствующие модели пригодными для широкого практического применения. [c.149]

Пример такой номограммы приведен на рис. А6.10 для стали 12Х18Н9 при 700 °С. Статическое повреждение здесь считается пренебрежимо малым. Размах неупругой деформации Ар в соответствии с формулой Коффина определяет число циклов до разрушения при отсутствии выдержек Nj . При наличии выдержек значения х+ и X- определяют [выражение (А6.18Х номограмма рис. А6.10], во сколько раз (по долговечности) такой цикл опаснее. Область II номограммы, отделенная штриховой линией, соответствует ситуации, когда все повреждение в полуцикле растяжения (отвечаюш ее второму механизму — низких скоростей неупругого деформирования) залечйвается в процессе ползучести в полуцикле сжатия. Повреждаюш им оказывается в этом случае только быстрое неупругое деформирование [c.230]

Для многих материалов характер изменения зависимости Авд—N изменяется в зависимости от уровня напряжений и числа циклов нагружения. Так, из рис. 119 видно, что для стали 0Х14АГ12М при напряжениях ниже 280 МПа наблюдается незначительное разупрочнение с дальнейшей стабилизацией процесса неупругого деформирования. При напряжениях 280 МПа наблюдается циклическая стабильность. В случае более высоких напряжений происходит упрочнение с последующей стабилизацией процесса неупругого деформирования. Такое изменение зависимостей Абн —iV объясняется изменением механизма деформирования при разных уровнях напряжения. [c.159]

При подготовке монографии мы стремились сделать ее полезной как для специалистов, так и для заинтересованных представителей смежных профессий и студентов. Для полноты представления материала в первых двух главах кратко изложены сведения из механики сплошных сред в объеме, необходимом для обсуждения экспериментов, и обзор современных экспериментальных методов. В третьей и четвертой главах обсуждаются результаты экспериментальных исследований вязкоупруго-пластической деформации материалов различных классов в ударных волнах и расчетные модели неупругого деформирования. Сопротивление разрушению конденсированных сред в субмикросекундном диапазоне длительностей нагрузки изучается путем анализа откольных явлений при отражении импульса ударного сжатия от поверхности тела. Механизм и динамика откольного разрушения в конструкционных металлах и сплавах, пластичных и хрупких монокристаллах, керамиках и горных породах, стеклах, полимерах, эластомерах и жидкостях обсуждаются в пятой главе. В шестой главе представлено несколько наиболее важных примеров полиморфных превращений веществ в ударных волнах. Некоторые вопросы взаимодействия импульсов лазерного и корпускулярного излучения с веществом, что является одним из новых приложений физики ударных волн, обсуждаются в гл.7. Восьмая глава представляет собой обзор уравнений состояния и кинетики разложения взрывчатых веществ в ударных и детонационных вол- [c.7]

Под внутренним трением понимают способность твердых тел необратимо поглощать и рассеивать внутрь материала сообщаемую извне механическую энергию. Внутреннее трение — это неупругое релаксационное свойство, проявляющееся как вязкое сопротивление взаимному перемещению частей одного и того же твердого тела при его деформировании или при сообщении ему механических колебаний [277—279]. Знание величины внутреннего трения позволяет выбирать демпфирующие материалы для гашения механических йолебаний (здесь необходимо высокое внутреннее трение) или рекомендовать сплавы, практически не рассеивающие упругую энергию, т. е. обладающие незначительным внутренним трением. Кроме того, измерение внутреннего трения дает информацию о механизмах фазовых превращений, диффузии, кинетике выделения избыточных фаз и др. Методика внутреннего трения может быть использована для оценки работоспособности материалов в условиях их длительной работы при сложных температурных и силовых воздействиях [227]. [c.184]

Основными факторами, определяющими уровень неупругих деформаций и их зависимость от числа циклов напряжения при различных уровнях напряжений, наряду с общими свойствами сплавов являются особенности дислокационного механизма деформирования сплавов при циклическом нагружении [9, 10], скорость изменения деформаций в процессе циклического деформирования [101 и остаточные напряжения второго рода, возникающие в локальных объемах металла (эффект Баушинге-ра) [1]. [c.5]

Здесь 0, — значение параметра 0, разграничивающее (ирн данной температуре) области реализации двух механизмов пеупру-гого деформирования. Из параметров С, К п р. выбран иослед-нпй, при этом процедура идентификации модели оказывается наиболее простой. Заметим, что в данных выражениях величина / >. означает модуль изменения неупругой деформации после реверса знак модуля для краткости опущен. [c.226]

Арки и рамы. В. П. Тамуж (1962) рассмотрел движение круговой жестко-пластической арки под действием приложенной в центре сосредоточенной нагрузки. Предполагалось, что движение арки, аналогично-статическому деформированию, происходит с образованием трех пластических шарниров. Далее автор использовал для определения двух независимых параметров, характеризующих механизм деформирования, принадлежащий ему же вариационный принцип, в результате чего задача свелась к решению двух трансцендентных уравнений. Для подтверждения правильности полученных решений необходимо, кроме того, убедиться, что предел текучести не превышен в жестких частях арки. Полученная картина движения в общем удовлетворительно подтверждается экспериментом. Данная работа интересна также как первый пример использования в динамике неупругого тела математического аппарата квадратичного программирования. Если разбить дугу арки на п равных частей, то согласно (2.3) задача сведется к отысканию минимума некоторой квадратичной функции при линейных ограничениях, т. е. к задаче квадратичного программирования. Для решения этой задачи автор предлагал использовать метод Уолфа. [c.318]

Источником сопротивления перекатыванию являются также гистерезисные потери в телах за счет их деформирования. Этот механизм трения качения исследован экспериментально Д. Тейбором (1956 г.). Для неупругих материалов сопротивление качению существенно зависит от скорости перекатывания. [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...