Схемы деформации и схему напряженного состояния Условия пластичности

СХЕМЫ ДЕФОРМАЦИИ И СХЕМЫ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ. УСЛОВИЯ ПЛАСТИЧНОСТИ [c.24]

Очень важно также всеобщее утверждение тезиса о том, что пластичность является не свойством вещества, а его состоянием, зависящим от схемы напряженного состояния, т. е. от условий, в которых происходит деформирование. Справедливость этого тезиса базируется на положительном использовании его в многолетней практике кузнечно-штамповочного производства затем он был теоретически обоснован учением С. И. Губкина [4] о механической схеме деформации и блестяще подтвержден опытами по пластическому деформированию в условиях [c.201]

В литературе встречаются иные определения пластичности металла и меры ее количественной оценки. Например, многие специалисты считают, что пластичность — это не свойство металла, а его способность (склонность) деформироваться остаточно без макроразрушения и связано это, якобы, с тем, что в зависимости от условий деформирования, в частности от схемы напряженного состояния, один и тот же металл может быть способен (склонен) к пластической деформации или вообще не обладать такой способностью. [c.487]

Из опыта эксплуатации кулачковых и торсионных пластометров и задач, которые стоят в области изучения реологических свойств металлов и сплавов для процессов ОМД, можно определить требования, которым должны удовлетворять современные установки подобного типа - 1) широкий регулируемый скоростной диапазон испытаний в пределах 0,01—500 с 2) возможность получения больших степеней деформации (испытания на плоскую осадку, кручение) 3) возможность воспроизведения самых различных, заранее программируемых и управляемых с помощью ЭВМ законов нагружения как за один цикл испытаний, так и при дробном деформировании 4) возможность записи кривых релаксаций в паузах между нагружениями с длительностью пауз от 0,05 до 10 с 5) фиксация структуры металла с помощью резкой закалки образца в любой точке кривой течения 6) оснащение установок высокотемпературными печами для нагрева образцов до 1250 °С в обычной среде и в вакууме или среде инертного газа до 2000—2200 °С 7) возможность воспроизведения при испытаниях, особенно дробных, различных законов изменения температуры металла, фиксация температуры образца с помощью быстродействующих пирометров 8) возможность проведения испытаний не только при одноосных схемах напряженного состояния, но и в условиях сложнонапряженного состояния, особенно при исследовании предельной пластичности 9) обеспечение высоких требований по жесткости машин, по техническим характеристикам измерительной и регистрирующей аппаратуры, возможность стыковки с ЭВМ (УВМ) для автоматизированной обработки данных и управления экспериментом. [c.49]

Наши привычные представления о пластичности складываются на основании проведенных опытов, наиболее распространенными из которых остаются испытания на растяжение при комнатной температуре. Их результаты для многих исследователей являются базой отсчета, на основе которой делают попытки прогнозировать поведение металлов при иных условиях - при других схемах напряженно-деформированного состояния, температурах, скоростях деформации и т. д. Влияние этих факторов на пластичность зачастую противоречиво, закономерности найти трудно [69, 71, 72], а в ряде случаев, как считает автор работы [72], вообще невозможно. Это вызвано тем, что помимо перечисленных факторов на пластичность влияют и колебания химического состава (причем важным бывает наличие некоторых примесей), и особенности технологии получения исходного материала, и атмосферные условия в период выплавки, и структурное состояние материала. [c.205]

Русский ученый С. И. Губкин показал, что пластичность при прочих равных условиях определяется схемой напряженного состояния, различной в разных процессах и операциях обработки давлением. Вследствие этого для каждых операций, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации. [c.66]

При ковке медных сплавов у нижней границы температурного интервала пластичность их резко снижается, поэтому при обработке таких сплавов в условиях, соответствующих линейной схеме напряженного состояния (осадка, прошивка, протяжка) иа плоских бойках, степень деформации следует выдерживать в пределах 30%, так как большие по величине степени деформации за один обжим приводят сплав в хрупкое состояние с образованием трещин. [c.524]

Схема напряженного состояния влияет на механические свойства и особенно на характеристики деформации (пластичности) через соотношение сжимающих и растягивающих напряжений. Сжимающие напряжения в большей мере способствуют проявлению пластичности, чем растягивающие (в условиях гидростатического сжатия разрушения вообще не происходит). Поэтому чем боль ше роль сжимающих напряжений схеме напряженного [c.13]

Группа I. Пластическая деформация металла происходит в условиях гидростатического сжатия, при котором с самого начала обработки давлением металл подвергается воздействию всестороннего сжатия с высокими главными сжимающими напряжениями, а растягивающие деформации и напряжения крайне малы. При этом с увеличением противодавления доля растягивающих деформаций и напряжений резко уменьшается, а технологическая пластичность деформируемого металла возрастает. Напряженное состояние соответствует неравномерному всестороннему сжатию, а деформированное состояние разноименной схеме с двумя деформациями сжатия и одной — растяжения. [c.58]

Вне зоны очага деформации можно вообще пренебречь наличием деформаций, полагая эти части тела абсолютно жесткими. Л. М. Качанов рекомендует [27] при соответствующих условиях применение схемы жесткопластического тела, однако предупреждает о том, что допущение абсолютной жесткости некоторой условно выделенной части тела может в отдельных случаях привести к ошибочным решениям. Таким образом, при математической постановке практических задач анализа напряженного состояния тела, подвергаемого обработке давлением, используется, как правило, либо деформационная теория пластичности , которая при малых деформациях и простом нагружении приводит к системе уравнений (5-9), либо теория пластического течения , устанавливающая связь напряжений со скоростями деформации. [c.166]

Таким образом, указанной схемой действия сил учитывается схема напряженного состояния элементарного объема металла, находящегося в зеве валков в условиях всестороннего сжатия. Чтобы упростить решение уравнения равновесия выделенного элемента, принимается, что указанная схема действия сил справедлива на протяжении всей ширины прокатываемого металла (в направлении, перпендикулярном к схеме на фиг. Ю2,а) при этом не учитывается влияние уширения и уменьшение вследствие этого удельных давлений по краям полосы. Иначе говоря, решается плоская задача теории пластичности, так как рассматривается плоская схема деформации в вертикальной плоскости, параллельной направлению прокатки. [c.219]

Так как у краевой части заготовки напряжения Ор равны нулю и возрастают до максимального значения на входе в матрицу, то можно считать, что в очаге деформации минимальным будет напряжение Од, а максимальным — напряжение, действующее перпендикулярно к срединной поверхности заготовки. Так как последнее напряжение сравнительно мало и схема напряженного состояния близка к плоской (влияние напряжений на условие перехода заготовки в пластическое состояние пренебрежимо мало), то уравнение пластичности по гипотезе максимальных касательных напряжений для обжима может быть представлено в виде [c.213]

Контактные напряжения являются сравнительно небольшими и не могут оказывать заметного влияния на переход заготовки в пластическое состояние, поэтому с достаточной степенью приближения можно считать, что при отбортовке в очаге деформации схема напряженного состояния близка к плоской схеме двухосного растяжения. В такой схеме крайними главными нормальными напряжениями будут одно из действующих растягивающих напряжений (максимальное) и напряжение, перпендикулярное к срединной поверхности, равное нулю (минимальное). Так как у кромки отверстия меридиональное напряжение Ор = О, то оно должно быть переменным и изменяться от нуля у кромки отверстия до максимума на границе очага деформации с недеформируемой частью заготовки. Для соблюдения условия пластичности в любой точке заготовки необходимо, чтобы максимальным главным нормальным напряжением было тангенциальное напряжение Од. [c.239]

Рассматриваемый закон утверждает, что для достижения пластической деформации необходимо передать телу определенное количество удельной потенциальной энергии изменения формы йф и что количество необходимой энергии не зависит от схемы напряженного состояния. Этот закон будет использован ниже при определении условия пластичности. [c.25]

Для определения условия пластичности в случае объемного напряженного состояния разработано несколько теорий. Наиболее общая и экспериментально проверенная энергетическая теория исходит из условия, что пластическая деформация наступает тогда, когда потенциальная энергия упругого изменения формы (а не объема) достигает определенного значения для данного материала и данных условий деформирования независимо от схемы напряженного состояния. В соответствии с этой теорией условие пластичности в главных напряжениях имеет следующий вид [c.26]

Влияние напряженного состояния. Экспериментально установлено, что материалы, непластичные в условиях линейного растяжения, пластически деформируются в условиях всестороннего неравномерного сжатия (рис. 9, е). Такая схема напряженного состояния соответствует, например, процессу выдавливания — прессования. Этот процесс поэтому применяется для получения деталей (турбинные лопатки, клапаны) из специальных сплавов, имеющих низкие пластические свойства. Чем меньше разница между напряжениями 01, Од и больше их абсолютная величина, тем значительнее повышается пластичность материала и растет сопротивление деформированию. Если 01 = СГ.2 = 03, то пластическая деформация будет отсутствовать, материал будет подвергаться только упругой деформации. Ярким примером увеличения пластичности материала в условиях всестороннего неравномерного сжатия является деформация чугуна выдавливанием, пластическое деформирование мрамора в специальной камере. [c.32]

Таким образом, рассматриваемое условие пластичности равносильно утверждению, что количество удельной потенциальной энергии упругой деформации формы элемента металлического тела при его пластической деформации является для данных условий деформаций (степени, скорости и температуры деформации) величиной постоянной независимо от схемы напряженного состояния. [c.122]

Пользуясь приближенным уравнением равновесия (8.6) и условием пластичности с учетом схемы напряженного состояния в данной операции, можно выяснить распределение напряжений в участке очага деформации с постоянной кривизной в меридиональном сечении. При резких изменениях кривизны в меридиональных сечениях должно быть учтено влияние изгибающих моментов, что будет сделано после изучения операции гибки (пластического изгиба). [c.341]

Назовем кинематически возможным состоянием тела такое состояние, для которого удовлетворены условия на поверхности для перемещений и условия совместности деформаций в каждой точке тела. Уравнения равновесия могут быть не удовлетворены. Очевидно, что точки, изображающие напряженные состояния в точках тела, находящегося в кинематически возможном состоянии, лежат на поверхности начала пластичности, так как иначе согласно схеме идеального жестко-пластического тела деформирование невозможно. [c.210]

Влияние отдельных факторов на процесс обработки давлением. Пластичность металла зависит от его химического состава, температуры нагрева, скорости и степени деформации, условий трения на поверхности контакта металла и инструмента, а также схемы напряженно-деформированного состояния. [c.153]

Прежде чем перейти к более детальному рассмотрению основных стадий и закономерностей распространения усталостных трещин, следует остановиться на эффекте закрытия усталостной трещины (fatigue ra k losure), впервые обнаруженном В. Элбером. Сущность этого эффекта состоит в том, что усталостная трещина может остаться закрытой из-за смыкания ее берегов позади вершины на протяжении определенной части цикла нагружения. На рис. 33 представлены схемы раскрытия бере) ов усталостной трещины. По В. Элберу смыкание берегов трещины происходит в результате наличия на них остаточной пластической деформации, поскольку при разгрузке берега усталостной трещины могут сомкнуться раньше, чем наступит полное снятие нагрузки. Этот механизм закрытия трещин характерен для пластичных металлов и сплавов, испытываемых в условиях плоского напряженного состояния (рис. 33, а, б). [c.53]

Пластометрические испытания на сжатие, растяжение и кручение необходимы при исследовании предельной пластичности металлов и сплавов в зависимости от схемы напряженного состояния при различных термомеханических условиях деформации [32, 42, 43]. [c.68]

Силовая схема осевого растяжения цилиндрического образца с кольцевой трещиной, рассмотренная в предыдущей главе, достаточно полно реализует условия автомодельности зоны пред-разрушения в окрестности контура макротрещины, т. е. при установленных размерах образца и трещины область предразрушения вдоль всего ее контура находится в состоянии плоской деформации и напрян ения в ней описываются коэффициентом интенсивности напряжений К . Однако при определении трещиностойкости достаточно пластичных материалов необходимо испытывать образцы больших сечений, для разрушения которых но этой силовой схеме необходимы испытательные машины большой мощности и жесткости. Другие силовые схемы, например рекомендованные в британском стандарте [9, 145], более доступны для осуществле-ния эксперимента на пластичных материалах. Вместе с тем эти силовые схемы неточно реализуют условия автомодельности распространения макротрещины (состояние плоской деформации в области предразрушения) вдоль всего ее контура. Причиной этого является выход трещины на поверхность тела, что приводит к видоизменению области предразрушения. Правда, для ликвидации такого явления иногда на свободной поверхности делают боковой надрез, который жестко локализирует пластические деформации вдоль контура трещины. Однако для такой силовой схемы отсутствуют теоретические решения какой-либо определенной точности, что создает дополнительное затруднение. [c.59]

Схема Иоффе применима для макрообразца и не учитывает локальной концентрации напряжений у вершины распространяющейся трещины. Если же напряжения здесь значительно превзойдут предел текучести, то в процессе развития трещины будет проходить значительная пластическая деформация и работа этой деформации может оказаться настолько большой, что в соответствии с критерием Гриффитса трещина уже не сможет распространяться как хрупкая. Поэтому для того, чтобы ниже Гхр на рис. 41 действительно происходил переход из пластичного оостоярия в хрупкое, необходима достаточно резкая температурная зависимость 5т (рис. 41, кривая /). Тогда ниже Тхр даже у вершины трещины напряжения не превзойдут 5т. Если же предел текучести в принятых условиях испытания слабо зависит от температуры (рис. 41, кривая 2), то перехода из хрупкого состояния в пластичное наблюдаться не будет. [c.88]

Разгрузочное состояние. Рассматриваемая модель конечных упругопластических деформаций обладает исключительной для подобных моделей особенностью результат разгрузки не зависит от его пути в пространстве напряжений. Поэтому учет конечности деформаций не вносит принципиальных сложностей и разгрузка может рассматриваться по той же схеме, что и при малых деформациях. Если уровень накопленных пластических деформаций незначителен, то повторного пластического течения не возникает. В этом случае следует проинтегрировать уравнение равновесия (квазистатическое приближение) в двух областях в области г р г Rp, где пластические деформации отсутствуют, и в области Sp г < rip, где пластические деформации неизменны (идеальная пластичность). Зададим значение Тр = Rp/Ro, тогда /(тр) = Тр — 1. Значение производной / тр) по заданному параметру Тр находим из условия задачу Коши для обыкновенного дифференциального уравнения (2.7). Положение границы пластической области в материальных координатах (переменных Лагранжа) не изменилось, но пространственная ее координата rip вследствие деформирования стала другой. Таким образом, возникает второй, наряду с Тр, пристрелочный параметр Tip = ripR . [c.91]

Различие видов напряженного состояния в тех или иных участках заготовки создает возможность сосредоточения пластических деформаций во фланце заготовки. Действительно, по условию пластичности (5.22) пластическая деформация в стенках и донышке вытягиваемой заготовки может возникнуть в случае, если ар = Оз (линейная или плоская одноименная схема напряженного состояния). В то же время фланец заготовки может деформироваться при СТр = ае— ое < Оз. Таким образом, для успешной вытяжки необходимо, чтобы напряжение СТртах, действующее на границе между фланцем и донной частью, не превосходило напряжение текучести. Отсюда следует, что основной задачей при рассмотрении процесса вытяжки должно быть отыскание величины Ортах- [c.359]

При деформации в одинаковых условиях и -при одной и той же схеме напряженного состояния пластичность сталей и сплавов определяется химическим составом, влиянием отдельных химичеоких элементов, мак-ро- и микроструктурой, наличием примесей и другими факторами. [c.199]

Форма бойков. Данные многих исследователей и опыт работы заводов [21, 23, 24] подтверждают, что технологическая пластичность стали при ее деформации свободной ковкой может быть изменена и значительно повышена путем правильного выбора формы и размера бойка, т, е. путем выбора наиболее благоприятной схемы напряженного состояния металла в момент его деформирования, В подтверждение этого в табл. 106 приведено изменение состояния пластичности слитка из хромоннкельмолибдено-вой стали типа 25—16—6 при ковке бойками различной формы. Из таблицы видно, что максимальное развитие трещин происходит при вытяжке слитков плоскими бойками. Нецелесообразно производить вытяжку высоколегированных сталей и в комбинированных бойках (верхний — пло. ский, нижний — вырезной). Наиболее благоприятные условия обеспечиваются при ковке в бойках, имеющих радиус выреза, равный радиусу слитка. В этом случае вытяжка происходит при боковом давлении стенок иргструмента на металл, исключающем образование растягивающих напря- [c.373]

При обработке металлов и сплавов методами данной группы главные сжимающие напряжения, действующие в деформируемом металле, достаточно высокие, а растягивающие напряжения относительно невелики. Вид напря (енного состояния соответствует неравномерному всестороннему сжатию, а деформированное состояние характеризуется разноименной схемой, в которой две деформации сжатия, действующие от деформирующей силы и бокового давления со стороны стенок контейнера и одна деформация растяжения, возникающая при истечении металла из очка матрицы. Последняя и приводит во многих случаях прессования выдавливанием к понижению пластичности прессуемого металла, а при определенных условиях обработки (при повышении скорости и понижении температуры прессования) — к образованию трещин в прессуемых прутках, профилях, трубах и штамповках. Таким образом, напряженно-деформированное состояние металла при прессовании выдавливанием с соблюдением установленного термомеханического режима делает пластическую деформацию металлов и сплавов этим методом, протекающей при благоприятном нагружении. [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...