Определение скорости деформации и напряженного состояния при пластической деформации

Описанные уравнения роста трещин многоцикловой усталости используют также и для оценки долговечности конструкционных элементов, работающих на циклические нагрузки в условиях воздействия агрессивных сред. При этом физико-химические свойства среды, а также условия нагружения, прежде всего такие, как частота и температура металла и среды, отражаются определенным образом на коэффициентах Вит. Имеющиеся в обширной литературе по коррозионной усталости экспериментальные данные о характере этого влияния достаточно разноречивы, причем в любом случае большую роль играют индивидуальные свойства металла и агрессивной среды. По некоторым данным рост трещин под воздействием агрессивной среды ускоряется, по иным данным, наоборот, замедляется, что объясняют образованием защитного слоя из продуктов коррозии, усиленным теплоотводом от зоны местных напряжений перед фронтом трещины в жидких средах и т. п. Однако в целом следует считать, что по мере углубления и расширения коррозионно-усталостных трещин влияние агрессивной среды (каким бы оно не было) должно ослабевать в сторону преобладания чисто механического фактора. Достаточно развитые трещины должны распространяться при прочих равных условиях в агрессивной среде примерно с той же скоростью, что и на воздухе. Это вытекает из тех очевидных соображений, что деструкция материала в зоне местных напряжений перед устьем трещины определяется в первую очередь местными пластическими деформациями, которые зависят в свою очередь от циклического напряженного состояния всего конструкционного элемента, а не от свойств агрессивной среды. Однако среда играет [c.135]

Чтобы выяснить изменение напряженного состояния в материале при отражении от свободной поверхности плоской упругопластической волны нагрузки, амплитуда которой сравнима с пределом упругости по Гюгонио, проанализируем волновую картину в материале при соударении двух дисков [269]. Для упрощения анализа ограничимся рассмотрением соударения пластины определенной толщины, движущейся со скоростью va, с неподвижным образцом удвоенной толщины из того же материала. Не ограничивая общности рассмотрения, принимаем а) скорость распространения напряжений при упругом поведении материала (скорость распространения упругих возмущений) равна скорости распространения продольной упругой волны ао независимо от интенсивности волны как при нагрузке, так и при разгрузке б) пластическая деформация одного знака не меняет предел текучести материала при перемене знака деформации, т. е. эффектом Баушингера можно пренебречь в) скорость распространения возмущений, связанных с пластической деформацией, изменяется в соответствии с изменением величины деформации по одному и тому же закону при нагрузке и разгрузке, т. е. эффектами, обусловленными вязкой составляющей сопротивления при распространении упруго-пластических волн, пренебрегаем. Последнее допущение требует пояснения. Как показано выше, при распространении упруго-пластической волны вблизи поверхности нагружения конфигурация фронта волны меняется в связи с проявлением зависимости сопротивления сдвигу от скорости пластического сдвига. При удалении от контактной поверхности конфигурация волны за упругим предвестником приобретает стабильность и может быть определена на основе деформационной теории распространения волн. Анало- [c.216]

Скорости деформаций аппроксимируются линейными функциями. Вклад в энергию моментных составляющих, характеризующих градиент скорости деформаций в элементе, регулируется весовыми коэффициентами, что позволяет в рамках единой схемы исследовать динамику массивных тел, стержней и оболочек. Напряжения определяются подстановкой скоростей деформаций в уравнения состояния (3). В силу малости весовых коэффициентов связь между градиентами напряжений и скоростей деформаций предполагается линейно упругой. Пластические свойства материала учитываются при вычислении напряжений в центре конечного элемента. Напряжения по толщине элемента аппроксимируются кусочно-постоянной функцией, определяемой из уравнений состояния (3) исходя из линейного распределения скоростей деформаций вдоль нормали к срединной поверхности. Численная схема определения контактного давления и статически [c.117]

Установление квазистатического однородного напряженного и деформационного состояния в образце достигается в результате интерференции упруго-пластических волн [373]. Время и степень выравнивания напряжений по длине образца определяются частотой взаимодействия волн, обратно пропорциональной длине образца. Поэтому с повышением скорости деформации обеспечение необходимой равномерности возможно только при сокращении длины образца [136]. При высокоскоростных испытаниях выравнивание напряжений по длине рабочей части образца требует определенного времени, сравнимого с временем испытания. С повышением скорости деформирования это время составляет все большую часть времени испытания при неизменной длине образца. По этой причине для высокоскоростных испытаний неприемлемы пропорциональные образцы, принятые для статических испытаний. Их применение приводит к локализации деформации и разрушения вблизи нагружаемого конца при достижении так называемой критической скорости удара [81, 129], а также к появлению ряда других аномальных эффектов, не характеризующих действительное механическое поведение материала. [c.90]

В дальнейшем мы не будем применять метод А. В. Верховского для определения касательных напряжений. Для чисто упругой деформации мы непосредственно используем результат, полученный А. В. Верховским для напряжений, нормальных к соответствующим сечениям. Для упруго-пластической деформации и для деформации ползучести используем деформационные гипотезы А. В. Верховского, подобно тому, как гипотеза плоских сечений при изгибе стержней постоянного сечения используется для упруго-пластической стадии деформации [13] и стадии ползучести [14]. Однако в этих случаях напряжения, нормальные к соответствующим сечениям, должны быть определены на основании соответствующих нелинейных зависимостей между напряжениями и деформациями (или скоростями деформации). При этом плоская деформация приближенно заменяется линейным напряженным состоянием. [c.129]

Получение характеристики сопротивления отрыву для пластичных материалов оказывается весьма затруднительным, так как при испытаниях, как правило, не удается миновать стадии пластических деформаций, а следовательно, и значительных касательных напряжений. В связи с тем, что у пластичных материалов сопротивление разрушению от касательных напряжений (срезу) значительно ниже сопротивления отрыву, при обычных испытаниях этих материалов не удается достигнуть сопротивления отрыву, так как раньше происходит разрушение путем среза. Поэтому для определения сопротивления отрыву необходимо такое изменение условий испытания (изменение вида напряженного состояния, температуры, скорости деформирования), которое, почти не изменяя характеристики сопротивления отрыву, повлекло бы за собой значительное увеличение сопротивления срезу. [c.129]

При одноосном (линейном) сжатии или растяжении (см. рис. 15.5, а) состояние текучести (начало пластической деформации) наступает, когда напряжение а достигает некоторой вполне определенной для данного металла величины называемой пределом текучести. Эта величина, количественно определяющая сопротивление металла деформированию, является характеристикой материала и зависит от температуры, степени и скорости деформации, т. е. от условий деформирования. Для большинства применяемых в машиностроении металлов и сплавов предел текучести определяют экспериментально на испытательных машинах путем растяжения образцов при соответствующих температурах. [c.288]

Обсуждение, проведенное в гл. IX, раздел 2, показало, что наиболее важным параметром, обусловливающим скорость продвижения трещины путем пластической деформации, по-видимому, является амплитуда пластической деформации Ае . В условиях квазилинейного упругого поведения материала и определенного напряженного состояния она является функцией размера обратимой пластической зоны, РТ или АК (гл. IX, раздел 3). Модели стадии II распространения трещины предполагают, что прирост трещины за один цикл пропорционален мгновенному значению РТ. Коэффициент пропорциональности представляет меру необратимости, вызванной, возможно, адсорбцией частиц из окружающей среды на свежих ступеньках полос скольжения у вершины трещины, предотвращающей сцепление новых поверхностей при закрытии трещины. Радиус обратимой пластической зоны можно рассчитать, предположив, что локальное напряжение течения [c.231]

Толщина образца, как уже отмечалось, определяет степень трех-осности напряженного состояния и, соответственно, стеснение пластической деформации в вершине трещины. Поэтому влияние толщины образца проявляется на участке, где значения коэффициента интенсивности напряжений близки к критическим. Экспериментально установлено, что это влияние на скорость роста усталостной трещины гораздо менее существенно, чем на Кс, хотя качественно имеет тот же. характер. Естественно предположить, что если эксперимент удовлетворяет требованиям, предъявленным к испытаниям по определению вязкости разрушения при плоской деформации, то его результаты не будут зависеть ни от толщины, ни от других размеров образца. [c.31]

В теории обработки металлов давлением под термином предел текучести обычно понимают истинное нормальное напряжение, т. е. усилие, отнесенное к площади сечения образца в данный момент и приводящее его в пластическое состояние в процессе однородного линейного растяжения при данной температуре с определенной скоростью и степенью деформации. [c.76]

Действительно, при самой общей постановке задачи пластического формоизменения тела, в мысленно выделенной его материальной частице не представляется возможным установить определенной связи между напряжениями и деформациями или между напряжениями и скоростями протекания деформации. Если, как это следует из современного учения о конечной пластической деформации, направления главных осей и вид напряженного состояния выделенной материальной частицы в большинстве реальных случаев деформации совпадают с направлениями главных осей и видом тензора (определенной совокупности векторов) скорости деформации, то интенсивность напряженного состояния частицы зависит не только от интенсивности скорости деформации, но и от интенсивности итоговой (за весь предшествующий процесс) деформации, от степени деформации и от температуры. [c.202]

Прямая регистрация волновых профилей дает значение напряжений за фронтом первой пластической волны сжатия и перед фронтом ударной волны разрежения в железе, соответствующих началу прямого и обратного переходов а о е, равные 12,6—14 и 12,3 0,4 ГПа [10]. Следует отметить малую (по сравнению со статическими экспериментами [И]) величину гистерезиса давлений начала полиморфных превращений. Уменьшение гистерезиса можно объяснить переходом материала после ударного сжатия в вязкоупругое состояние. В результате внутренние напряжения, появляющиеся в матрице при образовании зародышей новой фазы, быстро релаксируют и не препятствуют развитию превращения. Наложение двух релаксационных процессов — полиморфного превращения и пластической деформации — затрудняет определение кинетики фазового перехода. Сопоставление с данными опытов при пониженных амплитудах нагрузки, а также с анализом динамики процесса по результатам регистрации профилей скорости свободной поверхности дает основание считать, что затянутый спад параметров перед ударной волной разрежения связан, главным образом, с вязкоупругим поведением материала. [c.233]

Поэтому при решении задач об определении напряженного и деформированного состояния однородного изотропного тела, нагруженного за пределами упругости, необходимы уравнения пластического состояния материала (уравнения связи между напряжениями и деформациями или между напряжениями и скоростями деформаций). Такие уравнения устанавливаются на основании законов теории пластичности. Однако прежде, чем перейти к описанию этих законов, сформулируем условия начала текучести, представляющие собой критерии перехода материала в точке тела из упругого состояния в пластическое, т. е, условия начала возникновения пластических деформаций. [c.81]

Для деталей, работающих в условиях приложения динамических нагрузок, у которых подавляющая часть общей работы, поглощаемой до разрушения, приходится на долю пластической деформации (штоки паровых молотов, толстая броня, стволы орудий, амортизирующие цилиндры, шасси и т. п.), важной характеристикой, определяющей служебные свойства, является ударная вязкость. Ударная вязкость, определенная на стандартных образцах с надрезом, характеризует способность металла к местным пластическим деформациям и с этой точки зрения может служить характеристикой не только разрушения при ударе, но и при других резко выраженных объемных напряженных состояниях (внутренних напряжениях, концентраторах напряжений, понижения температуры). Поэтому определение ударной вязкости имеет значение не только для деталей, работающих при высоких скоростях приложения нагрузки. При сопоставлении сталей с одинаковым пределом прочности величина ударной вязкости может быть использована как сравнительная характеристика пластичности в надрезе. Ударная вязкость чувствительно реагирует на неоднородность структуры материала, особенно в поперечном и продольном направлениях. Поэтому она может быть применена для оценки однородности материала, для контроля загрязненности металла включениями, для выявления отклонений от технологического процесса, которые не отмечаются при статических испытаниях (выявление отпускной хрупкости, старения, перегрева и т. п.). Ударная вязкость должна определяться в направлении действия наибольших напряжений при эксплуатации. Так, для некоторых труб, турбинных дисков, цилиндров амортизаторов имеет значение ударная вязкость в поперечном к волокну направлении (тангенциальная проба). [c.16]

В обработке давлением важно знать условия деформирования, при которых происходит пластическая деформация и наступает разрушение. К условиям деформирования относятся усилия деформирования, температура, степень и скорость деформации и т. д. Для определения оптимальных условий деформирования используют экспериментально построенные графики, называемые диаграммами физико-механического состояния. Примером такой диаграммы может служить график напряжение—температура (рис. 5). Очевидно, что различные металлы, обладая различными свойствами, имеют свои определенные диа-грам.мы физико-механического состояния. [c.12]

Характерной особенностью хрупких разрушений является то, что они происходят при весьма незначительной пластической деформации материала, расположенного вблизи поверхности разрушения. Причинами хрупкости металлов являются структура и свойства материала, вид напряженного состояния, скорость деформирования и другие причины, которые являются разновидностями основных причин и создаются при определенных условиях нагружения, формах тела, низкой температуре и т. д. [c.246]

Раскрытие трещины и общий механизм хрупкого разрушения. Трудность применения метода линейной механики разрушения к сравнительно вязким конструкционным сталям низкой и средней прочности объясняется тем, что в этих случаях разрушение может быть связано со значительной локальной пластичностью. В таких материалах во время испытания образцов стандартных размеров с надрезом при нормальных скоростях деформации перед разрушением впереди напряженной трещины может распространяться пластическая зона. Вследствие этого невозможно проанализировать упругое напряженное состояние и вычислить показатель вязкости разрушения Кс- Уэллс (1969 г.) разработал метод, приняв, что неустойчивое распространение дефекта происходит при его критическом раскрытии около вершины (критическое раскрытие трещины или OD). Он предполагал, что это значение одинаково для реальных конструкций к образцов небольших размеров подобной толщины. Экспериментальное подтверждение было получено несколькими специалистами. Например, результаты определения разрушающих напряжений для охрупченных труб высокого давления из сплава циркония хорошо согласовывались с данными испытаний на изгиб образцов небольших размеров с надрезом для исследования критического раскрытия трещины (Фернихауф и Уоткинс, 1968 г.). Хорошее соответствие наблюдалось между поведением материалов при инициирующих испытаниях широкого листа и на изгиб образцов натурной толщины для выявления величины критического раскрытия трещины (Бурде-кин и Стоун, 1966 г.). В условиях малой пластической деформации можно показать, что усилие распространения трещины G есть произведение предела текучести Оу и критического раскрытия трещины б [c.236]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Примерно то же происходит и при регулярном циклическом нагружении, только в этом случае следует говорить уже не о точке, а о стационарном цикле напряжений р t). Каждому циклическому воздействию отвечает определенное стационарное циклическое состояние (стационарный или стабильный цикл). При начальных циклах нагружения процесс деформирования носит нестационарный характер, однако постепенно (в общем случае — асимптотически) напряжения и скорости деформаций в цикле стабилизируются [16, 20, 89, 92]. Но если при монотонном нагруясении стационарное состояние конструкции характеризуется совместностью скоростей ползучести (или скоростей кратковременной пластической деформации), то при циклическом стационарный цикл скоростей неупругой деформации определяется совместностью приращений деформации за цикл [c.185]

И тем не менее, именно к третьей группе приемов экспериментального исследования процессов конечной пластической деформации интерес исследователей за последнее время начал заметно падать. Причины этого заключаются, во-первых, в том, что по результатам экспериментальных работ третьей группы нет никакой возможности судить с практически приемлемой достоверностью ни о направлении главных осей, ни о виде напряженного состояния дефор-мируе] юн модели. Линии раздела слоев фиксируются при исследованиях третьего типа в одной какой-то стадии деформации (например, конечной), и при значительной деформации это не дает воздюжности иметь сколь-либо четкое представление о компонентах скорости деформации. Даже суждение об интенсивности итоговой деформации оказывается возможным только в том случае, когда физический рез деформированного тела во всех своих точках совпадает с главной плоскостью напряженного состояния. При этом определение интенсивности итоговой 428 [c.428]

Многочисленные исследования показали, что одним из наиболее эффективных методов воздействия на состояние поверхности, приводящих к повышению циклической прочности, является предварительное поверхностное пластическое деформирование (ППД). При этом применение ППД повышает циклическую прочность не столько в области многоцикловой усталости, сколько при больших перегрузках. Известны примеры, когда применение методов ППД позволяет повысить долговечность деталей из титановых сплавов, работающих в области малоциклового нагружения, в 17 — 20 раз, а предел выносливости—в 2 раза [ 187, с. 35, 43]. Вместе с тем по сравнению с многоцикловой усталостью эффективность применения ППД для деталей, работающих в малоцикловой области, изучена меньше. До последних лет отсутствовало даже научно обоснованное объяснение влияния ППД при больших перегрузках (выше предела выносливости), так как при этом роль остаточных сжимающих напряжений не может быть решающей. Возникающие при ППД остаточные сжимающие напряжения при значительных циклических пластических деформациях неизбежно релаксируют при первых же циклах нагружения. С целью установления природы влияния ППД на малоцикловую долговечность титановых сплавов были поставлены специальные опыты по изучению влияния ППД на статическую прочность и характер деформации. Исследование проводили на цилиндрических образцах сплава ВТ5-1 диаметром 10 мм. После механической шлифовки и полировки часть образцов подвергали электрополированию до полного удаления наклепанного слоя. Поверхностное пластическое деформирование осуществляли в трехроликовом приспособлении для обкатки (диаметр ролика 20 мм, радиус профиля ролика г= 5 мм, усилие на ролик изменялось от 300 до 1200 Н при определении статической прочности и равнялось 900Н при оценке характера деформирования). Обкатку вели на токарном станке в 2 прохода при скорости вращения шпинделя 100 об/мин [c.193]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

В соответствии с изложенным для высокоскоростных испытаний были выбраны образцы с рабочей частью диаметром 4 мм, длиной 10 мм и соответственно 4 и G мм [51, 53]. Относительная длина образца /p/dp=l,5 достаточна для образования хорошо развитой шейки, что обеспечивает получение надежных данных о предельной пластичности материала, не искаженных эффектами локализации деформации при распространении упруго-пластической волны. Определенные по условию (2.8) предельные скорости деформации для этих образцов составляют соответственно 2,5-10 и 4-10 с . Допустимая скорость деформирования по условию (2.9), определяемая исходя из исключения неодноосности напряженного состояния в образце вследствие эффектов радиальной инерции, равна 1-10 с . [c.91]

Природа перехода из вязкого состояния в хрупкое без каких-либо видимых структурных изменений в настоящий момент полностью не раскрыта. Пластическая деформация возникает в результате движения дислокаций. Атомы примесей, имеющихся в металле, блокируют дислокации, образуя облака Коттрелла . При приложении нагрузки движение дислокаций задерживается у границ зерен, точечных дефектов и других препятствий, пока напряжения от внешней нагрузки не становятся достаточными для возникновения пластической деформации или для зарождения трещины. В первом случае происходит пластическое течение, во втором, когда скорость распространения микротрещины превышает скорость пластической деформации, наступает хрупкое разрушение. При повышении температуры испытания возможность вырыва дислокации из ее облака и ее перемещения возрастают. По достижении определенной температуры скорость пластической деформации начинает превышать скорость распространения микротрещин, т. е. металл переходит из хрупкого состояния в вязкое. [c.141]

Микромеханизмы возникновения мгновенных пластических деформадий и развивающихся во времени деформаций ползучести тесно связаны между собой, поэтому необходимо учитывать взаимодействие процессов ползучести и пластического деформирования, которое усиливается с ростом температэфы. Кроме того, механические свойства конструкционных материалов изменяются с температурой не только как мгновенная реакция на ее текущее значегше, но и о некоторым запаздыванием вследствие постепенной перестройки микроструктуры материала со скоростью, которая также пропорциональна множителю вида (4.1.1). Все это затрудняет при повышенных температурах раздельное определение характеристик пластичности и ползучести материала в экспериментах и заставляет учитывать взаимное влияние процессов ползучести и пластического деформирования на напряженно-деформированное состояние и работоспособность теплонапряжегшых конструкций [28]. [c.176]

Как было отмечено выше, анализ работы конструкции, у которой свойства материала описываются структурной моделью, может быть сведен к анализу другой, соответственно усложненной идеально вязкой (или идеально пластической) конструкции. Последние образуют специальный класс идеально вязких конструкций, поскольку в общем случае они могут обладать определенными особенностями. Если иметь в виду структурную модель с бесчисленным множеством подэлементов (непрерывное распределение параметров 2), то для таких конструкций область упругой работы представляет условное понятие как бы ни была мала нагрузка, всегда найдется настолько слабый нодэлемент, который деформируется неупруго. С другой стороны, и предельное состояние может быть определено лишь после введения некоторого допуска. Если у такой модели допускается наличие идеально упругого подэлемента (см. 23), то не существует ни предельного напряжения при заданной скорости деформации, ни стационарной ползучести с ненулевой скоростью. Соответственно при регулярном циклическом нагружении моделируемой конструкции в стационарном цикле возможно лишь знакопеременное неупругое деформирование. Упругая приспособляемость и постепенное накопление деформации (прогрессирующее формоизмене- [c.205]

Единственное не связанное с данной работой исследование по определению свойств материала для анализа возможности его применения в опытах по динамической фотопластичности изложено в работах [12, 13]. Были рассмотрены технические полиэфир-полистирольные соединения и полиэфир в виде смеси жесткой и эластичной смол с техническим названием ламинак испытания проводили при квазистатических скоростях, динамические пластические деформации при этом не возникали. Данное исследование было начато с тщательного анализа большого числа потенциально пригодных для изготовления моделей материалов, испытанных при квазистатических скоростях нагружения [14], отбора наиболее перспективного из них — сополимера стирола с полиэфиром—для дальнейших испытаний при средних скоростях деформации [15] и экспериментального определения физических и фотомеханических соотношений для этого материала при изменении скоростей деформирования в 80 раз вплоть до значения 10 с [16, 17]. Динамические фотопластические деформации вызывались в стержнях из этого материала при помощцч удара снарядом по промежуточному стержню. Для анализа образцов наблюдали картину полос при двойном лучепреломлении и скорости ее изменения по кадрам высокоскоростной съемки, затем при помощи данных фотомеханики переходили к распределению деформаций и скоростей деформаций и, наконец, для вычисления напряжений численно интегрировали механические уравнения состояния материала. [c.215]

Вязкость деформируемых тел. В предыдущих главах изучалось напряженно-деформированное состояние тел, обладающих в определенных пределах свойством упругости, а после достижения напряжениями определенной величины подвергающихся пластическим деформациям, не зависящим от времени действия и скорости приложения нагрузки. Теоретические соображения и экспериментальные исследования показывают, что реальные тела обладают такого рода упруго-пластическимн свойствами лишь в известном интервале температур и скоростей приложения нагрузки или деформирования. Так, например, процесс деформирования стали при не слишком высоких температурах и обычных скоростях деформации практически является стабильным, а при температуре около 400°С начинает заметно сказываться время действия нагрузки график процесса в координатах напряжение — деформация будет разным для процессов, осуществляемых с разными скоростями деформации при прочих равных условиях (одинаковой температуре, одном и том же начальном состоянии образцов и т. д.). Для многих материалов такая зависимость от скорости процесса оказывается существенной и при комнатной температуре. Типичными представителями подобного рода материалов являются материалы аморфной структуры, в частности, пластмассы. Аналогичное поведение обнаруживают цементный камень, бетон, а также дерево. Когда заметно проявляется отмеченная зависимость процессов деформации от скорости деформирования (или нагружения), говорят, что материал обладает вязкостью. Таким обра- [c.396]

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]

Если к этим равенствам добавить еще условия равновесия любой мысленно выделенной частицы тела, а также условия отсутствия внешних сил на его свободной поверхности, то мы получим возможность определить все компоненты напряженного состояния в любой интересующей нас точке. Вместе с тем в вопрос о полноте решения задач при принятии гипотезы идеально пластического состояния данного тела необходимо здесь же внести определенную ясность. Не надо забывать о том, что даже при очевидной приемлемости гипотезы идеальной пластичности точное решение задачи определения напряженно-деформированного состояния пластически формоизменяемого тела должно обращать в тождество уравнения равновесия (4-3), равенство (3-37), (т. е. условие несжимаемости), а также равенства (5-18) и (5-19), устанавливающие связь напряжений со скоростями деформации. [c.137]

Накоплен большой экспериментальный. материал по исследованию закономерностей структурообразования при больших пластических деформациях [5, 8—13]. Вместе с тем теоретическое обобщение мпого-численных экспериментальных данных, полученных в последнее десятилетие, наталкивается на ряд серьезных и естественных трудностей. Во-первых, многообразие элементарных механизмов деформации и возможность их последовательного или параллельного проявления, перехода от одного (или нескольких совместно действующих) механизма к другому при изменении условий нагружения (температуры, скорости деформации, напряженного состояния, степени деформации и т. д.) и структуры материала практически исключают описание деформационного поведения на основе одного элементарного механизма. Мономеханизмы или их определенная совокупность могут проявляться в узком диапазоне изменения условий деформирования, и соответственно только для этих диапазонов возможно простое теоретическое описание процесса. Следовательно, варьируя условия деформирования (например, температуру или скорость), можно изменить механизм деформации. Хорошо известным примером является переход от скольжения к двойникованию с понижением температуры или при повышении скорости деформации, характерной для ОЦК металлов. Как показывает анализ, даже в этом случае, строго говоря, чистое двойникование, исключая малые степени деформации для поликристаллов или особые условия деформации монокристаллов, не имеет места, а развивается во взаимодействии с процессами скольжения, поэтому в основном речь идет о переходе от деформации скольжением к деформации с участием двух механизмов (скольжения и двойникования) (см. [5]). [c.196]

В связи с определением выражений для механической работы, упругой или пластической, во второй главе проводится подробный анализ общих состояний деформации конечной величины. При рассмотрении влияния скоростей пластических деформаций на протяжении всей книги большое внимание уделяется исследованию применимости фундаментального закона гиперболического синуса для скоростей, охватывающего большой интервал относительного изменения скоростей деформаций пластических сред (от I до 10 ) и область изменения гомологической температуры от абсолютного нуля до точки плавления. Этот закон, открытый Прандтлем в Геттингене еще в 1913 г., был блестяще подтвержден обширной серией экспериментальных исследований, выполненных бывшими сотрудниками автора Дэвисом и Менджойном в Вестингаузовских исследовательских лабораториях в Питтсбурге (Пенсильвания) эксперименты проводились на различных металлах, испытывавшихся при одноосном и двухосном напряженных состояниях в широком диапазоне скоростей и температур. По-видимому, некоторые из этих интересных исследований не привлекли того внимания специалистов, которого они безусловно заслуживают. Вероятно, то же можно сказать и о классической теории Мора равновесия идеально сыпучего весомого материала, предложенной более полувека тому назад. [c.9]

Мы привели пример, когда весьма малая пластическая деформация, не учитываемая законом Гука, приводит к весьма существенному изменению напряжённого состояния тела, вследствие продолжительности действия нагрузки. Можно привести аналогичный по результатам пример изменения напряжённого состояния тела и даже его разрушения, вследствие большого числа циклов периодически меняющейся во времени нагрузки. Такое йроявление пластических свойств называется усталостью. Затухание свободных упругих колебаний тел, связанное с внутренним трением или с явлением гистерезиса, также является результатом неточности закона Гука и проявления пластических свойств материала. Но при средней продолжительности времени действия нагрузок, средних скоростях деформаций, среднем числе циклов колебаний и нормальной температуре твёрдые тела с достаточной точностью можно считать упругими до тех пор, пока возникающие в них напряжения и деформации не превосходят определённых значений. В области, где напряжения и деформации выше этих пределов, твёрдые тела получают ббльшую или меньшую пластическую деформацию можно добиться значительного роста пластических деформаций от нагрузки, прибегая либо к чисто механическим воздействиям (давление), либо к нагреванию. Поэтому следует говорить не столько об упругом или пластическом теле, сколько об упругом и пластическом состояниях твёрдого тела. Эти понятия в отличие от общепринятых, например, в отличие от приведённого выше определения пластичности, являются вполне определёнными и строгими. [c.8]

Очаг пластической деформации заготовки лучше представить в виде отдельных областей так, чтобы в каждой из них можно было применить гипотезу плоских сечении. В зависимости от схемы деформирования плоские сечения выбирают перпендикулярными к приложенной активной силе деформирования (в этом отличие от обычно применяемой в традиционном методе приближенных решений гипотезы плоских сечений, параллельных приложенным силам деформирования). Благодаря этому упрощению одну из скоростей течения можно выразить в функции одной координаты. Безусловно, скорость течения можно выбирать и в функции двух координат, при этом решение будет более громоздким. Для определения другой составляющей скорости течения следует воспользоваться условием несжимаемости. Применение гипотезы плоских сечений для характеристики кинел1атического (деформированного) состояния заготовки в рассматриваемой пластической области не означает, что соответствующие напряжения будут также функциями одной координаты. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...