Метод сопротивления материалов пластическим деформациям

Метод сопротивления материалов пластическим деформациям использует также экспериментально устанавливаемую зависимость интенсивности напряжения и деформаций от удельной работы деформации [c.267]

Таким образом, для расчета полных и удельных усилий и нахождения распределения контактных напряжений в производственных условиях целесообразно применять метод совместного решения приближенных уравнений равновесия и уравнения пластичности, метод сопротивления материалов пластическим деформациям и в некоторых случаях метод работ. [c.268]

Метод сопротивления материалов пластическим деформациям позволяет, как указывалось ранее (стр. 223), решать разнообразные задачи. В частности, его ценной особенностью является широкое использование экспериментальных данных, а также применение разнообразных вспомогательных таблиц. Метод этот, кроме того, нагляден и вполне доступен для изучения. [c.233]

В трудах Г. А. Смирнова-Аляева и его сотрудников [10—12] получил развитие метод решения задач на конечное формоизменение, названный автором сопротивление материалов пластическим деформациям . [c.264]

Эффект укорочения металла в зоне пластических деформаций в ряде случаев может быть представлен как сжимающее действие некоторой фиктивной усадочной силы Р -с- Это позволяет рассчитывать сварочные деформации методами сопротивления материалов. Усадочную силу определяют количественно как произведение площади зоны пластической деформации в поперечном сечении соединения на предел текучести металла этой зоны. [c.251]

Развитие механики твердого тела на этих стадиях способствовало новой постановке вопросов сопротивления материалов, расчета прочности и долговечности элементов конструкций. Возникла вероятностная трактовка расчета на сопротивление усталости по признаку возникновения трещины, разработаны методы линейной механики разрушения для расчета на сопротивление хрупкому разрушению, методы расчета на сопротивление повторным пластическим деформациям в связи с явлениями усталости в пределах малого числа циклов. Эти методы все шире используются при проектировании высоконагруженных конструкций, они получают отражение в нормативных материалах промышленности. [c.5]

При определении твердости внешние нагрузки передаются на образец вдавливанием в его поверхность твердого наконечника в виде шарика, конуса или пирамиды, мало деформирующихся при испытаниях. Напряженное состояние, создаваемое при определении твердости, характеризуется большим значением коэффициента жесткости ( i>2), что делает возможным применение метода твердости для испытания материалов, хрупких при других способах нагружения. Испытанием на твердость оценивается в основном сопротивление значительным пластическим деформациям. [c.198]

Под твердостью понимается способность материала сопротивляться внедрению в его поверхность твердого тела — индентора. В качестве индентора используют закаленный стальной шарик или алмазный наконечник в виде конуса или пирамиды. При вдавливании поверхностные слои материала испытывают значительную пластическую деформацию. После снятия нагрузки на поверхности остается отпечаток. Особенность происходяш ей пластической деформации состоит в том, что она протекает в небольшом объеме и вызвана действием значительных касательных напряжений, так как вблизи наконечника возникает сложное напряженное состояние, близкое к всестороннему сжатию. По этой причине пластическую деформацию испытывают не только пластичные, но хрупкие материалы Таким образом, твердость характеризует сопротивление материала пластической деформации. Такое же сопротивление оценивает и предел прочности, при определении которого возникает сосредоточенная деформация в области шейки. Поэтому для целого ряда материалов численные значения твердости и временного сопротивления пропорциональны. Отмеченная особенность, а также простота измерения позволяют считать испытания на твердость одним из наиболее распространенных видов механических испытаний. На практике широко применяют четыре метода измерения твердости. [c.52]

В настоящей монографии обсуждаются различные аспекты создания и применения расчетно-экспериментального метода для описания поведения металлов в условиях динамических нагрузок. Вначале даются общие сведений о свойствах сплошной среды, формулируются уравнения движения и деформации среды и уравнения на сильных разрывах, а также описываются модели уравнения состояния вещества. При изложении результатов экспериментальных исследований свойств материалов основное внимание уделяется откольному разрушению и сдвиговой прочности. Наконец, приводится конструктивная теория исследования свойств математических моделей разрушения и сопротивления металлов пластической деформации при импульсных нагрузках. [c.5]

При этих испытаниях определяются свойства материалов в пластической области, без разрушения. Позднее были найдены удобные методы определения сопротивления малым пластическим деформациям, т. е. предела текучести при вдавливании [3, 29]. Существует большое количество переносных приборов для испытания на вдавливание. С помощью этих приборов измеряют твердость материала готовых крупных конструкций и деталей машин. Весьма удобен переносный прибор для измерения твердости вдавливанием алмазной пирамиды при нагрузке 1—5 кгс, создаваемой пружиной этот прибор позволяет производить измерения в различных положениях [c.57]

Сопротивление материалов пластическому деформированию есть наука об инженерных методах расчета прочного сопротивления деформации и разрушению материалов в процессе их пластического формоизменения. [c.25]

Принятые в дисциплине сопротивление материалов пластическому деформированию методы постановки задач существенно отличаются от таковых в теории упругости и теории малых упругопластических деформаций. Так, при анализе малых упругих или упруго-пластических деформаций основная задача, как известно, состоит в том, чтобы определить напряженно-деформированное состояние данного физического тела, форма, размеры и механические характеристики которого заранее известны, под действием заданной системы внешних сил. В этих задачах незначительные изменения формы и размеров рассматриваемого тела являются искомыми величинами, а внешние силы, под действием которых происходят эти изменения, являются заданными, заранее известными величинами. [c.189]

В задачах сопротивления материалов пластическому деформированию методы пластического течения используются в основном для случая осесимметричной пластической деформации. При этом условие несжимаемости (3-37) приводится к виду [c.381]

Эффект укорочения металла в зоне пластических деформаций в ряде случаев может быть представлен как сжимающее действие некоторой фиктивной усадочной силы (Рус). Это позволяет рассчитывать сварочные деформации методами сопротивления материалов. Усадочную силу определяют количественно как оро-380 [c.380]

Для оценки перемещений вне зоны шва можно использовать более простые методы. Продольные остаточные перемещения в сваренной детали могут быть рассчитаны методами сопротивления материалов, если приложить к детали усадочную силу, действующую вдоль оси шва (см. рис. 4.1). Усадочная сила Рус пропорциональна величине остаточных пластических деформаций в зоне шва [c.89]

Книга соответствует традиционной программе машиностроительных вузов. Излагаются следующие разделы курса сопротивления материалов растяжение, кручение, изгиб, статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы и тонкостенные оболочки, прочность при переменных напряжениях., расчеты при пластических деформациях, устойчивость и методы испытаний. Даются элементарные сведения пв композиционным материалам. [c.32]

Определение твердости. Твердость материала характеризует его способность оказывать сопротивление проникновению в материал постороннего тела, или, другими словами, способность сопротивляться значительной пластической деформации при контактном напряжении на поверхности изделия. Твердость связана определенным образом с прочностью и износостойкостью материалов. Для определения твердости проводятся испытания материалов методом вдавливания. [c.127]

Изложены основные разделы курса сопротивления материалов растяжение, кручение, изгиб, статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы, пластины и оболочки, прочность при переменных напряжениях, расчеты при пластических деформациях, устойчивость и методы испытаний. Для лучшего усвоения теоретического материала даны примеры с решениями. По сравнению с предыдущими изданиями опущены параграфы и главы, не получившие широкого практического применения, внесены дополнения и уточнения с учетом современных тенденций развития механики и прочности конструкций. [c.4]

Прочность. Основным критерием работоспособности всех деталей является прочность, т. е. способность детали сопротивляться разрушению или возникновению пластических деформаций под действием приложенных к ней нагрузок. Методы расчетов на прочность изучаются в курсе сопротивления материалов. В расчетах на прочность первостепенное значение имеет правильное определение допускаемых напряжений [а] или [т], которые зависят от многих факторов. К ним относятся [c.21]

Уменьшение толщины образцов до 0,4 мм дает возможность надежно определить среднее увеличение AR/R в процессе трения для нагрузок 14 и 12 кгс. И в этом случае большему контактному давлению соответствует большее среднее значение AR/R, что может быть связано как со степенью развития пластической деформации в материале, так и с толщиной зоны, подвергающейся пластическому деформированию (рис. 30, б). Следует отметить, что во всех случаях фиксируется периодическое изменение электро сопротивления, соответствующее периодическому характеру накопления пластической деформации, зафиксированному методом рентгеновского анализа. С уменьшением толпщны образцов амплитуда обратимой составляющей электросопротивления увеличивается, так как увеличивается вклад зоны разрушения в общий характер его изменения (рис. 30, в). Зависимость амплитуды обратимой составляющей электросопротивления от толщины образца приводит к тому, что при больших значениях последней выявляются не все максимумы пластической деформации. Так, [c.56]

Развитие и применение методов акустической эмиссии для изучения сопротивления материалов деформированию и разрушению осуществляют в направлении установления надежных количественных корреляций между параметрами акустической эмиссии и величинами пластических деформаций, скоростей развития и длин трещин. Момент достижения максимума интенсивности акустической эмиссии соответствует моменту начала образования трещин, выявлению наличия количественных взаимосвязей, описываемых функциями степенного типа между параметрами акустической эмиссии и коэффициентом интенсивности напряжений и определению зависимости между амплитудами импульсов акустической эмиссии и характером подрастания трещины. [c.449]

Это напряжение должно быть значительно ниже предела текучести материала, который за пределами пластической зоны у кончика трещины работает в пределах упругости деформирования. Безразмерный коэффициент а отражает как геометрический фактор, так и характер распределения напряжения а. При весьма большом отношении ВИ этот коэффициент равен единице, что имеет место и в случае бокового надреза длиной I. При конечном отношении В/1 и неравномерном распределении напряжений коэффициент а принимает другие значения [101]. Случай сквозной трещины (рис. 4.15, а) в растянутой или изгибаемой пластине встречается при проведении различных опытов на трещиностойкость материалов. В расчетах конструкционных элементов чаще встречается случай плоской поверхностной трещины (рис. 4.15,6). Очертание фронта такой трещины в процессе ее развития по ряду экспериментальных данных близко к полу-эллипсу. Соотношение его полуосей по данным опытов [65] составляет примерно 0,38. Постоянство этой величины при изменении абсолютных размеров трещины объясняется тем, что независимо от исходной формы, она приобретает через некоторое число циклов нагружения устойчивую форму равного сопротивления продвижению во всех точках ее фронта. Коэффициент интенсивности /( сохраняет и в этом случае выражение (4.35) при иных значениях а, но часто используют также и выражение К — оа у лЬ, где Ь — глубина трещины (рис. 4.15, б). В тех случаях, когда глубина Ь соизмерима с расстоянием от контура трещины до противоположной поверхности тела, теоретическое определение коэффициента К оказывается затруднительным и его обычно находят экспериментальным путем (так называемый метод /С-тарировки) с использованием энергетической трактовки условий предельного равновесия трещин, распространяющихся путем квазихрупкого разрушения, т. е. такого, когда пластические деформации могут появляться лишь в локальных зонах у кончиков трещины. [c.130]

Экспериментальное определение характеристик сопротивления разрушению выполнено на лабораторных образцах промышленных биметаллических материалов, изготовленных методами наплавки, наплавки с последующей прокаткой и совместной пластической деформацией, а также сварных соединений плакированной стали, изготовленной пакетной прокаткой. Технология изготовления и термическая обработка заготовок для образцов соответствовали принятым для штатных изделий. [c.110]

Расчеты на сопротивление усталости при дискретных потоках случайных нагрузок (рис. 13.1, а) основаны на результатах математического описания и анализа таких воздействий (см. 9) и на информации о прочностных свойствах материалов (см. 1). Разрушение конструкции при случайных нагрузках может произойти либо в момент достижения процессом нагружения = О (t — 1, 2, 3,. ..) опасного уровня напряжений (т , либо при накопленном усталостном повреждении, достигающем опасного значения = 1 (рис. 13.1, б). Под разрушением в этом случае понимается либо появление в конструкции недопустимой по величине пластической деформации (тогда где — предел текучести), либо появление магистральной усталостной трещины. Методы расчета элементов конструкций с учетом роста усталостных трещин рассматриваются в гл. 5. [c.132]

Для оценки работоспособности различных материалов в условиях, приближающихся к эксплуатационным, в последние годы стали широко привлекать механику разрушения. В этой книге рассмотрены методы оценки работоспособности материалов с точки зрения сопротивления их разрушению. Большое внимание уделено теоретическим аспектам разрушения, анализу поля напряжений у надрезов и трещин, а также применению механики разрушения к проблеме распространения трещин в условиях усталости и коррозии под напряжением. Приведены тщательно систематизированные данные о разрушении материалов в условиях линейно-упругой и упруго-пластической деформации. Описаны механизмы перехода от хрупкого разрушения к вязкому. [c.4]

Предельная несущая способность де -талей конструкций при вязком состоянии материала рассматривается как такая стадия их нагружения, после которой существенное изменение размеров происходит без значительного увеличения нагрузки, т. е. наступает быстро развивающееся формоизменение. В ряде конструкций предельное состояние такого типа определяется наибольшими допустимыми остаточными перемещениями из условий сопряженной работы с другими узлами. Например, допустимая вытяжка диска турбомашины зависит от регламентируемых зазоров между ротором и корпусом. Образованию предельных состояний предшествует существенное упруго-пластическое перераспределение деформаций и напряжений, поэтому расчетное определение усилий, отвечающих предельным состояниям, требует решения соответствующих задач методами теории пластичности и в частных случаях способами сопротивления материалов. При повторном, ограниченном по числу циклов нагружении за пределами упругости перераспределение напряжений и деформаций может приводить к затуханию накопления пластической деформации, т. е. приспособляемости. [c.5]

Уравнения равновесия, граничные условия и уравнения, характеризующие связь между напряжениями и деформациями, обычно удовлетворяют полностью, а уравнения совместности деформаций — приближенно путем введения соответствующих кинематических гипотез. Такие методы широко используют в сопротивлении материалов для решения обширного класса задач. Аналогичные методы можно использовать и при упруго-пластическом деформировании, причем удается получить решения для того же класса задач, что и при упругом деформировании. [c.18]

Наибольшее распространение получил метод Бринелля. Твердость измеряют на приборе Бринелля вдавливанием стального закаленного шарика. Единицу твердости обозначают индексом НВ и выражают значением нагрузки Р, приходящейся на 1 мм поверхности сферического отпечатка образующегося на испытуемом материале НВ = Р/ сф- Так как измерение твердости по методу Бринелля основано на сопротивлении в месте контакта значительной пластической деформации, то между числом твердости НВ и временным сопротивлением для пластичных материалов существует зависимость (ориентировочная в первом приближении) = к - НВ (для стали А = 0,36). [c.194]

Предложенная Я. Б. Фридманом комплексная оценка материалов по характеристикам сопротивления деформации и разрушению, учет влияния запаса упругой энергии на характеристики разрушения, сложного напряженного состояния и других факторов способствует лучшему выбору материалов для ответственных изделий. Все более широкое применение находят методы оценки сопротивления материалов разрушению по коэффициентам интенсивности напряжения в условиях сильного стеснения пластической деформации, что также нашло отражение в книге. [c.12]

Рассмотрим применение метода сопротивления материалов пластическим деформациям на примере гибки-штамповки полуобечайки из толстого листа [12]. [c.266]

Л1етод, разработанный и успешно развиваемый Г. А. Смирновым-Аляевым и его сотрудниками, назван его автором сопротивление материалов пластическим деформациям [86—89]. Этим методом можно пользоваться для решения ряда практических задач на конечное формоизменение при обработке металлов давлением. К числу таких задач относятся определение деформирующего усилия по заданному формоизменению, определение деформации по заданной нагрузке или заданной работе внешних сил, определение формы тела на последовательных переходах по конечной его форме и др. [c.223]

Необходимость расчета на сопротивление хрупкому разрушению определяется существованием хрупких или квазихрупких состояний у элементов конструкций. Основным фактором, определяющим возникновение таких состояний для сплавов на основе железа в связи с присущим им свойством хладноломкости, является температура. На рис. 3.1 показаны области основных типов сопротивления разрушению в зависимости от температуры. При температуре, превышающей первую критическую Гкрь для сплавов, обладающих хладноломкостью, а также для материалов (сплавы на основе магния, алюминия, титана), не обладающих хладноломкостью, в диапазоне рабочей температуры имеют место вязкие состояния. В этом случае предельные состояния наступают лишь после значительной пластической деформации и существенного перераспределения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций. Скорость распространения возникающих вязких трещин в этих состояниях оказывается низкой. Вопросы несущей способности и расчета на прочность в этих условиях рассматривают на основе представлений о предельных упругопластических состояниях, анализируемых на основе методов сопротивления материалов и теории пластичности. Позднее возникновение и медленное прорастание трещин при оценке несущей способности, как правило, не учитываются. [c.60]

Универсальные установки для изучения прочности материалов при высоких температурах методами растяжения, микротвердости известны с 1959 г. Первая такая установка типа ИМАШ-9 служила для измерения микротвердости при растяжении и нагреве в вакууме до температуры 1570 К [ИЗ, 114, 118]. Более совершенная серийная установка ИМАШ-9-66 предназначена для оценки прочности металлов и сплавов при температурах от 300 до 1400 К в вакууме и защитных газовых средах [118, 119, 134]. Основным недостатком этих установок является применение только одного метода нагрева путем прямого пропускания через образец электрического тока низкого напряжения промышленной частоты. В последние годы показано, что при пропускании тока через образец возникает электропластический эффект уменьшения сопротивления металлов пластической деформации [84, 85, 182, 195, 196, 197, 198]. Установки типа НМ-4 японской фирмы Юнион оптикал используют радиационный нагрев образца при растяжении до 1770 К и при измерении микротвердости до 1270 К [119, 226]. [c.95]

Среди свойств нанокристаллических материалов в первую очередь необходимо отметить необычайно высокую твердость. Твердость характеризует сопротивление материала пластической деформации при вдавливании в него более твердого тела, например, алмаза. При измерении твердости по методу Виккерса эффекты, связанные с различием упругих свойств материалов, практически исключаются, так как размер отпечатка измеряется после снятия напряжения, т.е. в отсутствие упругого нагружения. Экспериментально измеренные величины твердости подвержены влиянию таких побочных факторов, как неидеаль-ность поверхности материала, отклонение от перпендикулярности поверхности материала и оси индентора, неправильный выбор времени нагружения и массы нагрузки, а также наличие в материале пор и свободных объемов, однако в основном твер- [c.148]

Эти инженерные методы расчета в области пластических деформаций материалов были в 1949 г. систематически изложены автором в виде самостоятельной дисциплины [54 ], получившей по его инициативе наименование Сопротивление материалов пластическому деформированию (СМПД). [c.22]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

Как уже указывалось, весьма распространенным методом изучения сопротивления материалов циклическому упруго-пластическому деформированию являются испытания при постоянных амплитудах деформации — жесткое нагружение (рис. 601 а — сплав В96, б — сталь 1Х18Н9Т). При таких испытаниях за счет перераспределения упругой и пластической составляющих деформации максимальные напряжения от цикла к циклу могут изменяться. [c.687]

Книга соответствует традиционной программе машиностроительных вузов. Излагаются следующие разделы курса сопротивления материалов растяжение, кручение, изгиб, статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы и "онкостенные оболочки, прочность при переменных напряжениях, ргсчеты при пластических деформациях устойчивость и методы испытаний. По сравнению с предыдущими изданиями она сокращена за счет разделов, которые на лекциях обычно не читаются, и дополнена некоторыми элементарными сведениями по композиционным материалам, получающим в настоящее время повсеместное распространение и общее признание. [c.2]

Успехи металловедения привели к созданию методов, сочетающих внутрифазовый наклеп и механическое упрочнение пластической деформацией. Эти методы, реализованные в большой гамме различных приемов термомеханической обработки позволяют получить стали с прочностью до 300 кгс/мм . Однако области применения этих сталей весьма ограничены, так как с повышением прочности резко возрастает чувствительность сталей и сплавов к концентраторам напряжений, существенно снижается коррозионная стойкость и особенно сопротивление коррозии под напряжением, что, естественно, уменьшает прочность и надежность деталей, изготовленных из таких материалов. [c.12]

Большие возможности имеются при экспериментальном изучении упругой и пластической деформации, порождаемой ударно-волновым нагружением материалов и последующей упругоиластиче-ской волной разрежения. Сопротивление пластической деформации исследуется экспериментально регистрацией профиля волны разгрузки в твердом теле или измерением эффекта негидродднамиче ского затухания ударной волны. В последние годы интенсивно развиваются самосогласованные методы одновременной регистрации нескольких физических характеристик материала, например метод регистрации главных напряжений. Следует особо подчеркнуть, что в отличие от применяемых в начале 60-х годов современные методы дают возможность регистрировать непрерывные зависимости изучаемых величин от времени, что резко повышает инф<ч)мативность экспериментальной информации. [c.4]

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

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...