Волны пластической разгрузки

Волны пластической разгрузки [c.56]

Определим типы волн в следующей последовательности волну пластической нагрузки, пластическую волну, упругую волну, волну разгрузки и ударную волну. [c.44]

Поверхность 5 (/) (рис. 19), разделяющая в упругопластической или упруго/вязкопластической среде две области, такие, что материальные частицы в области 2 находятся в упругом состоянии или же в состоянии разгрузки, а в области 1 — в пластическом состоянии, и перемещающаяся в направлении от области 1 к области 2, носит название волны пластической на-грузки. Если уравнение поверхности 5 ( ) в момент 1 есть Р х () = 0, то вектор скорости волны пластической нагрузки будет [c.44]

Повторяя процедуру п. 8.2 для волны разгрузки, заменяя при этом г на г", можно сделать четыре следуюш,их вывода для скорости распространения волны пластического нагружения в изотропной упругопластической среде [c.59]

В работах [7, 8, 20] рассмотрены исключительно задачи распространения волн слабого разрыва. Предполагалось, что нагружение границы полупространства, увеличиваясь монотонно во времени от нуля до некоторого определенного значения, затем монотонно убывает. На плоскости 2 = О можно задать краевые условия для напряжения или же для скорости либо для обеих этих величин одновременно. Случай разрывных во времени нагрузок требует сложного анализа распространения волн сильного разрыва. Довольно большую трудность представляет также определение фронта волны пластической нагрузки, а также волны разгрузки. Фронты этих волн удалось определить лишь приближенным способом. [c.243]

Область возмущенного состояния среды образуется в результате распространения волны напряжений, ограничена внешней поверхностью пограничного слоя, свободной поверхностью преграды и поверхностью переднего фронта волны напряжений, которая может быть как волной нагрузки, так и волной разгрузки. Среда в области возмущенного состояния находится при температуре Г в упругом, вязком, пластическом или другом состоянии в зависимости от ее физико-механических свойств и условий внедрения, которое характеризуется тензором напряжений (а), вектором скорости частиц V и плотностью р им соответствует тензор кинетических напряжений (Т). [c.198]

Разгрузка начинается на упругой волне разрежения LE, определяемой скоростью Затем со скоростью идет пластическая волна разрежения ЕМ2, на которой вещество расширяется по адиабате второй фазы, или фазы высокого давления Fe . [c.279]

Из рис. 3.4.7 видно, что увеличение предела сдвиговой упругости приводит к более раннему затуханию ударной волны, ибо это увеличение приводит к увеличению амплитуды упругих волн разгрузки, имеющих большую скорость, чем пластические волны разгрузки. [c.282]

Этим и доказывается, что при распространении волны от точки М происходит упругая разгрузка в точку Р. Дальше все происходит так же, как и без запаздывания. Образуется область постоянных значений rpq, а далее идут пластические волны, соответствующие динамической диаграмме. [c.574]

Боковая волна разгрузки нарушает одномерность поля деформаций, однако не оказывает существенного влияния на скорость движения наковальни после ее отделения от бойка. Центральная часть наковальни, связанная с образцом, приобретает скорость движения, близкую к скорости движения наковальни, в результате распространения поперечных волн. Конечное время выравнивания скорости по объему наковальни приводит при высоких скоростях к повышенному времени нарастания скорости на начальном участке деформирования образца и, следовательно, к заниженной скорости деформирования. Для уменьшения этого эффекта при высоких скоростях деформирования требуется уменьшение области наковальни, не воспринимающей удар бойка. Для этого использована схема ударного нагрул е-ния (см. рис. 38, б), в которой наковальня, связанная с головкой образца, воспринимает удар бойка через промежуточное кольцо, внутреннее отверстие в котором близко к диаметру головки образца. За время прохождения пути до соударения с наковальней скорость по объему промежуточного кольца успевает выровняться. Отскакиванием наковальни от промежуточного кольца в этом случае можно пренебречь деформация при высоких скоростях является упруго-пластической и коэффициент восстановления мал. Масса наковальни выбирается из условия [c.103]

Результаты статических испытаний [285, 336, 420] противоречивы для одинаковых материалов в различных исследованиях получено как повышение сопротивления с ростом гидростатического давления, так и его постоянство, что может быть связано с ограниченным диапазоном изменения давления, недостаточным для выяснения тенденции при слабом влиянии величины давления на сопротивление пластической деформации. Сопротивление материала сдвигу за фронтом интенсивных волн нагрузки исследовалось в ряде работ путем анализа процесса затухания волны нагрузки, вызванного действием догоняющей волны разгрузки [14, 187]. На основании этих исследований делается вывод о значительном влиянии сопротивления сдвигу за фронтом волны на процесс ее затухания. Сопротивление сдвигу растет с ростом интенсивности волны до некоторого ее предельного значения, соответствующего плавлению материала при сжатии, после чего понижается. [c.201]

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]

Рис. 107. Соударение двух пластин при упруго-пластическом поведении материала в волнах нагрузки и разгрузки

При давлениях, реализуемых в эксперименте, волна является упруго-пластической. Акустическое приближение для такой волны приведет к значительной погрешности. Поэтому диаграмма строилась по упруго-пластической модели материала, учитывающей различие между линиями нагрузки и разгрузки. При построении этой диаграммы принималось дополнительно к ука- [c.222]

Для случая распространения по исследуемому материалу ударного пластического фронта меньший путь волны разгрузки от тыльной поверхности образца, а следовательно, и меньшее время действия релаксационных процессов приводит к определяющему влиянию на условия нагружения этой волны. Однако и в этом случае использование экспериментально зарегистрированных максимума и минимума скорости свободной поверхности (давления на границе с мягким материалом) позволяет автоматически учесть влияние эффектов вязкости. Последнее основано на том, что скорость роста растягивающих напряжений является суммой скоростей изменения нагрузки во взаимодействующих волнах. В области роста растягивающей нагрузки скорость деформирования по экспериментальным результатам примерно постоянна, следовательно, линейный участок упругопластического деформирования материала сдвинут относитель- [c.231]

В случае распространения слабой упруго-пластической волны, как показано на диаграмме (х, t) волновых процессов при плоском соударении пластин (рис. 118, а), в обе стороны от поверхности соударения распространяются центрированные волны сжатия, отражающиеся от свободных поверхностей в виде волн разгрузки С+ и С , симметричное взаимодействие которых формирует поле растягивающих напряжений. Область разрушения Р (см. рис. 118), в которой уровень растягивающих напряжений достигает максимальной величины Стр (абсолютная [c.234]

Распространение упруго-пластической волны амплитудой значительно выше предела упругости по Гюгонио характеризуется тем, что фронт волны сжатия является ударным от поверхности соударения распространяется волна с крутым передним фронтом постоянной длительности, и при отражении ударной волны от свободной поверхности генерируется центрированная волна разгрузки (см. рис. 118, б). В этом случае область взаимодействия волн разгрузки не является симметричной и скорость изменения напряжений в каждой из волн разгрузки (если принимать, как и ранее, линейное изменение напряжений во времени в волнах разгрузки) зависит от расположения плоскости откола относительно свободных границ. [c.236]

Уместно также отметить здесь работу X. А. Рахматуллина (О распространении волн разгрузки.— ПММ, 1945, т. 9, вып. 1, с. 91—100), в которой описан закон волны разгрузки при пластическом ударном деформировании. [c.613]

Рассматриваемое явление в рамках упругопластической модели по-иному трактуется в [8]. Предполагается, что реакция образца на однократное ударно-волновое нагружение может быть смоделирована ансамблем большого числа N одномерных упругопластических материальных элементов, для каждого из которых сдвиговое напряжение имеет свое значение. Таким образом, после того как в материале при первичном сжатии достигается равновесное состоя-ниё, в нем устанавливается распределение сдвиговых напряжений. Их максимальная- величина ие превышает предельного значения Тшах- Поскольку В СОСТОЯНИИ первичного ударного сжатия не для всех материальных элементов сдвиговое напряжение т = Ттах и для каждого элемента т имеет свое значение, в волне разгрузки будут наблюдаться различные уровни продольных напряжений. Вследствие этого в волне разрежения не появляется резкого перехода из упругой области в пластическую область деформации. [c.181]

Теперь мы можем выяснить особенности распространения упругопластическпх волн в стержнях, материал которых обладает свойством запаздывания текучести. Приложим к концу по-лубесконечного стержня напряжение a(t) или сообш им ему скорость V t), что одно и то же. В течение времени т, определяемого из уравнения (16.12.1), от конца стержня будут распространяться только упругие волны, переносящие заданное на конце изменение напряжения вдоль стержня. В каждом сечении условие (16.12.1) будет выполняться при одном и том же значении t, поэтому упругое состояние в координатах х, t будет соответствовать точкам полосы на рис. 16.12.5. Верхняя граница полосы представляет собою фронт разгрузки из упругого состояния в пластическое. Этот фронт движется со скоростью упругой волны, следовательно, разгрузка может происходить только по закону Гука. Действительно, в 2.10 было показано, что разрывы напряжений и скоростей на фронте, движущемся со скоростью с, связаны условием [c.573]

При упруго-пластическом деформировании материала встреча волн разгрузки (характеристики С+ и С на рис. 107, а) приводит к широкой зоне взаимодействия. Возмущение, обусловленное нарушением сплошности материала, достигает свободной поверхности быстрее всего от области разрушения, лежащей на последней С-характеристике. Разгрузка слева нарушается появлением разрушения и, следовательно, характеристика BBi, проходящая через еще не разрушенный материал, ограничивает область неискаженной разгрузки. Откольный импульс нагрузки от поверхности откольного разрушения повышает массовую скорость вблизи поверхности разрушения в области выше характеристики ВВ , в то время как на свободной поверхности вследствие различия в скорости распространения пластической разгрузки и упругой нагрузки (откольного импульса) последний смещается относительно волны разгрузки (рис. 109). Время смещения Д/ = ботк (1/ап- [c.220]

Упругопластичесйое поведение ударно сжатых металлов в процессе расширения приводит к примечательному явлению —так называемому эффекту негидродинамического затухания ударной волны. Значения упругой и объемной скоростей звука увеличиваются с ростом напряжения 01 на фронте ударной волны, и в области напряжений 01 < Оыл всегда Сь > Св. Следовательно, поскольку и > Св и > О, упругая волна разгрузки догоняет фронт ударной волны и ослабляет его ранее пластической разгрузки. Таким образом, наличие упругой волны разгрузки вызывает быстрое затухание ударной волны при ее распространении по материалу по [c.197]

Предположим, что среда не проявляет эффектов вязкости. В упругопластическо№ среде в зависимости от ее состояния (упругое, пластическое) по обе стороны поверхности могут иметь место четыре типа перемещающихся относительно среды поверхностей разрыва. Это упругие волны, пластические волны, волны (фронты) пластической нагрузки и волны (фронты) разгрузки. [c.50]

Для тел, обладающих пластическими свойствами, физико-механические характеристики материала при нагрузке и разгрузке различны. Если при нагрузке материал тела пластичен, то при разгрузке он является упругим. В связи с этим физические соотношения для областей возмущений волны нагрузки и разгрузки различны. Следовательно, скорость распространения волны разгрузки иная, отличная от скорости волны нагрузки [Ь а). Скорость V r) при разгрузке определяется исходя из следующих соображений. Пусть началу рагруз-ки соответствует точка М диаграммы Ог -Е б (рис. 24) с характеристиками (о)л(, Рм, Разгрузке в точке М диаграммы соответствуют характеристики (о) , р , Воспользуемся физическими соотношениями, справедливыми при разгрузке. [c.66]

Конечное время, необходимое для фазового перехода, и образующаяся многоволновая структура ударной волны также приводят к тому, что волна, на которой закапчивается переход Fe< )- -Fe начинает затухать раньше, чем это следует из простейших соображений, связанных с анализом только ударной адиабаты. В частности, сдвиговая прочность, определяемая девиа-тором т, приводит i более раннему началу ослабления ударной волны, чем это следует из чисто гидродинамической модели, так как упругая волна разгрузки имеет большую скорость, чем пластическая волна разгрузки. [c.280]

В предыдущих разделах предполагалось, что деформации, сопровождающие распространение волн, являются малыми, и материал можно считать линейно-упругим. Работы, посвященные нелийненому волновому анализу упругих композиционных материалов, немногочисленны можно отметить, например, работу Бен-Амоза [27], в которой рассматриваются волны оконечной амплитудой, распространяющиеся вдоль волокон композиционного материала. Столь же небольшое число работ посвящено в настоящее время пластическим волнам в композиционных материалах. Влодарчик [196] исследовал ударные волны в пластической слоистой среде с линейным законом разгрузки. Плоские волны в анизотропных упругопластических телах исследовал Джонсон [79] вне связи с композиционными материалами. [c.300]

Косвенный метод определения сопротивления сдвигу за фронтом ударных волн не обеспечивает достаточной достоверности результатов. Последнее связано с отсутствием данных об изменении характеристик упругости материала в зависимости от величины давления, недостаточным объемом данных для построения изентропы разгрузки в области упруго-пластического поведения материала и использованием приближенного уравнения состояния для расчета процесса пластического течения, не учитывающего сложного реологического поведения материала под нагрузкой. В частности, о значительном отклонении принятой для расчета модели материала от его реального поведения [c.201]

Упруго-пластический характер поведения материала и связанная с этим двуволновая конфигурация фронта волны сохраняются и при распространении волны разгрузки [16, 346, 359, 421] по сжатому волной нагрузки материалу. Скорость фронта волны разгрузки выше гидродинамической и характеризует скорость звука в сжатом материале. Амплитуда упругой части волны разгрузки оРгг определяет сопротивление материала пластическому течению в соответствии с зависимостью [c.208]

Исследование материала при воздействии интенсивных волн нагрузки дает более обширную информацию о процессе разрушения в более широком диапазоне условий нагружения, чем и определяется повышенный интерес к таким исследованиям. В связи с этим проанализируем влияние упруго-пластического поведения материала в волнах нагрузки и разгрузки на изменение во времени растягивающих напряжений в плоскости отколь-ного разрушения и связанной с ними скорости свободной поверхности. [c.216]

Диаграммы х, t) и (ог, и) соударения пластин представлены на рис. 107. Состояние материала в областях, обозначенных на диаграмме х, t), определяется соответствующими точками на диаграмме (стг, и). Как показано на рис. 107, б, за фронтом упруго-пластической волны нагрузки, распространяющейся от поверхности соударения, устанавливается давление rmax и массовая скорость, определяемые точкой 3 диаграммы (аг, и). Отражение волны нагрузки от свободной поверхности приводит к распространению в противоположном направлении волны нагрузки, снижающей давление в материале по адиабате разгрузки 3—5 до нуля (последовательность состояний 4i, 4 ,..., 5) с повыщением скорости свободной поверхности до максимальной величины (последовательность состояний 2и 2г,. .., 5) в результате многократного распространения между свободной поверхностью и фронтом пластической волны упругого возмуще- [c.217]

При плоском соударении пластин откольное разрушение развивается под действием растягивающих напряжений в области взаимодействия встречных волн разгрузки. Диаграмма х, t) и (Ог, и) волновых процессов для материала, кривая сжатия в плоской волне которого аг(ег) может быть аппроксимирована билинейной зависимостью с угловыми коэффициентами Кг= = дог1дгг, равными К =ра1 и Kn = pD соответственно для области упругого и упруго-пластического сжатия, представлены на рис. 107. [c.228]

Зависимость сопротивления сдвигу от уровня всестороннего давления (величины средних сжимающих напряжений), следующая по результатам работ [14, 187] и обсуждаемая в работе [188], влияет на ход кривой сжатия при нагрузке и разгрузке. Однако при условии, что упругий участок на кривой разгрузки не снижает давление до величины ниже нуля при экспериментальной регистрации движения свободной поверхности (или давления, соответствующего адиабате сжатия мягкого материала при регистрации давления на границе образца с мягким материалом), определение величины растягивающих напряжений как точки пересечения лучей, исходящих из максимума (точка 1) и минимума (точка 2) скоростей (давлений), автоматически учитывает зависимость сопротивления сдвигу от давления, поскольку влияние последнего сказывается только на положении точек 1 я 2 (штриховая диаграмма на рис. 117, а). Угловой коэффициент луча 2К при этом определяется жесткостью упруго-пластического сжатия в области отрицательных давлений. Из-за отсутствия в настоящее время данных о жесткости материала при одноосном деформировании в области растягивающей нагрузки приходится либо использовать жесткость, определенную при малых растягивающих нагрузках, либо принимать допустимым использование одного закона об1ъемного сжатия в плоских волнах для области растягивающих и сжимающих нагрузок. Следует отметить, что, по данным работы [21], давления до 100-10 кгс/см2 в стали 20 и алюминиевом сплаве В95 не оказывают существенного влияния на сопротивление сдвигу. [c.230]

X (тст+тв), где Тст— статическое (не связанное со скоростью) сопротивление сдвигу, Xe iixSn — вязкая составляющая сопротивления, обусловленная скоростью пластического сдвига вп при коэффициенте i t. При достижении растягивающим напряжением максимальной величины и начале откольного разрушения линейный рост разгрузки нарушается, что связано не только с повреждением материала, но и тем, что в дальнейшем прекращается влияние изменения напряжений, связанное с волной разгрузки справа (см. рис. 107), поскольку разрушение зарождается при состоянии, соответствующем последней характеристике этой волны разгрузки [12], которая разграничивает области изменения нагрузки. Выше последней С -характеристики состояние материала при отсутствии волны разгрузки слева определяется статической кривой сжатия. Влияние скорости связано с волной разгрузки слева и учитывается автоматически, поскольку возникающий в плоскости откола уровень растягивающих напряжений, который зависит от эффектов вязкости, влияет на положение точки К, находящейся на пересечении лучей из точек 1 и 2, определенных экспериментально. [c.231]

Для обоснованного выбора модели проведем анализ процесса деформирования материала в плоских волнах нагрузки, заканчивающегося откольиым разрушением. Материал в плоскости откола подвергается сжатию в прямой волне нагрузки до максимального давления (область / на рис. 122, а), после чего разгружается до максимальной величины растягивающих напряжений в результате взаимодействия волн разгрузки 5+ и S . Принимаем, что разрушение пластичного материала является результатом накопления повреждений в процессе пластического деформирования под действием теизора-девиатора напряжений с наложением шарового тензора растягивающих напряжений и последующего развития и слияния микротрещин в поврежденном материале. [c.243]

В работе [206] процесс пластической деформации твердого тела рассматривается в виде коррелированной последовательности элементарных актов разрядки концентраторов напряжений, сопровождающихся рождением дефектов. Каждый акт разрядки (элементарный акт пластичности) ускоряет срабатывание соседних концентраторов. В целом процесс пластической деформации представляется в виде распространения фронта волны активизации концентраторов напряжений. Поскольку в основе модели лежит элементарный акт релаксации напряжений, в работах [206, 215] введен термин "релаксационные волны", которые в данном случае рассматриваются как диссипативная пространственно-временная структура. В процессе формирования релаксационной волны разгрузка каких-либо зерен поликристаллов вызывает, с одной стороны, рост напряжений на близко расположенных концентраторах, а с другой стороны, снижает общий уровень напряжений во всем объеме деформируемого образца. В работе [206] установлена линейная корреляция между длиной волны пластичности и размером зерна и высказано предположение, что в материалах с размером зерна меньшим 4,5 мкм релаксационные волны возникать не могут. Поскольку релаксационные волны пластичности наблюдались также на поверхности образцов из аморфного сплава Fe4oNi4, B2o, отмечено, что волновой характер распространения пластической деформации достаточно универсален [215]. [c.121]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...