Деформация определяется

Известно, что вторая дисперсная фаза влияет на энергию разрушения хрупкой матрицы тремя путями. Один из них связан с пластической деформацией вследствие высоких напряжений около фронта трещины, и эта деформация поглощает энергию при развитии трещины. Явление пластической деформации обычно ассоциируется с такими вязкими материалами, как металлы и термопласты, но, поскольку энергия разрушения даже наиболее хрупких керамик и пластиков больше присущих им поверхностных энергий [2, 13], следует предположить, что развитие трещины во всех материалах сопровождается некоторой пластической деформацией. Как будет кратко показано, пластическая деформация, обусловленная ориентацией молекул, может быть в хрупких полимерах увеличена введением дисперсных частиц эластомера. Второй эффект дисперсной фазы состоит в увеличении шероховатости поверхности разрушения вследствие нерегулярной траектории продвижения трещины [37]. Поскольку при выводе уравнений для вычисления энергии разрушения предполагается, что поверхность трещины плоская, шероховатость поверхности будет увеличивать энергию разрушения. Третий эффект обусловлен взаимодействием трещины и второй дисперсной фазы и будет обсужден в первую очередь.

Рис. 1.28. Деформация кристалла под действием внешней сдвигающей силы: «-ненапряженный кристалл: б— упругая деформация, обусловленная напряжением сдвига, не превышающим предел текучести; в — возникновение пластического сдвига (скольжения) по плоскости S под действием напряжения, превышающего предел текучести; г — остаточная деформация — смещение одной части решетки относительно другой после снятия внешнего напряжения

Образец в целом деформируется до образования монодомена мартенсита. Если затем приложить еще более высокое напряжение, то в образце происходит скольжение или, как описано в следующем разделе, происходит превращение в мартенсит, имеющий особую кристаллическую структуру. Однако возврата деформации, обусловленной скольжением, не происходит даже при нагреве, а деформация, обусловленная превращением мартенсита в мартенсит с особой кристаллической структурой, устраняется при снятии нагрузки. Следовательно, эти виды деформации не играют роли в эффекте памяти формы, поэтому максимальная величина возврата деформации при нагреве определяется величиной деформации решетки в двойниковом монодомене, сохраняющем-

Следует отметить, что старение не всегда оказывает вредное влияние на свойства сплавов. В некоторых случаях возможно успешное использование этого явления. Например, Т превращения сплавов с эффектом памяти формы чувствительна к составу и скорости закалки, которую трудно регулировать. В связи с этим если после изготовлени образцов можно осуществить точное регулирование Т превращения путем старения сплава, то можно получить хорошие свойства сплава, соответствующие условиям его применения. Кроме того, в сплавах Ti — Ni, применяя старение, можно значительно повысить напряжение, при котором возникает остаточная деформация, обусловленная скольжением. Это позволяет эффективно улучшать такие свойства сплавов, как характеристики эффекта памяти формы и псевдоупругость [29, 83, 84].

методики положено представление о термомеханическом состоянии элементарного объема материала в опасной (наиболее напряженной) точке детали, подвергающейся интенсивному циклическому нагреву — охлаждению [6, 29, 80, 100]. При интенсивных теплообме-нах работа элементарного объема детали в наиболее напряженной точке эквивалентна термомеханическому нагружению циклически равномерно нагреваемого и охлаждаемого защемленного стержня (рис. 3.4, а). Термическая деформация, обусловленная линейным расширением, полностью переходит в механическую деформацию

где бг — деформация, обусловленная воздействием t'-й комбинации напряжения и температуры. Отметим, что переход от одной кривой ползучести к другой на траектории деформирования осуществля-

Смешанный тип разрушения определится предельной суммой как усталостного, так и квазистатического повреждений, получаемой в соответствии с зависимостями (4.102) и (4.103). Первые микротрещины появляются в местах максимальных деформаций, и количество трещин определяется в соответствии с кривыми распределения деформаций по базе образца [89]. С увеличением количества циклов нагружения число микротрещин непрерывно возрастает. Если в начале нагружения, когда еще отсутствовали микротрещины, имеет место собственно пластическая деформация, то с возникновением микротрещин начинает развиваться и деструктивная деформация, обусловленная открытием и закрытием микротрещин, а также смещением и разворотом блоков относительно

В отличие от явлений, в результате которых термическая усталость приводит к разрушению, термическим скачком называют явление, вызывающее деформацию; при этом деформация, обусловленная циклическим изменением термических напряжений, накапливается в одном направлений. Обычно, если действуют только термические напряжения и неупругая деформация многократно изменяется циклически, то однонаправленные напряжения растяжения или сжатия релаксируются и становятся знакопеременными. Деформация также становится знакопеременной, термический скачок не возникает. Если помимо термических действуют и другие напряжения, то эти напряжения играют роль средних напряжений деформации. Отличие от скачка пластической деформации в материалах при комнатной температуре, когда не происходит ползучести, заключается в накоплении неупругой деформации, зависящей от времени (ползучести), помимо пластической деформации, не зависящей от времени. Следовательно, рассматриваемое явление зависит от числа циклов нагружения и от времени.

теля деформация, обусловленная

Тот факт, что границы зерен служат источниками высокотемпературного усталостного разрушения, является одной из характерных особенностей вы- х сокотемпературного разрушения вообще, сходной с закономерностями высокотемпературной ползучести. Однако высокотемпературное усталостное разрушение не всегда является интеркристаллит-ным, доминирует циклическая деформация, обусловленная движением дислокаций. При образовании узких полос скольжения возникают трещины от таких же выступов и впадин, как и при усталости при комнатной температуре. На рис. 6.14 показаны выступы, наблюдаемые на поверхности образца из сплава Uditnet 500 (см. табл. 1.4) при малоцикловой усталости при 815 °С; такой выступ служит источником образования трещины.

- /? > 1 — сверхстеснение, в обратном направлении добавляется механическая деформация большей величины, чем термическая деформация, обусловленная свободным расширением, возникает кажущаяся деформация сжатия еар;

В рассмотренных двух простейших случаях деформация определяется одной величиной е или у. Более сложные деформации уже нельзя определить заданием одной величины. Однако, пока деформации достаточно малы, можно всякую деформацию рассматривать как результат некоторых растяжений и сдвигов. Если мы выберем в теле какие-либо три взаимно перпендикулярных направления, то всякую деформацию мы сможем представить как результат трех растяжений по этим трем взаимно перпендикулярным направлениям и трех сдвигов в плоскостях, перпендикулярных к этим направлениям. Если значения этих трех растяжений и трех сдвигов будут заданы, то мы сможем

в котором Qapyn = fiapvTi. еще не означает, что в каждом слое деформация е33 также равна нулю. Действительно, рассматривая в простейшем случае ортогональную равновесную укладку слоев в материале, из уравнений состояния слоя (3.17) и (3.18) при условии (е33) = е§з + 81Т = О получим, что для слоя с укладкой волокон в направлении оси 1 поперечная к его плоскости нормальная деформация определяется соотношением

Как известно [1], пластическая деформация определяется как деформация, приводящая к остаточному изменению размеров образца (заготовки, прессовки и т. д.), ее мерой является величина натурального логарифма отношения конечного и начального размеров. Для самого же материала, который, образно говоря, размеров образца «не знает» и «не помнит», мерой пластической деформации является только остаточная плотность дислокаций, связанных в определенную структуру (чаще всего ячеистую). При этом для одних условий деформации (Т — const и е = const) эти механическое и физическое определения можно привести в соответствие, однако при изменении условий появляется неопределенность. Дело в том, что одна и та же деформация, но при разных, например, температурах будет давать даже без учета процессов возврата различную остаточную плотность дислокаций и различную структуру [47, 373], следовательно, и свойства материала после таких обработок должны отличаться. Эта неопределенность затрудняет объяснение механических свойств деформированных металлов, их сравнение со свойствами тех же металлов в рекристаллизованном состоянии. Возникает и дополнительное осложнение, связанное с тем, что, как показывают данные электронно-микроскопического исследования (рис; 4.13), при повторной деформации дислокационная

Эквивалентная деформация определяется графически (рис. 4.15) наложением перестроенных в координатах 5 — е (истинное напряжение — истинная деформация) кривой нагружения повторной дефор-

Заметим, что при постановке краевой задачи в перемещениях нельзя задать произвольным образом граничные значения перемещений по всей границе плоской области. Деформация определяется единственным образом, если задана компонента и вектора перемещений в некоторой точке каждого волокна и компонента v в некоторой точке каждой нормальной линии. (Нормальной линией мы всегда будем называть кривую, перпендикулярную направлению волокон в каждой своей точке.)

Номинальная деформация определяется как

напряжения и температуры деформация определяется соответствующей кривой изотермического деформирования. При этом предполагается, что режимы нагружения и нагрева, а также форма диаграмм деформирования при различных температурах в процессе возрастания нагрузок соответствуют увеличению пластических деформаций. Поверхность не изотермического нагружения трансформируется с числом циклов нагружений в соответствии с закономерностями поциклового изменения обобщенной диаграммы деформирования.

Остаточная деформация определяется из уравнения (8) при значении о = 0, т. е.

времени для заданного напряжения и температуры деформация определяется соответствующей кривой изотермического деформирования. При этом предполагается, что режимы нагружения и нагрева, а также форма диаграмм деформирования при различных температурах в процессе возрастания нагрузок соответствуют увеличению пластических деформаций. Поверхность неизотермического нагружения трансформируется с числом циклов нагружений в соответствии с закономерностями поциклового изменения обобщенной диаграммы деформирования.

Для заданного изменения деформации во времени sn(t) эквивалентная деформация определяется интегрированием зависимости (1.45)

Упругая деформация определяется одним элементом Е\_ (см. рис. 9). Независимо от истории предшествующего нагружения как при нагрузке, так и при разгрузке напряжения и де-