Деформации материалов

Также представляет интерес конструкция штампа, разработанная Л. В. Обрушниковым и Е. Д. Гороховым (рис. 3.35). Пуансон и подвижная матрица штампа выполнены с углублениями на рабочей поверхности и снабжены установленными в последних фракционными вкладышами, при этом толщина вкладыша подвижной матрицы больше углубления под него на величину деформации материала вкладыша при штамповке. Использование вкладышей из фракционного материала способствует повышению трения в зонах контакта заготовки с пуансоном и подвижной матрицей. Повышение трения в процессе вытяжки ведет к уменьшению проскальзывания отдельных объемов металла заготовки в зонах контакта, что приводит к более равномерному распределению деформации по всему сечению штампуемых деталей и сохранению устойчивости заготовки в течение всего процесса вытяжки.

Результатом упругой и пластической деформации материала обрабатываемой заготовки является упрочнение (наклеп) поверхностного слоя. При рассмотрении процесса стружкообразова-ния считают инструмент острым. Однако инструмент всегда имеет радиус скругления режущей кромки р (рис. 6.12, а), равный при обычных методах заточки примерно 0,02 мм. Такой инструмент срезает с заготовки стружку при условии, что глубина резания t больше радиуса р. Тогда в стружку переходит часть срезаемого слоя металла, лежащая выше линии CD. Слой металла, соизмеримый с радиусом р и лежащий между линиями А В и CD упругопластически деформируется. При работе инструмента значение радиуса р быстро растет вследствие затупления режущей кромки, и расстояние между линиями АВ и CD увеличивается.

В начальной стадии остывания, когда металл заклепки находится в пластическом состоянии, стержень заклепки вытягивается, в результате чего уменьшается его диаметр. Заклепка в это время не развивает сколько-нибудь значительного давления на соединяемые дегали. С понижением температуры материал заклепки постепенно крепнет и начинает оказывать сопротивление усадке. Окончательная стягивающая сила определяется величиной укорочения заклепки за период остывания с температуры, при которой пластические деформации материала заклепки сменяются упругими деформациями, до температуры полного остывания. Это же укорочение определяет величину растягивающих напряжений в стержне заклепки.

Крепление с помощью пластической деформации материала в холодном состоянии применяют в глухих соединениях преимущественно для фиксации взаимного расположения деталей. Во многих случаях такие соединения несут довольно значительные нагрузки. . .

Местные напряжения, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел, называют контактными напряжениями. Вследствие деформации материала в месте соприкосновения возникает площадка контакта, по которой и происходит передача давления. Материал вблизи такой площадки, не имея возможности свободно деформироваться, испытывает объемное напряженное состояние.

Упругое скольжение возникает в результате упругой деформации материала рабочих поверхностей катков (рис. 170). Поверхностные слои материала ведущего катка, нагруженного движущим моментом Мг, под действием силы трения, по мере приближения к точке контакта р сжимаются, а проходя эту точку растягиваются. Поверхностные слои материала ведомого катка под влиянием реактивного момента Л12 получают противоположные деформации. Для уменьшения упругого скольжения необходимо применять материалы с большими модулями упругости. Величина упругого скольжения ? не велика, и не превышает для стали и чугуна 0,002 — 0,005; для текстолита 0,01; для резины 0,03. При обильной смазке передач » 0,05.

2. По виду деформации материала, возникающей при работе упругого элемента, различают: а) пружины с деформацией кручения; б) пружины с деформацией изгиба; в) пружины, материал которых подвергается сложным деформациям.

гается вследствие упругопластической деформации материала поверхностей.

Как уже указывалось, контакт боковых поверхностей зубьев у рассматриваемой зубчатой передачи теоретически происходит в одной точке, практически же вследствие износа и деформации материала — по небольшой площадке. В результате на рабочих поверхностях зубьев возникают высокие контактные напряжения, которые в сочетании со значительным скольжением профилей и при отсутствии условий для создания масляного клина могут привести к заеданию рабочих поверхностей зубьев. Поэтому винтовые

Машинная диаграмма растяжения образца "нагрузка Р -удлинение образца А^" (рис. 5.2) нормировкой а = P/F0, e = Ы1 ?0 переводится в диаграмму деформации материала СТ(Е). Здесь 1о - начальная расчетная длина, а номинальные напряжения а вычисляются всегда по начальной площади сечения образца F0.

На стадии деформационного (параболического) упрочнения конструкционной стали скорость механохимической повреждаемости материала увеличивается практически пропорционально росту интенсивности предварительной пластической деформации материала элемента аппарата. Коэффициент Кет в уравнении (6.13) представляет собой тангенс угла наклона экспериментальной зависимости

Однако возникающие звуковые сигналы можно улавливать на слух только в некоторых, частных случаях. В общем же случае требуется специальная аппаратура. Такая акустическая аппаратура создана. Ее используют для изучения накопления повреждаемости при деформации материалов и прогнозирования разрушений.

Акустическую эмиссию при деформации материалов вначале рассмотрим на примере механических испытаний гладких образцов. Каждому типу диаграммы напряжение — деформация (а—е), получаемой при испытании на растяжение различных материалов, соответствует своеобразное изменение процесса АЭ (рис. 2.45). Из кривых видно, что даже в области упругости (от 0 до ае) наблюдается АЭ. Она возникает от того, что материал неоднороден, .нагружен неравномерно и в отдельных областях происходит пластическая деформация, хотя в целом процесс упругий.

Из-за ограничений типа нерастяжимости и несжимаемости краевые задачи для идеальных волокнистых композитов ставятся иначе, чем при отсутствии ограничений, а их решения обладают некоторыми необычными свойствами. Для того чтобы исследовать эти свойства в возможно более простом случае, в настоящем разделе мы рассматриваем бесконечно малые плоские деформации материалов, армированных первоначально прямолинейными параллельными волокнами. Помимо всего прочего, оказывается, что поле напряжений в идеальном волокнистом материале может иметь особенности типа дельта-функции Дирака, соответствующие приложенным к отдельным волокнам

Материалы, армированные семейством непараллельных волокон, не представляют большого практического интереса по-той причине, что технология изготовления в настоящее время ориентирована на обеспечение параллельности волокон. Это хорошо потому, что исследовать деформации таких материалов: гораздо сложнее, нежели деформации материалов с параллельными волокнами. Решений конкретных задач для этих материалов в литературе нет. В настоящем разделе мы лишь в общих чертах рассмотрим уравнения, описывающие плоскую деформацию таких материалов.

Из этих работ можно сделать заключение, что влияние радиационных нарушений сравнимо с влиянием холодной деформации материалов. Тот факт, что под действием облучения предел текучести и предел прочности холоднодеформированных материалов не увеличивались, указывает, что дальнейшее изменение структуры металла или сплава за счет радиации не приводит к сильному изменению этих свойств.

Не менее существенное влияние на МКК хромоникелевых коррозионно-стойких сталей оказывает пластическая деформация. Создание при наклепе направленных искажений решетки приводит к повышению энергии определенных групп атомов, созданию локальных концентрационных изменений и влияет на диффузию элементов. Деформация может изменить как время до появления склонности при провоцирующих нагревах, так и интенсивность самого разрушения границ зерен. При этом эффекты, наблюдаемые в результате деформации материалов до или после провоцирующего отпуска, различаются.

При упругопластической деформации материалов под действием приложенного напряжения хрупкое разрушение поли-Кристалического материала происходит в три стадии: разрыв межатомных связей с образованием новых поверхностей— зарождение микротрещины; подрастание последней

наблюдаемые в виде пересекающихся полос скольжения. Эти участки характеризуются максимальным упрочнением, о чем свидетельствует кривая распределения микротвердости (см. рис. 2). При удалении на 1 мм от границы раздела слоев в стали Ст. 3 обнаруживаются длинные полосы, являющиеся, по-видимому, двойниковыми образованиями, характерными для высокоскоростной деформации материалов с ОЦК-решеткой [2].

Регистрация структурно чувствительных и других физических характеристик параллельно с металлографическим анализом является весьма перспективным направлением развития методов и средств микроструктурного исследования твердых тел в широком диапазоне температур. Необходимо отметить, Что на серийных типах аналогичной зарубежной аппаратуры невозможно исследовать изменение физических характеристик металлических материалов, хотя такое исследование дает существенную дополнительную информацию об особенностях механизма деформации материалов в заданных условиях испытания.

Процесс горячей деформации материалов описывается с помощью кривых текучести (диаграмм деформаций) в координатах 0—е, (Т—Г), форма и значения параметров которых зависят от типа кристаллической решетки, физико-химических свойств и состояния металла, температуры, скорости и степени деформации, истории и пред-истории нагружения, методики испытаний, масштабного фактора и т. д.

Степень влияния скорости на сопротивление деформации материалов в значительной мере определяется температурными условиями деформирования. В ряде работ зависимость скоростного показателя я от гомологической температуры принимают линейной: по Л. Д. Соколову п=тТ/ТПл', М. А. Зайкову я=0,ЗГ/Гпл; по В. С. Зотееву п=а+рТ.