Деформации нормального

Обладая наглядностью поляризационно-оптического метода, метод муаровых полос вследствие своего чисто геометрического характера позволяет исследовать деформации независимо от их физической природы.

При составлении уравнения энергетического баланса (24) принято, что соударение является неупругим; деформация мгновенно распространяется по длине пружины (допустимо принимать при DO ^ 5 м/с), а скорости ее отдельных витков пропорциональны их перемещениям при статическом приложении нагрузки в месте удара; все деформации пружины упруги (тогда ее потенциальная энергия может быть подсчитана по формулам, соответствующим статическому нагр ужению пружины); опоры пружины абсолютно жесткие; деформация ударяющегося тела не учитывается. Если ч:>:0,28гт (тт — предел текучести при сдвиге), то в первом витке пружины, свитой из проволоки круглого поперечного сечения, неизбежно возникнут пластические деформации независимо от массы ударяющего груза. При ударной нагрузке отдельные витки пружины и, как правило, витки, прилегающие к торцовым, соприкасаются, повреждаются и при многократных повторных нагрузках разрушаются [14].

Совместное действие простых деформаций. Многие детали механизмов испытывают совместное действие изгиба и растяжения (сжатия), изгиба и кручения, кручения и растяжения (сжатия). В этих случаях, в соответствии с принципом суперпозиции, напряжения в детали можно находить для каждой простой деформации независимо от остальных.

ее потенциальная энергия может быть жения ПРУ«ИНЫ амортизатора подсчитана по формулам, соответствующим статическому нагружению пружины); опоры пружины абсолютно жесткие; деформация ударяющегося тела не учитывается. Если ч^;0,28тт (тт — предел текучести при сдвиге), то в первом витке пружины, свитой из проволоки круглого поперечного сечения, неизбежно возникнут пластические деформации независимо от массы ударяющего груза. При ударной нагрузке отдельные витки пружины и, как правило, витки, прилегающие к торцовым, соприкасаются, повреждаются и при многократных повторных нагрузках разрушаются 114 ].

воздействия Х\, Х2, ..., Xj, каждый из которых приводит к эквидистантному смещению зависимости (1.4) по отношению к выявленной аналогичной зависимости для тестовых условий, в которых определена величина константы (Д,)0. К одному и тому же объему пластически деформируемого материала можно прийти разными способами, варьируя параметрами соотношения (1.5). При этом диапазон изменения объема пластически деформируемого материала до наступления разрушения ограничен способностью (свойство) материала реализовывать свои пластические свойства. Это свойство в полной мере может быть реализовано в тестовых условиях опыта, что соответствует затратам энергии на деформирование материала. Поэтому зависимость объема пластически деформируемого материала от напряженного состояния в тестовых условиях опыта становится энергетической характеристикой способности материала реализовывать работу пластической деформации независимо от способа подвода энергии к нему. Она показывает способность любого объема металла к пластическому деформированию, в том числе перед вершиной концентратора напряжений или трещины во всем возможном диапазоне изменения степени стеснения пластической деформации.

в некоторых работах [141, 340, 341] принимается как наиболее общее уравнение состояния материала при упруго-пластическом деформировании. В соответствии с изложенным выше это справедливо только для материала, не чувствительного к истории нагружения. Такое уравнение состояния предполагает, что мгновенная скорость пластической деформации полностью определяет мгновенные условия нагружения, а состояние материала характеризуется величиной пластической деформации независимо от процесса ее накопления во времени.

Принимая при феноменологическом подходе к процессу деформации за проявление вязкости любое изменение сопротивления в зависимости от скорости деформации, независимо от конкретной физической природы такой зависимости, коэффициент вязкости можно определить как частную производную

В частном случае, когда структурное состояние материала определяется одним параметром (величиной пластической деформации) независимо от истории предшествующего нагруже-

Мы будем понимать под упругостью не только полное отсутствие остаточных деформаций, но и полную обратимость работы деформации, независимо от того, линейна зависимость <т = а (&) или, как у резины, нелинейна (рис. 2.38), и считать, что в случае

Абразивное изнашивание — разрушение при трении скольжения, обусловленное воздействием твердых частиц, вызывающих пластическую деформацию поверхности детали. Взаимодействие твердых частиц с поверхностью металла возможно различным путем: при трении детали по абразивной поверхности минерального происхождения, при наличии твердых частиц между скользящими поверхностями и т. п. Обязательным признаком абразивного изнашивания считается разрушение при пластической деформации независимо от того, образуется ли при этом стружка или в результате пластического оттеснения материала в сторону на его поверхности появляются риски. Если в материал с незначительным сдвигом или без него внедрены твердые частицы, то этот вид разрушения относится также к абразивному.

Учитывая, что с добавлением TiN структура сплава становится более мелкозернистая, полученные результаты противоречат известным данным, в соответствии с некоторыми высокотемпературная прочность крупнозернистых сплавов выше, чем мелкозернистых (например, твердые сплавы системы WC-Co). По мнению Судзуки(трудность деформирования сплава на основе Т1Со,7^о,з обусловлена не растворением азота в связующей фазе, а препятствием динамическому возврату связующей фазы по мере увеличения в ней содержания молибдена [126]. Добавки нитрида титана в сплавы системы TiC—Ni—Mo препятствуют их высокотемпературной деформации независимо от температуры и величины напряжений, причем наиболее ярко это проявляется при температуре 1000 °С. 88

Чтобы получить некоторые из приведенных ранее результатов, необходимо предположить, что коэффициент k, фигурирующий в уравнении (5.47), также изменяется во времени. Введение этой зависимости позволяет отразить изменения свойств материала в направлении кончика трещины и влияние касательных напряжений на рост трещины [25, ч. IV]. Таким образом, хотя в этой главе и рассматривались только деформации нормального отрыва в кончике трещины, полученные результаты в действительности обладают большей общностью. Возможно, что на практике задачу определения размера трещины придется решать при помощи итерационной процедуры, так как k зависит от роста трещины по мере изменения ее ориентации.

Наиболее важным приложением механики разрушения к однофазным материалам, по-видимому, является предсказание усталостного разрушения. В этом случае начальная длина трещины может быть меньше критической, но в процессе циклического нагружения увеличивается настолько, что дальнейший рост трещины становится неустойчивым. Несмотря на широкое применение методов механики разрушения к изотропным однородным материалам, большинство работ рассматривает деформации нормального отрыва (трещина I рода) и использует эмпирический подход, задавая связь между А/О и скоростью роста трещины в виде степенного закона. Одна из распространенных форм этой связи имеет вид

В реальной трещине' СОП в момент образования является ювенильной. т. е. отличается полным отсутствием на ней пленок, а также активацией поверхности в результате деформации нормального отрыва, что обусловливает ее высокую коррозионную активность. Существующие в настоящее время методы получения свежей поверхности: шлифовка, истирание и срезание не обеспечивают получение СОП, близкой по свойствам к поверхности, возникающей в вершине трещины, поскольку на СОП, полученной этими методами, сохраняются остатки поверх-72

Нами была проведена работа по получению СОП в результате мгновенного разлома электроизолированного' металлического образца по острому концентратору напряжений в электролите. При этом имитировалось основное условие образования СОП непосредственно в трещине - мгновенный разрыв металла по концентратору напряжений вследствие деформации нормального отрыва. Есть основание полагать, что коррозионно-злектрохими-ческие свойства такой СОП будут наиболее соответствовать свойствам СОП в вершине подрастающей скачками трещины.

Эксперименты проводились на плоских, тщательно изолированных эпоксидной смолой, образцах из углеродистых сталей с „флажком" (выступом в электрохимической ячейке из пищевой резины) в 3 %-м водном растворе NaCl на установке для коррозионного растрескивания, позволяющей прикладывать к образцу растягивающие напряжения {62}. Потенциал деформируемой „бывшей" СОП записывался самописцем от потенцирс-тата П-5848; в параллельных опытах потенциал фиксировался компенсационным методом потенциометром Р-363/3. СОП в результате деформации нормального отрыва (как в трещине) образовалась мгновенным механическим отрывом „флажка" по месту концентратора напряжений (надреза) непосредственно в ячейке, заполненной электролитом. В ячейку вводился „про-тивоэлектррд" (стальная пластина „старой" поверхности, которая приводилась в металлический контакт с исследуемым металлом на период в 90 с) с целью анодного отравления СОП, как в реальной трещине. Площадь этого электрода была в 100 раз больше площади СОП. Потенциал измерялся относительно хлорсс ебряного электрода. Измерение проводилось при отключенном и изъятом катодном противоэлектроде. Наводорожива-ние образцов перед проведением экспериментов осуществлялось по методике, описанной в [27].

В процессе возникновения СОП вследствие деформации нормального отрыва на поверхности появляются деформационные образования (полосы и линии скольжения), поэтому последующее деформирование растяжением уже не вызывает заметного изменения поверхности. По-видимому, это является причиной отсутствия деформационного рачблагораживания потенциала при деформацшн,бывшей" СОП. Полученные данные свидетельствуют о том, что з, д. с. предполагаемой деформационной коррозионной гальванопары („пары Эванса"), когда вершина трещины состоит из СОП (вернее, из „бывшей" СОП), практически равна нулю, т. е. вершина, механические напряжения в которой выше, чем на ее стенках, в данном случае не может быть только за счет этого активным анодом. Таким образом, есть основания полагать, что „гальванопара Эванса", определяя чисто коррозионный этап развития трещин, не является определяющей на этапе ее скачкообразного подрастания, когда в вершине трещины образуется СОП.

В частности, для компонента деформации, нормального к плоскости трещины, при угле 9=0 имеем

Свяжем компоненты деформации нормального элемента с компонентами деформации срединной поверхности. Прежде всего с учетом равенств (6.48) получаем

Рассмотрим вопрос об определении смещений и углов поворота по известным компонентам деформации. Прежде всего, при известных компонентах деформации срединной поверхности можно, согласно соотношениям (6.53), (6.56) и (6.57), считать известными и компоненты деформации нормального элемента, связанного с произвольной кривой Г на срединной поверхности.

Использование соотношений теории пластин и оболочек позволяет свести задачу к двумерной. Деформированное состояние оболочки или пластины полностью определяется перемещениями срединной поверхности (или срединной плоскости) и углом поворота прямолинейного отрезка до деформации нормального к срединной поверхности (нормального отрезка или просто нормали). Дискретизация тела сводится к разбиению на конечные элементы срединной поверхности, а в качестве основных неизвестных выступают узловые значения перемещений срединной поверхности и углов поворота нормали.