Деформации обусловленной

В этих выражениях асв= десв/6Т; аф=де^/дТ, т. е. асв и аф—это темпы деформации, обусловленные усадкой и формоизменением, а„ — предельный темп деформации, характеризующий пластичность систем в т.и.х. Значение а„ зависит от схемы кристаллизации шва, его химического состава и степени химической неоднородности, формы шва, схемы главных напряжений, определяемых в значительной степени способом и режимом сварки.

Деформации, обусловленные зависящими от времени напряжениями, определяются из интеграла (11), в котором вязко-упругие податливости SUM выражены через главные податливости За, входящие в уравнения (17). Например, если оси координат совпадают с осями материальной симметрии и компоненты тензоров напряжений и деформаций обозначаются двойными индексами, то уравнение (17а) для осевой деформации ец принимает вид

полезным, так и нежелательным в зависимости от рода компонентов, геометрии и состояния поверхности раздела композита. Пластическое течение обычно начинается около углов на конце волокна и распространяется по ширине и длине поверхности раздела волокно — матрица. Оно, естественно, снижает концентрацию напряжений и, следовательно, повышает длину передачи на^ грузки. Это обстоятельство, наряду с возникновением упомянутых выше нормальных сжимающих напряжений, полезно, если от поверхности раздела требуется высокая прочность. Однако если на поверхности раздела присутствует хрупкое соединение, разрушающееся при малых деформациях, то большие деформации, обусловленные пластическим течением, нежелательны.

Разрабатывая молекулярно-механическую теорию трения, проф. Крагельский И. В. предложил рассматривать образующуюся фрикционную связь между двумя трущимися телами как некоторое физическое тело, обладающее определенными свойствами, отличающимися от свойств обоих трущихся тел [179]. Это так называемое «третье тело» является, некоторого рода, связью, обладающей упруго-вязким характером. На свойства этой связи оказывают влияние состояние поверхности, величина давления между телами, время контактирования, скорость приложения нагрузки и т. п. Вследствие дискретного характера контактирования выступы, имеющиеся на поверхностях трения, сглаживаются или сменяются впадинами, т. е. материал в поверхностном слое при трении непрерывно передеформируется. Рассматривая область передеформирования как «третье тело», можно считать, что силы внешнего трения обусловлены силами вязкого сдвига, возникающими в деформативной области обоих тел. В этой области происходят значительные пластические деформации, обусловленные возникновением в контактных точках высоких 35* 547

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7, б), превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластичес-кой зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице; доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении.

Кроме правильности, мы знаем, что для обеспечения постоянства передаточного числа нужно выдержать равенство шагов ведомого и ведущего колес, что тоже может быть практически обеспечено только с известным приближением, определяемым допуском на шаг зацепления. Кроме того, сам зуборезный станок вносит так называемые технологические погрешности в зацепление, к которым добавляются еще различные монтажные погрешности. Все это приводит к тому, что действительные профили круглых зубчатых колес фактически являются не вполне сопряженными, а отсюда следует нарушение передаточного числа и возникновение шума в зацеплении при работе на больших скоростях. Явление неправильного зацепления усугубляется еще наличием в зубьях упругих деформаций под действием передаваемой нагрузки. Упругие деформации, обусловленные изгибом, а особенно вызванные контактными напряжениями, искажают первоначально недеформированные, не вполне точные профили, отчего зацепление еще более становится неправильным. Очевидно, что при наличии в зацеплении нескольких пар зубьев влияние упругих деформаций будет меньше и колеса на больших скоростях будут работать спокойнее; вместе с тем и влияние технологических погрешностей сказывается меньше, если в зацеплении будет находиться большее число пар зубьев. Это объясняется тем, что указанные погрешности могут быть у различных зубьев разных знаков и результативное действие погрешностей будет более благоприятным при увеличенном числе пар зубьев, одновременно находящихся в зацеплении. Поэтому для достижения бесшумной работы колес на больших скоростях всегда стремятся обеспечить в одновременном зацеплении возможно большее число пар зубьев. Число пар одновременно зацепляющихся зубьев является как бы показателем плавности работы передачи на больших скоростях х. Перейдем теперь к определению этого показа-

Термоциклические напряжения в отличие от механических действуют главным образом у поверхности детали. Так как при термическом воздействии заданными в цикле являются деформации, обусловленные несвободными тепловыми расширениями, то термические напряжения, как правило, релаксируют в той или иной степени. При механическом нагружении, которое часто задано в цикле амплитудой напряжений, последние могут быть как сильно релаксирующими, так и вовсе не релаксирующими.

В дискуссии с Клинардом и Шерби Джонсон [318] приводит обобщенное уравнение, в котором полное изменение размеров образца на одной стадии цикла включаете себя деформации, обусловленные нормальной ползучестью, трансформационными явлениями и объемным эффектом фазового превращения:

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7,в), •превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластичес-кой зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице; доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении.

4. Большие деформации, обусловленные прогрессирующей потерей устойчивости и возникновением скачков деформации.

Рис. 2.1. Модель кристалла к расчету остаточной деформации, обусловленной движением дислокаций [12].

Типичные кривые ползучести и кривые восстановления (упругое последействие) для специально обработанных образцов представлены на рис. 19. Результаты, полученные при помощи условия суперпозиции (3), изображены штриховой линией; предполагалось, что упругое последействие равно сумме деформации, обусловленной напряжением, приложенным при t = 0, и деформации, обусловленной равным по величине, но противоположным по направлению напряжением, приложенным при t = 1 час. Тот факт, что деформация, полученная на опыте, больше, чем вычисленная методом суперпозиции, типичен для армированных и неармированных стеклопластиков в условиях

а) Канонический оператор измерения не учитывает эффекта сопротивления поперечной деформации, обусловленной трением 15]. Это происходит тогда, когда сопрягаются силоизмерители и дополнительные силовводящие детали с весьма различными поперечными размерами, из-за чего на контактирующих поверхностях возникают дополнительные касательные напряжения, которые находятся в равновесии благодаря силам трения. Неизбежным следствием этого является увеличение гистерезиса. Явление сопротивления поперечной деформации весьма трудно поддается описанию, но, так как причина его возникновения ясна [9], это явление может в большинстве случаев исключаться из рассмотрения.

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-

Af в процессе деформации мартенситной 0]-фазы образуется мартенсит-ная 71-фаза, поэтому обнаруживается большое падение напряжения. При Г > Af мартенситная фаза термодинамически нестабильна, поэтому при снятии нагрузки происходит полное обратное превращение, наблюдается псевдоупругость, при которой полностью восстанавливается форма. Однако в отличие от большого гистерезиса в случае мартенситной у\ -фазы при деформации, обусловленной только мартенситной 0\ -фазой гистерезис практически не наблюдается. Характерной особенностью этих стадий является проявление псевдоупругости. Следует отметить еще одну характерную особенность, обусловленную тем, что мартенситная фаза образуется под действием напряжений. В температурной области выше точки MS наклон линий несколько различается из-за типа возникающей мартенситной фазы. Однако напряжение образования мартенситной фазы находится в прямом соотношении с температурой (соотношение Клаузиуса — Клапейрона).

Поскольку тензор деформации, обусловленной распространением звуковой волны, имеет вид

Здесь Ejk ~ тензор деформации, обусловленной полем температуры:

*¦ ' -* Здесь ЕЦ - тензор деформации, обусловленной магнитным полем.

Здесь Efk - тензор деформации, обусловленной электрическим полем. Известно, что для пьезоэлектрических сред

Здесь Е\к - тензор деформации, обусловленной протеканием электрического тока. Эта деформация будет обусловлена, в основном, тепловым действием тока, т.е.

Существенный вклад в АЭ при пластическом деформировании материалов вносит динамика дислокаций, хотя основная часть энергии, связанной с ней, превращается в тепло при взаимодействии дислокаций с термическими фононами. Согласно оценкам, на излучение упругих волн расходуется около 1% энергии пластической деформации, обусловленной дислокационными механизмами. Энергия, выделяемая при отдельном акте рождения, перемещения или исчезновения дислокации, настолько мала, что не может быть зарегистрирована АЭ-аппаратурой. Однако коллективные процессы, когда в одной и той же стадии развития находятся тысячи дислокаций, могут дать когерентные упругие волны, сумма которых и воспринимается как отдельный акт АЭ.-