Деформации перемещения

Сварка взрывом — сварка, при которой соединение образуется за счет совместной пластической деформации в результате вызванного взрывом соударения быстродвижущйхся деталей. Кинетическая энергия соударения соединяемых частей затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоев металла, приводящей к образованию сварного соединения. При этом часть работы пластической деформации переходит в тепло, которое может разогревать металл в зоне соединения до высоких температур, вплоть до оплавления локальных объемов.

Рассмотрим, прежде всего, однородную деформацию единичного куба, в котором до деформации волокна прямолинейны и параллельны оси X. Для того чтобы при удлинении куба в Я раз в направлении оси Z его объем оставался неизменным, необходимо, чтобы его ребро, параллельное оси У, сократилось тоже в Я раз; следовательно, частица, до деформации имевшая координаты Х\, УЬ Zi, в результате деформации переходит в точку с координатами X, Y, Z, где

Это означает, что осевое смещение и постоянно на любой цилиндрической поверхности R = const. Частица, в начальном состоянии имевшая координаты R,
Деформация, происходящая при монотонном возрастании нагрузки (напряжений), называется активной, при разгрузке — пассивной. Затрачиваемая на деформацию образца механическая энергия (ее эквивалент — работа внешних сил) в процессе деформации переходит в другие виды энергии. Пока напряжение не превосходит предела упругости, вся энергия, затраченная на деформацию, накапливается в теле в виде потенциальной энергии деформации, которая при разгрузке тела полностью переходит в механическую. То есть в пределах упругости всякое деформируемое тело можно уподобить идеальной пружине, накапливающей в себе энергию в случае ее .загружения и возвращающей эту энергию при разгрузке.

На третьем участке (в) происходит уменьшение поперечных размеров шейки. Достигнув определенных поперечных размеров, шейка перестает суживаться; с этого момента начинается четвертый участок диаграммы напряжений (отмечен на рис. 4.94, в буквой г). Однако шейка захватывает все больший участок по длине образца. На образце создаются области, в которых резко отличаются поперечные размеры шейки и крайних участков. К тому моменту, когда шейка распространится на всю длину образца (конец участка г), деформации достигают сотен процентов. В процессе развития шейки материал ориентируется — молекулярные цепи расправляются и располагаются вдоль образца (вдоль направления растяжения). Материал приобретает свойство анизотропности—большую прочность вдоль направления растяжения. Этим (ориентационным) упрочнением и объясняется тот факт, что, пока шейка не охватила по длине весь образец, утонения (сужения) ее не происходит — шейка легче распространиться на еще не охваченные ею участки, чем сужаться. Так обстоит дело до полного распространения шейки на весь образец. Скорость стабилизации поперечного сечения шейки зависит от ориентационного упрочнения материала. Если, для приобретения ориентационного упрочнения, препятствующего сужению шейки, не требуется большой вытяжки, то четвертый участок диаграммы (отмечен буквой г на рис. 4.94, в) сокращается и может совсем отсутствовать, т. е. диаграмма растяжения получается без максимума (например, у целлулоида). Вообще картина растяжения различных полимеров зависит от их склонности к ориентационному упрочнению. Явление значительного удлинения образца на участке г диаграммы (рис. 4.94, е) носит название вынужденной эластичности, происхождение термина будет пояснено ниже. При разгрузках и повторных нагружениях, в частности при колебаниях в процессе распространения шейки на всю длину образца, вследствие наличия последействия возникают петли гистерезиса (рис. 4.94, в, кривая, соответствующая температуре Т2). Наиболее широкие петли наблюдаются в области Tg. Вынужденно-эластическая деформация термодинамически необратима, при больших деформациях большая часть работы деформации переходит в тепло. Однако от пластической деформации она отличается тем, что после разгрузки и нагрева до температуры Tg эта деформация исчезает. Отсюда название эластическая. Однако для возникновения обсуждаемой деформации необходимо довести напряжения до авэ — предела вынужденной эластичности. Этим отличается вынужденно-эластическая деформация от высокоэластической, которая возникает при Т > Tg, т. е. в другом диапазоне температур, в процессе нагружения от нулевых напряжений. Отсюда становится понятным и слово вынужденная в названии деформации. Другим отличием вынужденно-эластической деформации от высокоэластической является то, что высокоэластическая деформация по устранении нагрузки исчезает без нагрева.

Работа внешних сил при деформации переходит во внутреннюю потенциальную энергию. Величина потенциальной энергии при упругой деформации не зависит от порядка, в котором прилагались нагрузки, а зависит от их конечной величины.

Работа внешних сил при деформации переходит во внутреннюю потенциальную энергию. Величина потенциальной энергии при упругой деформации не зависит от порядка, в котором прилагались нагрузки, а зависит от их конечной величин >i.

В примере длина оболочки равна I =-. 0,8 г, переменный наружный радиус R (х) = Vl + 0,1 (1 - x/r) (0
На рис. 6.8 изображен элемент оболочки в начальном АВ и деформированном Aj^ состояниях. Точка А при деформации переходит в точку Alt получая перемещения и, w. Координаты точки Лх следующие:

тор mm-L после деформации переходит в вектор, перпендикулярный к деформированной срединной поверхности, не изменяя своей длины ?. Если обозначить вектор нормали к деформированной поверхности в точке т' (рис. 1.3) через п*. то смысл гипотезы Кирхгофа заключается в том, что ?п переходит в ?п*. На основании рис. 1.3 имеем

На основании своих опытов Уилер [81 ] предложил следующую гипотезу, объясняющую механизм эрозии металлов при кавитации. По его мнению, в таких условиях возникают высокие местные давления, способные вызвать в микрообъемах металла пластическую деформацию и местную концентрацию напряжений. Значительная часть работы деформации переходит в тепло, в результате в микрообъемах металла резко возрастает местная температура. Кроме того, местная температура может сильно возрасти (теоретически до нескольких тысяч градусов) в результате сокращения кавитационного пузырька. В этих условиях при наличии агрессивной среды образуются окислы, которые препятствуют свариванию смещенных объемов металла. Развитие такого процесса приводит к образованию аморфной смеси, состоящей из массы металла и его окислов. Смесь отделяется от поверхности при эрозии, и на этом месте снова образуются такие же продукты износа. Подобное представление о роли коррозии и механизме кавитационного разрушения металлов нуждается в более глубоких и тонких экспериментальных исследованиях.

ЁМКОСТНЫЙ ДАТЧИК - измерительный преобразователь в виде элект-рич. конденсатора, ёмкость к-рого изменяется пропорционально изменению измеряемой величины (деформации, перемещения, усилия, влажности и т.д.). Конструктивно Ё.д. пред-

Из (37) следует, что в отличие от изотропного материала (для которого Sie — Sze — 0) равномерно распределенные касательные напряжения вызывают нормальные деформации. Перемещения имеют вид (составляющие, соответствующие смещениям системы как твердого тела, приняты равными нулю)

элементы такого анализа, выполненного Райсом [16]. Предполагая, что все деформации бесконечно малы (это позволило применить обычные уравнения движения и связь деформации — перемещения), и ограничиваясь рассмотрением адиабатических или изотермических условий с соответствующими уравнениями состояния, Раис составил уравнение общего энергетического баланса в виде

перемещения этой точки им, ъм, WM, возникающие при деформации стержня.

Поскольку в поперечном сечении контурная линия стержня не испытывает деформации, перемещения ее точек определяются перемещением контура как жесткого целого в плоскости поперечного сечения. Такое перемещение можно описать, задавая перемещение точки А, принадлежащей контуру, или жестко связанной с ним, и поворот относительно этой точки.

После такого обзора возможных типов упругих элементов в заключение следует еще указать на две особые точки зрения. Первая имеет энергетический характер. Если поле напряжений в упругом элементе или его типичный вид (например, при изгибе) с некоторым приближением не зависит от их места, то требуемая для деформации работа пропорциональна активному объему. Поэтому он должен быть не больше, чем это необходимо для выполнения своих функций, например для обеспечения достаточно большой измерительной базы для восприятия деформации (перемещения) или для уменьшения .наибольших напряжений до допустимых значений.

Напряжения Деформации Перемещения

Деформации при этом малыми не считаются. Полученные нами, результаты применимы ко всем конструкциям, сделанным из упругих (подчиняющихся закону Гука) материалов. Например, они приложимы к очень гибким стальным пружинам и тонким изгибаемым пластинам с большим прогибом, равно как и другим конструкциям, в которых напряжения, деформации, перемещения и статически неопределимые реакции могут и не быть в общем пропорциональны нагрузкам.

Линейные задачи. Как известно из теории упругости, в жестких конструкциях, в которых деформации малы и не влияют на действие нагрузок, напряжения, деформации, перемещения и статически неопределимые реакции линейно связаны с нагрузками. В этом случае уравнение (П. III. 4) допускает упрощение к виду

Режимы управления такими испытаниями, выборка и запоминание массивов экспериментальных данных, а также обработка информации в режиме реального времени с целью определения параметров уравнений состояния и представления их в удобном для дальнейших,» расчетов виде реализуются с помощью программ, типовые возможности которых можно пояснить с помощью рис. 16. В программе предусмотрено выполнение цикла пилообразной формы (рис. 16, а) с управлением по нагрузке, деформации или перемещению, с реализацией (по желанию оператора) выдержек при заданных значениях нагрузки (деформации, перемещения) (рис, 16, б, в). Программа позволяет осуществить сбор, запоминание и вывод на цифро-печать или на перфоленту данных о напряжениях а, деформациях 8 или перемещениях е на участке активного нагружения (рис. 16, ?) и данных о напряжениях и деформациях е в функции времени t в заданных временных интервалах t0- • tn на участке выдержки.

Помимо этого предусмотрена программная реализация блокировки работы системы при достижении заранее заданных величин деформации, нагрузки или перемещения, устанавливаемых в соответствии с предельными возможностями датчиков или техническими условиями испытаний.