Деформации снижается

При построении графика Га(а) изменения силы инерции выходного звена в функции перемещения за положительное направление Fu принимается направление, при котором она стремится оторвать выходное звено от профиля кулачка. Для гарантии непрерывного прижатия выходного звена к кулачку необходимо наличие некоторой минимальной реакции между ними F0. Предварительное натяжение пружины fi составляет 20 — 40 % его наибольшего значения А. Сила упругости пружины линейно зависит от деформации. Следовательно, соединив точки а и Ъ прямой, получим зависимость Fnv(s) (рис. 2.25). Отрезок у в масштабе ЯР изображает наиболь-

ют сжимающие продольные напряжения ах, распределение которых показано на рис. 11.1, а. Если максимальные значения напряжений ох не достигают предела текучести металла, то это означает, что при нагреве в нем происходят только упругие деформации. Следовательно, после полного остывания напряжения окажутся равными нулю, т. е. остаточные напряжения в этом случае отсутствуют (рис. 11.1, а).

сти, то механизм совершает наибольшую работу за период в том случае, когда он развивает наибольшую силу, т. е. когда он приводит в Движение то сечение стержня, в котором возникают наибольшие упругие силы; это то сечение, в котором лежит пучность деформации. Следовательно, при заданном движении конца стержня наиболее сильный резонанс должен наблюдаться в том случае, когда условия таковы, что на этом конце образуется пучность деформации (и узел смещений). Наоборот, если при заданном движении конца стержня на этом конце должны возникнуть узел деформаций и пучность смещений, то резонанс не наступит (так как сила, которую должен будет развивать механизм, а вместе с тем и работа этой силы будут очень малы). Таким образом, условия возникновения резонанса, полученные нами из энергетических соображений, совпадают с теми условиями, при которых, как показано (§ 154), амплитуда стоячей волны в стержне получается наибольшей.

Действительно, когда падающая и отраженная волны имеют одинаковую амплитуду, то в узлах деформаций и скоростей амплитуды стоячей волны деформаций и скоростей соответственно обращаются в нуль. Но энергия может течь по стержню только в тех участках, где и деформация и скорость отличны от нуля. Следовательно, ни через сечения, в которых расположены узлы деформации, ни через сечения, в которых расположены узлы скоростей, энергия течь не может.

Гипотеза плоских сечений. Исследуем сначала случай, когда прямолинейный брус постоянного поперечного сечения площадью F растягивается равномерно распределенными нагрузками интенсивности q, приложенными на его торцах параллельно геометрической оси (рис. 2.3, а). Равнодействующие распределенных усилий Р ~ qF будут направлены параллельно геометрической оси и приложены в центрах тяжести торцовых сечений. Для такой деформации брусьев практикой подтверждается гипотеза плоских сечений — гипотеза Бернулли1, в соответствии с которой сечения, бывшие плоскими до деформации, останутся плоскими и после деформации. -Следовательно, если к брусу приложить силы, как указано на рис. 2.3, а, то поперечные сечения а—а, Ъ—Ь, ..., m—т после де-

Напряжения, которыми оперируют в механических испытаниях, могут быть условными и истинными. Условные напряжения определяются как отношение действующей силы к начальной площади поперечного сечения (а = P/F0), а истинные — к текущей (S = P/F) [1, 45, 46]. Физический смысл имеют истинные напряжения, они отражают состояние металла в каждый данный момент деформации, следовательно, являются характеристиками деформационного упрочнения.

ческой стадии (К3), которая начинается еще в области равномерной деформации. Следовательно; механизм изменения ячеистой структуры, определяющий величину /С3, должен сохраниться и при деформации в шейке. И только при деформациях порядка \^е = 0,7—0,8 начинается отклонение кривых упрочнения вверх. Причинами такого отклонения могут служить следующие факторы: скоростной — увеличение скорости деформации за счет резкого сокращения длины деформируемой части образца; геометрический — появление гидростатической компоненты напряжения из-за сложной формы образца. Необходимо добавить еще структурный фактор, который обусловлен уменьшением поперечного размера зерна и соответствующим увеличением вклада структурной составляющей в уравнении Холла — Петча [26].

Для случая плоской деформации общего вида, наложенной на однородное осевое растяжение тела с произвольным плоским^ полем направлений волокон &i(X, У), бесконечно малый элемент-материала можно считать находящимся в состоянии однородной деформации. Следовательно, градизнты деформации, описывающие локальную деформацию, должны по-прежнему иметь вид (96). Величины Я, k и ki при неоднородной деформации яв-

является новой переменной, от которой зависит плотность энергии деформации. Следовательно, напряжения для несжимаемого материала определяются формулой

Математическая структура данного критерия разрушения идентична структуре критерия (14а) максимальной деформации; следовательно, путем несложной модификации проведенных ранее рассуждений легко установить закон преобразования критерия при переходе от одной системы отсчета к другой и соответствие между формулировками в напряжениях и в деформациях. Приведем наиболее важные результаты. Как и в предшествующем случае, критерий максимального напряжения можно записать в следующем виде:

Далее, при рассмотрении не структурной, а энергетической стороны разрушения необходимо как самое главное отметить следующее. Полная работав, затраченная на разрушение, расходуется на пластическую деформацию (работой, затраченной на упругую деформацию, можно в первом приближении пренебречь) и состоит из двух слагаемых: работы макропласти-ческой деформации (работы, затраченной на деформацию всего образца до зарождения трещины), сокращенно работы зарождения трещины А3, и работы микропластической деформации (пластическая деформация, локализованная в устье трещины, перемещающаяся при движении трещины) , сокращенно работы развития (распространения) трещины Ар. Следовательно, полная работа разрушения А = А3 + Ар.

Если содержание легирующих элементов достаточно, чтобы снизить мартенситную точку и увеличить количество остаточного аустенита, то величина структурной деформации снижается, а в аустенитных сталях происходит лишь термическая деформация.

Рекристаллизация начинается при нагреве свыше температуры рекристаллизации Грек, составляющий 0,4 ТПЛ т. е. когда становится заметной скорость самодиффузии. Процесс термически активирован, т. е. для образования зародышей зерен и их роста требуется определенная энергия активации, поэтому он получает развитие в металле, претерпевшем определенную критическую пластическую деформацию (около 5...10%), другими словами, после накопления в металле некоторого минимума энергии. С увеличением степени деформации снижается энергия активации рекристаллизации и несколько понижается Трек. Это приводит к увеличению скорости рекристаллизации.

Результаты исследований показали, что пластическая деформация связана с интенсивным движением и увеличением числа дислокаций. Вместе с этим в объеме материала возникают микро- и макротрещины. Если трещина останавливается у какого-либо препятствия, то происходит накопление энергии. Это приводит к образованию упругих волн взрывного типа. Тогда трещина преодолевает препятствие и приходит в движение. В этом случае возникают затухающие упругие сферические волны. Изучали деформирование образца из стали на гидропрессе при давлении до 40 кПа. Образцы (целые стержни и с надрезом) испытывали на растяжение и изгиб. Образцы нагружали, затем снимали нагрузку и снова нагружали до более высоких пределов. При повторном нагружении импульсы АЭ появлялись только после приложения нагрузок, больших, чем в предыдущем цикле. Результаты исследований приведены на рис. 9.32. Значение N становится максимальным при достижении предела текучести. Затем материал начинает «ползти», его сопротивление деформации снижается и, естественно, скорость счета убывает. Несколько отличными оказались результаты испытания надрезанных образцов. В этом случае напряжение концентрировалось около надреза и ослабления АЭ не наблюдалось вплоть до разрыва образца.

В случае композита на основе натурального каучука, наполненного двуокисью- титана, повышаются прочность и модуль упругости при растяжении. Разогрев материала при деформации снижается от 34 до 14 °С, а показатель износа на шоссе улучшается незначительно.

При таком методе определения Nr умеренные значения запаса по-долговечности (пя = 2ч-3) перекрывают возможные случайные отклонения числа циклов до разрушения. Специфику термоусталостного нагружения учитывают характеристиками прочности при соответствующих температурах (а'™*, а .min)-и величиной ЛГ_1, определяемой экспериментально при неизотермическом циклическом нагружении. При этом величина N-i различна для каждого уровня нагружения Де, а общий вид диаграммы не меняется. С увеличением статической нагрузки роль амплитуды переменной деформации снижается, что подтверждает увеличение угла, наклона кривых Де—N с ростом ат.

Если температура металла при дробной деформации снижается, а скорость деформации по циклам возрастает, то кривая дробной деформации должна проходить значительно выше кривой однократного нагружения независимо от вида кривой однократного нагружения.

Штамповку в закрытых штампах наиболее целесообразно производить на: а) ковочных кривошипных прессах; б) горизонтально-ковочных машинах; в) гидравлических прессах; г) фрикционных прессах, так как при штамповке в закрытых штампах на молотах значительно возрастает сопротивление деформации, снижается производительность (в связи с необходимостью применять выталкиватель) и стойкость штампов.

времени. При испытании на релаксацию напряжений поддерживается постоянная длина предварительно нагруженного образца. В результате ползучести упругая деформация образца 8уПр в этих условиях нагружения переходит в пластическую 8„,, и напряжения снижаются. Исходя из основного условия релаксации 8апр -- 6/и — const, с течением 'времени доля упругой деформации снижается за счет повышения доли пластической деформации. Типичная кривая релаксации показана на рис. 11.

Распределение напряжений показано на фиг. 33 сплошными линиями. Пунктиром изображены напряжения в идеально упругом теле. Таким образом, коэффициент концентрации напряжений вследствие пластической деформации снижается.

Коррозионная стойкость нержавеющей стали зависит также от вида холодной обработки: вытяжки, растяжения, прокатки при степени деформации 0—50%. Исследования микроструктуры с помощью рентгеноструктурного анализа и электронной спектроскопии показывают, что с увеличением степени деформации нержавеющих сталей, например сталей типов 304 и 316, особенно при низкой температуре обработки, возрастает содержание мартенситной фазы, одновременно увеличивается плотность дислокаций. Установлено, что с возрастанием степени деформации снижается потенциал питтингообразования, а также сужается область пассивного состояния. Как уже отмечалось выше, наблюдается также различие электрохимических характеристик поверхностей, по-разному ориентированных по отношению к направлению деформации, а также электрохимическая анизотропия изделий из сталей, не подвергнутых холодной деформации. Повышенная склонность к питтингообразованию у деформированного материала объясняется возможностью образования трещин в неметаллических включениях и на границах «включение — матрица», за счет чего может увеличиться число активных центров питтингообразования. Электрохимическая анизотропия деформированного материала обусловлена большей локальной плотностью неметаллических включений в поперечном сечении стальных изделий [15].

Необходимо отметить, что в этих опытах с увеличением скорости деформации снижается время наводороживания; таким образом, диа-

пластической деформации снижается. Процесс интенсивного разрушения такой стали начинается после непродолжительного периода накапливания деформаций (рис. 82),