Деформации существует

Исследование температурных полей и деформаций. Исследования температурных полей нужны для оценки работоспособности узлов трения^ теплостойкости и точности машин. Температура сказывается на работе узлов трения в связи с температурными изменениями зазоров, резким изменением вязкости масла, изменением свойств поверхностных слоев материалов, особенно коэффициентов сухого трения. При высоких температурах понижаются механические свойства материалов, происходит тепловое охрупчива-ние и ползучесть. Температурные деформации существенно влияют на точность измерительных машин, прецизионных станков и других машин.

Значительное докрнтическое подрастание трещины возможно только в том случае, если толщина образца достаточно мала по сравнению с его шириной, деформация но толщине не запрещена полностью и в процессе докритического разрушения происходит усиленная пластическая деформация приповерхностных слоев плоского образца. Интенсивность и область распространения этой деформации существенно меняются с толщиной материала, вследствие чего даже для данной среды и температуры величина Кс, определенная па образцах различной толщины, будет существенно различной.

При резании металлов главным фактором, влияющим на коэффициент трения и определяющим в значительной степени другие контактные характеристики, является температура в зоне контакта [119]. Процессы упрочнения и разупрочнения приконтактных слоев, действуя одновременно, конкурируют между собой [120]. Высокие скорости деформации существенно увеличивают истинные напряжения в контактном слое (при температурах 600-800 °С в 2-2,5 раза). Это явление наиболее ярко проявляется при обработке высокопластичных, упрочняемых в процессе деформации нержавеющих жаропрочных материалов, при резании которых микротвердость прирезцовых поверхностей стружек, например, увеличивается в 1,5-2 раза [119].

Имеется, однако, большая группа материалов, для которых значение деформации существенно зависит от времени, т. е. от длительности воздействия нагрузки. Такую деформацию удобно представить суммой двух других компонентов е0 и екрп:

Расчет на жесткость. Проверочный расчет валов на жесткость выполняют в тех случаях, когда их деформации существенно влияют на работу сопряженных с валом деталей.

на ювенильных поверхностях в любой среде, содержащей кислороде небольшим количеством гидроксильных ионов. Естественно, что создание условий, при которых происходит нарушение поверхностных защитных оксидных пленок, приводит к возможности проявления высокой химической активности титановых сплавов и к изменению в результате этого их прочности. К числу таких условий прежде всего относится малоцикловое нагружение в коррозионной среде, при котором нарушение защитной пленки в результате циклических деформаций может опережать скорость ее регенерации. Так как скорость регенерации пассивности существенно зависит от состава сплава, его термической обработки, состава и кислотности среды, условий развития трещины, влияние коррозионной среды на малоцикловую долговечность имеет разноплановый характер (см. гл. III). При рассмотрении влияния коррозионной среды на малоцикловую долговечность прежде всего необходимо изучить особенности влияния скорости деформирования и наличия концентраторов напряжений. Исследованиями установлено следующее: для самопассивирующихся сплавов, к которым относятся и титановые, характерно, что максимальной чувствительности к коррозионной среде, переходу металла в активное состояние соответствует вполне определенный электрохимический потенциал. Активному состоянию титановых сплавов, испытываемых в водных растворах, соответствует потенциал (—0,5) -М—0,55 В) [81]. Изменение скорости деформации существенно влияет на величину потенциала.

к противоположной стенке стеснение пластической деформации существенно уменьшается, что вызывает быстрое нарастание скорости роста трещины.

Разработка конструкций транспортных средств, а также выполнение ряда технологических операций, таких, как прессование металлов или прокатка, требует знания свойств материала при скоростях деформации, соответствующих этим процессам. Основные данные о механических свойствах материалов получены при сравнительно низких скоростях деформирования е = 10~2-т-10~4 с"1, в то время как в процессе эксплуатации деталей скорости их деформаций достигают е = 102 с—1. Имеется достаточно данных, которые показывают, что рост скоростей деформации существенно повышает механические свойства материалов. Для изучения поведения конструкционных материалов в условиях скоростного деформирования и высокотемпературного нагрева были разработаны испытательные установки, обеспечивающие воспроизведение требуемых силовых и температурных режимов на образце.

Хрупкий межзеренный излом часто наблюдается при разрушении прессованных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, особенно высоко- и среднепрочных в высотном направлении, что связано со склонностью таких материалов к расслоениям. На состояние границ зерен, располагающихся по направлению деформации, существенно влияет режим горячей деформации. Так, в прессованных прутках из сплава системы Al—Mg—Li (01420) в высотном направлении наблюдались сдвиги, образовавшиеся в процесе горячей деформации, по которым затем произошло выделение продуктов распада твердого раствора (рис. 28,в). В других направлениях наблюдалось пластичное внутризеренное разрушение, т. е. причиной облегченного разрушения в высотном направлении явилась микроструктурная неоднородность.

На основании результатов опытов с неизотермическим нагру-жением сплавов ХН77ТЮР и ЖС6К можно сделать вывод о том, что в упругой области деформирования даже при высоких температурах влиянием неизотермичности нагружения на деформационную способность сплава можно пренебречь. В упруго-пластической области влияние неизотермического характера нагружения при высоких температурах достаточно заметно. Для режимов нагружения do/d-t=Q, dt/ch>Q и da/di>Q, dt(/idt<0, которые реализуются в дисках и лопатках турбин, это влияние проявляется в увеличении остаточной деформации. Существенно изменяется и коэффициент температурной податливости р.

величина накопленной деформации существенно уменьшается, так как трещина достигает критической величины раньше, чем достигается третья стадия ползучести, и разрыв образца происходит на второй, установившейся стадии ползучести.

Под твердостью материала понимается сопротивление проникновению в него постороннего тела, т. е. по сути дела твердость тоже характеризует сопротивление деформации. Существует много методов определения твердости. Наиболее распространенным является метод Бринелля (рис. 58,а), когда в испытуемое тело под действием силы Р внедряется шарик диаметром D. Число твердости по Бринеллю НВ есть нагрузка Р, деленная на сферическую поверхность отпечатка (с диаметром d). При методе Роквелла (рис. 58,6) ин-дентором служит алмазный конус (иногда маленький стальной шарик), числом твердости называется величина, обратная глубине вдавливания (Л). Имеется три шкалы. При испытании алмазным конусом при Р=150 кгс получаем твердость HRC, то же при Р=60 кгс — HRA и при вдавливании стального шарика при Я=<100 кгс HRB.

Упругие свойства резины характеризуются модулями упругости первого ? и второго G рода, между которыми в силу постоянства объема резины при деформации существует зависимость

Упругие свойства резины характеризуются модулями упругости первого ? и второго G рода, между которыми в силу постоянства объема резины при деформации существует зависимость

Осесимметричная деформация без кручения исследуется в разд. V. Решение задач этого типа труднее, нежели решение задач о плоской деформации, но нам удалось показать, что и для осесимметричного случая справедлив один из наиболее важных результатов, относящийся к плоской деформации, а именно: для любого кинематически допустимого поля деформации существует отвечающее этой деформации статически допустимое поле напряжений.

содержания армирующего вещества, а меньший размер проволоки способствует несколько большей несущей способности. При испытаниях с высокой скоростью деформации существует оптимальное объемное содержание армирующего вещества — около 25%. Самый мелкий размер проволоки дает наибольшую прочность, но наибольший размер проволоки не показывает наименьшей прочности. Имеется еще несколько статей по исследованию влияния скорости на поведение при растяжении композитов с полимерной матрицей, армированной стеклотканью или короткими стекловолокнами. Одна из них [37] — исследование влияния скорости (и температуры) на поведение при растяжении полиэфирного композита, армированного стеклотканью 181. Измерены прочность при растяжении, деформация и модуль при восьми скоростях деформации, так что времена до разрушения менялись от 6,7-105 до 9,8 мс. Наблюдалось существенное увеличение прочности и значений деформации (см. табл. IV).

Экспериментально разность сопротивления Ар;с, возникающая между обоими состояниями, не показывает заметного изменения, если точечные дефекты залечиваются. Следовательно, разность сопротивления можно приписать исключительно подвижным дислокациям (рс„ = PMV — °)- В процессе одного цикла деформации существует равновесие между образованными и уничтоженными вакансиями. С помощью формулы приближения и таблицы находим, что 7VC(j — = 109 ом~ , это хорошо согласуется с электронно-микроскопическими наблюдениями.

Однако, если на контактной поверхности в очаге деформации существует зона прилипания, то отношение tip в пределах зоны, где действуют статические (неполные) силы трения, в строгом смысле не является коэффициентом трения. Отношение tip в зоне прилипания может быть названо только условным коэффициентом трения. Ранее отмечалось (п. 4.2), что величина сил трения в зоне прилипания зависит не от физических условий на контактной поверхности, а от внутренних напряжений в деформируемом металле.

Под твердостью материала понимается сопротивление проникновению в него постороннего тела, т. е. по сути дела твердость тоже характеризует сопротивление деформации. Существует много методов определения твердости. Наиболее распространенным является метод Бринелля (рис. 58,а), когда в испытуемое тело под действием силы Р внедряется шарик диаметром D. Число твердости по Бринеллю НВ есть нагрузка Р, деленная на сферическую поверхность отпечатка (с диаметром d). При методе Роквелла (рис. 58,6) ин-дентором служит алмазный конус (иногда маленький стальной шарик), числом твердости называется величина, обратная глубине вдавливания (А). Имеется три шкалы. При испытании алмазным конусом при Р=150 кгс получаем твердость HRC, то же при Р=60 кгс — HRA и при вдавливании стального шарика при P=ilOO кгс HRB.

Отсюда видно, что возрастание пластической деформации связано с возрастанием скорости удара. На кривой зависимости условного напряжения от условной деформации существует точка неустойчивости в месте, где da/de обращается в нуль, т. е. точка, в которой достигаются разрушающее напряжение и соответствующая ему деформация ет. В этой точке выражение (15.135) можно записать в следующем виде:

Следовательно, при постоянной амплитуде полной деформации существует прямо пропорциональная зависимость скорости деформации от частоты нагружения.

Вдобавок к уже рассмотренным двум типам деформации •окрестности вершины трещины существует трещина так называемого «параллельного скольжения», или трещина продольного сдвига — тип III деформации — изображенная на рис. 3. Данный тип деформации существует, например, в антиплоском сдвиге, который возникает локально при скручивающей нагрузке. Для такого типа деформации трещины удобной является замена функции напряжений Эри функцией поперечных перемещений при антиплоском сдвиге w(x,y); уравнения равновесия удовлетворяются, если эта функция гармоническая. Обозначим функцию перемещений через Zni; тогда