Деформирования используют

кого деформирования цилиндрических сосудов давления

Рис. 3.1. Сравнение расчетных /46/ и экспериментальных /85/ данных, характеризующих процесс устойчивости пластического деформирования цилиндрических сосудов давления (и = а2/а, =0,5):

Изложенные выше особенности неизотермического деформирования цилиндрических образцов не позволяют использовать их для проведения указанных выше базовых экспериментов, так как не может быть воспроизведен контролируемый режим неизотермического нагружения. Такие условия удается получить при применении корсетных образцов, дающих незначительную концентрацию напряжений в минимальном сечении образца, которой оказывается достаточно для подавления эффектов перераспределения деформаций по длине образца. При этом использование поперечного деформометра обеспечивает измерение деформаций в максимально нагруженном сечении, где возникает разрушение (появление трещины), и позволяет строго выдерживать заданный режим деформирования при управлении нагружением в режиме заданных циклических деформаций.

ностей процессов деформирования цилиндрических корпусов типов I и II.

Рис. 4.58. Кривые изменения напряжений (а) и упругопластических деформаций (б) для четных (кривые 1 и 3) и нечетных (кривые 2 и 4) полуциклов процесса циклического упрутопластического деформирования в точке А (см. рис. 4.3, а) цилиндрических корпусов типов I (кривые 1 и 2) и II (кривые 3 и 4)

ностей процессов деформирования цилиндрических корпусов типов I и II.

Изложенные выше особенности неизотермического деформирования цилиндрических образцов ограничивают использование их для базовых экспериментов, так как в ряде случаев нельзя воспроизвести контролируемый режим неизотермического нагружения. Такие условия удается получить при применении корсетных образцов'; незначительной концентрации напряжений в минимальном сечении образца оказывается достаточно для подавления эффектов

7.3, Исследование процессов деформирования цилиндрических образцов с использованием деформационных и энергетических характеристик

Сравнительный анализ изменения V, AL6, s позволяет проследить кинетику процесса деформирования цилиндрических образцов с кольцевыми трещинами. Связь между смещениями берегов трещины V и деформацией Е оказывается практически линейной до деформации 0,6...0,8 %. Аппроксимация экспериментальных точек дает соотношение

Таким образом, анализ процессов деформирования цилиндрических образцов с кольцевой трещиной с привлечением ряда деформационных характеристик и с энергетических позиций позволил не только оценить ряд эффектов неупрутого деформирования, но и дать их качественную и количественную интерпретацию.

7.3. Исследование процессов деформирования цилиндрических образцов с использованием деформационных и энергетических характеристик ............................. 193

На первых двух стадиях периода зарождения усталостных трещин, хотя и происходят изменения в структурном состоянии материалов, однако механические свойства при этом практически не изменяются. На стадии же циклического упрочнения (разупрочнения) происходит интенсивное изменение механических свойств до определенного числа циклов, которое зависит от амплитуды приложенной нагрузки, после чего достигается стабилизация этих свойств или их значения изменяются мало. Для исследований изменений механических свойств в процессе циклического деформирования используют петлю механического гистерезиса, форма и площадь которой меняются в процессе нагружения. Характерные параметры петли гистерезиса изображены на рис. 5,а, наиболее важные методики испытаний на усталость схематически показаны на рис. 12. Наиболее часто применяемый в настоящее время метод испытания с контролируемым напряжением, при котором в образце всего испытания поддерживается постоянство двух граничных напряжений цикла, показан на рис. 12,а. Две приведенные на этом рисунке петли гистерезиса отражают реакцию материала на внешнюю нагрузку в два различных момента времени. При этом методе испытания достаточно определять лишь изменение ширины петли гистерезиса, которая, например, уменьшается для циклически упрочняемых материалов и растет для циклически разупрочняющихся. При испытаниях на усталость с предварительно заданными границами суммарной деформации, помимо измерения амплитуды пластической деформации, следует также определять изменение амплитуды напряжения цикла (рис. 12,6). В фундаментальных металловедческих исследованиях предпочитают применять испытания с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл (рис. 12, в). Изменение механических свойств при этом проявляется в изменении

2. Для схематизации циклической диаграммы деформирования используют диаграммы статического растяжения, полученные при экстремальных температурах цикла (рис. 2.39, б). При этом основными

Рассмотренные диаграммы статического и длительного статичес1 кого нагружения, малоциклового и длительного малоциклового деформирования используют для решения задач об определении НДС элементов конструкций.

Для контроля скорости деформирования используют специальный датчик, позволяющий фиксировать общее время прохождения подвижным захватом заданного участка пути. Кроме того, можно регистрировать диаграмму «перемещение—время» на самописце и по ней определять скорость на отдельных участках пути.

Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.

2. Для схематизации циклической диаграммы деформирования используют диаграммы статического растяжения, полученные при экстремальных температурах цикла (рис. 2.39, б) . При этом основными

Рассмотренные диаграммы статического и длительного статичес; кого нагружения, малоциклового и длительного малоциклового деформирования используют для решения задач об определении НДС элементов конструкций.

Для аппроксимации диаграммы деформирования используют следующие основные модели деформируемых твердых тел (рис. 3.1.1):

ё монотонно снижаются примерно в такой же степени, как и при снижении температуры испытаний. Это снижение в основном определяется приращениями пределов текучести при заданной температуре / (т.е. величиной етт — стт) или при заданной скорости деформации ё (т.е. величиной а^-сГу). Этим объясняют повышение склонности к хрупкому разрушению - при увеличении скоростей деформирования и снижении температур эксплуатации характеристики пластичности возрастают. Для ё >10"31/с повышение пластичности при динамическом натружении и снижение сопротивления деформациям широко используют в технологических операциях пластического формообразования, особенно хрупких материалов. При повышении скоростей деформирования до 104-1051/с эффекты локального тепловыделения становятся достаточными для высокотемпературных процессов взрывной сварки, в том числе и хрупких металлических материалов. Если скорости деформирования превышают 1061/с, то развитие макро- и микропластических деформаций затрудняется. Это объясняется тем, что скорости распространения упругих деформаций больше, чем скорости распространения пластических деформаций, и микроразрушения при сверхскоростном нагружении начинаются в условиях упругих деформаций. Указанные факторы способствуют образованию хрупких, в том числе откольных, разрушений при импульсных лазерных и электромагнитных нагружениях.

При определении характеристик циклического разрушения, как и при получении диаграмм циклического деформирования, используют два основных режима нагружения - с задан-

При определении характеристик циклического разрушения, как и при получении диаграмм циклического деформирования, используют два основных режима нагружения — с заданной амплитудой напряжений (аа = const — мягкое нагружение) и с заданной амплитудой деформаций (еа = const — жесткое нагружение). С инженерной точки зрения важным оказывается достаточно широкий диапазон числа циклов до разрушения — от 10° до 1012. В этом диапазоне для конструкционных металлов выделяют характерные интервалы чисел циклов: 10°-5 • 104 — малоцикловая усталость, когда разрушение вызывается преимущественно циклическими упруго-пластическими деформациями; 105-107 — классическая много цикловая усталость, когда разрушение происходит при упругих деформациях в макрообъемах в сочетании с микропластическими деформациями в объемах микроструктурных элементов; 108-1012 — усталость на сверхбольших базах при напряжениях ниже предела упругости, обусловленная дислокационными механизмами в субзе-ренных элементах. По экспериментальным данным при жестком нагружении циклически стабильных материалов разрушающее число циклов N связано степенной зависимостью с амплитудой пластической еар и упругой еае деформаций (закон Мэнсона — Коф-фина — Лангера):

Для контроля скорости деформирования используют специальный датчик, позволяющий фиксировать общее время прохождения подвижным захватом заданного участка пути. Кроме того, можно регистрировать диаграмму «перемещение—время» на самописце и по ней определять скорость на отдельных участках пути.