Деформирования материала

1. Фукциональная связь процессов нагружения и деформирования конструкционных материалов

1. Функциональная связь процессов нагружения и деформирования конструкционных материалов...........17

В работах, посвященных феноменологическому описанию явлений мгновенно-пластического, вязкоупругого и вязкопласти-ческого деформирования конструкционных материалов, рассматриваются различные параллельные подходы, отличающиеся по характеру и степени сложности применяемых механических моделей. Данный обзор ни в коей мере не претендует на систематическое освещение этой обширной темы. Остановимся лишь на тех соотношениях, которые понадобятся для дальнейшего изложения феноменологической теории повреждений.

2) Диаграммы деформирования конструкционных пластиков линейны почти до самого разрушения, а удлинение при разрыве большинства конструкционных пластиков не превосходит 2—3% (см. фиг. 1).

неизотермического упруговязкопластического деформирования конструкционных материалов

тического деформирования конструкционных катериалсв .... 1Г8

Тяжелонагруженный прессовый инструмент (прошивные и формирующие пуансоны, матрицы и т. п.); инструмент для высадки на горизонтально-ковочных машинах н вставки штампов напряженных конструкций для горячего объемного деформирования конструкционных сталей н жаропрочных металлов н сплавов (вместо сталей ЗХ2В8Ф и 4Х2В5МФ)

Назначение. Тяжело нагруженный прессовый инструмент (типа прошивных и формующих пуансонов), инструмент для высадки (на горизонтально-ковочных машинах), вставки штампов напряженных конструкций (режим I). Прессовый инструмент сложной конфигурации типа зубчатых вставок для штамповки и др. (режим II) (для горячего объемного деформирования конструкционных сталей и жаропрочных металлов и сплавов). Сталь хорошо азотируется.

Для инженерных расчетов прочности в настоящее время находят применение решения с использованием деформационной теории. В рассмотрение вводится нелинейная зависимость между напряжениями и деформациями (физически нелинейная задача), диаграммы деформирования конструкционных материалов трактуются на основе изохронных (учитывающих реологические эффекты) и изоцик-лических (отражающих изменение сопротивления циклическому деформированию за пределами упругости) кривых.

диаграммы деформирования конструкционных сталей

Эффекты скоростного деформирования конструкционных материалов на неметаллической основе в диапазоне скоростей от 10~3 до

Абразивные зерна могут также оказывать на заготовку существенное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристаллической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиги одного слоя атомов относительно другого. Вследствие упругопластического деформирования материала обработанная поверхность упрочняется. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработке металлическим инструментом.

Процесс применим для проката и деталей простой формы. Обработка деталей сложной конфигурации не дает полноценных результатов из-за невозможности обеспечить одинаковую степень деформации и однородные свойства металла во всей детали. Другим недостатком является увеличение усилий, необходимых для деформирования материала в полупластическом состоянии,

Необходимость для реализации метода акустико-эмиссионного контроля деформирования материала контролируемого объекта можно отнести к основным недостаткам. Поскольку только при этом условии разнообразные дефекты структуры как концентраторы напряжений излучают дискретные акустические волны упругой разгрузки металла.

Рис. 5.2. Диаграмма деформирования материала:

По полученной диаграмме деформирования а-е строят истинную диаграмму деформирования материала, которая учитывает изменение поперечного сечения образца при деформировании. Истинную деформацию е; и истинное напряжение а; определяют по формулам (5.1)

Сварные соединения получают за счет совместного сплавления или пластического деформирования материала соединяемых деталей. Сваривать можно как металлические, так и неметаллические детали. Наиболее распространенными способами сварки являются электродуговая и электроконтактная сварка. При электродуговой сварке (рис. 30.1, а) электрическая дуга, возникающая между электродом 2 и свариваемыми элементами 1, выделяет теплоту, расплавляя металл элементов и электрода и образуя при этом прочный шов.

тывает диапазон напряжений от ств до ак (ломаная линия АБВ). В области малоцикловой усталости можно выделить два характерных участка. На участке I, который иногда называют участком циклической ползучести, разрушение пластичных металлических материалов носит квазистатический характер с образованием шейки в месте излома. Для этого участка характерно непрерывно возрастающее с числом циклов нагружения накопление пластической деформации. При этом петля механического гистерезиса вплоть до разрушения образцов всегда остается открытой. На участке II на поверхности разрушения уже отчетливо можно выделить зону усталостного излома. На этом участке циклического деформирования петля механического гистерезиса становится замкнутой. Напряжение перехода от одного вида разрушения к другому при малоцикловой усталости обозначено как an. Переход от циклической ползучести к собственно малоцикловой усталости сопровождается изменением механизма макропластического деформирования материала.

Здесь т — показатель упрочнения материала оболочки (для материшюв принят степенной закон деформирования а, = AG™ ).

Рис. 10.5. Типичная диаграмма деформирования материала при растяжении

Метод стандартизован, но не всегда надежен вследствие следующих причин. Если законы деформирования материала при растяжении и сжатии различны (например, у органопластика), то техническая теория изгиба для обработки результатов неприменима. При определении постоянных упругости и предела прочности обязателен учет касательных напряжений. Как показывают исследования изотропного стержня [78], входящий в формулы для определения прогиба с учетом поперечных сдвигов коэффициент формы поперечного сечения не является постоянной величиной, а зависит от коэффициента Пуассона и относительной ширины образца blh. При нагружении образца на изгиб (по любой схеме) напряженное состояние стержня сложное, и особенно у стержней с малым относительным пролетом llh значительно отличается от описываемого технической теорией изгиба [61, 77].

Модель деформирования материала 4D. Описание деформируемости основывается на модели, предложенной в работе [21 ]. На примере углерод-углеродного материала Sepcarb-4D установлено, что наряду с анизотропией его упругих свойств существенно проявление нелинейности в главных направлениях упругости. На начальном этапе нагружения — до предела текучести — поведение материала описывается линейной моделью, позволяющей определить эффективные константы материала в соответствующих направлениях. Но уже при деформациях порядка 0,1 % поведение материала при сжатии в главном направлении упругости и кручении нелинейно и может быть описано типовой упруго-