Неоднородной пластической

Наличие неодинаковых по величине внутренних напряжений в различных точках металлического тела В результате неоднородной деформации (местного наклепа) или приложенных извне усилий. Более напряженные участки — аноды

Внутренние остаточные напряжения возникают в процессе быстрого нагрева или охлаждения металла вследствие неоднородного расширения (сжатия) поверхностных и внутренних слоев. Эти напряжения называют тепловыми или термическими. Кроме того, напряжения появляются в процессе кристаллизации, при неоднородной деформации, при термической обработке вследствие неоднородного протекания структурных превращений по объему и т. д. Их называют фазовыми или структурными.

29. Витеицний П. Л/., Леонов .1/. Я. Полосы скольжения при неоднородной деформации пластинки.— В кн.: Вопросы механики реального твердого тела. Оып. 1.— Киев: Пзд-во АН УССР. 1902, с. 1?,—2S.

В приведенных примерах однородной деформации напряжение для всех отдельных элементов данного сечения S (или S') одинаково. Поэтому мы могли говорить о напряжении для всей площадки конечных размеров (5' или S). Однако при неоднородной деформации напряжение для отдельных малых элементов площадки, вообще говоря, различно. В таком случае, как уже указывалось, для определения напряжения нужно брать бесконечно малые площадки dS. Положение такой бесконечно малой площадки можно определять одной точкой, принадлежащей этой площадке, и ориентировкой площадки. Для каждой точки тела существует бесчисленное множество таких бесконечно малых площадок, различным образом ориентированных. Поскольку напряжение для этих различных площадок зависит от их ориентировки, то напряжение, отнесенное к определенной площадке, еще не характеризует тех сил, которые действуют на любую площадку в данной точке. Только в том случае, когда могут быть определены напряжения для всевозможных малых площадок, лежащих в данной точке тела, напряженное состояние в этой точке будет полностью определено.

Чтобы пояснить сказанное, мы рассмотрим простейший случай неоднородной деформации, именно плоскую деформацию, при которой все напряжения для всех площадок лежат в параллельных плоскостях и соответствующие напряжения одина-

где V — объем тела. При неоднородной деформации нужно разбить тело на отдельные малые элементы объема ДУ, в которых деформацию можно считать однородной, и просуммировать выражения V2 ?е2ДУ по всему телу. Эта сумма может быть найдена как взятый по всему объему тела интеграл:

Как мы убедились, при отражении импульса изменяют знак либо деформации, либо скорости, но не меняют знака и те и другие одновременно. Только поэтому импульс и отражается, т. е. движется в обратном направлении. Что так именно и должно происходить, вытекает из картины распространения энергии в упругом теле. Импульс несет с собой определенную потенциальную энергию упругой деформации и кинетическую энергию движения частиц. Распространение импульса в теле связано поэтому с движением энергии, т. е. с течением энергии в упругом деформированном теле. Выше мы уже сталкивались с простейшим случаем течения энергии в упругом деформированном теле (§ 34) — в приводном ремне или передаточном валу приводного механизма. Однако там мы имели дело с однородной и не меняющейся со временем деформацией. В интересующем нас сейчас случае импульса деформаций течение энергии связано с движением неоднородной деформации, т. е. с деформацией, изменяющейся как во времени, так и от точки к точке. Эта общая задача о течении энергии в упругом теле была изучена Н. А. Умовым. В этом общем случае вся картина оказывается гораздо более сложной, чем для однородной и не меняющейся со временем деформации.

Оптимальным способом возбуждения головной волны является введение в изделие под первым критическим углом пучка продольных УЗК. Однако даже при нормальном падении такого пучка на поверхность изделия в нем достаточно эффективно возбуждаются головные волны, хотя и существенно меньшей амплитуды. Происходит это за счет неоднородной деформации материала на границах пучка продольных волн.

Приведенные данные показывают, что представление о порядке включения различных областей металла в пластическую деформацию требует уточнения. В частности, до сих пор считалось,- что в начальной стадии в пластическую деформацию вступают области, имеющие низкий предел текучести или наиболее благоприятно кристаллографически ориентированные для прохождения сдвиговых процессов. Затем в результате неоднородной деформации и локального упрочнения очаги пластической деформации перебрасываются на новые микрорайоны, обеспечивая переменную локализацию процесса и наиболее интенсивное развитие его то в одной, то в другой части деформированного объема. Результаты иссле-

При неоднородной деформации бесконечно малый элемент среды можно считать находящимся в однородном деформированном состоянии, следовательно, градиенты деформации по-прежнему должны определяться формулами (21). Однако при неоднородной деформации величина сдвига k и угол наклона волокна 6 будут меняться от точки к точке. Векторы а и п, являющиеся функциями G, также будут меняться при переходе от одной точки тела к другой. При этих условиях градиенты деформации (21) являются более общими, нежели градиенты кинематически допустимой деформации, удовлетворяющей заданным выше ограничениям. Роль градиентов деформации состоит в том, что они полностью определяют локальные значения ди-сторсии и вращения материальных элементов.

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-

Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и др., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации и т. п. возникли остаточные напряжения.

охлаждения, неоднородной пластической деформации и т.п.

О СВЯЗИ МЕЖДУ НЕОДНОРОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ

В материале, подвергнутом усталостному нагружению, может возникать ячеистая или клубковая структура, т. е. неоднородное распределение групп дислокаций. При этом средние размеры ячеек или клубков могут составлять величины порядка 1 мкм в направлении скольжения. Благодаря тонкой структуре дислокационных групп, эти элементы содержат обедненные d« и обогащенные di области [5, 6], играющие различную роль в процессе неоднородной пластической деформации элемента объема. Из-за очень высокой плотности дислокаций в обогащенных участках (р » 1013 см"1) эти участки невозможно выделить при анализе профиля рентгеновских интерференционных рефлексов.

Шмидт Г. К. О связи между неоднородной пластической деформацией металлов при усталости и распределением интенсивности рентгеновских рефлексов ......................110

О связи между неоднородной пластической деформацией металлов при усталости и распределением интенсивности рентгеновских рефлексов / Шмидт Г. К.— В кн.: Механическая усталость металлов : Материалы VI Междунар. коллоквиум ма. Киев : Наук, думка, 1983, с. 110—116.

после неоднородной пластической деформации в результате обработки металла или детали волочением, прокаткой, ковкой, холодной правкой, резанием, механическим упрочнением поверхности, а также вследствие неоднородной пластической деформации при нагреве и охлаждении;

В результате неоднородной пластической деформации поверхностного .наклепа образуются остаточные напряжения. Наружные слои сжимаются, а внутренние растягиваются. Поскольку наружный слой имеет малую толщину, напряжения сжатия в нем значительно превышают растягивающие наг пряжения во внутренних слоях. Типичные эпюры напряжений приведены, например, в работе :3].

Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и др., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации и т. п. возникли остаточные напряжения.

В основе возникновения остаточных напряжений лежат необратимые объемные изменения в материале. Наиболее часто остаточные напряжения возникают в результате неравномерной, неоднородной пластической деформации [23, 284].

Отжиг для снятия остаточных напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и др., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации и т. п. возникли Остаточные напряжения.