Локальной пластической

Методом нанесения реперной .сетки исследовано распределение значений еп локальной относительной деформации вдоль рабочей за ны при одноосном растяжении образца аустеиитной стали Х18Н12Т с поперечным расположением сварного электролучевого шва. Величину средней относительной децимации е определяли отношением изменения длины образца к ее значению в исходном состояния. Значения локальной относительной деформации е„ рассчитывали по изменению длины ячеек реперной сетки.

Графики зависимости значений локальной относительной деформация от номере поперечной линии рвперной сетки качественно подобно кривым фрактальной размерности деформируемой среды.

На рис. 124 показано изменение локальной относительной деформации е//еср по длине реперной линии образцов сплава ВТ5-1 с исходным состоянием поверхности и после поверхностного упрочнения обкаткой. Исследования показали, что у образцов с исходным состоянием поверхности наблюдается резко выраженная микронеоднородность протекания пластических деформаций (К"~0,7), связанная со структурной неоднородностью. Пики деформаций расположены, как правило, на стыке разно-ориентированных зерен а-фазы. У образцов, поверхность которых подвергали обкатке, протекание микропластических деформаций происходит значительно равномернее (К= 0,2-=-0,5). Специальные электрон-номикроскопические исследования показали, что в поверхностных слоях этих образцов наблюдается диспергированная структура с высокой плотностью дислокаций. При этом чем более эффективно образцы подвергали ППД, тем меньше была выражена микронеоднородность деформации. Последнее хорошо иллюстрирует рис. 125, на котором приведена зависимость коэффициента вариации локальных деформаций от степени средней деформации образцов с различным состоянием поверхности. Самый низкий коэффициент вариации оказался у образцов, подвергнутых обкатке с усилием на ролик 1200Н (К= 0,2). Снижение давления на ролик до 9QO Н приводит к возрастанию коэффициента вариации до К =0,5. Аналогичное значение К наблюдается у образцов после обдувки поверхности стальной дробью.

При умеренных скоростях двухфазного потока уравнение (4.77) становится неправомерным и необходим учет обоих членов в правой части уравнения (4.76). Основная трудность в этом случае возникает при определении локальной относительной скорости паровой фазы, которая существенным образом зависит от режима движения и степени дисперсности двухфазного потока.

На рис. 126 приведено распределение локальной относительной теплоотдачи по длине канала в относительных координатах при резонансных режимах, соответствующих п = 1 -т-4 резонансным гармоникам [8]. Как следует из приведенного рисунка, локальный относительный коэффициент теплоотдачи удовлетворительно обобщается критериальным уравнением (530).

Более поздние данные показывают, что влияние локальной относительной скорости и профилей скорости и концентрации пара существенно для точного расчета истинного объемного паросодержания. Более того, как показано в настоящем исследовании,

В данной статье эта задача сформулирована с использованием профилей скорости, концентрации и температуры, а также локальной относительной скорости. Влияние профилей скорости и концентрации и локальной относительной скорости учитывается по методу работы [1J. Влияние неоднородности поля температур учитывается тем, что задается профиль температуры в жидкости. Профиль температуры в жидкости задавался, как и в работе [2], однако в отличие от последнего в данном методе используются также профили скорости и концентрации и учитывается относительная скорость фаз. Полученное решение сопоставлено с данными по кипению в условиях недогрева и насыщения.

Скорость всплытия Vgj, определяемая уравнением (3), учитывает влияние локальной относительной скорости, поскольку она связана с последней соотношением

Одним из первых исследователей, предложившим прямое соотношение между распределением фаз и относительной скоростью между фазами, был Банкофф [1]. В его модели переменной плотности предполагается, что смесь представляет собой однородную суспензию пузырей газа с радиальным градиентом концентрации и максимумом концентрации пузырей в центре канала. Средняя скорость газообразной фазы больше, чем средняя скорость жидкой фазы, поскольку газ сконцентрирован в области более высоких скоростей. Банкофф ввел параметр потока К, который он использовал для расчета относительного скольжения. Нил [4] в результате исследования распределения фаз в азото-ртутном потоке сделал вывод, что распределение фаз не определяет отношения средних скоростей фаз Ug/Ui, а все скольжение вызвано локальным скольжением. В последующем анализе скольжения в пузырьковом и снарядном режимах течения Нил [2] установил, что скольжение является функцией двух параметров потока, связанных с распределением фаз и локальными относительными скоростями. В подобном, но более исчерпывающем анализе Зубер и Финдли пришли к выводу, что объемное паросодержание и суммарная относительная скорость обусловлены неоднородностью профилей скорости и концентрации и локальной относительной скоростью между фазами. Первый эффект учитывается параметром распределения, а второй — скоростью гравитационного всплытия.

Зубер и Финдли [3] провели аналогичное исследование, однако с учетом локальной относительной скорости между фазами они получили соотношение

Влияние различия профилей скорости и концентрации учитывается первым членом в правой части уравнения. Второй член представляет влияние локальной относительной скорости и профиля концентрации. Согласно уравнению (13), в случае если средняя гравитационная скорость всплытия не зависит от концентрации, отношение {Wz)l (а) линейно зависит от средней объемной скорости смеси (Wm). График зависимости должен дать прямую с наклоном С0 и отрезком на оси ординат, равным средней гравитационной скорости всплытия. Можно предположить, что средняя гравитационная скорость всплытия изменяется л режимом течения.

Сварочные деформации и напряжения возникают вследствие локальной пластической деформации отдельных зон сварного соединения из-за неравномерного разогрева при сварке. Металл в зоне максимального нагрева (шов и зона термического влияния), претерпевший пластическую деформацию сжатия при нагреве, после полного охлаждения получает остаточное укорочение. Это укорочение приводит к изменению формы и размеров всей сварной заготовки. Абсолютное укорочение (ДДВ и ACD) линейных элементов (ЛВ и CD) пропорционально их длине в зоне пластической деформации (ABCD) (рис. 5.58, а, б). В соответствии с этим основные закономерности процесса развития внешних сварочных деформаций сводятся к следующему: 1) абсолютное укорочение возрастает с увеличением зоны пластической деформации, т. е. с увеличением объема наплавленного металла и зоны разогрева заготовки; 2) при симметричном размещении наплавленного металла относительно центра тяжести сечения (ц. т.) свариваемых элементов изменяются только размеры последних, т. е. происходит деформация поперечной Ап и продольной Д„р усадок (рис. 5.58, в; 5.59, а); 3) при несимметричном расположении наплавленного металла относительно центра тяжести сечения также изменяется форма сварных заготовок, т. е. пронсхо-

Квазихрупкий излом включает в себя характерные признаки вязкого и хрупкого разрушения и образуется возникновением макроскопической деформации, не превышающей 10-15%. Предельная деформация (относительное сужение кромок разрыва) вязкого разрушения составляет более 10-15%. Основной причиной вязкого разрушения является явление потери устойчивости (образование шейки) общей (макроскопической) или локальной пластической деформации (рис. 2.1). Как будет показано ниже, предельная равномерная деформация (до момента образования шейки) составляет около (0,6-1,0)п, где п - коэффициент деформационного упрочнения металла. Для многих сталей п = 0,1-0,4. Следовательно, вязкое разрушение трубопроводов и сосудов должно сопровождаться заметным утонением стенок (более 15%) вдали от разрыва при соот-

Г) кристаллический (светлый) излом (рис. 33, о), поверхность разрушения которого характеризуется наличием блестящих плоских участков. Такой излом свойственен хрупкому разрушению; 2) волокнистый (матовый) излом (рис. 33, а, /), поверхность разрушения которого содержит весьма мелкие уступы — волокна, образующиеся при пластической деформации зерен в процессе разрушения. Этот излом свидетельствует о вязком разрушении. Смешанный характер разрушения показан па рис. 33, а,2. Изучение топкой структуры излома с помощью электронного микроскопа (микрофрактографил) позволяет более уверенно судить о вязком или хрупком характере разрушения, Вязкое разрушение характеризуется ямочным («чашечным») изломом (рис. 33, б, 1)\ ямка — микроуглубленис на поверхности излома, возникающее в результате образования, роста и слияния микропустот. Глубина ямки определяется способностью металла к локальной пластической деформации. Излом при хрупком разрушении имеет ручьистый узор (рис. 33, б, в), представляющий собой систему сходящихся ступенек скола1, образующихся в результате деформации разрушения перемычек между хрупкими трещинами, распространяющимися путем скола по параллельным, близко расположенным кристаллографическим плоскостям.

При статической нагрузке концентрация напряжений зависит главным образом от пластичности материала и для пластичных материалов относительно невелика. .При повышении напряжений материал в зоне ослабления приходит в состояние текучести; образуется пластический шарнир, способствующий передаче усилий на смежные, менее напряженные, участки и вызывающий релаксацию напряжений. У высоко-пластичных материалов » условиях статической нагрузки fe, близок к 1, т. е. концентрации напряжений не происходит. У хрупких материалов выравнивающий эффект локальной пластической деформации отсутствует и коэффициент концентрации ka > 1. '

Образование трещин связывают с локальной пластической деформацией ползучести, обусловливающей релаксацию (снятие) сварочных напряжений. Нагрев и выдержка в критическом интервале температур приводят к выделению мелкодисперсных частиц карбидов в теле зерен. Упрочнение последних способствует развитию пластической деформации преимущественно в приграничных областях зерен. В результате относительного смещения зерен на их стыках появляются пики микронапряжений, кото-

— при развитии трещин излучение акустической эмиссии имеет анизотропный характер. Максимальная активность регистрируется в направлении, совпадающем с полосой локальной пластической деформации — 45 град, от вершин трещин. Излучение может исходить от нескольких пространственно разделенных источников, отвечающих максимальным значениям различных компонент тензора напряжений и одновременному образованию нескольких зон концентрации напряжений;

моорганизацией фрактального мезокластера. Его самоподобный рост приводит (верхняя ветвь на рисунке 4.29, точка 2) либо к неустойчивости разрушения (если кластер распространяется в направлении движения трещины), либо к локальной пластической нестабильности (если кластер растет вдоль фронта трещины), обеспечивающей субкритический рост трещины;

висит от способности материала перераспределять напряжения за счет локальной пластической деформации. Если добавить сюда возможность аналитического расчета раскрытия трещины в вершине, то станет ясной причина повышенного внимания, которое уделяется характеристике бс.

202. О локальной пластической зоне вблизи конца щели Кудрявцев Б А.. Партон П. 3., Песков Ю. А., Черепанов Г. П.— И.;в. ЛИ СССР. МДТ 1970, Л» 1, с. 61—64.

34CrNiMo 6. Видно, что с увеличением теоретического коэффициента концентраций предел выносливости резко снижается. Однако в области малых долговечностей при высоких амплитудах напряжения наблюдается обратная закономерность: чем больше концентрация напряжения, тем больше долговечность. Этот эффект объясняется тем, что при высоких амплитудах напряжения в вершине концентратора напряжений с первых циклов нагружения возникает область локальной пластической деформации, которая упрочняет металл, и это приводит к более позднему зарождению усталостной трещины.

центрации напряжений в окрестности вершины дефекта пластическое течение наблюдается в мягком (М) и твердом (Т) металлах. При этом из-за различия механических характеристик имеет место сдерживание пластическихдеформа-ций мягкого металла более твердым металлом. В результате этого сдерживания появляются касательные напряжения т^. С ростом нагрузки величина касательных напряжений увеличивается и в пределе достигает некоторой величины т*у = т *у • При этом данное предельное значение не зависит от величины дефекта 1/В и определяется степенью механической неоднородности Кц. Предельные значения касатель-ныхнапряжений т^ достигались при значениях интенсивности деформаций в локальной пластической зоне е f порядка 6.. .8%. Пластические деформации в момент страгивания трещины от вершины дефекта примерно на порядок превышают указанные деформации. Это дало основание принять касательные напряжения в момент квазихрупкого разрушения независящие от величины внешней нагрузки и равные Т.