Монотонно возрастают

сти воды. Отсюда следует, что давление насыщенного пара является монотонно возрастающей функцией его температуры, или, что то же самое, температура насыщенного пара есть монотонно возрастающая функция его давления.

Прирост напряжений при увеличении деформации характеризует деформационное упрочнение металла, т.е. da/ds= E" (тангенс угла наклона касательной к кривой растяжения). В пределах упругой деформации da/ds = Е (где Е - модуль Юнга). В области площадки Е = 0. По мере роста s модуль упрочнения изменяется по сложной (чаще по монотонно возрастающей) кривой, характер которой зависит от исходной структуры металла, формы и размеров образца, температуры испытаний, скорости деформации, схемы напряженного состояния и др. При соблюдении условия простого нагружения кривая упрочнения, построенная с использованием инвариантных величин а,- и е,- (OY и е,- - интенсивность напряжений и деформаций) имеет один и тот же вид независимо от формы и размеров образцов, схемы напряженного состояния (одноосное или двухосное). Известно, что макропластическая деформация возникает в результате накопления пластических сдвигов, являющихся следствием инициирования, перемещения и

происходят по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Заметим, что в кислых средах, вызывающих общую коррозию, часто отмечается заметное снижение относительного сужения, хотя равномерное удлинение может быть таким же, как и при испытаниях на воздухе. Важно подчеркнуть, что только лишь в условиях общей коррозии может реализоваться вязкое разрушение бездефектного металла оборудования при нормальных режимах эксплуатации. Это можно объяснить тем, что несмотря на постоянство действующей на объект нагрузки, из-за уменьшения рабочего сечения при коррозии напряжения и деформации возрастают, и в определенный момент времени возможно наступление текучести металла, а затем потеря устойчивости пластических деформаций (шейкообразова-ние) по аналогичному механизму при растяжении образца монотонно возрастающей нагрузкой (рис. 2.7). В условиях локализованной (язвенной, точечной) коррозии коррозионные поражения инициируются в областях с выраженной механохимической неоднородностью свойств. При этом окончательное разрушение происходит в результате сдвига или отрыва (рис. 2.6). Часто имеет место сквозное коррозионное поражение в виде язв без участков долома. Коррозионное растрескивание возможно даже при отсутствии макроскопических дефектов или концентраторов напряжений, например, в средах, содержащих влажный сероводород. Разрушение при коррозионном растрескивании, как правило, хрупкое. В сварных соединениях в большинстве случаев коррозионное растрескивание инициируется в местах перехода от металла шва к основному металлу (рис. 2.6,г). Особенностью разрушений при кор-розионно-механическом воздействии является наличие на изломах продуктов коррозии, большого количества коррозионных поражений, ветвление трещин и др.

ной формы и др.). Таким образом, сопротивление деформированию носит устойчивый или неустойчивый характер. Устойчивое сопротивление деформированию обычно сопровождается с ростом внешней нагрузки (например, при нагружении монотонно возрастающей силой). Переход из устойчивого в неустойчивое состояние сопровождается снижением интенсивности роста или спадом внешней нагрузки и называется предельным состоянием, а параметры, соответствующие ему, - критическими (критическая сила, деформация, напряжение, энергия). Формы потери устойчивости сопротивления деформации разнообразны, например, переход металла из упругого в пластическое состояние, локализация деформаций (шейко-образование) при растяжении, потеря устойчивости первоначальной формы при действии напряжений сжатия и др. Разрушение нередко происходит при нормальных условиях эксплуатации конструкций, когда в целом металл испытывает макроупругие деформации. Такие разрушения, как правило, реализуются при наличии дефектов и конструктивных концентраторов. Последние вызывают локальные перенапряжения и образование микротрещин. Трещины в металле могут существовать и до эксплуатации конструкции, например, холодные и горячие трещины в сварном соединении. При рабочих нагрузках, вследствие действия временных факторов разрушения, происходит медленный, устойчивый рост исходных трещин и при определенных условиях наступает период неустойчивого (быстрого) распространения и окончательного разрушения. Определение критических параметров неустойчивости росту трещин является основной задачей механики разрушения. Критерии механики разрушения, как и феноменологические теории прочности, постулируются на основании какого-либо силового, деформационного или энергетического параметра R (рис.2.7). Условием неустойчивости тела с трещиной является (быстрое распространение трещины).

Прирост напряжений при увеличении деформации характеризует деформационное упрочнение металла, т. е. da/ds (тангенс угла наклона касательной к кривой растяжения). В пределах упругой деформации do/ds = Е. В области площадки текучести do/de = 0. По мере роста s модуль упрочнения da/ds = Е' изменяется по сложной (чаще по монотонно возрастающей) кривой, характер которой зависит от исходной структуры металла, формы и размеров образца, температуры испытаний, скорости деформации, схемы напряженного состояния и др. Заметим, что при соблюдении условия простого нагружения кривая упрочнения для данного металла, построенная с использованием инвариантных величин ai и Si (а и ei - интенсивность напряжений и деформаций), имеет один и тот же вид независимо от формы и размеров образцов, схемы напряженного состояния (одноосное или двухосное). Как было показано выше, макропластическая деформация возникает в результате накопления пластических сдвигов, являющихся следствием инициирования, перемещения и

Можно отметить следующие особенности разрушений при статическом нагружении при одновременном действии механических нагрузок и рабочих сред. В условиях общей коррозии характер разрушений мало отличается от такового при статическом нагружении в нейтральной среде. В зависимости от качества металла и свойств коррозионной среды разрывы происходят по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Важно подчеркнуть, что только лишь в условиях общей коррозии может реализоваться вязкое разрушение бездефектного металла оборудования при нормальных режимах эксплуатации. Это можно объяснить тем, что, несмотря на постоянство действующей на объект нагрузки, из-за уменьшения рабочего сечения при коррозии напряжения и деформации возрастают, и в определенный момент времени возможно наступление текучести металла, а затем потеря устойчивости пластических деформаций (шейкообразование) по аналогичному механизму при растяжении образца монотонно возрастающей нагрузкой. В условиях локализованной (язвенной, точечной) коррозии коррозионные поражения инициируются в областях с выраженной механохимической неоднородностью свойств. При этом окончательное разрушение происходит в результате сдвига или отрыва. Часто имеет ме-

Диаграмма упругого сжатия волнистой шайбы, выражающая зависимость л от Р, т. е. ее характеристика, при Р < Рнп — прямая линия; а при Р = Р„п она плавно переходит в кривую с монотонно возрастающей жесткостью, достигающей бесконечно большой величины при полной развертке волнистой шайбы в плоское кольцо. Действительная характеристика может несколько отклониться от теоретической из-за наличия допусков на все размеры и форму гофра, а также из-за сил трения, возникающих при проскальзывании опорных сечений шайбы в процессе ее деформирования и при посадке гофра на опорные плоскости.

Fun; известно, различают дна типа вязкоупругих сред,: среды, крины;- ползучести которых имеют горизонтальную асимптоту1), и среды с !;ва:<пнли;и.\! течештон (тела типа Максвелла). В связи с ятпм отметим, что если при монотонно возрастающей нагрузке решение уравнения (Л'1.7) псегда существует, то при постоянной мнс-пшсй нагрузке; Н'НН'пно уравнения (39.8) будет существовать толы.о для нязкоупругпх тгл типа Максвелла (и, следовательно, разрушение имеет место при сколь угодно малых нагрузках).

монотонно возрастающей со-j- ставляющей температуры на синусоиду требует большой затраты времени. Этого можно 2 избежать, если использовать два одинаковых образца / с нагревателями, которые помещаются в нагревательную печь (рис. 4-14). Один образец с нагревателем 2 является основным, второй — вспомогательным [Л. 4-18]. В основном на-1ревателе 2 ток изменяется по закону

Диаграмма упругого сжатия волнистой шайбы, выражающая зависимость А от Р, т. е. ее характеристика, при Р < Рнп — прямая линия! а при Р = Рнп она плавно переходит в кривую с монотонно возрастающей жесткостью, достигающей бесконечно большой величины при полной развертке волнистой шайбы в плоское кольцо. Действительная характеристика может несколько отклониться от теоретической из-за наличия допусков на все размеры и форму гофра, а также из-за сил трения, возникающих при проскальзывании опорных сечений шайбы в процессе ее деформирования и при посадке гофра на опорные плоскости.

Сопоставим эту ситуацию с ситуацией у границы перехода от регулярного к нерегулярному нагружению. Начало нерегулярного нагружения сопровождается формированием первоначально зоны вытягивания (пластическое затупление вершины трещины в мезотуннелях), и только затем имеет место формирование треугольного профиля усталостной бороздки. Пластическое затупление в вершине трещины может быть реализовано до прекращения действия монотонно возрастающей нагрузки цикла. Пластическое затупление снимает (снижает) концентрацию напряжений в вершине трещины (в вершине мезотуннеля). Поэтому завершить течение материала формированием треугольного профиля усталостной бороздки невозможно, пока не прекратится процесс пластического притупления вершины трещины и не будет достигнута (локально) вязкость разрушения материала. Но в этот момент, как это следует из ситуации непосредственно при переходе к статическому проскальзыванию трещины, происходит "срыв" процесса деформации и переход к процессу разрушения с формированием ориентированных ямок. Из этого следует, что, во-первых, треугольный профиль усталостной бороздки формируется на нисходящей ветви нагрузки. Второе, в режиме регулярного нагружения раскрытие вершины трещины происходит квазиупруго, поскольку процесс пластического затупления вершины трещины в виде зоны вытяжки отсутствует.

Ординаты кривых'первого класса возрастают до максимума (меньшего единицы), расположенного на кривой t = §/[3(1 — К 1)1, затем поворачивают к оси абсцисс и под одинаковым углом пересекают последнюю. Ординаты кривых второго класса монотонно возрастают, пересекая прямую t, = 1, не возвращаясь в область (О О,

Анализ приведенных выше данных показывает, что степень пластической деформации при ТМО оказывает решающее влияние на уровень получаемых механических свойств. В большинстве случаев прочностные характеристики сталей, обработанных с помощью ТМО, монотонно возрастают с ростом обжатия заготовок, при этом одновременно увеличивается пластичность стали.

вень получаемых свойств определяется также температурой деформирования. Кривые (фиг. 15) показывают, что с ростом степени обжатия значения аь и tfs монотонно возрастают вплоть до весьма высоких степеней пластической деформации (94%). Снижение температуры деформирования приводит к возрастанию эффекта пластической деформации при НТМО. Таким образом, проч-ность стали, подвергнутой Фиг. i!5. Влияние степени деформации НТМО, повышается с умень-и температуры деформирования на шением температуры и с рос-прочлость стали НИ после НТМО том степени пластической де-

Алюминиевый сплав 2219-Т81. Как материал для эксплуатации при низких температурах, этот сплав обладает прекрасным комплексом свойств. При понижении температуры до 20 К пределы прочности и текучести при испытании на одноосное и двухосное растяжение, а также модуль упругости монотонно возрастают. Относительное удлинение при этом также увеличивается, за исключением испытания на двухосное растяжение 1:1. Кроме того, сплав при низких температурах обладает значительным сопротивлением распространению трещины. И наконец, в изученном интервале температур мало меняется интенсивность деформационного упрочнения. Это обусловливает неизменность отношения предела прочности к пределу текучести.

в диапазоне е>102 с-1 монотонно возрастают как для армко-железа, так и для стали 45 (см. рис. 50). Интенсивная пластическая деформация в области разрушения укороченных образцов наблюдалась при всех скоростях ударного растяжения (до 500 м/с). Это свидетельствует о том, что так называемая критическая скорость деформирования не характеризует пластические свойства материала и является проявлением локализации деформации вблизи нагружаемого конца образца, длина рабочей части которого не позволяет обеспечить достаточную однородность деформации. При переходе от статических испытаний к ударным наблюдалось некоторое снижение остаточного удлинения образца (величина поперечной деформации в шейке практически не меняется). Такой характер изменения характеристик пластичности в области переходных скоростей деформации может быть связан как с большей локализацией деформаций при динамических испытаниях, так и с изменением соотношения микроструктурных изменений в материале при повышении скорости деформирования.

Характеристики прочности сплава Д16 с понижением температуры монотонно возрастают, причем в диапазоне 20—75° С при статическом и ударном (со скоростью 5,8 м/с) растяжении несущественно. Увеличение скорости до 75 м/с вызывает заметный рост характеристик прочности во всем диапазоне низких температур. Пластичность сплава повышается с ростом скорости деформации и несколько снижается с понижением температуры.

При распространении волны амплитуда на фронте упругого предвестника понижается по экспоненциальному закону в соответствии с представленным выше анализом. За фронтом упругого предвестника напряжение и деформация монотонно возрастают до величины, соответствующей равновесному состоянию за фронтом упруго-пластической волны, при удалении волны от поверхности соударения. Вблизи поверхности соударения в начальный период распространения волны высокий уровень сопротивления сдвигу, обусловленный высокой скоростью пластического сдвига, приводит к тому, что максимальный уровень напряжений выше равновесного. Таким образом, для материала, чувствительного к скорости деформации, распространение волны связано с качественным изменением ее конфигурации: вблизи контактной поверхности напряжения ат, достигая максимальной величины за пластическим фронтом, затем снижаются до равновесной величины, на удалении от контактной поверхности — непрерывно нарастают до равновесных. Такое деформирование отчетливо видно на рис. 70.

способствует росту зерна и тем самым улучшает магнитные свойств?; ослабляет вредаое влияние примесей (переводит углерод в форму графита, наименее вредную для магнитных свойств). Механич. свойства Э. л с. резко меняются с увеличением содержания кремния; предел прочности и предел текучести монотонно возрастают с повышением содержания кремния до 4,5%, а затем быстро убывают (рис. 3). С повышением содержания кремния до 2,5%

В ряде случаев исходной для получения остальных является диаграмма в системе осей Р, А/; она зависит -от размеров образца и не выражает свойств материала непосредственно. Диаграмма в системе осей а, е сохраняет физический смысл лишь при малых деформациях. При больших деформациях ярко проявляется ее условность, так, например, она имеет максимум, в то время как на самом деле истинные напряжения монотонно возрастают вплоть до разрушения. Такую диаграмму можно рекомендовать к использованию лишь для

4.1. Идея расчета. Статически неопределимая балка при образовании в ней одного пластического шарнира в сечении с максимальным изгибающим моментом не теряет своей геометрической неизменяемости, меняется лишь расчетная схема балки, т. е. изменяется характер 'ее работы, но балка способна выдерживать дальнейшее увеличение нагрузки. В сечении, где расположен пластический шарнир, при дальнейшем увеличении нагрузки изгибающий момент не возрастает. Будем предполагать, что все силы монотонно возрастают пропорционально одному общему для них параметру. При некотором значении параметра нагрузки, превышающем то, при котором образовался первый пластический шарнир, в балке образуется второй пластический шарнир и, еслиг при этом не теряется геометрическая неизменность системы, то балка способна выдержать дальнейшее увеличение нагрузки, но расчет ведется по новой расчетной схеме на этот раз в виде балки с двумя пластическими шарнирами.

т. е. в каждый момент времени мощность нагрузки положительна. Это значит, что энергия системы, а вместе с ней и амплитуда колебаний монотонно возрастают. В данном случае, поскольку мощность пропорциональна малой величине е, «раскачка» системы происходит медленно; она будет протекать более интенсивно, если увеличить значение нагрузки г.