Начинается пластическое

Экспериментальные кривые [22] температурной зависимости (рис.2.20) предела пропорциональности (который в первом приближении принимается за напряжение начала пластической деформации) при наличии перехода от скольжения к двойникованию несколько отличается от схемы, приведенной на рис. 2.19, так как ряд участков кривых а° и ад практически не реализуется. Действительно, при температуре Т > Г, (см. рис. 2.20) в процессе роста внешней нагрузки первым достигается уровень напряжений 0е и начинается пластическая деформация скольжением, в течение которой резко увеличивается плотность подвижных полных дислокаций, что, как неоднократно отмечалось. [21, 118, 121] приводит к подавлению двойникования, т. е. участок кривой аД выше температуры Гд фактически не существует. С другой , стороны, при температуре Т < ТЛ из-за наличия концентраторов.

ки на индентор начинается пластическая деформация, зародившаяся первоначально в точке контакта, а затем постепенно распространяющаяся на некоторый объем. В результате возникновения области пластической деформации давление на поверхность отпечатка становится конечным. После перехода материала в пластическое состояние будут справедливы уравнения идеальной пластичности. Приближенное аналитическое решение, полученное Хеддоу и Джонсоном для четырехгранной пирамиды [223], показывает, что среднее контактное давление с учетом соотношения (II.5) определяется выражением

В этой модели тело разделяется на элементарные объемы с различными критическими напряжениями, при которых начинается пластическая деформация. Предполагается, что элементы материала деформируются упруго и идеально пластически и общие деформации в отдельных элементарных объемах постоянные и равны внешней деформации Е. Релаксация элементарных объемов модели характеризуется их эффективными напряжениями а и активационньши пло-

После приложения нагрузки и возникновения упругой деформации (участки ОА и ОА') начинается пластическая деформация, которая протекает с неодинаковой скоростью. Первый период характерен неустановившейся скоростью ползучести (участки АВ, АВ', А'В"). Вначале скорость ползучести значительна, но к концу первого периода она выравнивается и приобретает примерно постоянную величину.

напряжением, при котором начинается пластическая деформация, и

начинается пластическая дефор-

начинается пластическая деформация. Последняя происходит,

При достаточно больших напряжениях удлинение становится необратимым. Начинается пластическая деформация, максимальная величина которой (пока образец просто не разорвется) на один-два порядка больше упругой. Поэтому в целом металл ведет себя скорее как пластилин, с той лишь разницей, что пла-

Предел текучести. За пределом пропорциональности (упругости) в материалах начинается пластическая деформация, поэтому кривые «напряжение — деформация» отклоняются от прямой, т.е. увеличение напряжения отстает от роста деформации. Соответствующее напряжение называют пределом текучести (см. рис. 3.5.3, а). '

напряжения превышают предел упругости и в точке С начинается пластическая деформация, которая протекает до точки D\, а в точке ?>2 — при температуре ~300 К процесс заканчивается.

соответствии с зависимостью А N г . Такое распределение напряжений и деформаций бывает перед разрушением лишь в идеальном случае, когда материал разрушается совершенно хрупко. Практически даже при средних напряжениях, значительно меньших предела текучести, у вершины трещины начинается пластическая деформация и распределение напряжений в этой зоне не соответствует уравнениям (4.3.1). Тем не менее, как это ни кажется странным. с первого взгляда, именно распределение напряжений в чисто упругой постановке используется для расчета напряженного состояния в теле в момент наступления разрушения в пластически деформированной зоне у острия трещины. Объясняется это тем, что если образец или тело достаточно крупные, то за пределами зоны пластических деформаций сохраняется распределение напряжений, близкое к описанному (4.3.1). В данном случае выручает то обстоятельство, что напряжения и деформации в вершине трещины непосредственно нигде в расчетах не участвуют. Вместо них регистрируют во время испытания среднее напряжение, которое связано с коэффициентом интенсивности напряжений Кг Это означает, что оценка напряженно-деформированного состояния локальной зоны у вершины трещины, соответствующего наступлению разрушения, проводится не непосредственно, а косвенно через характеристику напряженно-деформированного состояния за пределами зоны пластических деформаций.

ханических испытаний образцов, изготовленных из исследуемого материала. Для определения прочности при статических нагрузках образцы испытывают на растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Испытания на растяжение — обязательны. Прочность при статических нагрузках оценивается временным сопротивлением ап и пределом текучести оу, а„ — это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца; стт — напряжение, при котором начинается пластическое течение металла. На рис. 1.4 представлен типовой образец прямоугольного сечения для испытаний на растяжение.

При кратерном внедрении тело сильно деформируется, находится в пластическом или жидком состоянии и начинает течь, при этом скорость встречи vc > укр. Скорость v$, при которой начинается пластическое течение, зависит от формы тела и его физико-механических свойств, однако существует такое значение скорости, выше которого при внедрении в среду тело любой формы ведет себя как пластическое (для металлов порядка 2 км/с); если скорость встречи vc > и?* (для металлов порядка 3,5 км/с), материал тела и среды находится в жидком состоянии.

Рассмотрим, что происходит, когда начинается пластическое течение в системе машина — образец. На рис. 2.4 приведена схема деформации образца сжатием, в которой упругость машины и образца представлена для наглядности воображаемой пружиной. В этой схеме подвижный захват движется с постоянной скоростью Ум, приводя к упругому смещению пружины А/у — Р/КМ, где Р — приложенная сила, а Км — константа пружины (в дальнейшем — жесткость системы машина —

Адаме [1] и Райт [55] изучали влияние пластического течения матрицы на поведение композита при поперечном нагруже-нии. На рис. 10 величина напряжений на поверхности раздела соответствует случаю, когда приложенная к композиту нагрузка в 2,9 раза превышает нагрузку, при которой начинается пластическое течение в матрице (для алюминиевой матрицы в состоянии деформационного упрочнения напряжение начала пластического течения составляет 380 кГ/ом2). В таких условиях пластическое течение охватывает почти весь объем матрицы, и область поверхности раздела в интервале углов 0—80° оказывается в определенной мере пластически деформированной. Несмотря на это, рас-

Вторым основным источником остаточных напряжений в композите является различие в значениях предела текучести компонентов; это важно, если композит механически деформируется до таких степеней, когда начинается пластическое течение одного или более, компонентов. В этой ситуации остаточные напряжения возникают потому, что нагружение композита происходит в стеснен,-

При длине образца, превышающей величину, определяемую условием (2.8) в области образца, которая прилегает к подвижному концу, начинается пластическое течение до момента прихода отраженной волны, выравнивающей напряженное состояние по длине /р. При этом область однородной деформации ограничена объемом материала, прилегающим к неподвижному

кривая заменяется диаграммой, изображенной на рис. 10.4. Как видно из диаграммы, при растягивающем напряжении, меньшем предела текучести, т. е. при ст<сгт) модель ведет себя как тело Гука (участок ОА). При Достижении напряжением значения ат начинается пластическое течение (участок АВ); деформация здесь является неопределенной и может неограниченно возрастать. Разгрузка протекает упруго с тем же модулем упругости, что и при нагружении (ОА и ВС параллельны). Если OD — полная деформация, то CD определяет ее упругую долю, а ОС —остаточную. Сжатие подчиняется тем же закономерностям, причем можно принять стт = ат. Тело, поведение которого определяется диаграммой на рис. 10.4, называется идеальным упруго-пластическим (тело Прандтля).

Если пластическая деформация является развитой, то упругой составляющей с достаточной точностью можно пренебречь. В этом случае поведение материала описывается диаграммой, изображенной на рис. 10.5. При растягивающих напряжениях, меньших, чем стт (или сжимающих, меньших ат), деформаций в теле вообще нет. При а = <тт или <т = — о'-, начинается пластическое течение, деформация неопределенна и может неограниченно возрастать. Разгрузка протекает по пути ВС. Другими словами, вся накопленная в теле деформация является пластической. Такую модель называю? идеальным жестко-пластическим телом (телом Сен-Венана).

занный на рис. 7.3. На первом участке (е <Г. а\1Е] деформации всех стержней упругие, при этом nk = Ее, а = (oft) = (Е&У = = Ее. При е = о\1Е начинается пластическое течение в первом стержне. Изменение напряжения в нем прекращается, и при последующем нагружении напряжение ст возрастает только в результате упругой работы двух оставшихся стержней

разрушению образца; от - напряжение, при котором начинается пластическое течение металла. На рис. 1.6 представлен типовой образец прямоугольного сечения для испытаний на растяжение.

При нагрузке р = о\, во всей прослойке сразу начинается пластическое течение, которое, однако, в дальнейшем сдерживается жесткими частями, вследствие чего на поверхностях контакта возникают касательные напряжения. Будем считать, что поверхности контакта остаются плоскими; благодаря «мягкости» прослойки эта картина является приемлемым приближением.