Пластическому состоянию

Можно ли в связи с этим расматривать способность металла к пластическому деформированию как его недостаток?

Опыт показывает, что способность реального металла пластически деформироваться является его важнейшим и полезнейшим свойством. Это свойство используется при различных технологических процессах — при протяжке проволоки, операциях гибки, высадки, вытяжки, штамповки и т. д. Большое значение оно имеет и для обеспечения конструктивной прочности или надежности металлических .конструкций, деталей машин и других изделий из металла. Опыт показывает, что если металл находится в хрупком состоянии, т. е. если его способность к пластическому деформированию низка, то он в изделиях склонен к внезапным так называемым хрупким разрушениям, которые часто происходят даже при пониженных нагрузках на изделие.

Стружка, образующаяся в процессе резания, подвергается значительному пластическому деформированию, одним из проявлений которого является ее усадка. Усадка стружки состоит з том, что длина стружки оказывается меньше длины обработанной поверхности, а толщина — больше толщины срезанного слоя металла. Ширина стружки практически остается без изменений. Усадка стружки характеризуется коэффициентом усадки. Чем пластичнее металл заготовки, тем больше ве-

Достаточно пластичные металлы разрушаются по механизму вязкого разрушения даже при наличии трещины. О реализации вязкого разрушения можно судить по величине остаточной деформации, фрактографическим особенностям и величине разрушающих напряжений. К примеру, в случае реализации вязкого разрушения в плоских моделях с односторонним надрезом (или трещиной) разрушающие напряжения в нетто-сечении иногда близки уровню временного сопротивления металла. При этом разрушение чаще всего носит сдвиговый характер (под углом около 45° к направлению действия нагрузки). Оценку несущей способности при вязком разрушении производят в основном с использованием двух критериев: предельное сопротивление сдвигу ткр и неустойчивость сопротивления пластическому деформированию (начало образования шейки).

По виду контактного взаимодействия поверхностей трения классы 0—5 соответствуют упругому деформированию (/ = 10~1Я—10"7); классы 6—7 — упруго-пластическому деформированию (/ -- 10"' —10~5); классы 8—9 — микрорезанию (/ = 10-5—Ю"3).

Пружины статического, ограниченно кратного действия и подвергаемые переменным напряжениям с коэффициентами цикла, по сильно отличными от единицы, дополнительно подвергают пластическому деформированию, так называемому зане-поливанию.

Как известно, под твердостью понимается способность металла сопротивляться проникновению в него через его внешнюю поверхность твердого, малодеформирующегося наконечника (индентора) в форме шара, конуса, пирамиды и др. Испытание на твердость, вернее на вдавливание, можно рассматривать как одну из разновидностей механических испытаний, при котором металл претерпевает последовательно три стадии нагружения: упругую, пластическую и разрушение. При этом в зависимости от того, в какой области производится вдавливание, можно определять механические характеристики сопротивления упругому, пластическому деформированию и разрушению.

вне электромагнитного и механического процессов, приводящее к первоначальному пластическому деформированию заготовки (аа счет созданного градиента нагрузки) и формированию градиентов скоростей отдельных частей заготовки На втором этапи, при затухании силового воздействия ИМП, но сохранении его'электрофизического воздействия на материал, происходит окончательное дсформнронаиие заготовки зо счет приобретенной кинетическом анергии, оироделяемом полученным градиентом скоростей и волновым переносом энергии. В единстве рассмотренных этапов происходит самоорганизующееся бесконтактное формоизменение заготовки. При этом, за счет воздействия ИМП ни материал заготовки происходит дополнительное усилении нсрцвновесности системы путем создания градиентов температур И напряжений на дефектах структуры металла, дополнительно способствующих самоорганизации деформационного процесса.

28. Смирнов-АляевГ.А. Сопротивление металлов пластическому деформированию.— Л.: Машиностроение, 1978.— 368 с.

Для определения прочностных характеристик (предела текучести, предела прочности) сварных соединений различного рода конструкций (сосудов давления, газонефтепроводов, корпусов аппаратов химического оборудования и т.п.) из последних на стадии отладки технологии их изготовления вырезают образцы поперек сварного шва, форма и размеры которых оговариваются ГОСТ 6996-66. В том сл%'чае, когда соединения механически неоднородны, т.е. имеют в своем составе участки, металл которых обладает пониженным сопротивлением пластическому деформированию по сравнению с основным металлом конструкций, по-л^'ченных при испытании образцов, на натурные конструкции неизбежно приведет к созданию неверных представлений о их прочностных характеристиках. Это связано с тем, что на практике имеются существенные различия в схеме нагружения образцов и конструкций, относительных параметрах соединений и т.д. Кроме того, как отмечалось в работе /104/, большое влияние на получаемые результаты (стт, <зв) оказывает степень компактности поперечного сечения образцов А, = s / / (где * и t — размеры поперечного сечения). При этом отмечалось, что для получения сопоставимых результатов по <тт и (7В соединений конструкций и вырезаемых образцов необходимо соблюдение условий подобия по их нагру-жению (пластическому деформированию) и по относительным геометрическим параметрам (например, к).

Как следует из формулы (3.1.7), при пластическом деформировании стержня распространяется множество волн напряжений различной интенсивности с различными скоростями, меньшими скорости распространения упругой волны, причем волне большей интенсивности соответствует меньшая скорость распространения. Волны напряжений, соответствующие пластическому деформированию стержня при динамическом нагружении, называются волнами Римана. Они, как показано X. А. Рахматулиным [35], описываются формулами

Соединения заформовкой имеют следующие преимущества: благодаря пластическому состоянию формуемого материала не требуется высокая точность и чистота обработки заливаемых частей арматуры; обеспечивается достаточная прочность изделия и придаются необходимые местные качества, например повышенная прочность или износостойкость, электропроводимость или тепло-

В ряде случаев сварные соединения при наличии дефектов разрушаются при средних предельных напряжениях ниже предела текучести металла в их нетто-сечении, Классические методы расчета по упругому и пластическому состоянию не позволяют получить достоверные данные о прочности сварных соединений. Это привело к необходимости разработки механики разрушения /26/, основанной на дополнительных крительях прочности, называемых характеристиками трещиностойкости. Наиболее общие положения механики разрушения базируются на разделении способов нагружения и вида деформации в зоне трещиноподобного концентратора или в рамках терминологии механики разрушения просто трещины.

В ряде случаев сварные соединения при наличии дефектов разрушаются при средних предельных напряжениях ниже предела текучести металла в их нетто-сечении. Классические методы расчета по упругому и пластическому состоянию не позволяют получить достоверные данные о прочности сварных соединений. Это привело к необходимости разработки механики разрушения /26/, основанной на дополнительных крителъях прочности, называемых характеристиками трещиностойкости. Наиболее общие положения механики разрушения базируются на разделении способов нагружения и вида деформации в зоне трещиноподобного концентратора или в рамках терминологии механики разрушения просто трещины.

В отличие от предыдущих видов разрушения, определяемых несущей способностью волокон, разрушение при поперечном (под прямым углом к армированию) растяжении и сжатии определяется матрицей. Анализ этих случаев связан со значительными трудностями, в основном из-за сложного напряженного состояния, существующего в окружающей волокно матрице, и трудностей определения таких характеристик, как прочность сцепления матрица — волокно, влияние пустот и т. д. Тем не менее с определенным успехом Шу и Розеном [36] был использован метод расчета по предельному пластическому состоянию, а Ченом и Лином [4] — расчет методом конечных элементов. Эти методы решения были детерминированными; соответствующие статистические подходы должны включать в себя описания прочности матрицы, распределения пустот и волокон и т. д. Более широкое обсуждение микромеханических теорий прочности приведено в гл. 2, т. 5 сборника.

точке складываются алгебраически (алгебраическая суперпозиция) независимо от источника возникновения напряжений. Следовательно, при фактических напряжениях ниже предела текучести деформации, вызванные действием внешней нагрузки, не зависят от наличия остаточных напряжений. Если результирующее напряженное состояние в точке соответствует пластическому состоянию материала, то остаточные напряжения нельзя просуммировать алгебраически с напряжениями от внешней нагрузки. В условиях пластического течения остаточные напряжения изменяются количественно, происходит их перераспределение: либо снижается величина остаточных напряжений, но сохраняется их первоначальный знак, либо меняется их знак на противоположный, или они обращаются в нуль. Теоретически достаточна незначительная пластическая деформация (до 0,2%), чтобы снять остаточные напряжения.

Классификация методов обработки ковкой и горячей штамповкой по напряжённому и пластическому состоянию деформируемого металла (Корнеев)

Положительные результаты дало также применение прессованных баббитовых втулок и вкладышей, получаемых на прессах типа Дика при температурах, соответствующих пластическому состоянию сплава [7].

тенсивности деформаций на данном приближении и рассчитывается с помощью кривой деформирования. В качестве критерия, определяющего переход от упругого к пластическому состоянию тела, используют критерий Хубера — Мизеса ot =
При С = 0, что соответствует началу пластического течения, R = 0, о'г= 1, р = 1. При малых значениях С распределение контактного касательного напряжения R близко к линейному, с возрастанием С это распределение все более отклоняется от линейного закона (рисунок 1.29) При С—>°о касательное напряжение стремится к пределу текучести ts, что соответствует конечному пластическому состоянию (R = 1, пунктир). Тогда среднее напряжение равно

тывает лишь незначительную часть под-элементов и поэтому малозаметна для всего элементарного объема. С увеличением напряжения число пластически деформируемых подэлементов постепенно возрастает. В качестве критерия перехода к пластическому состоянию для модели удобно принять /С — dr/d§, которая при пропорциональном нагру-жении отвечает касательному модулю диаграммы деформирования. Задавая различные значения допуска на изменение Рис. 4.9 /С по отношению к начальному значению

Начальная поверхность текучести изотропного материала в де-виаторном пространстве представляет сферу с центром в начале координат; ее радиус тем больше, чем больше принятый допуск. Для опытного определения изменения этой поверхности после пластического деформирования приходится использовать партию образцов. Схема испытания одного образца (для случая двумерного девиаторного пространства) поясняется на рис. 4.10: вначале на-гружение по лучу ОА и разгрузка по АВ (этот этап одинаков у всех образцов партии), затем вторичное нагружение по лучу, определяемому углом гр, до достижения принятым критерием перехода к пластическому состоянию величины, установленной допуском. Соответствующая точка девиаторной плоскости принадлежит поверхности нагружения. Изменяя (для разных образцов) значение \з, получают всю поверхность.