Развитие пластичности в зоне концентратора напряжений в малоуглеродистой стали

• Автор: Нариманова, Гуфана Нурлабековна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ГЛАВА I. Проблемы физики и механики разрушения

1.1. Основные положения механики разрушения

1.2. Типы деформирования. Напряженное состояние в окрестности контура трещины

1.3. Трещина как концентратор напряжений. Особенности пластической деформации в окрестностях трещины

1.4. Залечивание трещин

1.5. Постановка задачи исследования

ГЛАВА II. Методика и материалы

2.1. Метод спекл-интерферометрии

2.2. Расчетный метод определения границы пластической зоны

2.3. Поля деформации в окрестностях вершины трещины

2.4. Определение трещиностойкости

2.5. Материал и способы изменения его состояния в вершине трещины .. .44 ГЛАВА III. Исследование процессов деформации у вершины трещины в стали 09Г2С
3.1. Характер поведения зоны пластичности перед трещиной. Вязкость разрушения материала
3.2. Эволюция локализации деформации у вершины трещины
3.3. Заключение
ГЛАВА IV. Влияние электроимпульсной обработки (ЭИО) на деформационные процессы в вершине трещины при нагружении стали
09Г2С
4.1. Эволюция зоны пластичности перед трещиной при деформировании
стали 09Г2С, обработанной электрическими импульсами. Вязкость разрушения материала
4.2. Об определении Кю без разрушения образца
4.3. Исследование полей деформации при нагружении электрообработанной стали 09Г2С
4.4. Заключение
4.5. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Проблема разрушения твердых тел по очевидным причинам привлекает внимание исследователей в области физики и механики прочности на протяжении не менее 100 лет. Научный подход к указанной и смежным проблемам ведет свое начало от известной работы Гриффитса [1], в которой впервые была сделана попытка количественной оценки разрушающего напряжения как функции геометрии трещины и механических свойств материала. Несмотря на многочисленные критические замечания, ценность этой работы до сих пор не утрачена, на что указывает недавнее опубликование ее в переводе на русский язык в журнале «Металловедение и термическая обработка металлов» [1]. Современные представления о разрушении как завершении многоуровневого процесса пластической деформации твердых тел развиты в монографии [2] на основе физической мезомеханики материалов.
Экспериментальная проверка соотношении Гриффитса показала [3], что оно справедливо для хрупких, то есть разрушающихся без пластической деформации тел типа стекла. В то же время гораздо более интересна и практически важна проблема равновесия тел с трещинами в ситуации, когда разрушение предваряется и сопровождается пластической деформацией [2,4,5]. Неоднократные попытки учета пластического течения при разрушении привели к многочисленным модификациям теории Гриффитса, (см., например, [6,7]).
Реальные конструкции, изготавливаемые из пластичных материалов типа низкоуглеродистых низколегированных сталей, зачастую работают при наличии макроскопических трещин, возникающих в процессе длительной эксплуатации. Это нередко относится к таким ответственным сооружениям, как конструкции мостовых переходов, в том числе на железнодорожном транспорте. Проблема предсказания остаточного ресурса таких объектов представляет собой задачу национальной важности.

3. Материал, обработанный после создания трещины импульсами электрического тока с плотностью ~ 1кА/мм2 при: а) частоте /= 70 Гц, времени приложения импульсов t = 40 сек.; б) f = 20 Гц, t = 10 мин.; длина трещины 1тр = 1.92 и 2.2 мм соответственно. Назовем материал после электроимпульсной обработки материалом в состоянии 3 или ОЭИ материалом. Характерная для предыдущих случаев структура имеет место и для этого случая (рис.2.7); размеры зерна составляют примерно 11 мкм.
Твердость материала, измеренная методом Виккерса, мало отличается для различных ее состояний и равна « 1800 МПа.
Из литературных данных известно, что указанные воздействия не приводят к сколько-нибудь существенным структурным изменениям в объеме материала; они были проведены с целью изменения состояния материала в вершине трещины путем воздействия на дефектную подсистему в исследуемой зоне.
Образцы предварительно перед механическим испытанием были обработаны соответствующим образом: отшлифованы и отполированы, после чего их рабочие поверхности были обработаны раствором азотной кислоты для получения матовой поверхности [115]. Далее производилось нагружение образцов по схеме, описанной в начале второй главы. На рис.2.8 приведены диаграммы нагружения материала, находящегося в различных состояниях.