Условия текучести и деформационная анизотропия конструкционных материалов

• Автор: Гончарова, Ирина Витальевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Глава 1.У прощенная концепция скольжения
1.1. Основные понятия концепции скольжения в трактовке
М.Я. Леонова
1.2. Условие текучести
1.3. Определение компонент тензора пластической деформации
Глава 2. Начальная и деформационная анизотропия циркониевого сплава 2пса1оу-2 при пропорциональном нагружении
2.1. Закон Гука для ортотропного материала
2.2. Построение поверхности текучести
2.3. Новая формулировка критерия текучести
2.4. Деформационное упрочнение сплава Циркалой
Глава 3. Особые случаи начальной анизотропии пластичных материалов и ее влияние на некоторые механические характеристики
3.1. Аналцз экспериментальных данных Паркера для а -латуни
3.2. Определение мгновенного модуля догрузки применительно к опытам на сжатие с кручением трубчатых образцов алюминиевого сплава 148-Т4
Глава 4. Пропорциональное и сложное нагружение образцов титанового сплава ЗВ
4.1. Экспериментальные данные В.М. Жигалкина для титанового сплава ЗВ (методика и программа испытаний)
4.2. Начальная поверхность текучести
4.3. Деформационное упрочнение титанового сплава ЗВ
Заключение
Список литературы
Стремление к уменьшению массы машин при улучшении их качества вызывает необходимость использования в процессе проектирования наиболее совершенных методов расчета, в которых по возможности полно отражены действительные условия работы конструкции и механические свойства материалов. При проектировании легких и экономичных машин часто приходится рассматривать деформацию деталей за пределами упругости. Это позволяет выявить дополнительные прочностные ресурсы конструкции. Определение ресурсов материалов и конструкций исследуется вплоть до предельного состояния. Однако очевидно, что в случае неоднородного напряженного состояния возникновение пластических деформаций в одной наиболее напряженной точке еще не означает наступления предельного состояния конструкции в целом. После наступления текучести в локальной зоне деталь еще может сопротивляться увеличению внешних сил до тех пор, пока пластические деформации не охватят значительного ее объема. Для деталей из пластичного материала предельное состояние должно определяться величинами тех перемещений, при которых нарушаются условия нормальной эксплуатации, или же нагрузками, при которых конструкция перестает сопротивляться воздействию внешних сил или разрушается.
Предельное состояние наступает после образования в детали пластических деформаций, для вычисления предельных нагрузок требуется умение производить расчеты за пределами упругости.
Ввиду сложности данной проблемы в настоящее время считается невозможным создать достаточно общую теорию пластичности . Поэтому описание поведения материалов за пределами упругости осуществляется путем построения упрощенных теорий, воспроизводящих основные, наиболее важные свойства реальных тел.
Из изложенного следует, что расчеты за пределами упругости имеют большое значение в машиностроении, и исследование поведения материала в неупругой зоне по-прежнему остается актуальной задачей механики деформируемого твердого тела.
В данной работе исследовано поведение циркониевого сплава Циркалой-2, а-латуни, алюминиевого сплава 148-Т4 и титанового сплава ЗВ. Эти сплавы имеют широкое применение [1,2]. Так, например, Циркалой-2 применяют в ядерных реакторах, титановые сплавы широко используют в авиации, в ракетной технике, в химическом машиностроении, в судостроении и др.
Для многих материалов предположение об изотропии всех механических характеристик вполне обосновано, т.к. беспорядочное расположение структурных составляющих, например кристаллитов, при достаточно больших относительных размерах рассматриваемого тела создает картину макроскопической однородности среды. Различными методами механического и теплового воздействия можно создавать определенную упорядоченную ориентацию кристаллитов или текстуру, приводящую к неодинаковости свойств материала в различных направлениях. В этом случае говорят об анизотропии материала, которая проявляется в его упругих и пластических свойствах, твердости, теплопроводности, электросопротивлении, магнитной проницаемости и др. Материалы с конструкционной анизотропией требуют специальных методов расчета, учитывающих специфику их строения.
Если ограничиться структурным признаком, то можно выделить три основных вида анизотропии: гомогенную, обусловленную
неравновероятным распределением ориентировок анизотропных кристаллов; гетерогенную, связанную с определенной текстурой; анизотропию, вызванную ориентированными остаточными напряжениями. В реальных материалах все виды анизотропии часто проявляются одновременно, при этом практически невозможно дать
Таблица 2.6. Зависимости между напряжениями и деформациями при к = 0,5
Образец№ 13 т=1,05
<7г 17,000 21,000 27,500 31,000 32,400 33,750 35,000
а,<р 34,000 42,000 55,000 62,000 64,800 67,500 70,000
<12пр 17,850 22,050 28,875 32,550 34,020 35,438 36,750
СУсрпр 35,700 44,100 57,750 65,100 68,040 70,875 73,500
£г 0,027 0,034 0,050 0,057 0,054 0,043 0,029
£<р 0,158 0,213 0,288 0,340 0,440 0,526 0,636
Гг -0,014 -0,016 -0,016 -0,017 -0,023 -0,038 -0,055
Гр 0,027 0,051 0,075 0,100 0,190 0,265 0,365
вг 0,041 0,050 0,066 0,074 0,077 0,081 0,084
В<р 0,131 0,162 0,213 0,240 0,250 0,261 0,271
Гг -0,012 -0,035 -0,060 -0,083 -0,166 -0,227 -0,310
Г(ог 0,039 0,085 0,135 0,184 0,356 0,492 0,675
Т<рг 17,850 22,050 28,875 32,550 34,020 35,438 36,750
Образец№15 т
02 18,000 21,000 29,000 30,000 31,000 31,250 32,500 33,750
С7(р 36,000 42,000 58,000 60,000 62,000 62,500 65,000 67,500
(Угпр 18,000 21,000 29,000 30,000 31,000 31,250 32,500 33,750
СТ<рПр 36,000 42,000 58,000 60,000 62,000 62,500 65,000 67,500
£г 0,017 0,021 0,036 0,043 0,040 0,036 0,029 0,014
£<р 0,164 0,212 0,300 0,321 0,340 0,357 0,429 0,500
Гг -0,026 -0,029 -0,034 -0,029 -0,034 -0,039 -0,049 -0,066
Г<р 0,025 0,050 0,076 0,089 0,100 0,115 0,177 0,239
вг 0,043 0,050 0,069 0,072 0,074 0,075 0,078 0,081
Вер 0,139 0,162 0,224 0,232 0,240 0,242 0,251 0,261
Гг 0,001 -0,021 -0,042 -0,060 -0,066 -0,077 -0,128 -0,173
Г<рг 0,024 0,071 0,118 0,149 0,167 0,192 0,305 0,412
Тсрг 18,000 21,000 29,000 30,000 31,000 31,250 32,500 33,750