Экспериментальные исследования закритической стадии деформирования материалов при растяжении и кручении

• Автор: Третьяков, Михаил Павлович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ

ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПОВЕДЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА СТАДИИ РАЗУПРОЧНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
1.1. Исследование поведения материалов на стадии разупрочнения в связи с вопросами живучести и безопасности деформируемых систем

1.2. Закономерности и модели процессов закритического деформирования

1.3. Вопросы экспериментальных исследований материалов в условиях

сложного напряженного состояния

Выводы по главе

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МЕХАНИКИ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
2.1. Теоретические положения механики закритического деформирования
2.2. Методические особенности экспериментальных исследований с построением диаграмм деформирования с ниспадающими участками при одноосном растяжении, кручении и совместном растяжении с кручением
2.3. Использование специального приспособления для изучения влияния жесткости нагружающих систем на устойчивость процесса
закритического деформирования
Выводы по главе

ЗАКРИТИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ
КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПРИ ОДНООСНОМ
РАСТЯЖЕНИИ
Экспериментальное исследование влияния жесткости нагружающей
системы на реализацию закритической стадии деформирования.
Поведение материалов на закритической стадии деформирования
при активном нагружении и разгрузках
Вопросы интерпретации результатов испытаний при возникновении
локализации деформаций на стадии разупрочнения
Выводы по главе
ЗАКРИТИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ
КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПРИ СОВМЕСТНОМ
РАСТЯЖЕНИИ И КРУЧЕНИИ
Деформирование материалов в условиях плоского напряженного
состояния при совместном растяжении и кручении
Изменение сопротивляемости на кручение после предварительного
закритического деформирования при растяжении
Вибрационная стабилизация процессов закритического
деформирования
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Крупные аварии и катастрофы, причины и последствия которых определяющим образом связаны с характером механического разрушения, демонстрируют необходимость развития систем обеспечения безопасности сложных технических объектов с целью учета особенностей их поведения в аварийных ситуациях. Прочностные расчеты, основанные на критериальной оценке напряженно-деформированного состояния в «опасной точке», дают представление лишь о начале процесса разрушения, но не о его кинетике. Разработка научных основ прогнозирования, оценки опасности и предотвращения аварийных ситуаций связана с изучением основных закономерностей неупругого деформирования, вызванного накоплением повреждений.
В этом отношении важным представляется исследование закритической стадии деформирования (или стадии разупрочнения) материалов, непосредственно предшествующей моменту потери несущей способности. Закритическая стадия связана с процессами структурного разрушения и трещинообразования и отражается на диаграмме деформирования в виде ниспадающего участка при прогрессирующих деформациях. Физические причины разупрочнения различных материалов могут существенно отличаться, но, как правило, связаны с возникновением и развитием системы дефектов, процессами накопления повреждений и разрушением структурных элементов. В этом смысле полные диаграммы деформирования, содержащие ниспадающие ветви, несут интегральную информацию о закономерностях накопления повреждений и формирования условий макроразрушения, которые могут не быть однозначно связанными с напряженно-деформированным состоянием в точке деформируемого тела. Определяющее значение при переходе от стадии равновесного накопления повреждений к неравновесной, лавинообразной, стадии разрушения играет нагружающая система. Учет стадии закритического

дефектов, воспользуемся энергетическим подходом механики разрушения, который приводит к неравенству (2.5).
В рассматриваемом случае приращение работы деформаций может быть записано в следующем виде:
с(Ле=(а+^ Е(1є)<ієР{1 - Г) + (о-' - і ШєУіе’РГ.
Приращение работы внешних сил вычисляется как
~1-11мс1и)с1и 2 2 (2М
В результате подстановки выражений, отражающих приращения работы деформаций и работы внешних сил, в неравенство (2.5) получим, что при
устойчивом процессе закритического деформирования должно выполняться
неравенство
ЕР(1-Г)<іє<іє+-1-<киІи >ОР'Шйє'. (2.12)
Из уравнений статического равновесия между стержнем и нагружающим устройством следует, что
(1и = -—йе, (2.13)

а из условия совместности деформации в форме сій =Гсіе' + {і-і')сіє следует, что