Пластичность и напряженное состояние металлов при высокоскоростном деформировании

• Автор: Люц, Владимир Яковлевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 212 c. : ил

1.1. Пластичность и деформируемость металлов

1.2. Физические и феноменологические основы разрушения. . .

1.3. Влияние напряженного состояния на пластичность металлов

1.4. Влияние скорости деформации на пластичность металлов .

1.5. Выводы по главе и постановка задачи исследования .

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

, , О

2.1. Способы испытания металлов при высокоскоростном деформировании .

2.2. Способы регистрации высокоскоростных процессов пластической деформации.

2.3. Установка для исследования пластичности металлов при Еысокоскоростном деформировании. .

2.3.1. Оптикомехзнические части установки

2.3.2. Электрическая схема установки
2.4. Методы определения деформации
2.5. Выбор материала и подготовка образцов
2.5. Выбор базы измерения для определения деформации. .
2.7. Мзтематическая обрзоотка опытных данных.
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЛАСТШНОСТИ ОТ ПОКАЗАТЕЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ РАЗЛИТНУХ ЗНАЧЕНИЯХ ИНТЕНСИВНОСТИ СКОРОСТЕЙ ДЕФОРМАЦИЙ СДВИГА
3.1. Изменение интенсивности скоростей деформаций сдеигэ
при динамическом растяжении цилиндрических образцов. .
3.2. Изменение параметра Ф б процессе высокоскоростного растяжения цилиндрических образцов.
3.3. Влияние инерционных сил на величину показателя напряженного состояния при высокоскоростном растяжении цилиндрических образцов.
3.4. Предельные значения показателя напряженного состояния
при разрушении цилиндрических образцов
3.5. Исследование пластичности металлов в зависимости от показателя напряженного состояния при различных значениях интенсивности скоростей деформации сдвига. . .
3.5. фактографические особенности разрушения металлов
при высокоскоростном деформировании .
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТЖНОСТИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ В УСЛОВИЯХ ПЛОСКОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ 0
4.1. Основные расчетные формулы для определения характеристик напряженнодеформированного состояния при высокоскоростном нагружении плоских образцов.
4.2. Проверка гипотезы о монотонности развития деформация
при высокоскоростных испытаниях
4.3. Изменение интенсивности скоростей деформации сдЕига в процессе высокоскоростного нагружения плоских образцов по схеме трехточечного изгиба
4.4. Показатель напряженного состояния и параметр Нздаи
Лоде при плоском напряженном состоянии
4.5. Исследование пластичности сталей в условиях плоского напряженного состояния при различных значениях интенсивности скоростей деформации сдеигз
4.5. Влияние показателя напряженного состояния и интенсивности скоростей деформации сдвига в области концентратора напряжении нз величину А при испытании плоских образцов нз трехточечный изгиб
4.7. фаектории трещин в полях больших пластических деформаций.
4.7.1. Влияние интенсивности скоростей деформаций сдвига на распределение степеней использования запаса пластичности в окрестности концентратора и особенности развития трещин при трехточечном изгибе плоских образцов
4.7.2. Траектории трещин в полях больших пластических деформаций при растяжении плоских образцов.
4.8. Скорость распространения трешины и пластическая деформация, сопутствующая ее продвижению при высокоскоростном разрушении .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


Если разрушению предшествовала значительная пластическая деформация, то разрушение является вязким, если пластическая деформация составляла менее , разрушение считается хрупким 1 Анализируя данные по хрупкому и вязкому разрушению авторы работы пришли к выводу, что характер разрушения определяется локализацией пластическом деформации при вязком разрушении локализация пластической деформации начинается после развития равномерной деформации, а при хрупком разрушении трещина возникает в отсутствие равномерной деформации. Обнаружено значительное число механизмов образования трещин, большая часть которых рассмотрена в работах 1 . Основные механизмы зарождения микротрещин можно подразделить на дислокационные и диффузионные, кроме того, микротрещины могут образовываться при межзеренном сдвиге. Зарождение трещин при межзеренном сдвиге может происходить либо на тройных стыках зерен за счет несогласованного проскальзывания по границам зерен в местах пересечения активных плоскостей скольжения или двойников с границами. Роль межзеренного сдвига в зарождении трещин рассмотрена в работах 1 . С, 3 Образование трещин по данному механизму происходит в основном при высоких температурах. Все известные дислокационные модели зарождения трещин можно разделить на три группы . Согласно первой группе моделей зарождение трещины происходит за смет напряжений в окрестностях, заторможенного некоторым барьером, скопления краевых или винтовых дислокации. В качестве такого барьера могут служить границы зерен, субграницы, Еклшения, поле напряжении ранее возникших микротрещин. К этой группе можно отнести модели, предложенные Б. Н.Рожанским, Дж. Гилманом, Н. Моттом, А. Стро и др. Вторая группа моделей основывается на механизме зарождения трещины, предложенной Коттреллом. По этому механизму в процессе пластической деформации скользящие дислокации перемещаются по пересекающимся плоскостям скольжения, в точке встречи объединяются с образованием новых дислокаций. Эти дислокации, сливаясь в полосы, дают начало образованию микротрещины. Образование трещин может также происходить и в результате пересечения дворников. Б работах , 3 рассмотрены более сложные схемы зарождения трещин при наличии нескольких скоплений дислокаций, расположенных в параллельных плоскостях скольжения. Третья группа моделей включает в себя безбарьерные механизмы образования трещин в результате взаимодействия дефектов кристаллической решетки дислокации, вакансии и др. При взкансионном механизме микротрещина возникает в результате слияния вакансии. Несмотря на довольно большое количество работ, указывающих на ведущую роль пластическом деформации в процессе разрушения, дальнейшее развитие получила и кинетическая концепция С. А.Н. Орлов, Б,А,Степанов, В. Б.Шпеизман 3 считают, что значения термофлуктуационных параметров при разрушении связаны с процессами пластической деформации. Пластическая деформация определяет разрушение в условиях, когда реализуется ведущий элементарный механизм с энергией активации, равной энергии объемной самодиффузии. Если реализуется Еедущий элементарный механизм с энергией, близкой к энергии разрыва межатомных связей, то разрушение контролирует пластическую деформацию. Важным в процессе разрушения является вопрос устойчивости микротрещины. Весьма существенной для математической теории трещин явилась работа Ирвина, который в общей форме связал скорость освобождения упругой энергии, определяющую критические условия для начала роста трещин, с так называемым коэффициентом интенсивности напряжении у края трещины. Дальнейшее развитие вопроса об устойчивости трещин получило в работах Баренблатта. Известно, что трещины меньше определенного критического размера после снятия нагрузки могут захлопываться 3 За элементарный акт процесса разрушения в кристаллах считают образование трещины размером 1Гсм 3 Одновременно с возникновением и развитием микротрещин могут происходить процессы залечивания дефектов. Этому способствует повышение температуры , , 7бЗ , рост гидростатического давления , , 3 и знакопеременный характер развития деформаций 6, 7 . Из вышеизложенного следует, что ответственной за возникновение и развитие трещин является пластическая деформация. Это положение о ведущей роли пластической деформации в возникновении и развитии трещин и положено в основу теории разрушения металлов при обработке их давлением.