Деформации в пластичных материалах

Рис. 1.4.График деформации пластичного материала.

Рис. 3.80. Реологические кривые скорости деформации (а) и вязкости (б) пластичного материала г — вязкость Т — пластическая вязкость материала

При- термической усталости деформации в наиболее нагретых зонах выходят за предел упругости и могут вызвать напряжения, превышающие предел текучести. Вследствие этого процесс термической усталости сопровождается накоплением остаточных деформаций, причем к моменту разрушения возможно значительное изменение размеров и формы деталей [24]. Во многих случаях, особенно при больших перепадах температуры (АТ = 0,5-ьО,6 Тпл). причиной разрушения при термической усталости оказывается исчерпание пластичности материала. [c.205]

Если призма сделана из пластичного материала, ее поведение будет несколько иным. Вначале, пока напряжения очень малы, она будет вести себя подобно призме из упругого материала. Однако с того момента, когда напряжения достигнут определенного значения, называемого пределом текучести дальнейшее увеличение деформации уже не будет требовать увеличения напряжений. Графическое выражение закона деформации пластичного материала приведено на рис. 1.4. [c.17]

В ходе этих процессов масса, находящаяся в пластичном состоянии, разминается, причем под разминанием понимают многократную деформацию пластичного материала под действием тангенциальных усилий. Эти усилия, постоянно повторяясь, действуют в течение определенного промежутка времени в различных направлениях. [c.360]

Возьмем балку прямоугольного сечения (рис. 4.13, а), изготовленную из пластичного материала и нагруженную перерезывающей силой Р. При некотором значении Р в сечении с максимальным изгибающим моментом в точках, расположенных у верхней и нижней поверхностей балки, появляются зоны пластических деформаций, где напряжения изгиба достигают предела текучести (рис. 4.13, г). С увеличением нагрузки эти зоны распространяются вглубь (рис. 4.13, ( ) до момента их соединения (рис. 4.13, ). Тогда все сечение охвачено зоной пластических деформаций, а изгибающий момент в этом сечении достигает предельного значения [c.254]

На основании исследований НИИХИММАШа (21 ] было установлено, что пластические деформации в зонах концентрации в 3—5,8 раза превышают деформации в общих зонах (рис. 233). Однако снижения несущей способности роторов не наблюдается. Следовательно, при применении высокопластичных сталей допускается образование пластических деформаций в зонах концентрации напряжений, что позволяет снизить коэффициенты запаса прочности благодаря резерву пластичности материала. [c.345]

Непостоянство скорости деформации во времени и объеме образца характерно для так называемых пенетрометров. В этом приборе в пластичный материал вдавливается с определенной силой вершина конуса. По глубине вдавливания // вычисляется предельное напряжение сдвига [c.162]

Таким образом, повеление пластичного материала при деформации может быть представлено в форме уравнения (VII. 11), и тогда материал характеризуется двумя константами т<. и т], или в форме уравнении Ньютона [c.189]

Формуемость материала зависит от отношения его предельных напряжений сдвига и разрыва. Это отношение для пластичного материала должно быть меньше единицы. Кроме того,, важное значение имеет величина деформации до разрыва сплошности. Упругость материала должна быть мала, а релаксация внутренних напряжений велика. [c.108]

При таких упрощениях деформацию в объеме пластичного материала можно представить следующим образом. Если внеш- [c.125]

Давая общую характеристику критериев разрушения, отметим, что, если в качестве критериальной величины взять локальный параметр у вершины трещины (упругое раскрытие на малом расстоянии от вершины трещины, радиус кривизны или деформацию у вершины трещины, угол раскрытия и т.п.), то все они дадут один и тот же конечный результат. Подобные критерии составляют предмет линейной механики разрушения. Линейная механика разрушения относится к задачам о трещинах, поставленных в рамках линейной теории упругости, и оперирует, как правило, с коэффициентами интенсивности напряжений. Нелинейная механика разрушения привлекает в анализ свойства пластичности материала. Это вытекает из необходимости учета пластического течения в окрестности вершины трещины. Критерии нелинейной механики разрушения отличаются большим разнообразием в связи с различием моделей предельного состояния. Критерии, построенные на этой основе, отвечают критериальным величинам, необратимо накапливающимся в ближней и дальней окрестности трещины. В сравнении с критериями линейной механики разрушения, критерии нелинейной [c.157]

При формовании основное значение имеют деформации сжатия, сдвига и разрыва сплошности материала (дизъюнктивные деформации). При несоответствии между условиями формования я пластичностью материала в нед возникают трещины, поверхности скольжения, материал крошится, происходит его разуплотнение. Эти дизъюнктивные деформации ограничивают возможно- сти формования и ставят его в зависимость от свойств материала. [c.128]

Склонность к коррозионному растрескиванию принято определять по нескольким показателям. Это может быть время, необходимое для появления первой трещины или полного разрущения образца. Также может быть применен показатель сравнения механических свойств образцов в напряженном и ненапряженном состояниях при их разрушении в коррозионной среде. При испытаниях с постоянной скоростью деформации может быть применен показатель максимально достигаемой нагрузки или показатели изменения пластичности материала (длительная пластичность образцов и ее изменение в зависимости от условий испытания или изменение относительного сужения разрушенных образцов). Формы и типы образцов при испытаниях на стойкость против коррозионного растрескивания достаточно разнообразны и зависят от метода испытания, формы изделия, типа внешних нагрузок, которые может испытывать оборудование в процессе эксплуатации. На рис. 1.4.40 приведено одно из приспособлений для испытаний образцов при постоянной нагрузке. В настоящее время достаточно широко распространены так называемые С-образные образцы, некоторые виды которых представлены на рис. 1.4.41. При испытаниях могут применяться гладкие или ступенчатые образцы, а также образцы с предварительно нанесенной усталостной трещиной. [c.119]

Фигурирующая в уравнениях (3,15.9), (3.15.10) вязкость г описывается с помощью формулы (3.15.12) через напряжение Г = Г] х/(х--х.,), что позволяет интегрировать указанные уравнения после перехода в них к новой независимой переменной х вместо г с помощью формулы (3.15.8). При этом следует принять во внимание, что при X < X, деформация невозможна. Поэтому центральная часть столба пластичного материала, где, согласно формуле (3.15.8), напряжения х могут оказаться меньше прочности материала х движется без деформации, т. е. как твердый стержень. Его радиус определяется в соответствии с формулой (3.15.8) прочностью материала и давлением [c.724]

Хрупкое разрушение — это разрушение детали без заметных пластических деформаций. Если конструкция выполнена из пластичного материала (а таковым являются практически все конструкционные стали, используемые в ядерной энергетике), то хрупкое разрушение может реализоваться только при напряжениях ниже предела текучести. В работах [9,10 и др.] разрушающие напряжения о р, при которых реализуются хрупкие разрушения, оцениваются величинами [c.47]

А - пониженной пластичности материала при деформации В - малой теплопроводности материала С -вдавливания подреза D - напряжений, вызванных структурными превращениями в твердом или хрупком металле. [c.35]

Упругость и пластичность материала измеряют, разгружая индентор без изменения положения образца. Отсчет остаточной деформации (А ) берут через 60 с после снятия нагрузки. [c.119]

Как и рассматривалось выше, составляющая длительного статического повреждения для соответствующих температуры и времени нагружения определится отношением односторонне накопленной необратимой деформации к располагаемой пластичности материала при длительном статическом нагружении [c.140]

Таким образом, при расчетах предельных состояний конструкции по условию достижения накопленным многопараметрическим повреждением, согласно уравнению (5.8), критической величины необходимо располагать исходной информацией по ряду характеризующих процесс циклического упругопластического деформирования параметров, в число которых входят число циклов эксплуатационного нагружения по основной п и наложенной п частоте, время -с и температура Г, условия изменения коэффициента асимметрии г(п ), амплитуда основной и наложенной е 2 циклической деформации, односторонне накопленная деформация исходная пластичность материала / , пределы его статической прочности и текучести а.,, и другие в сочетании с параметрами и видами функциональных зависимостей их изменения в процессе рассматриваемого режима деформирования. [c.162]

При повышенной неоднородности распределения деформаций и пониженной пластичности материала предельную нагруз- [c.169]

Принято разделять конструкционные материалы на хрупкие и пластичные. Такое подразделение основано на двух характеристиках - ударной вязкости и относительном удлинении. Хорошо известно, что детали из пластичного материала могут разрушаться как хрупкие без остаточных деформаций, особенно при циклических нагрузках или низких температурах, а при высоких температурах многие материалы приобретают свойства ползучести, т.е. получают значительные остаточные деформации. Установлено, что хрупкие материалы чувствительнее к наличию концентраторов, поскольку Б них медленно происходит релаксация напряжений. Неоднородность структуры в таких материалах диктует необходимость увеличения коэффициентов запаса прочности деталей. В пластичных материалах имеет место перераспределение напряжений в очагах неравномерности, и в условиях статических нагрузок средние прочностные характеристики сохраняют свое значение. [c.171]

Затворы, основанные на принципе пластической деформации. На рис. 90, и изображен затвор автоклава с плоским кольцевым обтюратором 1, изготовленным из какого-либо пластичного материала (красная медь, алюминий и т. п.). Силой нажатия болтов обтюратор раздавливается, материал его течет, заполняет неровности между корпусом и крышкой, создавая тем самым герметичность. В отличие от затворов, основанных на принципе упругой деформации, здесь наблюдается значительная остаточная деформация. [c.178]

Процесс повторяется многократно до тех пор, пока яе будет исчерпана пластичность материала в районе одной из появившихся трещин, после чего начинается разрушение материала матрицы. Тол на слоя арматуры, который разрушается по описанной схеме, завис от свойств материала арматуры, матрицы,. Для матриц, склонн к разной локализации деформации, описанная схема может яе дейст вовать и хрупкая трещина, образовавшаяся в арматуре, приводит к разрушению трубы. При увеличении характер разрушения трубы м няется, хотя разрушение по той же причине начинается с образова ния трещины Б слое арматуры, который с большой скоростью хрупко разрушается насквозь, ввиду большой длины трещины ее развитие н останавливается процессом упрочнения материала матрицы у острия трещины. [c.16]

Характеристика пластичности материала 5 имеет разброс, соизмеримый с теми изменениями 5, которые связаны с возникновением остаточных деформаций в материале. Поэтому четкой закономерности изменения 6 при переходе от пояса к поясу выявить не удалось. Можно говорить только о некоторой тенденции роста 5 с увеличением расстояния от места сопряжения днища с корпусом в пределах первых трех поясов, т.е. в пределах кольцевой зоны шириной 60 см. [c.31]

Чтобы наглядно представить процесс, при котором создается предельная нагрузка, рассмотрим постепенное увеличение ее на узел сосуда. При низких нагрузках напряжение будет ниже предела текучести, так что деформации равны нулю (жесткий идеально пластичный материал). Распределение напряжений в этом случае неопределенное, поэтому будем предполагать, что оно соответствует условиям упругого поведения материала. [c.26]

Таким образом, остаточная монотонно накапливаемая деформация может исчерпать пластичность материала подобно циклической деформации, поэтому ее надо учитывать при оценке долговечности. [c.62]

Пластичный материал имеет относительно высокую деформацию, накопленную на установившейся стадии, в сочетании с существенным удлинением на третьей стадии суммарная деформация при разрушении может достигать 50% и более. У хрупких материалов обычно третья стадия ползучести выражена слабо удлинение при разрушении составляет 2—3% и менее. Важно заметить, что материал, показывающий высокую пластичность при ускоренных испытаниях, может быть хрупким при температурах и напряжениях, соответствующих рабочим условиям. [c.90]

Если из-за сложности расчета возникает неопределенность при вычислении безопасного давления опрессовки, сосуд, изготовленный из пластичного материала, может быть подвергнут испытанию методом проб . При таком испытании давление повышается ступенями до тех пор, пока датчики деформации, не покажут наличие пластической деформации при давлении ру. Допустимое рабочее давление при температуре эксплуатации [c.320]

Сварка — высокопроизводительный процесс соединения материалов за счет появления между соединяемыми поверхностями межатомной (для металлов — металлической) связи. Физические основы электрической сварки весьма просты — для получения сварного соединения необходимо сблизить поверхности соединяемых материалов на расстояние действия межатомных сил. На процесс соединения оказывает сильное влияние состояние поверхности — наличие окислов, жировых пленок, слоев адсорбированных газов и т. д. Для устранения вышеуказанных причин, мешающих получить качественное сварное соединение твердых материалов, используются нагрев и давление. При нагреве с повышением температуры снижается твердость материала и повышается его пластичность, причем в случае доведения материала до расплавления (получение жидкой фазы) отпадают затруднения, связанные с твердостью материала, так как объемы жидкого металла самопроизвольно сливаются в общую сварочную ванну. Пластическую деформацию материала получают также приложением соответствующего давления. Так как заметное взаимодействие атомов проявляется на расстояниях менее 5-10 ° м, а поверхности деталей в зависимости от механической, химической подготовки и условий нагрева покрыты продуктами взаимодействия с окружающей средой и различными загрязнениями, а также имеют даже при самой совершенной обработке высоту неровностей по поверхности более 10 м, то необходимо прилагать значительные усилия для их сближения. За счет приложения достаточного давления можно получить столь значительную пластическую деформацию, что материал начинает течь подобно жидкости. Перемещаясь вдоль поверхности раздела, загрязненный поверхностный слой вытесняется наружу, в соприкосновение приходят внутренние свежие слои и сливаются в одно целое. С повышением температуры осадка облегчается, а величина необходимого давления уменьшается. Возможны различные соотношения между нагревом и давлением от расплавленного металла без осадки (давления) до одной осадки без нагрева. В соответствии с этим различают три разновидности свар-130 [c.130]

Сглаживание напряжений при работе детали за пределом пропорциональности происходит не только вблизи концентраторов, но и во всех случаях, когда при работе в упругой области напряжения неравномерно распределены по сечению детали. Поэтому в условиях высокой пластичности материала и постоянных нагрузок способность детали выполнять свои функции в конструкции определяется не максимальными напряжениями в ней, а так называемой предельной нагрузкой, при которой деформации детали в целом начинают резко возрастать без увеличения нагрузки. Определению предельных нагрузок в ряде простейших случаев и посвящена настоящая глава. [c.111]

Одной из форм пластичности является ползучесть (крип). Этот термин чаще всего употребляется для обозначения необратимых деформаций пластичного материала (например, металла) при подпороговых напряжениях. ПН не всегда представляет собой строго определенную величину. При понижении напряжения кривая деформации может плавно приближаться к нулю таким образом, ползучесть при малых нагрузках может представлять собоп нормальную пластическую деформацию. [c.510]

При конструировании аппаратов следует иметь в виду, что на величину краевых воздействп оказывают влияние конструкция узла и свойства материала. В жестких соединениях возникают большие краевые воздействия. С увеличением пластичности материала краевой эффект проявляется в меньшей степени вследствие большей податливости материала деформациям. Следует также учитывать, что краевые наиряжения имеют местный характер. [c.46]

За последние примерно десять лет, благодаря применению методов оптической и электронной микроскопии высокого разрешения, были достигнуты определенные успехи в изучении механизма процессов кокеообразования при низкотемпературной карбонизации различ-. , ах пеков. Исследованиями Брукса и Тейлора [39-42], предложившими гипотезу процесса кокеообразования через мезофазные превращения коксуемого сырья, а также других авторов [43-54] было показано, что начальной стадией формирования микроструктуры коксов является образование частиц мезофазы - слоистых жидких кристаллов, состоящих из ароматических макромолекул и обладающих анизотропией свойств. Считается, что первые сферы мезофазы размерами 0,I мк появляются в зависимости ог типа коксуемого сырья при температурах 360-520°С. За счет слияния соприкасающихся сфер происходит укрупнение частиц. Скорость образования таких частиц определяется продолжительностью и температурой обработки, а также вязкостью изотропной массы. Процесс укрупнения сфер и образования мезофаз-ной матрицы сопровождается деформациями, приводящими к изменению формы частиц мезофазы. Деформированные частицы мезофазы в дальнейшем образуют жесткий коксовый каркас, состоящий из графитоподобных слоев. В зтой стадии пластичность материала и подвижность Шхромолекул резко снижаются, что в условиях продолжающихся химических превращений, сопровождающихся выходом летучих и усадками, приводит к образованию микротрещин и пор. Воздействием на процесс формирования мезофазы можно получить коксы волокнистой (игольчатой), тонкой-мозаичной (точечной), сферолитовой и грубой мозаичной текстур, существенно различающихся физико-химическими, т.е. эксплуатационными свойствами [55-59]. [c.9]

С увеличением температуры прочнос ь графита увеличивается вплоть до температур 2400—2600 °С, а затем резко снижается и при 3000 °С приближается к прочности, характерной для температуры 20 °С. При низких температурах это увеличение происходит линейно, и- три 2500 °С прочность графита приблизительно в 2 раза выше, чем при комнатной температуре. В табл. 2.7 показано изменение прочности при растяжении для различных марок графита в зависимости от температуры. При возрастании температуры увеличивается и пластичность материала. Так, если деформация при 20 °С составляет лишь 0,3%, то в условиях 2800 °С она может составить до 10% (разрушение). Увеличение механической прочности графита с ростом температуры объясняют снижением внутренних [c.21]

Особый интерес представляют кривые 2 и 3, промежуточные между 1 и 4 2 соответствует не вполне упругому поведению материала с постоянной долей пластической деформации в общей деформации (постоянный риковери ), а 3 — материал со свойствами, зависящими от деформации. При малых деформациях этот материал близок к упругому, при больших — к пластичному. [c.233]

Имеют месю также и промежуточные критерии типа модуля разрыва, исходящие из производных по длине трещины, что, по сути, в некоторой мере оценивает - кривую. Полезная роль К-кривых состоит в их схожести с обычной диаграммой деформации гладкого образца, позволяющей оценивать не только ординаты этих графиков, но и абсциссы характерных точек на них. Эти абсциссы отражают в одном случае пластичность материала, в другом -способность к дли1 ельности процесса разрушения, т.е. роста трещины (имеется в виду однократное статическое нагружение), способность к немгновенности разрушения, а это приводит к перераспределению нагрузок внутри конструкции и, следовательно, к возможности продолжать держать внешнюю нагрузку. [c.161]

Кривые растяжения линейных полимеров при низких и высоких температурах в области высокой эластичности принципиально различаются. Выше некоторо11 температуры (температуры пластичности) полимер представляет собой пластичный материал с характерной диаграммой растяжения (р 1с. 37). До точки Л полимер испытывает практически только высоко-эластическую деформацию. Напряжение с , соответствуюш,ее точке А, есть предел текуче- сти. При напряжениях, превышающих о , одновременно с вы-сокоэластической развивается пластическая деформация. Равномерное развитие остаточной деформации вдоль образца и по его сечению происходит до тех пор, пока не образуется сужение (точка 5). После этого напряжение возрастает, главным образом в сужении. Затем наступает разрыв (точка С). Разрушение на определенной стадии развития сужения наступает потому, что течение в сужении не может развиваться неограниченно, так как ориентация молекул приводит к резкому возрастанию вязкости материала в сужении. [c.75]

Традиционно считают основными два метода расчета сварных соединений на статическую прочность и на прочность при переменных нагрузках. Применение их регламентировано различными нормативными документами, которые обязательны для типового проектирования. В качестве одного из основных требований при разработке нормативных документов до последнего времени было обеспечение простоты расчета. В некоторых случаях это достигалось ценой снижения экономичности и долговечности сварных конструкций. Работы последнего периода в основном направлены на устранение указанных двух недостатков. Во-первых, вводится учет различной прочности отдельных участков соединения в зависимости от направления силы в них. Это в ряде случаев позволяет проектировать конструкции более экономичными в отношении объема наплавляемого металла. Во-вторых, ведутся работы и достигнуты успехи в создании численных методов расчета, позволяющих учесть концентрацшо деформаций и напряжений в сварных соединениях, что открывает возможность применения более прочных, но менее пластичных присадочных металлов. Одновременно это позволяет проводить обоснованные расчеты на статическую прочность в условиях понижения пластичности материала при применении высокопрочных металлов и в условиях низких температур. [c.495]

Приближенные методы расчета установившихся напряжений. Для тех случаев, когда в деталях сосуда устанавливается стабильное распределение напряжений требуемого уровня, можно использовать приближенные методы расчета, подобные, например, предложенному Калладином [56]. В отличие от описанного выше метода расчета с помош,ью электронно-вычислительных машин рассматриваемый метод не требует информации относительно локальной деформации и скорости деформации. Этот метод также отличается от других типов аналитических выражений, поэтому его можно применять для материалов с определенным характером поведения при одноосной ползучести. Приближенный метод расчета базируется на аналогии между нелинейной зависимостью скорости ползучести от напряжения при ползучести и зависимостью деформации от напряжения при кратковременном деформировании в пластической области и открывает широкие перспективы использования многочисленных теоретических и экспериментальных результатов, полученных из работ в области упругости и пластичности. Калладин показал, что пластическое решение для конструкции, выполненной из идеально пластичного материала применительно к описанию случая установившихся напряжений ползучести для тех же самых конструкций и материала, характеризуется выражением е = Ло . [c.101]

А. Ф. Силаев. ХРУПКОСТЬ -1) Хрупкость материалов — свойство твердых материалов разрушаться под действием возникающих в них механических напряжений без заметной пластической деформации. В отличпе от пластичности, X. м. характеризуют как неспособность материала к релаксации напряжений, к-рые, увеличиваясь по мере роста усилий, достигают предела прочности, вследствие чего в материале появляются трещины, и оп разрушается. Идеальная X. м.— полное отсутствие пластических сдвигов в зоне разрушения — реализуется очень редко. Считают, напр., что подобной хрупкостью обладают алмаз, стекло и кварц при очень низких т-рах. Такие понятия, как хрупкий и пластичный материал, к-рые обычно устанавливают па основании стандартных испытаний образцов па растяжение, [c.706]

Влияние остаточных сварочных напряжений возрастает по мере перехода от пластических форм разрушения, т. е. разрушений, характеризующихся значительной степенью пластической деформации, предшествующей разрушению, к хрупким формам разрушения с малой степенью пластической деформации. При кратковременных испытаниях пластических материалов достаточно малых величин пластических деформаций, чтобы произошла релаксация остаточных напряжений. Поэтому при значительной общей деформации значение релаксационных деформаций мало. В случае низкой деформационной способности материала, вызванной как внутренними факторами (низкая исходная пластичность материала, снижение пластичности вследствие закалочных явлений, деформационного старения, насыщения вредными примесями и др.), так и внешними (жесткая схема напря-жений, низкие температуры и др.), остаточные напряжения, суммируясь с эксплуатационными, неблагоприятно влияют на прочность. Влияние остаточных напряжений растет с уменьшением значения рабочих напряжений и с увеличением длительности испытаний. При длительных испытаниях, при повторно-статических нагружениях, которые характеризуются весьма малым значением общей пластической деформации и локализацией деформации в концентраторах, значение остаточных напряжений возрастает. Упругая энергия их, локализуясь в концентраторе, может вызвать значительную местную пластическую деформацию, достаточную для коррозионного разрушения. [c.516]

Приложение к образцу из идеально пластичного материала растягивающей силы Pj, -= Fo (F — площадь сечения образца) вызывает нео] раниченный рост его деформаций или текучесть. Напряжений, больших чем предел текучести о , а таком материале возникнуть не может. [c.112]

Скорость формоизменения (в мм1сек) во избежание остывания и преждевременного снижения пластичности материала должна поддерживаться на высоком уровне 100 и 200 мм1сек (в особенности при переработке пластиков с крутой кривой деформация — температура , см. рис. XII. 12). Применительно к пневмо- и ва-куум-формовочным машинам это означает, что необходимо комплектовать их достаточно производительными компрессорами или вакуум-насосами либо устанавливать в дополнение к последним ресиверы. Вариант установки ресиверов безусловно экономичнее. [c.608]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология