22133

Феноменологическая теория разрушения металлов при холодной пластической деформации

Лекция

Производство и промышленные технологии

Феноменологическая теория базируется на сложившихся в настоящее время физических представлениях о закономерностях разрушения металла при пластической деформации. Различными экспериментальными методами было показано что величина пластического разрыхления возрастает пропорционально степени деформации сдвига. Авторами данной теории была выдвинута следующая гипотеза: 1 где степень разрыхления частицы накопленная частицей деформация сдвига ab коэффициенты...

Русский

2013-08-04

98 KB

6 чел.

Тема №6 Феноменологическая теория разрушения металлов при холодной пластической деформации

  1.  Модель накопления поврежденности металла и критерии микро- и макро-разрушения.

2.Базовые уравнения ФТРМ.

Литература: 1.Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. 1986г., Металлургия; 2.Богатов А.А.,Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия. 1984, 144 с.

Феноменологическая теория базируется на сложившихся в настоящее время физических представлениях о закономерностях разрушения металла при пластической деформации. Их существо сводится к следующему.

Деформация металла сопровождается его пластическим разрыхлением, представляющим собой на первой стадии развитие дислокационной структуры, последующее рассеянное образование отдельных зародышевых субмикротрещин и субмикропор. В дальнейшем наблюдается образование микропор, их рост и слияние, и наконец, образование магистральной макротрещины, означающее макро-разрушение металла.

Различными экспериментальными методами было показано, что величина пластического разрыхления возрастает пропорционально степени деформации сдвига.

Авторами данной теории была выдвинута следующая гипотеза:

,                                                                                   (1)

где -степень разрыхления частицы, -накопленная частицей деформация сдвига, a,b- коэффициенты, значения которых зависят от физико-химической природы металла, термомеханических параметров и характера деформации.

К моменту разрушения частицы металла степень разрыхления достигает критического значения: , -степень деформации сдвига, накопленная частицей к моменту разрушения.

-является мерой пластичности. Отношение

                                                                                  (2)

называют приращением поврежденности металла.

Из (1) следует d=a*b*.

Подставив в (2) получим:  (3).

После интегрирования (3), выражение для поврежденности имеет вид: .                                                       (4)

До деформации =0, в момент макро-разрушения =1.

Если деформация частицы происходит при переменных параметрах: , , , , , то поступают следующим образом.

Весь процесс деформации частицы разбивают по времени на отдельные этапы, так чтобы на каждом из них можно было принять параметры , , , ,  постоянными. Допуская, что поврежденность частицы на данном этапе не зависит от поврежденности на предыдущем (гипотеза линейного суммирования поврежденности) накопленную поврежденность рассчитывают по выражению:

.     (5)

Критерий микро-разрушения металла-  =0.3-0.4. При этих значениях  образуются микропоры или микротрещины, не устраняемые последующим отжигом.

Для расчета поврежденности по формуле (5) необходимы значения , a.

Зависимости позволяющие рассчитывать , a авторы назвали базовыми уравнениями. Уравнения получены авторами на основе экспериментальных данных для различных металлов и имеют вид:

+g*, , ,

где g, b, , , , - коэффициенты, значения которых зависят от физико-химической природы металла.

Для проведения опытов, результаты которых используют для записи базовых уравнений, применяют специальные установки- камеры высокого давления.

Кручение.

Цилиндрический образец закручивают в камере высокого давления до появления на его поверхности трещины. При этом фиксируются: момент при появлении трещины и угол наклона риски к оси образца.

Изначально риска наносится на поверхность образца параллельно его оси.

Напряжение течения металла и - степень деформации сдвига, накопленная частицей к моменту разрушения, рассчитываются по формулам: =tg, , где - угол поворота риски относительно оси образца, М-момент, d- диаметр образца (Рис.1).

Рис.1

Гидростатическое давление: .

Для частицы на поверхности  НДС: ; ; ; ; K=-.

Деформированное состояние частицы:

Интенсивность скорости деформации сдвига равна скорости деформации сдвига в плоскости :  .

, где - угол закручивания сечения образца где приложен момент.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75995. Азбука дороги — дорожные знаки 464.5 KB
  Цель: расширить знания учащихся о дорожных знаках, учить называть группы дорожных знаков, научить различать дорожные знаки, повторить правила уличного движения для пешеходов, развивать умения самостоятельно пользоваться полученными знаниями в повседневной жизни...
75996. Дорога в школу. Школа «Светофорных наук». Современные средства передвижения 49.5 KB
  Школа Светофорных наук. Всех принять участие в уроке приглашаем И важные правила запомнить разрешаем Приветствуем друзей слева и справа Знать правила дорожные это не забава Пожимаем друзьям множество рук И приглашаем в школу Светофорных наук...
75997. Вивчи Правила, знай і завжди їх пам’ятай 2.77 MB
  Ми завітаємо в гості до казки де зустрінемося з Дідусем Правила Руху Казкою живими Дорожніми знаками Бабою Ягою і навіть зі славнозвісним Світлофором Івановичем. Знаки треба розставити вчасно І розмітку накреслити ясно Світлофори усі засвітити А у горах тунелі пробити...
75998. Безпечний перехід вулиці 840.5 KB
  Мета. Ознайомити учнів з місцями, де можна переходити вулицю; як безпечно переходити проїжджу частину дороги; які знаки, прилади, лінії допомагають безпечному переходу; вчити практично визначати безпечні місця переходу вулиці на шляху додому...
75999. Перехрестя долі Кобзаря. Літературно-музичний вечір для учнів 5 – 8 класів 100.5 KB
  Мета: вшанувати великого Кобзаря, поглибити знання учнів про тяжку долю Шевченка та українського народу; розвивати творчі здібності учнів, артистичність; виховувати любов і повагу до спадщини, яку нам залишив поет, учити учнів наслідувати Т.Шевченка та виконувати його заповіти.
76000. Письмовий переказ «Допоможи птахам» 45.5 KB
  Мета: вчити виявляти зміни що сталися у неживій природіу житті птахів удосконалювати навички чітко і повно відповідати на запитання; розвивати спостережливість вміння передавати свої враження від навколишнього; виховувати у дітей дбайливе ставлення до птахів бажання допомагати їм.
76001. «Від серця до серця» (66 років Великої Перемоги) 185.5 KB
  Мета: розширити знання учнів про мистецький доробок творчої плеяди Донбасу з теми визволення рідного краю від німецько-фашистських загарбників; сприяти формуванню соціальної компетентності учнів; формувати навички використання отриманих знань в реальних життєвих ситуаціях...
76003. «Брейн-ринг» присвячений 64-й річниці Перемоги у Великій Вітчизняній війні 44 KB
  У грі беруть участь команди 8-11 класів у складі 4-5 чоловік. Кожна команда сидить за своїм столом. Команди отримують папірці, які необхідно завчасно підписати (вказати назву своєї команди) до початку гри.