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

58727. Творческая работа. Анализ стихотворения В. А. Жуковского «Море» («Вечер») 30.5 KB
  Романтические баллады, поэмы, элегии и песни Жуковского как бы «шли из сердца и к сердцу; они говорили не о ярком блеске иллюминаций, не о громе побед, а о таинствах сердца, о таинствах внутреннего мира души».
58729. Країна, мову якої ми вивчаємо 179.5 KB
  Освітні задачі: розширяти філологічний кругозір учнів; вдосконалювати навички читання; формувати загально-навчальні вміння: самостійно працювати з текстом. Розвиваючі задачі: розвивати навички вивчаючого читання; розвивати та вдосконалювати мовні вміння у читанні...
58735. Предмет и задачи общей биологии. Биологические закономерности. Место и роль биологических знаний для научных представлений о мире 338 KB
  Все живое кроме неклеточных форм жизни образовано особыми структурами клетками которые имеют строго определенное строение присущее как организмам из царства растений так и организмам из царств животных и грибов некоторые организмы состоят из одной клетки поэтому такие организмы при клеточном уровне соответствуют и новому уровню организации ...