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

76350. Технология УЗК и дефектоскопические средства 174.5 KB
  Для обнаружения дефектов пороговые УЗД. Для обнаружения дефектов измерения глубин их залегания и измерения отношения амплитуд сигналов от дефектов. Для обнаружения дефектов измерения глубин их залегания и измерения эквивалентной площади дефектов по их отражающей способности или условных размеров дефектов. Для обнаружения дефектов распознавания их форм или ориентации для измерения размеров дефектов или их условных размеров.
76351. Контроль изделий просвечиванием 439 KB
  Гаммаизлучение рентгеновское излучение и линейчатые характеристические спектры. В решении производственных задач имеют место разновидности ионизирующих излучений как корпускулярные потоки альфачастиц электронов бетачастиц нейтронов и фотонные тормозное рентгеновское и гаммаизлучение рис. Альфаизлучение представляет собой поток ядер гелия испускаемых главным образом естественным радионуклидом при радиоактивном распаде имеют массу 4 у. Бетаизлучение поток электронов или позитронов при радиоактивном распаде.
76352. РГД-контроль с использованием рентгеновского источника излучения 74 KB
  Источники излучения: рентгеновские аппараты гамма дефектоскопы линейные ускорители и микротроны. Выявление внутренних дефектов при просвечивании основано на способности ионизирующего излучения неодинаково проникать через различные материалы и поглощаться в них в зависимости от толщины рода плотности материалов и энергии излучения. Для выявления дефектов в изделиях с одной стороны устанавливают источник излучения с другой детектор регистрирующий информацию о внутреннем строении контролируемого объекта Рис.
76353. Гидравлические методы контроля герметичности 77.23 KB
  Область применения пробные и контрольные вещества. Контроль на герметичность = течеискание относится к виду НК качества изделий проникающими веществами ГОСТ 18353 79. Степень герметичности количественная характеристика герметичности которая характеризуется суммарным расходом вещества через течи. Натекание проникновение вещества извне внутрь герметизированного объекта под действием перепада общего или парциального давлений.
76354. Галоидные и другие методы контроля герметичности 546.5 KB
  Особенности массспектрометрического контроля герметичности. Общие критерии оценки герметичности сварных и паяных соединений Манометрический метод контроля герметичности изделий основан на регистрации изменения испытательного давления контрольного или пробного вещества в результате имеющихся в изделии неплотностей. В качестве контрольного вещества при манометрическом методе контроля в зависимости от требований к контролю могут быть применены рабочие жидкости вода а также газы воздух азот аммиак аргон а в ряде случаев гелий.