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

66592. Установка операционной системы Windows7 611.5 KB
  Звуковая система ПК комплекс программно-аппаратных средств выполняющих следующие функции: запись звуковых сигналов поступающих от внешних источников например микрофона или магнитофона путем преобразования входных аналоговых звуковых сигналов...
66593. Побудова емпіричної формули методом найменших квадратів 1.04 MB
  На основі розрахунків, виконаних засобами MS Excel, алгоритмічної мови програмування C#, ми отримали емпіричну формулу у=0,023679-0,11475*Х. Значення суми квадратів відхилень (-19,4716) та графіки, побудовані засобами MS Excel, є наочною ілюстрацією правильності розв’язування завдання.
66595. Аналіз доцільності оплати за спожиту електроенергію за диференційованим тарифом 2.83 MB
  На даний момент ВАТ «Київмедпрепарат» спеціалізується на виробництві лікарських засобів у вигляді різних лікарських форм: порошків для ін'єкцій, таблеток, капсул, мазей, гелів. Номенклатура продукції складає більше 80 найменувань препаратів практично всіх фармакотерапевтичних груп.
66597. Обґрунтування вибору технологічних баз для технологічного процесу виготовлення деталі 548.78 KB
  Технологія машинобудування, як галузь науки, займається дослідженням технологічних процесів виготовлення машинобудівних виробів з метою використання результатів дослідження для забезпечення необхідної якості та кількості виробів з найвищими техніко-економічними показниками.