17.Неоднородность напряжений и деформаций. Дополнительные напряжения, причины возникновения, возможные последствия.

Напряженное состояние точки определяется тензором напряжений. При переходе же от одной точки тела к другой будут изменяться компоненты тензора напряжений, в общем случае изменяться будут и направления главных осей. Поэтому для получения полного представления о напряженном состоянии тела необходимо знать напряженное состояние всех его точек, т.е. распределение напряжений. В отдельных частных случаях все точки тела имеют одно и то же напряженное состояние, характеризуемое одним и тем же тензором напряжений. При обработке металлов давлением возникает неоднородность напряженного состояния, а следовательно, и неоднородность деформации. В связи с неоднородностью деформации отдельные слои и элементы деформируемого тела стремятся к различному изменению размеров. В то же время отдельные слои и элементы тела не могут самостоятельно изменить свои размеры без влияния на соседние слои и элементы. В результате, кроме внутренних сил, уравновешивающих внешние приложенные силы, в теле возникают взаимно уравновешивающиеся внутренние силы, обусловливающие напряжения, которые не могут быть отражены условиями на контуре и уравнениями равновесия. Они не определяются схемой напряженного состояния, соответствующей внешним силам. Эти взаимно уравновешивающиеся напряжения названы дополнительными. Дополнительные напряжения могут быть 3 родов: а) доп. напряжения 1 рода, уравновешивающиеся между отдельными слоями тела; б) доп. напряжения 2 рода, уравновешивающиеся между отдельными кристаллитами; в) доп. напряжения 2 рода, уравновешивающиеся между отдельными элементами кристаллитов. Возникая в деформируемом теле, доп. напряжения могут: а) оставаться в теле после снятия нагрузки в виде остаточных напряжений (понижает пластические свойства металла, хим. стойкость, вызывает поводку, коробление); б) сниматься в результате возникновения пластической деформации в слоях и элементах, в которых они возникли под действием доп. сдвигов; в) сниматься за счет нарушения целостности тела в отдельных его слоях и элементах, т.е. вызывать трещины, которые вызывают брак заготовок. Возникновение доп. напряжений вызывает след. последствия: увеличение сопротивления деформированию, снижение пластичности, искажение картины напряжений в теле, которая вытекает из условия на контуре и условий равновесия. Необходимо учитывать след. факторы, воздействием на которые можно влиять на снижение неоднородности деформации: 1. Контактное трение (создает неоднородное напряженное состояние, увеличивает степень неоднородности); 2. Форма исходной заготовки и требуемая форма поковки (чем больше отличие между ними, тем больше и неоднородность напряженного состояния в процессе деформирования); 3. Форма инструмента; Степень неоднородности свойств обрабатываемого металла в процессе деформации (чем однороднее металл во всех точках деформируемого тела, тем меньше доп. напряжений будет возникать в процессе обработки).