8.1.4. Метод слоистых моделей.

Естественным ограничением метода делительных сеток является необходимость предварительного фиксирования поверхности исследования. Этот недостаток устранен в методе слоистых моделей. Этот метод исследования пластических деформаций реализуется на моделях, изготовленных из слоистого металла (для изготовления берут медь и томпак )..

Изготовленная модель деформируется. После деформирования образец разрезают по любой интересующей исследователя плоскости и изготавливают макрошлиф, на котором травлением выявляют границы искаженных деформированных слоев (Рис. 47.). Эта информация является исходной для дальнейшего исследования НДС.

Если изготовить две заготовки из многослойного материала с продольным и поперечным расположением слоев (Рис.48), а затем деформировать их в совершенно идентичных условиях и сфотографировать их в одинаковом масштабе а после этого совместить оба негатива, то фотоотпечаток со совмещенный негативов позволяет получить «естественную» делительную сетку (Рис. 49.). По размерам ячеек этой сетки до и после деформирования можно приближенно оценить деформационное состояние заготовки, а по нему рассчитать напряженное состояние.

Рис. 47. Макрошлиф многослойной заготовки после операции обратного выдавливания.

Рис. 48. Макрошлифы меридионального сечения многослойных заготовок, полученных после прямого выдавливания, с продольным (б) и поперечным (а) расположением слоев.

Рис. 49. “ Естественная” делительная сетка, полученная наложением негативов образцов, приведенных на рис. 48.

8.2. Структурно- наследственные методы (снм).

Физико-химические и механические свойства пластически деформированного материала в значительной степени зависят от условий деформирования.

СНМ, как правило, не дают достаточно полного и точного описания напряженно-деформированного состояния. Применение их целесообразно при исследовании операций без нарушения сплошности тел.

8.2.1. Макроструктурный метод.

Одним из ограничений метода делительных сеток является то обстоятельство, что поверхность исследования заранее фиксируется, поэтому внутреннее НДС им определить нельзя. Этот недостаток может быть устранен в случае применения макроструктурного метода, основанного на выявлении волокнистой макроструктуры деформируемого материала (Рис.50. и Рис.51.)

Макроструктура – строение металла, наблюдаемое невооруженным глазом или при небольшом увеличении – является следствием физической или химической неоднородности. Волокнистая макроструктура обусловлена начальной пластической деформацией, например прокаткой, волочением и др.

Волокнистость (полосчатость) является вполне стойким образованием и может быть устранена в отдельных случаях (при незначительном включении неметаллических образований) посредством очень продолжительного высокотемпературного обжига.

Для выявления волокнистой макроструктуры готовят макрошлиф, плоскость которого совмещается с направлением волокон. Эта плоскость после соответствующей механической обработки подвергается травлению в нагретом состоянии водным раствором серной и соляной кислот.

Макроструктурным методом определяют деформации в сечениях, остающихся плоскими в процессе деформирования. Образцы для исследования пластического формоизменения с помощью этого метода изготавливают из металла, волокна которого до деформирования представляют собой параллельные прямые.

С помощью метода, для построения так называемой делительной сетки испытывают образцы с продольным и поперечным расположением волокон.

На поверхности образцов вдоль контура рассматриваемого сечения, где волокна пересекают поверхность заготовки, через равные промежутки наносят метки, затем, совмещая на одном рисунке изображения предварительно отмеченных метками волокон первого и второго образца, получают искаженную координатную сетку, по которой устанавливают деформированное состояние. Таким образом, волокнистую макроструктуру можно рассматривать как внутреннюю сетку, присущую самому материалу.

Главное достоинство метода, по сравнению с другими экспериментальными методами, - возможность определения НДС во внутренних областях тела без нарушения его сплошности как при комнатной температуре, так и при высокой.

Рис.50. Макрошлиф осаженного образца с поперечным расположением волокон

Рис. 51. Макрошлиф осаженного образца с продольным расположением волокон.