Модели идеальных пластических сред в теории омд (наиболее распространенные)

1. Идеальная пластическая среда: σ_х = σ_T = σ_s ; тело деформируется необратимо; упрочнения не происходит

2. Жестко-пластическая среда (среда Сен-Венана-Мизеса); модель ведет себя как абсолютно жесткое тело пока σ не достигнет σ_s = σ_т Уравнение состояния σ_х = σ_s = const, т.е. напряжение в пластической области не зависит от деформации ε.

3. Несжимающаяся упрочняющаяся среда - пластическая деформация происходит при σ_х = σ_т Для продолжения деформирования надо повышать σ; частный случай – линейная упрочняющаяся среда.

( В рассмотренных моделях напряжение σ не зависит от скорости деформации ξ)

4 Идеально – вязкая среда (среда Ньютона) деформируется при любом напряжении не равном нулю. Скорость деформации в такой среде прямо пропорционально напряжению; деформация всегда необратима; изменение объема не происходит.

1. Жестко-пластическая среда удачно описывает поведение металла при горячей обработке давлением; остаточное формоизменение появляется при σ_х = σ_т. При продолжении деформации среда упрочняется: при увеличении скорости деформации напряжение σ_х возрастает, а при малой степени деформации можно пренебречь степенным упрочнением и такая среда называется вязко-пластической.

Дополнительный материал.

1. Изменение свойств металла при холодной обработке давлением

При холодной обработке давлением происходят существенные изменения свойств металла. Эти изменения свойств прежде всего оказывают большое влияние на условия протекания процесса пластической деформации. Холодная обработка давлением в сочетании с термической обработкой является мощным и во многих случаях единственным средством улучшения эксплуатационных свойств металлов.

Упрочнение при холодной обработке металлов давлением

При холодной обработке металлов давлением с увеличением степени деформации повышаются все показатели прочности:

• предел упругости,

• предел пропорциональности,

• предел текучести

• предел прочности.

Увеличение прочности происходит особенно интенсивно на начальных стадиях деформации (примерно до 25%,); при дальнейшем повышении степени деформации интенсивность упрочнения снижается.

Указанные прочностные характеристики, как известно, являются условными: их определяют как частное от деления нагрузки в момент деформации образца на его исходную площадь поперечного сечения. Когда деформация образца мала, площадь его поперечного сечения незначительно отличается от исходной. Тогда такое определение напряжения имеет физический смысл. При больших деформациях образца, которые наступают за пределом текучести и наблюдаются при обработке давлением, необходимо определять истинное напряжение, которое равно частному от деления силы в определенный момент времени на площадь поперечного сечения образца в тот же момент.

На рис. 1 схематически показана зависимость условных (2) и истинных (1) напряжений от степени деформации при растяжении образца. В упругой области до предела текучести кривые условных и истинных напряжений практически совпадают. После достижения предела те­кучести металл начинает деформироваться пластически и при этом он упрочняется. В этот период наблюдается заметное равномерное по длине уменьшение площади поперечного сечения образца. Так как упрочнение происходит при уменьшении площади поперечного сечения образца, напряжение возрастает. Кривая истинных напряжений распо­лагается выше кривой условных напряжений.

В момент образования шейки на образце условное напряжение достигает максимального значения, равного пределу прочности. При дальнейшем растяжении образца деформация локализуется в шейке. Уменьшение площади поперечного сечения образца происходит интенсивнее упрочнения металла, и условное напряжение уменьшается до момента разрыва. Истинное напряжение и после образования шейки на образце продолжает расти, причем интенсивность его роста несколько увеличивается, так как, кроме упрочнения, на увеличение напряжения оказывает влияние и форма шейки («упрочнение формы»): шейке образца напряженное состояние переходит из линейного одноосного растяжения в объемное всестороннее растяжение.