- •1 Сущность и роль механической сх. Деф-ции в анализе проц омд
- •2 Диаграмма деформаций Мора и ее отличия от диаграммы напряжения Мора. Связь между напряжениями и деформациями
- •4 Октоэдрическое напр-я. Площадки их действия. Интенсив-ть напр-я
- •5 Кристаллическое строение Ме и сплавов, индексы Миллера. Сис-мы скольжения
- •6 Диаграмма напряжений Мора. Максимальное сдвигающее напряжение, площадки их действий.
- •7 Скоростной фактор деф-ции. Скорость деф-ции и скорость деформирования
- •8 Что такое неравномерная деформация. Почему она возникает, чем опасна и как ее уменьшить. Закон дополнительных напряжений и их классификация, остаточные напряжения
- •9 Как с точки зрения теории дислокации объяснить механизм скольжения. Механизм упрочнения при холодной омд и его практическое применение
- •10 Пластическая деформация. Хар-ки деф-ции. Различия относительной и истинной деф-ции при поэтапном растяжении образца
- •11 Температурная диаграмма пластичности. Зоны хрупкости стали при нагреве и их использование в операциях омд
- •12 Механизмы деформации монокристаллов (скольжение и двойникование)
- •13 Объемная диаграмма рекристализации и их практич-е использ-е в горячей и холодной омд
10 Пластическая деформация. Хар-ки деф-ции. Различия относительной и истинной деф-ции при поэтапном растяжении образца
Изменение формы и размеров твердых тел под действием приложенных внешних сил называется деформацией. Деформация пропадающая после снятия внешних сил называется упругой или обратимой.
В процессе упругой деформации тело аккумулирует потенциальную энергию, которая при разгрузке восстанавливает первоначальные размеры и форму тела. Между атомами твердого тела одновременно действуют силы притяжения и отталкивания, которые удерживают атомы около состояния равновесия и обеспечивают стабильность кристаллической решетки, характеризующейся минимальным значением потенциальной энергии.
U – потенциальная энергия решетки.
r – расстояние между атомами.
(1).
А,В = const = f(природа вещества).
m,n – показатели сил притяжения и сил отталкивания соответственно.
При устойчивом положении атомов расстояние между ними равно параметру решетки. Выражение для измерения потенциальной энергии решетки с изменением расстояния между атомами определяет величину внутренних сил.
.
Если внутренние силы отсутствуют (атомы расположены в равновесном положении) то последнее выражение записывается также, только в частных производных (вместо d - д). Это значит, что энергия решетки минимальна Umin при r=a. При приложении внешних сил нарушается устойчивое положение атомов, в результате чего повышается потенциальная энергия решетки. Стремление атомов вернутся в устойчивое положение решетки воспринимается как напряженное состояние тела. При разгрузке от внешних сил атомы, отклоненные от положения равновесия возвращаются на свои места. При этом восстанавливаются первоначальные форма и размеры тела. Если после снятия внешних сил тело не приняло первоначальную форму, то имеет место пластическая (необратимая, остаточная) деформация.
Элементарную деформацию можно представить как перенос атомов из одного устойчивого положения в другое на величину межатомного расстояния (параметр решетки). Этому переносу предшествует отклонение атома от равновесного положения. Отсюда следует закон наличия упругой деформации при пластическом формоизменении: всякой пластической деформации предшествует упругая деформация. Сумма упругой и пластической деформации составляет полную деформацию. .
В зависимости от вклада каждой из составляющих можно выделить 3 класса деформаций
1) пластическая Epsy<<Epsпл
2) упруго-пластическая Epsy<Epsпл
малоупругие деформации Epsy>Epsпл.
Вследствие изменения межатомных расстояний под воздействием внешних сил упругая деформация вызывает обратимое изменение объема тел. dV/V=1%. Показателем объемного изменения тела при линейном напряженном состоянии (например при одноосном растяжении тонкого длинного стержня) является число Пуассона . В случае одноосного растяжения стержня его определяют как Epsc/Epsp.
.
d0, l0 – начальные, d1,l1 - конечные диаметр и длина стержня.
, для эластичных материалов – 0,5.
Поскольку при пласт. деф. атомы из одного устойчивого положения переходят в другое и после снятия внешних сил межатомные расстояния восстанавливаются до первоначальных величин, следовательно в результате пласт. деф. не происходит изменения объема тел. Тогда можно записать что для случая пластической деформации коэффициент Пуассона = 0,5.
Упругая деформация характеризуется в основном пропорциональной зависимостью между напряжением и деформацией и описывается законом Гука:
,
где Е – модуль упругости первого рода (модуль Юнга). Е можно рассматривать как условное напряжение в теле при относительной деформации и имеет размерность напряжений . Т.о. E=const, определяющая сопротивление тела упругой деформации. Другим показателем сопротивления упругой деформации является модуль упругости 2-го рода – модуль сдвига.
.
Для количественной оценки в-ны формоизменения, а так же пластических характеристик деформированных металлов и сплавов, существует некое математическое выражение, отражающее меру остаточных деформаций.
Абсолютная деформация. Она выражает абсолютное изменение какого-нибудь линейного или углового размера, площади сечения или поверхности выделенного участка тела, либо всего деформированного тела.
, , .
Относительная деформация. Характеризует относительное изменение раннее указанных в-н, а именно: , , .
Относительную деформацию иногда используют как показатель степени деформации.
Логарифмическая деформация. Является разновидностью относительной.
, , .
Данная деформация обладает свойством адативности, т.е. свойством слагаемости, и может характеризовать суммарную деформацию тела, поэтому ее часто наз. истинной деформацией.
Пусть, например, стержень одноосно растягивается в два приема.
На первом этапе: , .
На втором этапе: , .
,
,
Из условия постоянства объема следует, что или . это значит одна из деформаций равна сумме двух других с противоположным знаком. Связь между логарифмическими и относительными деформациями устанавливаются следующим образом:
Теория деформаций исследует процесс формоизменения тела используя понятие малых деформаций.
Это позволяет в свою очередь рассматривать процесс формоизменения в каждый данный момент времени. В процессе деформации каждая точка тела смещается от своего первоначального положения. Это в целом характеризует движение сплошной среды. Существует два подхода при изучении движения сплошной среды.