Настоящее немецкое качество!
Продукция FUNKE заслуживает внимания и высокого одобрения. Настоящее немецкое качество. Специалист по проектированию и монтажу систем наружного водопровода и канализации. Антонов А.С.

ДЕФОРМИРОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ (часть 1)

Испытания при малоцикловом нагружении проводятся при сравнительно низких частотах (до 50 цикл/мин), высоких уровнях напряжений (равных и выше предела текучести) и долговечностях до 105 циклов. Разрушение при малоцикловом нагружении может происходить или путем исчерпания пластичности (квазистатическое разрушение) или путем возникновения и развития усталостной трещины (усталостное разрушение). Особенностью того и другого разрушения при малоцикловом нагружении является наличие значительных пластических деформаций. Вопросы прочности металлов при малоцикловом нагружении подробно рассмотрены в работах. 1. Закономерности циклического деформирования. Проведенные экспериментальные исследования позволили изучить основные закономерности циклического деформирования металлов при малоцикловом нагружении и дать им интерпретацию. Систематическое исследование закономерностей циклического деформирования металлов при высоких уровнях напряжений было начато Баушингером в конце прошлого столетия. Им установлено, что при пульсирующем растяжении с напряжением, превышающим предел текучести, новое значение предела текучести при последующем нагружении после полной разгрузки приблизительно соответствует значению напряжения. При повторно-переменном нагружении напряжением, превышающим предел текучести, значение предела текучести в последующем полуцикле оказывается ниже исходного, оно тем ниже, чем выше первоначальное напряжение. Это явление получило в литературе название эффекта Баушингера. В дальнейшем результаты, полученные Баушингером, были подтверждены многими исследователями. Для некоторых материалов снижение предела текучести при повторно-переменном нагружении достигает существенных значений. Для описания процессов упруго-пластического деформирования металлов используется модель Мазинга, а также другие модели, учитывающие структурную неоднородность реальных материалов. В соответствии с моделью Мазинга разделим исследуемый образец на 10 равных частей таким образом, чтобы длина каждого элемента была равна длине образца, а поперечное сечение было равно 1/10 поперечного сечения образца. Будем считать, что элементы деформируются идеально пластически и имеют различные пределы текучести, величины которых относятся как 1 : 2 : 3 : ...: 10 при минимальном значении предела текучести. Предположим также, что относительные удлинения всех элементов равны между собой и, в свою очередь, равны относительному удлинению всего образца. Если деформация образца меньше, то весь образец деформируется и напряжения в образце равны. При увеличении относительного удлинения элемент с пределом текучести будет деформироваться пластично, в то время как остальные элементы будут деформироваться упруго. Таким образом, можно подсчитать среднее напряжение для любого значения деформации образца. Если при разгрузке будет достигнута деформация, то первый элемент будет иметь напряжение. При полной разгрузке будет остаточная деформация. Если после полной разгрузки образец растягивается вновь, то можно убедиться в том, что нагружение будет следовать ломаной прямой. Таким образом, при разгрузке и последующем нагружении описывается петля гистерезиса. Если после полной разгрузки образец подвергнуть сжимающим напряжениям и для этого случая выполнить соответствующие расчеты, которые удобно представить в виде таблицы значений напряжений в отдельных элементах, соответствующих различным значениям деформаций, то можно убедиться, что линия QR будет наклонена к горизонтальной оси под меньшим углом и заданная неупругая деформация будет достигнута при меньшем напряжении, чем при первом нагружении. Напряжение превышает предел текучести металла. Такая диаграмма деформирования может быть представлена как совокупность кривой исходного деформирования (нулевой полуцикл), при которой справедлива диаграмма деформирования при статическом растяжении до напряжения, и кривых деформирования в каждом из последующих полуциклов. Кривая циклического деформирования в полуцикле описывается в координатах с началом в точке, соответствующей началу разгрузки в каждом полуцикле.