ЗАДАНИЕ и исходные данные
Аппроксимация кривой деформирования алюминиевого сплава д16т степенной зависимостью
Аппроксимация диаграммы деформирования при сложном напряженном состоянии
Поверхности разрушения хрупкого и пластичного материалов при плоском напряженном состояния
Определение поверхностей разрушения по критерию Лебедева-Писаренко
Определение поверхностей разрушения по деформационному критерию
Сравнительный анализ поверхностей разрушения, полученных с помощью различных критериев
Влияние гидростатического давления в сочетании с одноосным растяжением на интенсивности разрушающих напряжений и деформаций
Навигация
Влияние гидростатического давления в сочетании с одноосным растяжением на интенсивности разрушающих напряжений и деформаций
Критерии прочности материалов при статическом нагружении
43185
знаков
12
таблиц
14
изображений
4 влияние гидростатического давления в сочетании с одноосным растяжением на интенсивности разрушающих напряжений и деформаций
Из опытов, проведенных Бриджменом и другими исследователями, хорошо известно, что наложение гидростатического (всестороннего) давления на одноосное растяжение слабо влияет на начало пластического течения, но может значительно увеличить ресурс пластичности материала.
С помощью критериев разрушения Мора и деформационного можно оценить изменение интенсивностей разрушающих напряжений и деформаций при испытании образцов из алюминиевого сплава Д16Т в камере высокого давления. Возникающее при этом в образце напряженное состояние представлено на рисунке 5.
– величина гидростатического давления;
– напряжение.
Рисунок 5 – Напряженное состояние, возникающее при растяжении образца в камере высокого давления
Рассчитаем интенсивность напряжений при заданном напряженном состоянии (рисунок 5):
Подобный результат означает, что интенсивность напряжений в момент разрушения равна величине напряжений от растяжения образца. Величина среднего напряжения составит
В случае использования критерия О. Мора условие разрушения имеет вид
откуда легко получить выражение для критической величины растягивающего напряжения
(
– по-прежнему коэффициент разнопрочности пластичного материала, определенный в подразделе 3.1). Зная разрушающую интенсивность напряжений 
с помощью зависимости (9) можно определить интенсивность пластической логарифмической деформации 
в момент разрушения:
При использовании деформационного критерия условие разрушения имеет вид
(константа 
для алюминиевого сплава Д16Т определена в пункте 3.3). Для нахождения интенсивности напряжений в момент разрушения необходимо решить уравнение
относительно параметра 
. Для этого разделим его левую и правую часть на 
и преобразуем знаменатель дроби в левой части уравнения
Разделив числитель и знаменатель показателя экспоненты на , с учетом того, что 
, выражение (27) приводится к виду
Решая уравнение (28) при заданных значениях величины
, получаем соответствующие значения параметра и интенсивности деформации при разрушении. Далее, как и в предыдущем случае, с помощью выражения (9) находится величина интенсивности пластической логарифмической деформации в момент разрушения.
Результаты расчетов, полученные с помощью выражений (9), (28) для заданных точек 
, представлены в таблице 11 и на рисунках 6, 7. Для представления результатов ресурс пластичности определялся по формуле 
(см. подраздел 2.1).
Таблица 11 - Разрушающие интенсивности напряжений и деформаций в зависимости от величины гидростатического давления p при одноосном растяжении в камере высокого давления образца из алюминиевого сплава Д16Т
|
|
критерий Мора |
деформационный критерий |
||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0,2 |
1,08 |
1,75 |
1,04 |
1,38 |
|
0,4 |
1,16 |
1,93 |
1,09 |
1,85 |
|
0,6 |
1,24 |
4,75 |
1,13 |
2,43 |
|
0,8 |
1,32 |
7,47 |
1,17 |
3,13 |
|
1 |
1,39 |
11,46 |
1,21 |
3,98 |
Рисунок 6 – Зависимость разрушающей интенсивности напряжений от
величины гидростатического давления p при одноосном растяжении образца из алюминиевого сплава Д16Т в камере высокого давления
Рисунок 7 – Зависимость разрушающей интенсивности деформаций от
величины гидростатического давления p при одноосном растяжении образца из алюминиевого сплава Д16Т в камере высокого давления
Из полученных результатов видно, что критерий Мора прогнозирует большее увеличение пластичности материала, чем деформационный. Это подтверждает особенность критерия О.Мора – при объемных напряженных состояниях с положительным главным напряжением ошибка в вычислении разрушающих напряжений идет не в запас прочности. Деформационный критерий, прогнозирующий увеличение прочности в 1,2 раза и пластичности в 4 раза при 
, дает результаты, которые хорошо соотносятся с экспериментальными данными.
заключение
1. В данной работе предложена аппроксимация единой кривой деформирования алюминиевого сплава Д16Т
2. Для алюминиевого сплава Д16Т в относительных координатах "интенсивность напряжений – интенсивность деформаций" построена обобщенная кривая деформирования. На кривой деформирования отмечены точки, соответствующие разрушающим значениям напряжений и деформаций при растяжении, сжатии, чистом сдвиге, плоском равноосном растяжении, плоском равноосном сжатии, неравноосном объемном растяжении. С уменьшением "жесткости" напряженного состояния возрастает интенсивность соответствующей логарифмической деформации в момент разрушения и, следовательно, тем более вероятна возможность получить вязкое разрушение.
3. При плоском напряженном состоянии для алюминиевого сплава Д16Т и ковкого чугуна КЧ 35-10 рассчитаны, построены и проанализированы поверхности разрушения, соответствующие критериям О. Мора, Лебедева-Писаренко и деформационному. С помощью введенного параметра длины луча осуществлено сравнение рассматриваемых критериев.
· При плоском равноосном растяжении критерий О.Мора и Лебедева-Писаренко прогнозируют одинаковые оценки разрушающего напряжения. В то же время деформационный критерий предсказывает оценку ниже на 6% для пластичного алюминиевого сплава. Исходя из экспериментальных данных, можно сказать, что оценки по критериям О.Мора и Лебедева-Писаренко при плоском равноосном растяжении идут не в запас прочности.
· В третьем квадранте для алюминиевого сплава критерий О.Мора прогнозирует завышенные оценки разрушающих напряжений. При плоском равноосном сжатии отличие между разрушающими напряжениями, определенными по деформационному критерию и по критерию О.Мора, составляет 24%.
· Для алюминиевого сплава Д16Т критерии Лебедева-Писаренко и деформационный дают близкие результаты (разница не превышает 6%)
· В области растягивающих напряжений для ковкого чугуна КЧ 35-10 деформационный критерий дает более консервативную оценку прочности, чем критерии Мора и Лебедева-Писаренко (ниже на 47%). При этом для состояния двухосного плоского сжатия деформационный критерий прогнозирует большую прочность материала, чем два других – разница составляет около 90%.
· В области сдвига (
) для алюминиевого сплава все три критерия предсказывают одинаковые результаты (
). Для ковкого чугуна критерии Мора и Лебедева-Писаренко дают близкие результаты (разница не превышает 7%). Оценка прочности по деформационному критерию на 33% выше, чем по критерию Лебедева-Писаренко.
4. Для алюминиевого сплава Д16Т рассчитаны и проанализированы зависимости интенсивности напряжения в момент разрушения от величины гидростатического давления с помощью критериев разрушения О. Мора и деформационного. Результаты расчетов подтвердили, что при объемных напряженных состояниях с положительным главным напряжением ошибка в вычислении разрушающих напряжений по критерию Мора идет не в запас прочности
Список использованной литературы
[1] Кононов К.М. Критерии прочности материалов при статическом нагружении: учебное пособие / К.М. Кононов, В.Б. Порошин. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2012.– 31 с.
Похожие работы
... при одновременном воздействии механических напряжений возникают коррозионные очаги, изменяются твёрдость и упругость металла, приводящие к быстрому изнашиванию инструмента и дальнейшему разрушению [5, с.7]. Поэтому инструменты медицинские металлические должны быть коррозионностойкими, способными выдерживать воздействие температуры и влажности воздуха в условиях эксплуатации, транспортирования и ...
... что обнаруженный эффект в значительной степени можно отнести за счет концентрационной неоднородности твердого раствора. Это имеет место, например, в образцах, закалке с высокой температуры. Очевидно, что при повышении температуры нагрева от 1150 до 1200 ºС влияние неоднородности твердого раствора на образование микронапряжений из-за дополнительного растворения избыточной фазы больше, чем ...
... по условиям безопасности движения или взаимодействия автомобиля с дорогой; ¾ диагностика автомобильных дорог и дорожных сооружений ¾ обследование, сбор и анализ информации о параметрах, характеристиках и условиях работы, определяющих их транспортно-эксплуатационное состояние, необходимых для оценки, выявления причин и прогнозу возможных нарушений нормального функционирования дорог; ...
... передаточных чисел Кинематическое передаточное число ix: Силовое передаточное число iy: iy=F1/N¢V=2754,82/2596,5=1,061. 6.3 Построение кривой жесткости подвески Для построения упругой характеристики подвески автомобиля ЗАЗ-1102 “Таврия” необходимо определить жесткость средней части подвески с1. Расчет жесткости подвески с1 проводится по выбранной частоте колебаний ω ...
0 комментариев