Исследование влияния историй деформирования в виде криволинейных траекторий тонкостенной оболочки из сплава TiNi(50%Ni) Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 539.371

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИСТОРИЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В ВИДЕ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ТРАЕКТОРИЙ ТОНКОСТЕННОЙ ОБОЛОЧКИ ИЗ СПЛАВА Т1М(50%М) Котов Игорь Сергеевич, студент Чевычелов Сергей Александрович, к.т.н., доцент Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия

В данной статье рассматривается проведение опытов на тонкостенной оболочке из сплава Т1Ш(50%Щ и сравнение полученных результатов с аналогичными исследованиями, произведенными В.Г. Зубчаниновым на сталях.

Деформирование некоторых высоколегированных сталей по замкнутым криволинейным траекториям приводит к существенному упрочнению, что подтверждается серией опытов, проводимых В. Г. Зубчаниновым [3].

В рамках данной статьи будут описаны произведенные эксперименты для исследования влияния историй деформирования в виде криволинейных траекторий с постоянным радиусом кривизны и интенсивностью деформаций на напряженное состояние тонкостенной оболочки из сплава ^№(50%№), обладающего ярко выраженным эффектом памяти формы.

Для получения сопоставимых и воспроизводимых результатов механических испытаний образец должен быть изотропен, что подтверждается серией опытов [1].

Нагружение образца производилось при комнатной температуре (в мартенситной фазе), с последующей разгрузкой по программе, представленной на рис. 1, состоящей из трех опытов с максимальной интенсивностью деформации в размере 1%.

Г/Д%

Опыт

£i=const

Опыт №1

Опыт №3 ОПЫГП

€,% Опыт

Опыт

№1 £¡=0,5%

№2 £¡=0,75%

№3 £¡=1,0%

Рис. 1 - Программа нагружения

На рис. 2 - 4 представлены результаты испытаний тонкостенного трубчатого образца из сплава ^№(50°%№), где: а) поле деформаций; б) поле напряжений; в) нормальные напряжения - линейная деформация; г) каса-

тельные напряжения - угловая деформация; д) интенсивность напряжений - интенсивность деформаций.

Пеле деформаций |/\|

,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4

Линейная деформация, %

а

Нормальные напряжения - линейная деформация /\

-300 -200 -100 0,0 100 200 Нормальные напряжения, МПа

_б_

Касательные напряжения - угловая деформация |/\|

300

-0,2 0,0 0,2 Деформация, %

в

нтенсивность напряжений-Интенсивность деформаций |/\|

■0,2 0,0 0,2 Деформация, %

Рис. 2 - Результаты испытаний тонкостенного трубчатого образца из сплава Т1№(50%№) с интенсивностью деформации в размере 0,5 %

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Деформация, %

д

г

-0,3 0,0 0,3 0,6 Линейная деформация, %

а

-450 -360 -270 -130 -90 О 90 180 270 360 451 Нормальные напряжения, МПа

б

Нормальные напряжения - линейная деформация |/\|

420

¡Касательные напряжения - угловая деформация |/\|

525 г

-0,9 -0,6 -0,3 0,0 0,3

Деформация, %

в

0,6

■0,9 -0,6 -0,3 0,0 0,3 0,6 Деформация, %

Рис. 3 - Результаты испытаний тонкостенного трубчатого образца из сплава ^№(50°%№) с интенсивностью деформации в размере 0,75 %

г

д

Поле деформации |/\|

-0,4 0,0 0,4

Линейная деформация, %

а

Нормальные напряжения - линейная деформация

630

ж

-1,5 -1,2 -0,9 -0,6 -0,3 0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 Деформация, %

в

Интенсивность напряжений-Интенсивность деформаций |/\| |

520

440

о

S 360

>э°

¡ 280 %

S-% 200 £

120

40 0,0

0,4 0,6 0,8 Деформация, %

-400 -200 0 200 400

Нормальные напряжения, МПа

_б

Касательные напряжения - угловая деформация |/\| |

-1,5 -1,2 -0,9 -0,6 -0,3 0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 Деформация, %

Рис. 4 - Результаты испытаний тонкостенного трубчатого образца из сплава Т1№(50°%№) с интенсивностью деформации в размере 1 %

д

г

Анализируя полученные машинные графики, представленные на рис. 2 -4 можно отметить, что в процессе эксперимента окружности модуль вектора деформации остаются постоянными. В поле напряжений при переходе к каждому последующему витку с увеличением интенсивности деформаций увеличивался процент упрочнения материала [2]. При проведении первого опыта интенсивность деформации была задана в размере 0,5 %, что привело к упрочнению материала на 11,54 %. Во втором опыте интенсивность деформации была увеличена до 0,75 %, а упрочнение составило 14,28 %. В последнем опыте интенсивность деформации равнялась 1 %, следствием чего стало упрочнение материала на 15,38 %. Сравнивая полученные результаты, можно отметить эффект стабилизации процесса упрочнения при увеличении количества циклов [4]. Также следует отметить, что качественно характер исследуемых зависимостей не изменяется, а только наблюдается увеличение численного значения отслеживаемых механических параметров.

Учитывая различия в программе нагружения опытов, проводимых на оболочке из сплава ^№(50%№) и в рамках опытов, проводимых В. Г. Зубчаниновым на сталях, можно сделать вывод о соответствии результатов экспериментальных данных по аналогичным опытам.

Список литературы

1. Котов И.С., Чевычелов С. А., Исследование изотропности тонкостенной оболочки из сплава И№ (50%№) / «Страна живет, пока работают заводы» [Текст]: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции (9-10 декабря 2015 года); Юго-Западный гос. ун-т, Курск, 2015. С. 189-196.

2. Дидик Р.П. Физические основы прочности / Р.П. Дидик, Э.В. Кузнецов, В.М. За-бара. - Д.: Наука и образование, 2005.

3. Зубчанинов В.Г. Математическая теория пластичности / В.Г. Зубчанинов. - Тверь: ТГТУ, 2002.

4. Зубчанинов В. Г. Модифицированная теория течения и математические модели процессов и течений пластического деформирования материалов / В. Г. Зубчанинов // Проблемы прочности и пластичности: Межвуз. сб. / Нижегород. ун-т - 2009.