Влияние вида напряженного состояния на пластичность металлов Текст научной статьи по специальности «Физика»

ИЗВЕСТИЯ: ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВбГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

1 ■■■ > ' "' ''

Том 225 1972

ВЛИЯНИЕ ВИДА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ НА ПЛАСТИЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

Г. Д. ДЕЛЬ, Л. К. СПИРИДОНОВ

(Представлена научным семинаром лаборатории пластических деформаций)

С изменением вида напряженного состояния изменяется пластичность металла [2, 3]. Под пластичностью будем понимать величину интенсивности пластической деформации, которую при данном напряженном состоянии может претерпеть металл в очаге деформации, не разрушаясь.

До сих пор ожидаемую пластичность в том или ином процессе нельзя предсказать по результатам простых механических испытаний.

Целью настоящей работы является исследование зависимости пластичности от жесткости напряженного состояния, характеризуемой коэффициентом [2]

I + ^ + ^ (1)

О/

где а — гидростатическое давление, а*—интенсивность напряжений, о\, 02, а3,—главные напряжения.

Исследование проводилось в условиях простого нагружения при двухосном напряженном состоянии. Были исследованы малопластичные материалы: латунь ЛС-59 и дюралюмин Д-1.

В области +1<Т1 +2 испытывались трубчатые образцы, нагруженные осевой силой и внутренним давлением

ч = (2)

У »1 + — °га<Р

здесь

<7-Д,„ , Р . ' _ Я-В

+ о,

вн

45 ' 1тОСр5' ¥ : 25 '

где <7 — внутреннее давление, 23 вн — внутренний диаметр трубки, 5 — толщина стенки,: Р — осевая нагрузка, 2)ср —средний диаметр трубки.

В области —>-1<0п <+1 испытаны сплошные цилиндрические образцы, которые подвергались совместному действию осевой силы и крутящего момента. При этом образцы из латуни испытывались по методике, предложенной в работах [4], [5]. Согласно этой методике, совместному действию растяжения и кручения подвергаются два сплошных цилиндрических образца разного диаметра. При этом для обоих образцов сила и момент меняются по одному закону. Разности осевых нагрузок и крутящих моментов, приложенных к образцам при одинаковом удлинении, относятся за счет условной трубки, дополняющей образец меНь-

шего диаметра до большего образца. Напряжения на поверхности определяются так же, как и при испытании трубок, тогда

2В

/

* — (3)

где % —^осевая сила. М —^крутящий момшт, —средний радиус «трубки», б — радиус большего образца, Ям — радиус малого образца.

Согласно теореме о простом нагружении [1], при пропорциональном изменении нагрузок нагружение является близким к простому. На основании этого величину т), щк и в упругой области, можно приближенно рассчитывать по отношению деформирующего усилия и крутящего момента

(4)

где О — диаметр образца. Прй таком определении ц отпадает необходимость в испытании двух образцов разного диаметра. На рис. 1 сопо-

ЛЯ

о___ О Об >~2___ -са___

о < п/,

- —,

- ц -оз -ей о ом оз п а г

Рис. 1. Зависимость пластичности у латуни ЛС-59 от коэффициента жесткости цапр^енногр состояния

о \ ц 1?

\ > \

Чо \Ч №

—о^__ — л :

-П , -03 -ОМ О ОМ 0.8 I? 1.6 - г

Рис. 2. Зависимость пластичности у д*ррал10М$на Д-1 рт коэффициента жесткости напряженного состояния

ставлены результаты, полученные при определении ц по формулам (3) и (4) . Как видад, их расхождение 1|ё является значительным. Это п'озво-58

лило значительно упростить методику оцр.еделения пластичности у дкь ралюмина пру заданном т], ограничившись испытанием одного-образца.

Кроме этих испытаний производилось также осевое сжатие со смазкой цилиндрических образцов щ исследуемых материалов (при этом

ч = -1).

Образец из дюралюмина (рис. 2), подвергнутый осевому сжэтдю, разрушился при большем е , чем латунный. При осевом растяжении пластичность дюралевого образца была ниже, чем у латунного. Это еще раз указывает на то, что о пластичности материала нельзя судить лишь по результатам стандартных испытании на осевое растяжение.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. А. Ильюшин. Пластичное^. Гостехиздат, М., 1948.

2. Г. А. Смирно в-А л я е з. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Машгиз, М.—Л., 1961.

3. Н. Stenger., Bedeutung des Formänderungsvermögens für die Umformung. «Bänder—Bleche—Rohre», 'S № 9, 1967.

4. В. И. M а к с а к. Метод исследования больших пластических деформаций. Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции по прочности и пластичности. Изд-во «Наука», М., 1967.

5. В. И. M а кс а к, Г. А. Дощи некий. Методика и исследование больших пластических деформаций при простом нагружении. Известия Томск, политехн. ин-та, т. 173, 1970. ?