CC BY
30
4
Металлургия и материаловедение
УДК 539.374
Д.В. Латышев, А.А.Митюков, М.Ю. Петров, В.А. Попов
ВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРОМОНИКЕЛЕВОИ СТАЛИ ПРИ ВОЗРАСТАЮЩИХ И ПОСТОЯННЫХ НАГРУЗКАХ.
Часть 1
Один из разделов механики деформируемого твердого тела изучает ползучесть металлов при нормальной (комнатной) температуре, протекающую при напряжениях, превышающих предел текучести. По мнению Дж.Ф. Белла [1], эксперименты Кориолиса (1830 г.) по сжатию свинцовых образцов, в которых остаточная деформация определялась в функции приложенной нагрузки и времени ее действия, могут рассматриваться как первые опыты по изучению этого явления. В последующие годы не ослабевал интерес к ползучести металлов и сплавов при нормальной температуре, в частности к кратковременной ползучести. Подробный обзор теоретических и экспериментальных работ по названному разделу механики до 1990 года дается в работе [2]. Обсуждаются, в частности, опыты А.М. Жу-кова, А.С. Вавакина с сотрудниками, исследования ряда зарубежных ученых (Чанг, Ли, Кремпл, Финдли, Михно, Альден и др.), посвященные ползучести конструкционных материалов при циклическом деформировании, влиянию на нее нагружения при различных скоростях по прямолинейным и многозвенным траекториям, предварительной деформации и другим вопросам. Признается актуальность проблемы учета и оценки временных эффектов при нормальной температуре для современной механики деформируемого твердого тела и одновременно недостаток экспериментальных исследований в этой области.
При изучении упруговязкопластических материалов используется гипотеза, согласно которой тензор деформаций может быть представлен в виде суммы
(1)
8 j - 8 j + 8j + 8V ,
где 8j, 8p,
упругой, пластической и вязкой деформаций. П. Пежина указывал [3], что представление (1)
в общем случае не будет справедливым и вводится в качестве упрощающего выкладки предположения.
Для общего случая нагружения и действия иных факторов Ж.-Л. Шабош с сотрудниками [5] предлагает следующее разложение деформаций:
8 j — 8j + 8ii + 8if + 8j + 8ip ,
(2)
где 8j, 8j,
,cp
— соответственно компоненты
вязкопластической, температурной и определяемой фазовыми переходами деформаций. При деформировании материала в условиях нормальной температуры два последних слагаемых из рассмотрения исключаются, и основная гипотеза упруговязкопластического тела выражается следующим образом:
8ij - 8j +8ip + 8i
(3)
8ц — соответственно компоненты
При формулировке определяющих уравнений упруговязкопластического тела используются две основные концепции зависимости поведения материала от скорости деформации [6]. Согласно первой [7, 8] постулируется существование единой динамической зависимости между напряжением ст и полной деформацией е, т. е. — диаграммы мгновенного или быстрого нагружения ст = ст(е) . В противоположность первой по второй концепции [9] в качестве основной предлагается использовать диаграмму ст( = ст( (е{) медленного (равновесное или квазистатическое) нагружения. Оба эти представления будут использоваться в дальнейшем.
Особенностью данной работы является изучение вязкопластических свойств при нормальной (комнатная) температуре и весьма высоком уровне неупругой деформации: от значения, отвечающего начальному пределу текучести, до величины, соответствующей нарушению однородного напряженно-деформированного состо-
ij
яния (локализация деформации и (или) разрушение). По сути, изучается кратковременная ползучесть хромоникелевой стали при нормальной температуре. Материал предполагается упруговязкопластическим, принимается основная гипотеза в форме (3), где е| означает компоненты мгновенной пластической деформации, е) — компоненты вязкопластической к)
деформации, подчиняющейся законам вязко-пластического течения.
Оборудование для проведения испытаний. Образцы. Измерительные приборы
Опыты проводились на установке [10], позволяющей нагружать трубчатые образцы по схеме рв — рн — Р (то есть с учетом внутреннего и наружного давления, а также осевой силы). Два вида напряженного состояния — а = сте /ст2 = да (кольцевое растяжение), где сте, ст2 — кольцевое и осевое напряжения; а = 2 (закрытая труба под внутренним давлением) — осуществлялись вне камеры. В первом случае использовалось устройство для кольцевого растяжения [4], во втором — образец в собранном с захватами виде включался в гидравлическую систему грузопоршневого манометра. В обоих случаях использовалась его насосная установка.
Испытуемые образцы нарезались из цельнотянутых труб, изготовленных по ТУ 14—3299-74 из стали Х18Н10Т-ВД (ЭП-502). По сертификату ее механические свойства таковы: ст0>2 = 325 МПа, 85 = 45 %; у = 60 %. Трубы относились к одной партии и использовались в состоянии поставки. Размеры образцов составляли: наружный диаметр йно = 26,4 мм, толщина стенки ^ = 0,3 мм. Разностенность, выявляемая обычным образом на оправке, не превышала 0,01 мм. Длина рабочей части составляла 6-8 диаметров. Базовые размеры — наружный диаметр и расстояние между поперечными рисками по образующей — измерялись микрометром и штангенциркулем с ценой деления соответственно 0,01 и 0,05 мм. При этом размер по образующей в 3-5 раз превышал диаметр. Давления рабочей жидкости измерялись образцовыми манометрами с пределами измерений 0-100, 0-400 и 0-600 кг/см2. Последние подвергались тщательной выверке посредством грузопоршневого манометра с последующей в случае необходимости регулировкой.
Расчетные формулы. Пути нагружения в пространстве напряжений
Напряжения, возникающие в образце, — осевое ст2 , кольцевое сте и радиальное стг — при испытаниях в камере и на воздухе (а = сте /а2 = 2,0) вычислялись по формулам
= (в - Рн -
-1 (Рв - Рн ) + (Рв - Ро)
сте = (Рв- Рн) - 2 ((в- Рн);
(4)
СТГ =-1 (Рв + Рн )
где р , р , р0 — давления внутреннее, наружное и под плунжером, передающим на образец осевую силу; й , t—текущие средний диаметр и толщи-
Ср
на стенки образца; й0 — диаметр плунжера (й0 = = 20 мм).
При деформировании образцов в устройстве для кольцевого растяжения [4] напряжения определялись так:
аг = ее
41
0
(е2ее -1);
(
сте = Рв
^н0 е2ее+ег -1
Но
\
=- 2 Рв . (5)
Здесь йн0, t0 — начальные наружный диаметр и толщина стенки; ег, ее — осевая и кольцевая логарифмические деформации.
Деформированное состояние образца оценивалось интенсивностью деформаций
е =
Vе1 + Е2 '
(6)
где
е\=е; е2 = (е г+2ее). (7)
В случае непропорционального нагружения
8={7Е + ^Е| . (8)
Мерой напряженного состояния служила интенсивность напряжений
2
Металлургия и материаловедение -►
ст =
(9)
где
=-г=Т • (10)
Таким образом, процесс нагружения рассматривается в двумерном пространстве напряжений Х1Х2 Прагера — Ильюшина, а соответствующий процесс деформирования — в пространстве Е1Е2.
Осевая и кольцевая логарифмические деформации подсчитывались по формулам
8г = ВДЬ,), 8е= ЬЦ/^). (11)
Радиальная деформация
8Г = 1п(^) (12)
находилась из условия постоянства объема
е2 +ее +еГ = 0. (13)
Здесь Ь, t и Ь0, ^ — текущие и начальные значения базовой длины по образующей и толщины стенки.
Программа опытов
В плоскости Х1Х2 пути пропорционального нагружения представляются лучами, исходящими из начала координат. Напряженное состояние при этом можно характеризовать углом у, который луч составляет с осью 21; таким образом, tgу = £ 2/^1 • Плоское напряженное состояние задается параметром а = сте / ст2 . Связь между названными величинами согласно (10) (при стг = 0) устанавливается выражением
(14)
При нагружении образца в камере любой путь (не только пропорциональный) осуществляется последовательным изменением параметров нагрузки (давлений р , р , р0) по заданной программе. В координатах Х1Х2 в диапазоне от осевого (у = 0) до кольцевого (у = 120) растяжений можно указать четыре пропорциональных пути, нагружение по которым осуществляется одним параметром:
1) у = 0 (а = 0). Опыт проводится в камере прирв =рн =р. При этом величинами сте = стг = -р можно пренебречь по сравнению с ст2 ;
2) у = 30° (а = 0,5). Из подобия девиаторов напряжений и деформаций следует, что ее = 0,
т. е. средний диаметр не изменяется. Из (7) и (10) с использованием (4) получаем
рв = (1+1/3k2) рн, (15)
где к = dcp/d0 = const.
Таким образом, при у = 30° внутреннее рв и наружное рн давления связаны постоянным соотношением. Включение между наружной и внутренней полостями образца несложного гидравлического преобразователя с определенным отношением диаметров плунжеров обеспечивает однопараметрическое нагружение;
3) у = 90° (a = 2,0). Этот путь, как уже упоминалось, легко реализуется вне камеры. Заметим, что два последних вида напряженного состояния (при у = 30°, se = 0; при у = 90°, sz = 0) представляют плоскую деформацию;
4) у = 120° (a = го). Чистое кольцевое растяжение может быть создано в камере действием всех трех давлений (р ,р ,р0). С целью повышения производительности труда образцы испытыва-лись с помощью упомянутого выше устройства. Надо сказать, что при испытании образца по мере увеличения его диаметра появляется и возрастает осевое напряжение. Максимальное значение ctz (незадолго до образования локальной деформации и разрушения) составляло 18 % от сте .
Программа нагружения
Кратковременная ползучесть в условиях возрастающей нагрузки изучалась по результатам деформирования трубчатых образцов по названным путям (рис. 1, а). Процесс нагружения состоял из определенного числа ступеней (19— 35 при каждом виде испытаний) вплоть до нарушения однородной деформации. Испыты-вались попарно образцы, представляющие смежные отрезки средней части трубы. Первый на каждой ступени выдерживался одну секунду, разгружался и извлекался из камеры для измерений. Аналогичной процедуре подвергался второй (парный) образец, но выдержка на каждой ступени перед разгрузкой составляла пять минут. Идеализированные диаграммы нагружения парных образцов представлены на рис. 1, б, в. Таким образом, диаграмма нагружения с выдержкой времени на каждой ступени отличается от аналогичной для мгновенного нагружения тем, что имеет горизонтальную площадку, соответствующую пятиминутному промежутку времени.
б)
а)
Р 1 с
1 с
0
Рис. 1. Экспериментальное изучение кратковременной ползучести при деформировании трубчатых образцов: а — пути пропорционального нагружения; в — идеализированные диаграммы ступенчатого нагружения парных образцов; с — испытание на ползучесть при постоянной нагрузке
Р
2
Р
Е
Р
Р
Р
г
Выражение (3) с достаточной для инженерных целей точностью можно представить в виде
8=Г + 8р + Г , (16)
где в, 8е, 8р, 8ур — интенсивности соответственно полной, упругой, мгновенной пластической и вязкопластической деформаций.
После разгрузки на каждой ступени неупругая деформация составит:
при мгновенном нагружении
в = 8р; (17)
при нагружении с выдержкой времени
8 = вр . (18)
Разность этих величин представляет деформацию, обусловленную вязкопластическими свойствами, при определенных уровне нагрузки и времени выдержки:
Гр =8 -в. (19)
Результаты опытов в условиях возрастающей нагрузки
На рис. 2, а, б, в, г для названных выше путей нагружения представлены диаграммы деформирования («интенсивность напряжений — интен-
сивность деформаций») для каждой пары образцов: а = а(в) — по результатам испытаний образца в условиях мгновенного нагружения (г = 1 сек на каждой ступени); а, = а, (в,) — для парного образца, испытанного с выдержкой времени г = 5 мин на каждой ступени. Как видно из рисунков, кривая а = а(в) при всех видах напряженного состояния проходит выше графика а, =а, (в,). Для пояснения графиков в табл. 1 и 2 приведены выдержки из журнала наблюдений и обработки результатов испытаний при нагружении образцов по лучам у = 0 и у = 90°. Обращает на себя внимание следующее обстоятельство: после завершения каждой ступени оказывается в, > в и соответствующее значение а, также больше а . На том же рисунке приведены графики зависимости вязкопластической деформации, определяемой по (19), от полной неупругой деформации образца, испытуемого с выдержкой времени. Несмотря на значительный разброс экспериментальных точек, имеет место нелинейная монотонно возрастающая зависимость вгр = вгр (в,).
На рис. 2, дграфики а, = а, (в,) и вгр = вгр (в,) представлены в совмещенном виде. Максимальное расхождение кривых а, =а, (в,) (при в, = = 0,386) по напряжениям составляет 11,3 %. Гра -
Рис. 2. Диаграммы деформирования парных образцов, а также зависимости вязкопластической составляющей от полной неупругой деформации при нагружении по разным лучам у
(а — 0, б — 30, в — 90 и г — 120) и совмещенные кривые (д) аt = ^ (ё) и ёур = гур ) (при 1 — у = 0°; 2 - у = 30°; 3 — у = 90°; 4 — у = 120°)
фики ёгр = ёгр (ё) в промежутке 0,025 < ё < < 0,23 располагаются в весьма узкой полосе; при ё >0,23 они расходятся широким веером. Тем не менее отношение максимального значения вязкопластичной деформации к полной неупругой деформации для предельного однородного состояния различаются незначительно (табл. 3).
Таким образом, с достаточной для практических целей точностью величину ёур / ё можно признать инвариантной относительно вида
напряженного состояния. Заметим, что меньшие значения этой величины относятся к состоянию плоской деформации.
Здесь не рассматривается вопрос относительного расположения кривых а = а(ё) мгновенного нагружения, поскольку для стали Х18 Н10 Т он подробно обсуждался в работе [11].
Прежде чем устанавливать связь между вязкопластической деформацией и напряжением, заметим, что разность ординат диаграмм мгно-
Обработанные результаты испытаний трубчатых образцов при нагружении по лучу 'I' = 0°
а) Образец № 1 (/0 = 64,25 мм; г/ = 26,33; мм, 10 = 0,30 мм). Выдержка времени на каждой ступени нагружения / = 5 мин
Номер ступени нагружения Р = Р , В н7 МПа /, мм <1, н мм 8 г 8е 8. Г, мм СТ , МПа МПа О , МПа МПа МПа Ег Е2 ст,,МПа
1 30,0 65,05 26,215 0,0124 -0,004 -0,008 0,298 358,9 -30,0 -30,0 388,9 0 0,012 0,002 0,013 388,9
2 33,6 65,5 26,039 0,0125 -0,011 -0,010 0,297 406,0 -33,6 -33,6 439,6 0 0,022 -0,001 0,022 439,6
3 37,8 66,95 25,785 0,0412 -0,021 -0,020 0,294 466,5 -37,8 -37,8 504,3 0 0,041 -0,001 0,041 504,3
4 39,6 67,70 25,656 0,0520 -0,026 -0,026 0,292 494,7 -39,6 -39,6 534,3 0 0,052 0 0,052 534,3
5 42,0 68,75 25,486 0,0691 -0,033 -0,036 0,289 534,3 -42,0 -42,0 576,3 0 0,069 0,002 0,069 576,3
6 43,8 69,80 25,330 0,083 -0,39 -0,044 0,287 564,4 -43,8 -43,8 609,2 0 0,083 0,003 0,083 609,2
35 56,1 92,40 22,301 0,363 -0,166 -0,197 0,246 976,6 -56,1 -56,1 1032,7 0 0,363 0,018 0,364 1032,7
36 56,4 98,15 21,481 0,424 -0,204 -0,220 0,241 1046,6 -56,4 -56,4 1103,0 0 0,424 0,009 0,424 1103,0
б) Образец № 2 (/0 = 54,70 мм; ¿/н0 = 26,33; мм, /0 = 0,30 мм). Выдержка времени на каждой ступени нагружения 1 = \ сек
Номер ступени нагружения Р =Р , В н7 МПа /, мм (3 , н мм 8 г 8е 8. Г, мм СТ , МПа МПа О , МПа МПа МПа Ег Е2 ст,,МПа
1 30,0 54,85 26,286 0,0027 -0,0017 -0,0010 0,300 355,2 -30,0 -30,0 385,2 0 0,0027 -0,0004 0,003 385,2
2 33,6 55,35 26,139 0,012 -0,007 -0,004 0,299 401,8 -33,6 -33,6 435,4 0 0,012 -0,002 0,012 435,4
3 37,8 56,75 25,849 0,0368 -0,018 -0,018 0,295 464,4 -37,8 -37,8 502,2 0 0,037 -0,0001 0,037 502,2
4 39,6 57,35 25,721 0,047 -0,023 -0,024 0,293 492,0 -39,6 -39,6 531,6 0 0,047 0,0002 0,047 531,6
5 42,0 58,35 25,504 0,0646 -0,032 -0,033 0,290 531,7 -42,0 -42,0 573,7 0 0,065 0,0004 0,065 573,7
6 43,8 59,20 25,341 0,079 -0,038 -0,041 0,288 563,2 -43,8 -43,8 607,0 0 0,079 0,001 0,079 607,0
35 56,1 70,40 23,496 0,252 -0,114 -0,138 0,261 868,2 -56,1 -56,1 923,4 0 0,252 0,014 0,253 924,3
36 56,4 70,70 23,427 0,257 -0,117 -0,140 0,261 876,8 -56,4 -56,4 933,2 0 0,257 0,013 0,257 933,2
Обработанные результаты испытаний трубчатых образцов при нагружении по лучу 'I' = 90°
а) Образец № 7 (£/н0 = 26,28 мм, Г0= 0,30 мм) Выдержка времени на каждой ступени нагружения 1 = 5 мин
Номер ступени нагружения Р, МПа (1 , н мм 8 г 8е 8 г Г, мм СТ , МПа МПа ст., МПа МПа МПа Ег Е2 ст,, МПа
5 11,4 27,42 0 0,043 -0,043 0,287 263,3 532,3 -5,7 0 465,9 0 0,049 0,049 465,9
6 11,6 27,58 0 0,048 -0,048 0,286 271,1 548,0 -5,8 0 479,6 0 0,056 0,056 479,6
7 11,8 27,74 0 0,054 -0,054 0,284 279,1 564,2 -5,9 0 493,7 0 0,063 0,063 493,7
8 12,0 27,92 0 0,061 -0,061 0,282 287,6 581,2 -6,0 0 508,6 0 0,070 0,070 508,6
9 12,2 28,12 0 0,068 -0,068 0,280 296,8 599,7 -6,1 0 524,7 0 0,078 0,078 524,7
18 13,9 32,19 0 0,203 -0,203 0,245 446,1 899,1 -6,9 0 790,0 0 0,235 0,235 790,0
19 14,0 33,40 0 0,240 -0,240 0,236 484,7 976,5 -7,0 0 851,7 0 0,277 0,277 851,7
б) Образец № 8 (</ = 26,28 мм, г = 0,30 мм). Выдержка времени на каждой ступени нагружения 1 = 1 сек
Номер ступени нагружения Р, МПа (1 , н' мм 8 г 8е 8 г Г, мм С7г, МПа МПа СТ., МПа МПа х2, МПа Е, ст,, МПа
5 11,4 27,27 0 0,037 -0,037 0,269 260,4 526,5 -5,7 0 460,9 0 0,043 0,043 460,9
6 11,6 27,40 0 0,042 -0,042 0,288 267,6 540,9 -5,8 0 473,5 0 0,049 0,049 473,5
7 11,8 27,56 0 0,048 -0,048 0,286 275,5 556,8 -5,9 0 487,3 0 0,055 0,055 487,3
8 12,0 27,74 0 0,054 -0,054 0,284 283,8 573,7 -6,0 0 502,0 0 0,063 0,063 502,0
9 12,2 27,90 0 0,060 -0,060 0,282 292,2 590,4 -6,1 0 516,6 0 0,070 0,070 516,6
18 13,9 30,51 0 0,150 -0,150 0,258 400,5 807,5 -6,9 0 698,5 0 0,173 0,173 698,5
19 14,0 30,81 0 0,159 -0,159 0,256 411,1 829,1 -7,0 0 724,1 0 0,184 0,184 724,1
венного и квазистатического деформирований принято называть неравновесным напряжением [12]. Считается, что интенсивность неравновесных напряжений ответственна за деформацию ползучести как при одноосном, так и при сложном напряженных состояниях.
Обратимся теперь к графикам «интенсивность напряжений — интенсивность деформаций», расположенным в левом верхнем углу рис. 3. Здесь точки 1 и к характеризуют напряженно-деформированное состояние в стенках парных образцов после завершения первой ступени нагружения. Вязкопластическая деформация при этом будет равна
^р _- -
8 ^ = 8
И
81'
а отвечающая ей интенсивность неравновесных напряжений составит
а* = а-а1г,
где а — ордината диаграммы мгновенного нагружения, соответствующая 8^.
Сказанное справедливо для каждой пары точек последующих ступеней нагружения. Гра -
фики зависимостей 8ур = 8ур (а* ^ для всех путей
нагружения приведены на рис. 3. Для лучей у =
Таблица 3 Отношение максимального значения вязкопластической деформации полной неупругой деформации при различных путях нагружения
Ф, град а = а0/а2 8гр /8,%
0 0 37,0
30 0,5 27,5
90 2,0 34,5
120 да 36,6
= 0, у = 90° все необходимые расчетные значения даны в табл. 1 и 2, значения ординат а = а (8) взяты с соответствующих графиков.
Как следует из рисунка, на характер кривых существенное влияние оказывает вид напряженного состояния.
Результаты опытов в условиях действия постоянной нагрузки
Заключительные опыты посвящены изучению второй стадии ползучести при различных уровнях нагрузки и третьей стадии (стадия разрушения).
0,10 _
0,05
а , МПа
Рис. 3. Графики зависимости вязкопластической деформации от разности напряжений
(х - у = 0; А- у = 30; О - у = 90; • - у = 120°)
т^р
8
Металлургия и материаловедение
Нагружение осуществлялось по пути у = 90° (а = а0 /аг = 2,0) до определенного уровня внутреннего давления, которое выдерживалось одну секунду. Затем образец полностью разгружался, производились его замеры в пределах рабочей части. По произведенным измерениям вычислялась мгновенная пластическая деформация
~гр . Последующие нагружения сопровождались пятиминутными выдержками (рис. 1, в). При низких уровнях нагрузки выдержки времени составляли 10—30 мин. После выдержки и разгрузки вновь производились замеры и т. д. Кривые, отвечающие второй стадии ползучести при различных уровнях нагрузки (давления), представлены на рис. 4. Здесь по оси ординат указана полная неупругая деформация, т. е. в соответствии с (18)
ё =ёр + Г .
Отношение интенсивности напряжений а0 в начале опыта (при заданном давлении) к пределу текучести а02 составило соответственно:
1)рв = 12,8 мПа (ао/ ^ = 1,717);
2) рв = 13,6 МПа (ао/ Оод = 1,952);
3) рв = 13,8 МПа (ао/ ^ = 2,142).
4) Третья стадия ползучести представлена на рис. 4 кривой 4, отвечающей давлению рв = = 14,0 МПа (а0/ а0,2 = 2,219).
Из-за ограниченности объема статьи затруднительно провести развернутое сравнение с результатами экспериментов других авторов. Тем
не менее отметим соответствие результатов. Так, например, действительные и квазистатические диаграммы деформирования в [12] для стали 15Х2МФА аналогичны кривым а = а(ё) и а, = а, (ё,) в наших опытах со сталью Х18Н10Т. Вполне обоснованной представляется гипотеза обобщенной квазистатической диаграммы деформирования. Следует заметить, что в подавляющем большинстве экспериментальных работ вязкопластические свойства изучались при максимальном значении неупругой деформации, не превышающей 4 % (в нашей работе — 42,6 %).
Заключая статью, сформулируем основные результаты.
Экспериментально изучались вязкопласти-ческие свойства при нормальной температуре и различных путях пропорционального нагружения широко употребляемой высокопластичной стали Х18 Н10 Т.
Испытания парных образцов в условиях возрастания ступенчатых нагрузок показали:
диаграммы деформирования («интенсивность напряжений — интенсивность деформаций»), построенные по экспериментам мгновенного нагружения, проходят выше аналогичных, полученных в опытах с выдержкой времени, при всех рассмотренных видах напряженного состояния;
зависимость вязкопластической составляющей от полной неупругой деформации в про-
0,30
0,20
0,10
4 /
1
2
0 25 50 75 100 125 мин
Рис. 4. Графики зависимости полной неупругой деформации от времени при различных уровнях
нагрузки на второй стадии ползучести (1 — рв = 12,8 МПа (а0/ а02 = 1,717); 2 — рв = 13,6 МПа (а0/а0,2 = 1,952); 3 — рв =13, 8 МПа (а /¿0,2 = 2,142)) и на стадии разрушения (4 — рв = 14,0 МПа (а0 / а0 2 = 2,219))
межутке 0,002 < 8 < 0,25 инвариантна относительно вида напряженного состояния;
диаграммы 8гр =8гр (а*) («вязкопластиче-ская деформация — интенсивность неравновесных напряжений») существенно зависят от вида напряженного состояния;
вязкопластическая деформация при высоком уровне полной неупругой деформации сопоставима с мгновенной пластической деформацией, поэтому она должна приниматься во внимание при некоторых технологиях обработки металлов давлением.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белл, Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. Ч. 2: Конечные деформации [Текст] / Дж.Ф. Белл.— М.: Наука, 1984.— 431 с.
2. Васин, Р.А. Определяющие соотношения теории пластичности [Текст ] / Р. А. Васин // Итоги науки и техники. Сер. МДТТ.— Т.21.— М.: ВИНИТИ, 1990.— С. 3-75.
3. Пэжина, П. Основные вопросы вязкопластич-ности [Текст ] / П. Пэжина.— М.: Мир, 1968.— 176 с.
4. Кузькин, А.Ю. Испытание трубчатых образцов в условиях кольцевого растяжения [ Текст] / А.Ю. Кузькин, Б.Е. Мельников 5 А.Г. Митюков, В.А. Попов // Гидротехническое строительство.— СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2007. № 5.— С. 77-78.
5. Бессон, Ж. Нелинейная механика материалов [Текст ] / Ж. Бессон, Ж. Каето, Ж.-Л. Шабош, С. Фо-рест.— СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2010.— С. 307
6. Новожилов, В.В. Микронапряжения в конструкционных материалах [Текст] / В.В. Новожилов, Ю.И. Кадашевич.—Л.: Машиностроение, 1990.— 223 с.
7. Рахматулин, Х.А. О распространении плоских упругопластических волн [Текст] / Х.А. Рахматулин, Г.С. Шапиро // Прикладная математика и механи-
ка.— 1948. Т. 12. Вып. 4.- С. 369-374.
8. Карман, Т. Распространение пластических деформаций в телах [Текст] / Т. Карман, П. Дюве // Механика.- 1951. № 2.- С. 83-87.
9. Соколовский, В.В. Распространение упруговяз-копластических волн в стержнях [Текст] / В.В. Соколовский // Прикладная математика и механика.— 1948. Т. 12. Вып. 3.— С. 261-280.
10. Попов, В.А. Установка для испытания тонкостенных трубчатых образцов в условиях объемного напряженного состояния [Текст] / В.А. Попов, А.Г. Митюков // Матер. научно-техн. конф. «Кораблестроительное образование и наука — 2003». — СПб.: Изд-во СПбГУН, 2003.— С. 423— 428.
11. Кузькин, А.Ю. Об использовании гипотезы «единой» кривой при исследовании неустойчивости пластического деформирования [Текст] / А.Ю. Кузькин, Б.Е. Мельников, А.Г. Митюков, В.А. Попов // Научно-технические ведомости СПбГПУ.— 2006. № 6-1(48).— С. 85-88.
12. Шгиняк, Ф.Ф. Характеристики вязкопластич-ности теплоустойчивых сталей в условиях сложного напряженного состояния [Текст] / Ф.Ф. Гигиняк, О.К. Шкодзинский, А.А. Лебедев, Б.Т. Тимофеев // Проблемы прочности.— 1991. № 11.— С. 52-57.
УДК 621.791.14
В.В. Башенко, К.А. Охапкин
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА НА СТРУКТУРУ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Точечная сварка трением — перспективный процесс соединения пластичных металлов в твердой фазе. При точечной сварке трением значительно снижается осевое усилие на инструмент по сравнению с холодной точечной сваркой, что облегчает реализацию технологического процесса
(снижаются требования к оборудованию и оснастке). Она также имеет ряд преимуществ по сравнению со сваркой плавлением, благодаря отсутствию сварочной ванны с жидким металлом.
Точечная сварка трением позволяет выполнять нахлесточные соединения. Данный способ
