|
Ниже приведены основные уравнения и соотношения необходимые для теоретического анализа процессов обработки металлов давлением анизотропных материалов, протекающих в условиях кратковременной ползучести, феноменологические критерии деформируемости (энергетический и деформационный анизотропного материала при вязком течении материала, которые в последующем используются при теоретических исследованиях. 2.1. Определяющие соотношения Рассмотрим деформирование анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести. Под кратковременной ползучестью будем понимать медленное деформирование в условиях вязкого (ползучего) течения, упругими составляющими деформации пренебрегаем [36, 40, 45, 64-66, 8587, 89, 97, 136]. Введем потенциал скоростей деформации анизотропного тела при кратковременной ползучести в виде [64, 122]: 2f(<*ij) = х -G y )2 +F(Vy V z ) 2 +G(°z ~ ° х ) 2 + + 2Nxly +2Lx^z +2MxlXi (2.1) который совпадает с условием перехода материала из вязкого (ползучего) состояния в вязкопластическое (ползуче-пластическое), когда 2/ (ау ) = 1, где Н , F , G, N , L, М параметры анизотропии при кратковременной ползучести; ау компоненты тензора напряжений; jc, у , z главные оси анизотропии. В этом случае компоненты скоростей деформации £у определяются в соответствии с ассоциированным законом течения |
55 как локальной потерей устойчивости (шейкообразованием), так и накоплением повреждаемости материала. Ниже приведены основные уравнения и соотношения необходимые для теоретического анализа процессов обработки металлов давлением анизотропных материалов, протекающих в условиях кратковременной ползучести; предложены критерии деформируемости (энергетический и деформационный) анизотропного материала при вязком и вязкопластическом течении материала, связанные с накоплением микроповреждений; разработан критерий локальной потери устойчивости листового анизотропного материала при кратковременной ползучести; приведены методика и результаты экспериментального определения коэффициентов анизотропии и констант уравнений состояний и разрушений специальных алюминиевого и титанового сплавов, применяемых в авиакосмической технике. 2.1. Определяющие соотношения при кратковременной ползучести Рассмотрим деформирование анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести. Под кратковременной ползучестью будем понимать медленное деформирование в условиях вязкого (ползучего) или вязкопластического (ползуче-пластического) течения, упругими составляющими деформации пренебрегаем [87, 102, 103, 137]. Считаем, что если величина эквивалентного напряжения <зе меньше некоторой величины соответствующей эквивалентной степени деформации при эквивалентной скорости деформации , то процесс деформирования будет протекать в условиях вязкого течения материала (деформации ползучести), а если величина больше значения сгео, то будет осуществляться процесс деформирования в условиях вязкопластического течения (ползуче-пластическое течение). Величину <56q, разделяющую вязкое и вязкопластическое течения, будем назначить в зависимости от механических свойств материала при заданной "•'56 температуре деформирования, чувствительности материала к деформационному упрочнению при соответствующей скорости деформации Z,eQ. Введем потенциал скоростей деформации анизотропного тела при кратковременной ползучести в виде: 2/(а,у)= нЬх-Оу'?' +-Иру-аг)2 + (2.1) который совпадает с условием перехода материала из вязкого (ползучего) состояния в вязкопластическое (ползуче-пластическое), когда 2/[а у )= 1, где Н, F, G, N, L, Мпараметры анизотропии при кратковременной ползучести; сгу компоненты тензора напряжений; х, у, zглавные оси анизотропии. В этом случае согласно ассоциированному закону течения зависимости скоростей деформации от напряжений запишутся так: Sx=^ ty=^ Xcy“Gz)+Xcy_cx). 5 G^z-^x}+F^z-^y]\ > £ xy ~ h xy’’ ^yz~ ^LZyZ', ^3ZX~ : X M т где Xкоэффициент пропорциональности. Следуя работам Р. Хилла [196], так же, как в теории пластичности ортотропных материалов, введем понятия эквивалентного напряжения и эквивалентной скорости деформации £,е при формоизменении в условиях вязкого течения материала, величины которых будут определяться по выражениям: = V3/(2(f+<7+CZ)2 + G(az -сх)2 + №vx с „ )2 + 2 Lx 2 yz + 2Mx2 x+2Л<4/2, (2.3) 98 2.5. Основные результаты и выводы 1. Предложено теоретический анализ процессов медленного горячего деформирования анизотропных материалов выполнять в рамках теории кратковременной ползучести без учета упругих составляющих деформации. Величину эквивалентного напряжения, разделяющую вязкое и вязкопластическое течения, назначают в зависимости от механических свойств материала при заданной температуре деформирования, чувствительности материала к деформационному упрочнению при соответствующей эквивалентной скорости деформации. 2. Вводится потенциал скоростей деформации анизотропного тела при кратковременной ползучести, который в случае перехода материала из вязкого (ползучего) состояния в вязкопластическое (ползуче-пластическое) совпадает с условием текучести Мизеса-Хилла. Сформулированы в рамках теории течения уравнения связи между скоростями деформации и напряжениями, уравнения состояния при вязком и вязкопластическом течении анизотропного материала в случае сложного напряженного и деформированного состояния, которые учитывают анизотропию механических свойств и повреждаемость материала в рассматриваемых режимах деформирования. 3. Предельные возможности формоизменения заготовок часто ограничиваются уровнем накопленных микроповреждений. Разработаны феноменологические критерии разрушения (энергетический и деформационный) анизотропного листового материала при кратковременной ползучести, связанные с накоплением микроповреждений. Принимается, что при вязкопластическом формоизменении эквивалентная деформация в момент разрушения и удельная работа разрушения существенно зависят от показателя напряженного состояния и относительной величины эквивалентной скорости деформации, а при вязком течении материала эти величины |