|
41 i Р О С С И Й С К А Я Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н А Я пкг>.г;иотп!-сл Здесь В , п у т константы материала, зависящие от температуры исw С пытании; ее величины эквивалентной деформации при вязком течении материала; А„р, есепр удельная работа разрушения и предельная эквивалентная деформация при вязком течениях материала; а>£, и повреждаемость материала при вязкой деформации по деформационной и энергетической моделям разрушения соответственно. Величину o eQ, разделяющую вязкое и вязкопластическое течения, будем назначать в зависимости от механических свойств материала при заданной температуре деформирования, чувствительности материала к деформационному упрочнению при соответствующей скорости деформации £,cq• В дальнейшем характеристики вязкого течения будем обозначать с индексом "с". Например: ££,11%, Ry и т.д. Введение повреждаемости в определяющие соотношения ползучепластического течения материала (2.10) (2.11) значительно усложняют постановку задачи по анализу напряженного и деформированного состояний и требует одновременного расчета как компонент напряжений, скоростей течения и деформаций, эквивалентной деформации или удельной работы деформации, так и повреждаемости при вязкой деформации, однако позволяют получить более реальную картину формоизменения. Приведенные выше соотношения могут быть использованы для анализа процессов деформирования анизотропного материала, протекающих в условиях кратковременной ползучести. а 2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала Предельные возможности формоизменения при пластической обработке материалов и деформировании в режиме вязкого течения материала часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения. В основу |
60 "с", а вязкопластического течения индексом ”ср". Например: У, i,?, Rcx, Rc x p,fc,fcPht.a. 2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала при деформировании в режиме кратковременной ползучести Предельные возможности формоизменения при пластической обработке материалов и деформировании в режиме вязкого течения материала часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения. В основу этих моделей положен принцип накопления повреждаемости материала при деформировании. Наибольшее распространение получили деформационные и энергетические критерии разрушения, а в качестве характеристики повреждаемости материала обычно принимается степень использования ресурса пластичности, представляющая собой отношение накопленной эквивалентной деформации или удельной (пластической) работы деформации к их предельным величинам при заданных характеристиках напряженного и деформированного состояния элементарного объема в очаге пластической деформации. Предельные величины эквивалентной деформаций и удельной работы деформации ‘определяются из диаграммы пластичности и ползучести, полученной экспериментальным путем на основе испытаний материала в различных условиях деформирования. При теоретическом анализе процессов обработки металлов давлением оценивается напряженное и деформированное состояния выделенного элемента очага деформации в процессе его формообразования, определяется повреждаемость материала заготовки на каждом этапе деформирования. В дальнейшем находится накопленная повреждаемость в процессе деформирования путем линейного или нелинейного принципа накопления повреждений. Предельные возможности деформирования определяются при достижении величины накопленной повреждаемости в процессе 70 зу напряженного и деформированного состояний и требует одновременного расчета как компонент напряжений, скоростей течения и деформаций, эквивалентной деформации или удельной работы деформации, так и повреждаемости в областях вязкопластической и вязкой деформации, однако позволяют получить более реальную картину формоизменения. 2.3. Критерий локализации деформирования анизотропного материала в изотермических условиях Локализация деформации, проявляющаяся в образовании местного утонения, характерна для процессов листовой штамповки. При изготовлении ряда ответственных изделий из листового материала по условиям эксплуатации не допускается локализация деформации. Поэтому степень формоизменения, при которой начинается шейкообразование, в этом случае может считаться предельной. Обеспечение отсутствия шейкообразования в процессах медленного формоизменения при повышенных температурах является важной задачей. Ниже для анализа локализации деформаций листового анизотропного материала предложен критерий, позволяющий предсказать величину предельной деформации в зависимости от закона нагружения и установить влияние анизотропии механических свойств исходного материала на предельные возможности деформирования. Согласно постулату устойчивости, предложенному Друккером для реономных сред, процесс деформирования в изотермических условиях устойчив в малом, если мощность бесконечно малых приращений обобщенных сил Ql на бесконечно малых приращениях соответствующих скоростей обобщенных перемещений неотрицательна [102] ^dQidV^O. (2.42) 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 |