|
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. В настоящее время феноменологические модели разрушения изотропного материала при пластическом деформировании развиты в работах B.JI. Колмогорова, А.А. Богатова, Л.Г. Степанского, Г.Д. Деля, Ю.Г. Калпина, В.А. Огородникова и др, а при деформировании в режиме ползучести в исследованиях Ю.Н. Работнова, С.А. Шестерикова, О.В. Соснина, Н.Н. Малинина, К.И. Романова и др. [10, 27, 36, 47-49, 64-66, 74, 85-87, 89, 97, 104106, 108, 136]. Феноменологический критерий разрушения заготовки из анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести разработаны на основании экспериментальных исследований [10, 27, 36, 47-49, 64-66, 74, 85-87, 89, 97, 104-106, 108, 136]. Принимается, что при вязком деформировании Senp и Апр практически не зависят от показателя напряженного состояния * о /а е ; кроме того, учитывается ориентация первой главной оси напряжений относительно главных осей анизотропии, определяемых углами а , [3, у. Влияние параметра вида напряженного состояния на величины z cenp и Апр не учитывается, так как такая информация при горячей обработке практически отсутствует. Предлагается условие деформируемости материала при вязком течении без разрушения записать в виде |
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 61 формоизменения, равной 1 или меньшего значения в зависимости от условий эксплуатации получаемого изделия. В настоящее время феноменологические модели разрушения изотропного материала при пластическом деформировании развиты в работах В.Л. Колмогорова, А.А. Богатова, Л.Г. Степанского, Г.Д. Деля, В.А. Огородникова и др, а при деформировании в режиме ползучести в исследованиях Ю.Н. Работнова, С.А. Шестерикова, О.В. Соснина, Н.Н. Малинина, К.И. Романова и др. В этих исследованиях показано, что при пластическом формоизменении величина эквивалентной деформации в момент разрушения %Р и удельная пластическая работа разрушения существенно зависят от показателя напряженного состояния ст/ст£ (ст среднее напряжение; ст = (cti + ст 2 + СТ3)/3; CTJ, Ст2, СТ3 главные напряжения) и параметра вида напряженного состояния а при деформации ползучести в конструкциях обнаруживается независимость этих предельных величин от указанных выше параметров и возможность разрушения связывают или с предельной величиной степени деформации ^епр’ или с УД^ьной пластической работой разрушения Дс пр в зависимости от рода материала и заданной температуры обработки. Ниже рассмотрены деформационный и энергетический критерии разрушения анизотропного материала при кратковременной ползучести. 2.2.1. Феноменологические критерии разрушения Феноменологический критерий разрушения заготовки из анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести разработан на основании экспериментальных исследований [27, 58, 79, 80, 90-92, 94, 98, 99, 102, 137, 139, 166-173]. Принимается, что при вязкопластическом формоизменении эквивалентная деформация в момент разрушения ^епр и удельная рабо 62 та разрушения существенно зависят от показателя напряженного состояния а/eg и относительной величины эквивалентной скорости деформации , при вязком деформировании £с епр и Апр практически не зависят от этих параметров; кроме того, учитывается ориентация первой главной оси напряжений относительно главных осей анизотропии, определяемых углами а, Р, у. Влияние параметра вида напряженного состояния на величины &епр и Апр не учитывается, так как такая информация при горячей обработке практически отсутствует. В условиях холодного формоизменения критерий деформируемости материала, связанный с накоплением микроповреждений, обычно записывается в виде х/р = <1, (2-12) ^enp это выражение получено в предположении линейного принципа накопления повреждаемости. Критерий деформируемости (2.12) хорошо удовлетворяет экспериментальным данным при условии монотонного нагружения. В случае же немонотонного нагружения лучше удовлетворяет экспериментальным данным условие а г"-1 сое = ------—dse, (2.13) ^enp где а константа материала. Однако, в работе [27] указывалось, что при высоких температурах обработки а -» 1. В связи с этим предполагается, что в процессе кратковременной ползучести справедлив принцип линейной суперпозиции накопления повреждаемости, имеющий место в областях вязкопластической и вязкой деформации. Предлагается условие деформируемости материала при вязкопластическом течении без разрушения записать в виде |