|
44 мированного состояния элементарного объема в очаге пластической деформации. 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, 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. [8, 24, 31, 40-42, 52-54, 61, 71-73, 75, 82, 96-99, 121]. Феноменологический критерий разрушения заготовки из анизотропного материала в условиях кратковременной ползучести разработаны на основании экспериментальных исследований [8, 24, 31, 40-42, 52-54, 61, 71-73, 75, 82, 96-99, 121]. Принимается, что при вязкопластическом формоизменении эквивалентная деформация в момент разрушения и удельная работа разрушения Д^ существенно зависят от показателя напряженного состояния а/ае (ст среднее напряжение; а = (aj +с>2 + сгз)/3; ст2> а3 ~ главные напряжения) и относительной величины эквивалентной скорости деформации ^с е р Де() , 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, (3, у. Влияние параметра вида напряженного состояния на величины gg пр и Д с Пр не учитывается, так как такая информация при горячей обработке практически отсутствует. Предлагается условие деформируемости материала при вязкопластическом течении без разрушения записать в виде (2-14) |
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 99 практически не зависят от этих параметров; кроме того учитывается ориентация первой главной оси напряжений относительно главных осей анизотропии х, у, и z, определяемых углами а, р и у. 4. Для изделий ответственного назначения предельные возможности формоизменения могут ограничиваться условием локальной потери устойчивости (шейкообразованием) заготовки. На основе постулата Друкера для реономных сред предложены критерии локальной потери устойчивости анизотропного материала при плоском напряженном, плоском напряженном и деформированном состоянии заготовки в режиме кратковременной ползучести. Разработанные критерии локальной потери устойчивости учитывают анизотропию механических свойств при вязком и вязкопластическом течении материала. 5. Константы материала, входящие в уравнения состояния и выражения для определения предельной эквивалентной деформации или предельной величины удельной работы разрушения, рекомендуется определять путем обработки результатов экспериментальных исследований по растяжению стандартных плоских образцов, вырезанных в пределах одного листа под углами 0°, 45° и 90° к направлению прокатки, до разрушения при вязком и вязкопластическом течениях материала с учетом имеющейся в научнотехнической литературе информации об их величинах для изотропных материалов в соответствии с маркой сплава. 6. Выполнены экспериментальные исследования по определению коэффициентов анизотропии, констант уравнений состояний и разрушения при кратковременной ползучести для специального алюминиевого сплава АМгб и титанового сплава ВТ6 в состоянии поставки толщиной 1мм при температуре испытаний Т = 450°, Т = 530° и Т = 930° соответственно. 7. Экспериментально установлено, что исследуемые материалы обладают плоскостной анизотропией механических свойств при вязком и вязкопластическом течении материала в указанных выше температурных режимах |