Аппроксимация диаграммы деформирования при сложном напряженном состоянии




На основании многочисленных экспериментальных данных, полученных в условиях пропорционального нагружения, было установлено, что с достаточной для инженерных расчетов степенью точности диаграмму деформирования материала независимо от вида напряженного состояния можно описать с помощью зависимости, получившей название обобщенной кривой деформирования

При существенно неупругом деформировании эту кривую можно аппроксимировать по Рамбергу-Осгуду степенной функцией вида

где

–интенсивность напряжений ( –главные напряжения);

–интенсивность логарифмической пластической деформации;

–главные логарифмические пластические деформации;

– главные пластические деформации.

Если интенсивности напряжения и деформации определяются зависимостями (10) и (11) (как известно, это не единственно возможный вариант), значения показателя упрочнения m и коэффициента прочности материала K будут совпадать с величинами, полученными в результате аппроксимации аналогичной степенной функцией кривой деформирования при растяжении.

В ряде случаев (например, при сопоставлении прочностных и деформационных свойств различных материалов) единую кривую удобно представлять в относительных величинах . В такой форме её легко получить, разделив левую и правую часть равенства (9) на соответствующие части выражения (7):

Для получения зависимости (12) по заданным точкам

строим аппроксимацию единой диаграммы деформирования (рисунок 1).

Положение точек на единой кривой деформирования, соответствующих предельным значениям интенсивностей напряжений и деформаций в момент разрушения при различных видах напряженного состояния, определим с помощью деформационного критерия, записанного в терминах напряжений:

где

– среднее напряжение;

– интенсивность напряжений в момент разрушения.

Зная параметры напряженного состояния (таблица 5), по зависимости (13), используя данные таблицы 1, находим отношение .

Таблица 5 – Параметры напряженного состояния, соответствующие различным видам нагружения

Растяжение   Сжатие   Чистый сдвиг Равноосное плоское растяжение Равноосное плоское сжатие Объемное растяжение

 

Затем из зависимости (12) находим отношение . Таким образом, находим координаты точек на единой кривой деформирования, соответствующие разрушающим значениям интенсивности напряжений и деформаций при заданных видах напряженного состояния (таблица 5).

Результаты расчета представлены в таблице 6 и нанесены на единую кривую деформирования (рисунок 1). Для представления результатов ресурс пластичности определялся по формуле

 

Таблица 6 – Параметры напряженного состояния, соответствующие различным видам нагружения

Параметр Растяжение Сжатие Чистый сдвиг Равноосное плоское растяжение Равноосное плоское сжатие Объемное растяжение
1,00 1,16 1,08 0,93 1,26 0,71
1,00 3,04 1,74 0,57 5,29 0,08

 

Рисунок 1. Единая кривая деформирования алюминиевого сплава Д16Т и точки, отвечающие моменту разрушения при различных видах напряженного состояния

 

Анализируя график, представленный на рисунке 1, можно заметить, что напряженные состояния, которым соответствуют точки 1...6 на обобщенной кривой деформирования, располагаются в порядке уменьшения "жесткости" напряженного состояния. "Жесткость" – параметр, характеризующий вид напряженного состояния. С уменьшением "жесткости" напряженного состояния возрастает интенсивность соответствующей логарифмической деформации в момент разрушения. Следовательно, чем напряженное состояние "жестче", тем больше вероятность хрупкого разрушения.

В точке 5, где соответствующее напряженное состояние является самым "мягким" из отмеченных на кривой деформирования, моменту разрушения соответствует интенсивность логарифмической пластической деформации в 5,3раз больше ресурса пластичности материала при линейном напряженном состоянии. Интенсивность напряжений при этом в 1,26 раза превышает истинное сопротивление разрыву.

Самым опасным является напряженное состояние, которому соответствует точка 6 (объемное растяжение с соотношением компонент 1:0,6:0,6). В этом случае моменту разрушения соответствует интенсивность логарифмической пластической деформации, составляющая 8% от ресурса пластичности материала при линейном напряженном состоянии. Интенсивность напряжений при этом составляет 71% истинного сопротивления разрыву.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: