Момент - образование - шейка
Cтраница 4
Результатом испытания гладкого образца обычно является машинная диаграмма, изображающая зависимость условного напряжения от относительного удлинения, записанная в процессе нагружения вплоть до разрыва. Ее обработка позволяет получить зависимость истинных напряжений от истинных деформаций в пределах равномерного распределения удлинений по длине образца, то есть до / образования шейки. Построение кривой истинных напряжений при больших деформациях значительно труднее. Развитие шейки сопровождается искривлением продольных образующих и появлением растягивающих напряжений в плоскости, перпендикулярной оси образца. Результатом этого является изменение напряженного состояния от одноосного к трехосному, причем относительные значения поперечных составляющих напряжений растут по мере увеличения кривизны образующих в зоне шейки и нагружение металла с момента образования шейки перестает быть простым. В наименьшем сечении шейки для определения среднего осевого напряжения достаточно измерять размеры, характеризующие площадь этого сечения при конкретных значениях растягивающего усилия. Штриховой линией 1 показан участок диаграммы о / ( EJ) после образования шейки, построенный в предположении, что напряженное состояние в шейке одноосное. Однако усложнение напряженного состояния приводит к сдерживанию пластической деформации и увеличению продольной составляющей а, по сравнению с его значением, соответствующим той же деформации е, но в условиях сохранения простого растяжения. [46]
Полученные результаты хорошо согласуются с установленным экспериментально фактом о предельных деформациях стержней с различной формой поперечного сечения. Максимальная степень объемности НДС достигается в стержне круглого сечения, минимальная - в прямоугольном стержне. В квадратном стержне степень объемности НДС занимает промежуточное значение. В соответствии с этим максимальная осевая деформация до разрушения в шейке достигается в прямоугольном стержне, минимальная - в круглом. При растяжении стержня имеет место неодноосное напряженное состояние не только в шейке, но и в местах сопряжения рабочих и опорных частей образца, где возникает краевой эффект, вызванный изменением толщины стержня. С увеличением степени деформации этот краевой эффект распространяется вовнутрь стержня и при деформациях более 10 % наблюдается значительная переменность толщины, нарушающая однородность НДС еще до момента образования шейки. Распространение краевого эффекта зависит от формы поперечных сечений, поэтому величина осевых деформаций в шейке при одних и тех же удлинениях стержней будет различной, так как жесткость стержней будет переменной по длине. Для того чтобы уменьшить роль краевых эффектов, необходимо выбирать длину рабочей части образцов тем больше, чем выше степень деформации до разрушения. Обычно принимаемая длина рабочей части составляет 10 - 12 диаметров, при деформациях более 100 % этот стержень весь будет находиться в условиях неоднородного НДС и при отсутствии шейки. Такие процессы имеют место при растяжении наноматериалов. [47]
 |
Диаграммы растяжения.| Растянутый образец фтор-каучука, в котором образуется шейка. [48] |
В условиях деформирования с малой скоростью на диаграмме растяжения отчетливо проявляется максимум и последующий резкий спад напряжения. В этот момент в образце возникает шейка ( рис. III. Образование шейки сопровождается скачкообразным разрушением исходной глобулярной структуры и формированием новой, фибриллярной структуры. В результате вдоль образца чередуются области с этими двумя типами структур, причем в толстых частях образца размеры глобул постоянны. При деформации с большой скоростью кривые растяжения не имеют максимумов, а исходные глобулярные частицы лишь ориентируются вдоль оси вытяжки. Не менее своеобразный механизм деформации проявляется при. Скачкообразный переход, характерный в момент образования шейки, объяснен 22 быстрой перестройкой надмолекулярной структуры эластомера при растяжении. [49]
Страницы: 1 2 3 4