Имеются материалы, в которых процессы упругой деформации являются главными, но в реальных случаях имеет место и пластическая деформация. Всякий процесс при механическом испытании начинается с области упругой деформации.
Закон Гука устанавливает, что в области упругой деформации существует прямопропорциональная зависимость между возникшим напряжением и деформацией.
Упругие свойства характеризуются следующими свойствами:
· Модуль нормальной упругости (Е);
· Модуль сдвига (G);
· Модуль объемной упругости (К).
Физический смысл Е,G и К – сопротивление материалов упругой пластической деформации.
Рис. 5
fпр – сила притяжения;
fот – сила отталкивания;
а0 – межатомное расстояние;
ν – коэффициент Пуассона.
fпр
fот 
рис. 5
Если a0 не восстанавливается до исходной величины, то деформация пластическая.
закон
Гука
Закон Гука связывает модули упругости в изотопном теле (все свойства одинаковы во всех направлениях). Закон Гука записывается в обобщенном виде, если направление напряжения и деформации не совпадают.
ν – коэффициент Пуассона при равновесном растяжении, которое характеризует отношение поперечной и относительной деформации к продольной.
P S t P
Δl e g æ
tg α – характеризует модуль нормальной упругости.
рис.6
1.4 Влияние различных факторов на модуль упругости.
Модуль упругости - самое стабильное свойство, так как связаны с межатомными силами взаимодействия.
1. От температуры зависит незначительно. Величина снижения модуля упругости составляет (2 ÷ 4)*10-7 . При повышении температуры на 100 – 200 0С модуль упругости изменяется на 1 – 2 %. Это может оказать косвенное влияние на Е, когда происходит полиморфное превращение, т.е. переход в другое кристаллическое строение.(рис.7)
Рис.7
2.Пластическая деформация (наклеп). Изменение кристаллической решетки (возрастание дефектов: вакансий, дислокаций) может вызывать сильный наклеп и существенное изменение Е при условии, если этот наклеп приводит к образованию текстуры. ХПД приводит к изменению Е ≈ 1%.(рис.8)
рис.8
3.Количество и состав примесей легирующих элементов, образовавших твердые растворы. При легировании образуются твердые растворы, изменяются за счет этого межатомные расстояния, следовательно меняется Е. если при легировании выдается вторая фаза с собственным модулем упругости (например легирующий цементит), существенно больший, чем у основы матрицы, то изменение Е может более значительным, чем у одного только раствора.
4.Среда, в которой находится испытуемый материал.
Фридманом введен α – коэффициент мягкости для оценки пластичности твердых тел, подвергающихся влиянию сжимающих и растягивающих напряжений.
tmax - максимальное касательное напряжение;
Smax, Smin – нагрузка;
Smax – максимальное приведенное нормальное напряжение.
;
ν – коэффициент Пуассона.
1.5 Неполная упругость.
Рис. 9
Характеризуется необратимыми процессами, протекающими в кристаллической решетки, либо в другом атомном построении твердых тел. Закон Гука предполагает, что процессы деформации протекают мгновенно. Скорость же деформации по закону Гука (физическая природа) ограничивается скоростью звука. Предполагаем, что процессы нагрузки и разгрузки обратимы.
В реальных кристаллических телах процессы деформации идут не мгновенно, а во времени. Запаздывание реакции кристаллической решетки или другого атомного построения при изменении внешних воздействий возникает из – за:
1.Теплового колебания атомов.
2.Магнитной перестройки атомов.
3.Атомной перестройки.
Эффект внутреннего трения
В результате этих трех факторов происходит необратимое рассеяние энергии (дессинация).
|
рис. 10 Цикл нагрузка-разгрузка. Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.