Зависимость напряжения от неэластичной части деформации более сложная. Вязкопластичные свойства большинства металлических материалов зависят от температуры и от скорости деформации, так как текучесть материала (т.е. движение смещения) и его структурные изменения могут быть термически активными процессами. Восстановление трудно деформируемой структуры, являясь источником зависимости напряжения от характера протекания деформации является самым важным элементом и обычно включается в состав уравнения (1).
Часто используемый метод описания вязко - пластичной массы- это использование понятия о переменности состояния (1,2).
Данная модель может быть написана в следующей форме:
s = ¦ ( e'vp,Т,si )
s'i =Ф(e'vp,Т,si ) (2)
где: s обозначает число переменных состояния определяющих текущую структуру материала. Первая часть уравнения 2 называется уравнением течения потока, а 2-я обозначает набор уравнений, описывающих нормы скорости изменений структурных параметров s.
2.2Поведение металлов при высоких температурах.
Типичная температурная зависимость механических свойств металлических сплавов получена при средней скорости деформации и может иллюстрироваться, на пример, кривой растягивающего напряжения пластического течения. Графики для основных групп литейных сплавов в металлические формы представлен на рис. 2. В высоко температурной области (обычно выше 0,5 Тm, где Тm—температура затвердевания) может наблюдаться сильная температурная зависимость напряжения пластического течения, вызванное термически активной текучестью. А при понижении температур является типичным так называемое "атермическое" поведение, которое характеризуется ровным наклоном кривых температурной зависимости равным модулю Юнга.
Рис.2. Основные значения напряжения пластического течения появляющиеся при средней скорости деформации в литейных сплавах как функция температуры; значения также могут применяться как приблизительный предел прочности при растяжении данных материалов.
Температурная зависимость модуля упругости, например модуля Юнга требует особого внимания. Обычно, для решения проблем напряжения (3-6) применяются величины, измеряемые статическими испытаниями, т.е. такие величины, которые определяются по наклону линейных отрезков кривых зависимости напряжения-деформации полученных при испытаниях на растяжение или сжатие и проводимых с постоянной скоростью. На рис.3 данные значения модуля Юнга даны на графике в виде температурной зависимости различных Al сплавов. Там же даны значения для некоторых действительных величин (полученных динамическим методами) т.е. для чистого Al и трех его сплавов. Различия возникают из так называемой микро деформации, которая при высоких температурах начинается практически в самом начале кривых зависимости деформации-напряжения (10,11) и значения при подъеме кривой в 50 раз меньше чем значения при действительном модуле упругости (10). Вывод заключается в том, что практически не существует предела упругости для металлических материалов в их высокотемпературных областях.
2.3.Характеристики проблем напряжения в металлических формах .
Давайте рассмотрим два типичных случая расчета напряжения для отливок, изготовленных в металлических формах. В центральной части тонкостенной отливки, как показано на рис. 4а, растягивающее напряжение s появляется как результат сопротивления формы к усадке отливки (причем другие напряжения в данный момент игнорируют). При расчете необходимой силы выталкивания отливки или стержня значение напряжения должно быть известно для данной температуры удаления. Поскольку форма достаточно массивна, то ее искривления, температурные изменения не учитываются, так же как и продольная механическая деформация, которая может быть выражена следующим образом:
e = a (Tm - T)
а скорость деформации как:
e' = -a (dT/dt)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.