Напряженное состоянии точки характеризуется главными напряжениями. Максимальное главное напряжение обозначается индексом G1, максимальное G3, среднее по величине G2. Возможны случаи, когда 2 или 3 главных напряжения равны между собой.
Схема главных напряжений дает графическое представление о наличии или отсутствии напряжений в главных направлениях или о их знаке без указания их величины.
Известно 9 схем главных напряжений (Рис.1)
Две линейные, три плоские, четыре объемные.
1) Если силы, действующие на деформируемое тело, проектируется на одну ось координат, то имеет место линейное напряженное состояние.
Л1 – одноосное сжатие; Л2 – одноосное растяжение
Схема Л1 практически не встречается, но приближением к ней является обжатие тела между двумя исключительно гладкими и смазанными плоскими кристалла.
Схема Л2 наблюдается при испытании металла на разрыв до момента образования шейки.
2) Если силы, действующие на деформируемое тело, проектируется на 2 оси координат, то имеет место плоское напряженное состояние.
П1 – одноименное сжатие, П2 – одноименное растяжение, П3 – разноименная схема.
Плоские схемы напряженного состоянии в практических условиях обработки металла давлением встречаются как исключения и являются переходными от линейных схем к объемным.
3) Если силы, действующие на деформируемое тело, проектируются на все 3 оси координат, то имеет место объемное напряженное состояние.
О1 – одноименное сжатие, О2 и О3 – разноименные схемы, О4 – одноименное растяжение.
Наиболее часто встречающаяся схема трехосного сжатия О1 – осуществляется в очаге деформации при прокатке, ковке, прессовании.
О2 – имеет место при волочении и при прокатке с натяжением G1=G2 .
О4 – всестороннее растяжение, встречается на прошивном стане при образовании гильзы, а также в момент разрыва образца при испытании на растяжение.
О3 – объемная схема – практически не встречается, но возможна в некоторых частях металла при ковке и штамповке.
Рассмотрим причины возникновения главных нормальных напряжений G1, G2, G3.
Рассмотрим процесс прокатки на валках с гладкой бочкой. В этом случае, напряжение G1 – наибольшее сжимающее напряжение – возникает за счет давления металла на валки. G2 – среднее напряжение сжатия – возникает за счет сил трения, препятствующих уширению металла при прокатке. G3 – наименьшее сжимающее напряжение – за счет подпирающих сил трения, действующих в продольном направлении очага деформации.
При обычном процессе прокатки между главными напряжениями обязательна зависимость G1>G2>G3.
