Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Геометрический смысл энергетического условия пластичности

Условие пластичности

Отыскание напряженного состояния в точке тела без учета свойств этого тела еще не позволяет судить о наличии пластического формоизменения. Учитывать свойства материала пластически деформируемого тела можно при помощи физических уравнений, а именно уравнения пластичности определяющего условие перехода материала из упругого состояния в пластическое или условие предельного состояния.

При одноосном растяжении пластическое состояние наступает, когда нормальное напряжение достигает предела текучести

 

 

При объемном напряженном состоянии, наиболее часто встречающимся в процессах ОМД, начало пластического течения будет при определенном соотношении между и главными нормальными напряжениями.

Согласно гипотезе Сен-Венана-Треска пластическая деформация наступает тогда, когда одно из главных касательных напряжений достигнет половины предела текучести независимо от схемы напряженного состояния, т.е. когда .

При , .

Тогда (при главных напряжениях одного знака)

или

(при главных напряжениях разного знака)

Два других , уравнения также справедливыы. Здесь (+) – растяжение, (-) – сжатие.

Однако условие максимального касательного напряжения не учитывает влияния третьего главного напряжения .

Губер, Мизес, а позднее Генки сформулировали другое (энергетическое) условие пластичности, которое трактуется так: пластическая деформация начинается тогда, когда потенциальная энергия упругого изменения формы достигнет определенной величины, независимо от вида напряженного состояния.

Полная потенциальная энергия деформации

 

(1)

 

 

где - потенциальная энергия упругого изменения объема;

- потенциальная энергия упругого изменения формы.

Из теории упругости известно

или

. (2)

В свою очередь

где - коэффициент Пуассона, выражающий отношение поперечной деформации к продольной ;

Е – модуль упругости 1-го рода (размерность напряжений).

 

или

, (3)

где .

Подставляя значения соответственно в (2) и (3) и далее полученные значения и в (1), запишем

 

 

При линейном напряженном состоянии пластическая деформация наступит когда . Тогда .

Поскольку сформулированное условие пластичности не зависит от вида напряженного состояния .

Тогда

(4)

 

Выразив через главные касательные напряжения, запишем

 

.

В произвольных осях координат

 

 

Учитывая, что

 

,

 

легко установить

 

 

Пластическая деформация наступит тогда, когда интенсивность напряжений достигнет величины, равной пределу текучести.

Таким образом условие пластичности Губера-Мизеса-Генки называют условием постоянства интенсивности напряжений.

Учитывая, что

 

 

можно записать, что пластическая деформация наступит при

 

.

 

Здесь k– сопротивление металла пластическому сдвигу или пластическая постоянная, т.е. максимальная величина, которой может достичь главное касательное напряжение при пластической деформации.

 

.

 

Откуда - обычно называемая вынужденным пределом текучести.

Записанные уравнения пластичности пригодны лишь для идеально-пластических сред, т.е. неупрочняемых, в то время как в большинстве случаев деформация протекает с упрочнением. Учет этого обстоятельства сводится к тому, что вместо предела текучести необходимо использовать другую характеристику материала - напряжение текучести. Тогда выражение (4) можно записать

 

 

Геометрический смысл энергетического условия пластичности

Он становится очевидным, если в уравнении (40 рассматривать напряжения как текущие координаты. В этих координатах уравнение (4) представляет собой поверхность неограниченного по длине кругового цилиндра радиусом с осью, равнонаклоненной к осям координат под углом, косинус которого равен .

 

При линейном напряженном состоянии a

т.к.

 

Если комбинации главных напряжений в деформируемом элементе отвечают точке (в), лежащей на поверхности цилиндра, то этот элемент находится в пластическом состоянии, а точке, лежащей внутри цилиндра отвечает упругое состояние элемента. Окружность на поверхности цилиндра от пересечения его с плоскостью, перпендикулярной гидростатической оси, представляет геометрическое место точек напряженных состояний с одинаковым шаровым тензором .

Плоскость, проходящая через начало координат и ортогональная гидростатической, оси называется девиаторной и на окружности С поэтому . Образующая цилиндра, например, (в) является геометрическим местом точек, для которых разности главных напряжений одинаковы, т.е. . Геометрическая интерпретация условия Треска-Сен-Венана представляет собой правильную шестигранную призму, вписанную в цилиндр.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Психологические упражнения для развития голоса | Подведение итогов и награждение. Открытый Чемпионат Калининграда по спортивному туризму
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-07-29; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 846 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Самообман может довести до саморазрушения. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2515 - | 2363 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.132 с.