Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Третьякова Татьяна Викторовна

Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов
<
Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Третьякова Татьяна Викторовна. Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов: диссертация ... кандидата физико-математических наук: 01.02.04 / Третьякова Татьяна Викторовна;[Место защиты: Институт механики сплошных сред УрО РАН].- Пермь, 2014.- 171 с.

Содержание к диссертации

Введение

1. Вопросы экспериментального исследования эволюции неоднородных полей в процессах неупругого деформирования материалов 18

1.1. Вопросы теоретического и экспериментального изучения пространственно-временной неоднородности процессов неупругого деформирования металлов и сплавов 18

1.2. Особенности применения оптических методов экспериментальной механики для регистрации неоднородных полей деформаций и напряжений 22

1.3. Применимость метода корреляции цифровых изображений в области экспериментального изучения процессов неупругого деформирования материалов 24

Основные выводы по разделу 1 25

2. Регистрация полей перемещений и деформаций методом корреляции цифровых изображений 27

2.1. Методика проведения механических испытаний с использованием бесконтактного метода регистрации полей перемещений и деформаций 27

2.2. Особенности численной обработки экспериментальных данных на основе применения метода корреляции цифровых изображений 31

2.3. Оценка точности измерений трёхмерной цифровой оптической системы с использованием навесного экстензометра 45

Основные выводы по разделу 2 51 З

3. Закономерности деформирования металлов на стадии формирования зуба текучести и площадки

3.1. Исследование явления запаздывания текучести и закономерностей пластического деформирования углеродистой стали 3.2. Неоднородность пластической деформации алюминиево-магниевого сплава на стадии формирования зуба и площадки текучести .

3.3. Схематизация процессов локализации пластического течения в условиях проявления деформации Чернова-Людерса

Основные выводы по разделу 3

4. Локализация пластической деформации в условиях проявления прерывистой текучести

4.1. Закономерности проявления эффекта прерывистой текучести алюминиево-магниевого сплава

4.2. Оценка влияния геометрии образцов и скорости нагружения на проявления эффекта прерывистой текучести 103

4.3. Модельное представление о стадийности неупругого деформирования и схематизация процессов локализации пластического течения

Основные выводы по разделу 111 115

5. Исследования закономерностей макро скопической локализации пластической деформации в зависимости от свойств нагружающей системы

5.1. Проявление пространственно-временной неоднородности неупругой деформации в условиях кинематического и силового нагружения .

5.2. Кинетика неупругих полей деформаций с учётом свойств нагружающей системы на образцах с дополнительными участками деформирования

5.3. Исследование закономерностей проявления макролокализации пластической деформации с использованием образцов специальной усложненной геометрии

Основные выводы по разделу

Особенности применения оптических методов экспериментальной механики для регистрации неоднородных полей деформаций и напряжений

Одни из первых работ, иллюстрирующие неоднородность деформирования и его скачкообразное протекание — «эффект лестницы» на диаграмме напряжение-деформация в испытаниях при нагружении «мертвой» (неизменной) нагрузкой, принадлежат Савару Ф. [164] и Массону А.Ф. [148]. Данное явление прерывистости конечной деформации известно в научной литературе как «эффект Савара-Массона» и проявляется в условиях «мягкого», или силового, нагружения [5, 6, 37, 38]. Изучению закономерностей пластического деформирования в условиях проявления эффекта Савара-Массона посвящены работы Аверкова В.А. [1], Шибкова А.А. [107109], Желтова М.А. [108, 109], Золотова А.Е. [107109], Эстрина Ю. [5, 6, 128], Линга С.П. [128], Маккормика П.Г. [37, 38, 128] и др. При заданной скорости деформирования материала и проведении испытаний на жёсткой испытательной машине явление прерывистого пластического деформирования проявляется в виде многочисленных срывов или «зубцов» на деформационной кривой, и «эффект лестницы» не регистрируется [158]. В случае «жёсткого», или кинематического, нагружения явление неоднородности пластического деформирования известно как «эффект Портевена-Ле Шателье» [5, 6, 37, 38, 158].

Временная неоднородность процесса неупругого деформирования материала сопровождается явлениями локализации деформаций. Пространственная неравномерность пластического течения материала наблюдается на различных масштабных и структурных уровнях [31, 35, 37, 38, 56, 64]. Многоуровневый подход описания явлений неустойчивости пластической деформации, а также интерпретация пластической деформации как иерархический процесс самоорганизации активно развивается в работах Панина В.Е., Панина А.В., Панина С.В., Гриняева Ю.В. [26, 5557, 64], Зуева Л.Б. [28, 31, 194], Данилова В.И. [26, 31, 5557, 64, 194], Баранниковой С.А. [4, 31, 194], Трусова П.В. [9697]. Необходимо отметить, что многоуровневый подход успешно применяется для решения задач описания процессов разрушения неоднородных сред как результата накопления повреждений на различных структурных уровнях, что отражено в работах Волкова С.Д. [21], Соколкина Ю.В., Ташкинова А.А., Вильдемана В.Э. [11, 15].

На микроскопическом масштабном уровне локализация пластической деформации описывается на основе теории зарождения и движения дислокаций [3638]. На мезоскопическом пространственном масштабе природа локализованной пластической деформации характеризуется формированием мезодефектов (полосы сдвига, дисклинации) [20, 24, 45, 53]. Особое внимание исследователями уделяются вопросам изучения макроскопических эффектов пространственно-временной неоднородности пластического деформирования. В частности, изучению физических особенностей макроскопической локализации пластического течения и его автоволнового характера посвящены работы Зуева Л.Б., Баранниковой С.А. и Данилова В.И. [28, 31].

Одним из ярких примеров макролокализации пластического течения является деформация Чернова-Людерса, проявляющаяся в виде инициирования и распространения полос локализованной пластической деформации (полосы Чернова-Людерса) вдоль растягиваемого образца на стадии формирования зуба и площадки текучести [51, 52, 78, 100, 105, 147]. Теоретическое описание верхнего и нижнего пределов текучести предложено Коттреллом А.Х. [36, 124], при этом проявление зуба текучести на диаграмме «напряжение–деформация» объяснялось на основании положений дислокационной теории [37, 38, 69, 70]. Изучению закономерностей развития деформации Чернова-Людерса на упругопластической стадии посвящены работы Шибкова А.А., Желтова М.А., Золотова А.Е., Денисова А.А. [106], Криштала М.М. [3739], Эстрина Ю., Кубина Л.П., Айфантиса Е.С. [127], Хайнера П. [131, 132], Аврила С., Пьеррона Ф., Саттона М.А., Яна Дж. [113].

К числу характерных особенностей поведения некоторых металлов и сплавов относится явление запаздывания текучести, заключающееся в том, что растягиваемый образец может выдержать напряжение, превышающее обычный статический предел текучести в течение достаточно короткого времени, называемого временем запаздывания [4244, 68, 69]. Теоретическому и экспериментальному изучению поведения материалов на стадии запаздывания текучести посвящены исследования Работнова Ю.Н. [43, 68, 69], Ломакина Е.В. [4244], Мельшанова А.Ф. [43, 44, 50], Суворовой Ю.В. [80].

Примером макроскопической локализации неупругих деформаций безусловно является образование и распространение деформационных полос локализованного пластического течения (полосы Портевена-Ле Шателье) в условиях проявления эффекта прерывистой текучести [5, 6, 23, 26, 31, 37, 38, 78, 81, 115, 153, 158 и др.]. Инициирование данных полос вызывает образование резких спадов нагрузки на диаграмме нагружения [25].

В литературе отмечается, что «зубцы» на диаграмме нагружения материала в зависимости от их конфигурации подразделяют на три основных типа: «А» («D»), «В» и «С» [37, 38, 137139, 188]. Тип «А» характеризуется образованием на деформационной кривой отдельных зубцов небольшой амплитуды, при этом на поверхности материала регистрируется последовательное возникновение одиночных полос, распространяющихся в одном направлении по длине образца. Повторяющиеся полосы типа «А» при достижении противоположного конца образца меняют свое направление движения, в литературе такой вид проявления неоднородной деформации называется типом «D».

Тип «В» характеризуется появлением скачков нагрузки большой амплитуды через приблизительно равные временные интервалы, при этом полосы локализованного пластического деформирования распространяются рывками. Пилообразный характер кривой «напряжение-деформация» относят к типу «С» — зубцы на диаграмме высокой амплитуды и частоты, на поверхности фиксируется хаотичное возникновение деформационных полос [137, 185187, 190, 1192, 193].

Особенности численной обработки экспериментальных данных на основе применения метода корреляции цифровых изображений

Необходимо отметить, что на показания механического датчика деформаций влияет точность его позиционирования — несоосность или неполный контакт ножей экстензометра с поверхностью образца. Возможны также отличия в показаниях между видеосистемой и датчиком в связи с измерением деформаций на разных поверхностях одного образца.

Измерение продольной деформации производилось на основе дополнительного модуля программного обеспечения системы «виртуальный экстензометр» [95]. Основным отличием от навесного датчика является то, что «виртуальный экстензометр» используется после проведения испытаний при обработке результатов, а не в режиме реального времени. С помощью данного модуля имитируется использование нескольких «экстензометров» на одном и том же образце. На поверхности образца между двумя точками, отмеченными на базе требуемой длины, отслеживается взаимное смещение в соответствии с прикладываемым усилием. На рисунке 2.12, б представлен образец, на котором «установлено» пять «виртуальных экстензометров». При сопоставлении с результатами навесного осевого датчика вычислялось среднее значение продольной деформации.

В испытаниях использован экстензометр с базой 50 мм, диапазон измерений для данного датчика составляет ±5 мм. Экстензометр устанавливался таким образом, чтобы его элементы крепления не перекрывали поверхность образца с другой стороны, что позволило получить значения продольной деформации с применением видеосистемы на базе одной длины и снизить погрешность измерения. При достижении максимально допустимой величины удлинения датчика нагружение было остановлено, образец разгружен.

На начальной стадии деформирования кривые 2 и 3, иллюстрирующие временные зависимости продольных деформаций, зафиксированные с использованием механического экстензометра и цифровой оптической системы, совпадают (рис. 2.13). Многочисленные зубцы на диаграмме нагружения (кривая 1, рис. 2.13) связаны с явлением прерывистого деформирования, что характерно для многих алюминиевых сплавов [5, 6, 31, 37, 38, 51, 52, 148, 158, 164, 190].

На рисунке 2.14 приведены графики продольной деформации, полученные цифровой оптической системой с помощью пяти «виртуальных экстензометров». На упругой стадии деформирования зависимости продольных деформаций (кривые 1-5 рис. 2.14) и их среднее значение єср практически совпадают, однако, следует отметить, что на некоторых участках показания «виртуальных экстензометров» отличались существенно. Так на стадии формирования «зуба» текучести максимальное отличие между значениями продольной деформации составило 16,8 % от измеряемой величины. Данное отличие связано с неоднородностью полей деформаций, что будет проанализировано далее.

Зависимости продольной деформации от времени по данным «виртуальных экстензометров» (1-5) и их среднее значение єср

При дальнейшем нагружении на стадии упрочнения материала расхождение между показаниями измерительных систем увеличивается (рис. 2.15).

Зависимости нагрузки (1), деформации по данным цифровой оптической системы (2) и механического экстензометра (3) от времени Представляет интерес анализ эволюции полей перемещений и деформаций на поверхности образцов во время испытаний. С помощью использования видеосистемы Vic-3D определены поля продольных деформаций при различных уровнях прикладываемого усилия (рис. 2.16). Видно, что процесс деформирования материала являлся неоднородным, на поверхности образца зафиксированы зоны локализованной деформации, которые перемещаются по длине и имеют волновой характер [4, 28, 31]. Этим можно объяснить расхождение кривых на рисунках 2.14 и 2.15.

Наличие неоднородных полей деформации могло повлиять на регистрацию данных навесного экстензометра, так как прохождение полос локализованной деформации может отразиться на профиле поверхности образца. В качестве примера на рисунке 2.16 проиллюстрировано как в области крепления ножа осевого датчика проходит полоса локализованной деформации. При этом, с увеличением неоднородности полей деформаций на поверхности образцов, возрастает отклонение между показаниями двух средств измерения.

Пример неоднородных поля продольных деформаций, полученные методом корреляции цифровых изображений

По результатам проведения серии испытаний на одноосное растяжение плоских образцов из алюминиевого сплава показано, что применение бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы Vic-3D позволяет определять значения деформации на фиксированной базе с точностью сопоставимой с данными навесного динамического датчика осевых деформаций. Кроме того, видеосистема обладает дополнительным преимуществом, так как позволяет зафиксировать эволюцию полей перемещений и деформаций, оценить характер их неоднородности, отследить процессы деформирования материала, протекающие на поверхности образца.

1. Рассмотрены методические вопросы проведения механических испытаний на основе применения бесконтактной трёхмерной цифровой оптической системы анализа полей деформаций Vic-3D для изучения закономерностей поведения конструкционных металлов и сплавов.

2. Изучены особенности численной обработки опытных данных методом корреляции цифровых изображений. Проведен анализ влияния параметров корреляционной обработки фотографий (размер подмножества и величина шага) на точность построения полей деформаций, степень их детализации, на размер краевой зоны и временные затраты математической обработки данных.

3. Проведена оценка точности измерений цифровой оптической системы на основе использования её дополнительного модуля программного обеспечения «виртуальный экстензометр» и навесного динамического датчика осевых деформаций. Показано, что применение системы Vic-3D позволяет определять значения деформации с точностью, сопоставимой с данными механического экстензометра.

В данном разделе приведены результаты экспериментального исследования закономерностей поведения конструкционной углеродистой стали и алюминиево-магниевого сплава на стадии формирования зуба и площадки текучести в испытании на одноосное растяжение. Предметом изучения является неоднородность полей деформаций и локальных скоростей деформирования в процессе образования и распространения полос локализованного пластического течения материала (полос Чернова-Людерса). Проведена оценка влияния геометрических параметров образцов и условий нагружения (скорость кинематического нагружения, наличие разгрузок и повторных нагружений) на процессы развития неоднородных полей пластических деформаций на стадии запаздывания текучести. Рассмотрена геометрическая схематизация макроскопической локализации пластического течения в условиях проявления деформации Чернова-Людерса.

Схематизация процессов локализации пластического течения в условиях проявления деформации Чернова-Людерса

Следует отметить, что процесс деформирования материала в области прохождения фронта полосы локализованного пластического течения приостанавливается вплоть до начала следующей стадии — стадии упрочения материала. Приращение уровня макроскопической деформации происходит за счет удлинения образца в области, предшествующей полосе Чернова-Людерса.

Для иллюстрации данной закономерности рассмотрены эпюры продольных деформаций (рис. 3.25) и распределения локальных скоростей продольного деформирования (рис. 3.26) вдоль центральной линии образца для моментов времени, соответствующих моментам времени tj - tw диаграммы нагружения (рис. 3.20). На рисунках отмечено направление распространения фронта деформационной полосы. 10 15 20 у,мм Рисунок 3.25. Эпюры syy для моментов времени tt IV 15 20 у, мм Рисунок 3.26. Эпюры ёуу для моментов времени tt IV Для оценки степени неоднородности процесса деформирования, вызванного движением фронта пластического течения, приведены: єх — максимальное значение продольных деформаций, sjy — среднее значение продольных деформаций (по данным дополнительного модуля программного обеспечения видеосистемы «виртуальный экстензометр»), єх — максимальное значение локальной скорости продольного деформирования материала, а также є — макроскопическая скорость деформирования образца (табл. 3.2).

Максимальная неоднородность деформационной картины наблюдается в момент (t = tn) формирования зоны активного пластического деформирования при переходе с верхнего на нижний предел текучести. По результатам серии испытаний на одноосное растяжение плоских образцов с шириной рабочей части 60=12,0 мм и 60=20,0 мм проведена оценка зависимости скорости распространения полосы Чернова-Людерса от скорости деформирования материала в диапазоне от є0= 1,67-10"4 с1 до є0= 33,33 -10"4 с1 (табл. 3.3).

В таблице приведен коэффициент неоднородности пластического деформирования (kb), вычисляемый как отношение величины скорости перемещения захвата испытательной машины (й0) к скорости распространения полосы локализованного пластического течения вдоль образца (vb). Также рассмотрен уровень продольной деформации (єн), достигнутый после прохождения полосы Чернова-Людерса. Необходимо отметить, что данная величина — есть среднее значение продольной деформации (по данным анализа распределения деформационных полей) по всей исследуемой поверхности плоского образца.

Для серии образцов с шириной рабочей части 60 = 12,0 мм средняя величина коэффициента неоднородности равна , = 0,010, а для образцов с Ь0 = 20,0 мм — кь = 0,011. Максимальное отличие составило 23,4 %, получены величины одного порядка. Среднее значение деформации на фронте полосы составило sH =1,26 %. 3.3. Схематизация процессов локализации пластического течения в условиях проявления деформации Чернова-Людерса

С целью выявления особенностей механического поведения углеродистой стали (стали 20) и алюминиево-магниевого сплава (АМг2м) на стадии формирования зуба и площадки текучести, а также для оценки характера неравномерности пластического деформирования предложено схематическое представление процессов макролокализации пластического течения в условиях проявления деформации Чернова-Людерса. Для этого рассмотрим начальный участок характерной диаграммы деформирования с ярко выраженными зубом и площадкой текучести (рис. 3.27).

На основе результатов анализа неоднородных полей неупругих деформаций при возникновении и движении деформационных полос Чернова-Людерса в процессе испытаний на одноосное растяжение отмечено, что на участке ОВ диаграммы «напряжение-деформация» (рис. 3.27) до момента достижения верхнего предела текучести процесс деформирования является макрооднородным. Геометрическое представление картины продольных деформаций на поверхности плоского образца приведено на рисунке 3.28. Рисунок 3.28. Распределение продольной деформации на поверхности плоского образца в точке В диаграммы «напряжение-деформация»

Стадия макрооднородного деформирования характеризуется параметром є4 — деформацией, накопленной до момента инициирования полосы локализованного пластического течения материала.

Участок ВА кривой т є соответствует моменту перехода с верхнего предела текучести на нижний предел текучести, при этом на образце формируется зона активного пластического деформирования материала. При дальнейшем нагружении область пластической деформации растет, фронт полосы, отделяющий упругую часть от пластической, продвигается вдоль образца в сторону противоположного захвата. Распределение полей продольных деформаций на стадии формирования площадки текучести (участок АС) проиллюстрировано на рисунке 3.29.

Для описания механизмов макроскопической локализации пластического деформирования предложены следующие параметры: єН — деформация, накопленная после прохождения фронта полосы Чернова-Людерса, или высота фронта, 8Ъ— ширина фронта деформационной полосы, vb — скорость распространения полосы локализованного пластического течения по длине образца, а — угол между фронтом полосы и осью Ох (рис. 3.29). На рисунке 3.29 также обозначено расстояние, пройденное деформационной полосой (/), при этом / — общая длина образца.

Распределение продольной деформации на поверхности плоского образца в процессе формирования площадки текучести (участок АС)

При проведении серии механических испытаний на одноосное растяжение плоских образцов алюминиево-магниевого сплава с различными параметрами геометрии отмечено, что место инициирования полосы Чернова-Людерса не оказывает влияния на конфигурацию площадки текучести, а также на скорость распространения деформационной полосы.

Иллюстрация мест инициирования полос Чернова-Людерса В частности, зафиксировано формирование полос как со стороны верхнего или нижнего захватов (рис. 3.30, а и б), так и в рабочей зоне образца (рис. 3.30, в). В последнем случае распространение фронта полосы происходило сначала по одну сторону от места старта, затем по другую сторону. В некоторых случаях возможно одновременное образование двух и более полос Чернова-Людерса, но в настоящей работе при схематическом представлении такой вариант развития неоднородного пластического деформирования рассматриваться не будет.

Независимо от места возникновения полосы Чернова-Людерса, в момент перехода на стадию упрочнения материала (точка С диаграммы у є) распределение полей продольных деформаций становится вновь макрооднородным (рис. 3.31).

Модельное представление о стадийности неупругого деформирования и схематизация процессов локализации пластического течения

Существенное отличие наблюдается для образца с шириной рабочей части 60 = 20,0 мм. Следует отметить, что на кривой kПЛШ t (рис. 4.25)

обнаруживается наличие характерных скачков при инициировании зон активного пластического деформирования, но при этом квазипериодический характер не выражен. На рисунке 4.27 представлена соответствующая серия эпюр є (At = 0,5 с), начало координат установлено в центре рабочей части образца. Модельное представление о стадийности неупругого деформирования и схематизация процессов локализации пластического течения

В главах 3 и 4 настоящей работы приведены опытные данные, характеризующие закономерности механического поведения металлических материалов на стадии запаздывания текучести, а также в условиях проявления эффекта Портевена-Ле Шателье, на основе которых можно рассмотреть некоторое модельное представление о стадиях неупругого деформирования в соответствии с процессами макроскопической локализации пластического течения материала.

Можно выделить наличие 4-х основных стадий, связанных с особенностями развития пластической деформации. I-я стадия — стадия макрооднородного деформирования материала. Как уже отмечалось, процесс деформирования материала до момента достижения верхнего предела текучести материала ( т of), протекает однородно на макроскопическом уровне. Геометрическое представление распределения продольных деформаций на поверхности плоского образца в точке В диаграммы «напряжение-деформация» (рис. 4.28) показано на рисунке 3.28 (раздел 3.3). Основным параметром, характеризующим I-ю стадию, является уровень деформации, накопленной до момента инициирования полосы локализованного пластического течения материала ( ). Средняя величина данного параметра (по серии испытаний) равна єг = 0,13 %.

П-я стадия — стадия возникновения и распространения деформационной полосы Чернова-Людерса. Участок ВА на кривой а є соответствует моменту инициирования зоны активного пластического деформирования материала при переходе с верхнего ( т ) на нижний предел текучести (сг"). При этом высота фронта полосы составила порядка sH=1,26 %. Процесс распространения полосы Чернова-Людерса на стадии формирования площадки текучести (участок AC на диаграмме «напряжение-деформация») характеризуется следующими параметрами: ширина полосы (Sb), скорость её распространения по длине образца (v) и угол между фронтом полосы и осью Ох (а).

Специфическое значение угла на II-й стадии не выявлено. В точке C (рис. 4.28) в момент перехода на стадию упрочнения материала наблюдается повторное выравнивание уровня макродеформации (рис. 3.31 раздела 3.3). Ш-я стадия — стадия возникновения и движения деформационных полос Портевена-Ле Шателье. Стадия упрочнения алюминиево-магниевого сплава (участок CD, рис. 4.28) связана с проявлением эффекта прерывистой текучести. Геометрическая интерпретация механизмов возникновения и развития зоны активного пластического деформирования при распространении одиночной полосы Портевена-Ле Шателье представлена на рисунке 4.29.

На III-й стадии отмечен квазипериодический характер развития неоднородности полей деформаций в процессе прерывистого пластического деформирования, заключающийся в чередовании стадий возникновения локальных зон активного пластического течения материала (инициирование и распространение деформационных полос) и стадий макроскопического выравнивания уровня деформации по образцу.

После прохождения одиночной деформационной полосы Портевена-Ле Шателье в момент времени t = tx уровень продольных деформаций устанавливается на значении є = pl)LC (рис. 4.30). При t = t2 и t = tn уровень є достигает величин є = є(р2рс и є = ЄрІс соответственно.

На III-й стадии механизмы макроскопической локализации пластического деформирования можно описать параметрами: уровень деформации, достигнутый после прохождения полосы Портевена-Ле Шателье (єР%), ширина

IV-я стадия — стадия формирования «шейки» в поперечном сечении образца. На заключительной стадии деформирования (участок DE), стадии разупрочнения материала, неоднородность пластического деформирования проявляется в виде значительного локального сужения в поперечном сечении образца, формируется так называемая «шейка».

Таким образом, предложено некоторое схематическое представление о стадийности неупругого деформирования материала на основе результатов экспериментального изучения пространственно-временной неоднородности пластического течения. Геометрическое описание закономерностей развития макролокализации неупругих деформаций направлено на систематизацию опытных данных и выявление общих особенностей механического поведения металлов на стадии запаздывания текучести, а также в условиях проявления эффекта Портевена-Ле Шателье.

Основные выводы по разделу 4

Проведен анализ эволюции картин полей продольных, поперечных и сдвиговых деформаций, а также локальных скоростей деформирования в процессе испытаний на одноосное растяжение плоских образцов алюминиево-магниевого сплава (АМг2м). Получены опытные данные, характеризующие неоднородность пластического течения в условиях проявления эффекта Портевена-Ле Шателье.

Впервые обнаружен квазипериодический характер развития неупругих деформаций в процессе прерывистого пластического деформирования исследуемого материала. Показано чередование стадий относительного выравнивания уровня макродеформаций по образцу и стадий макроскопической локализации пластического течения.

Проведена оценка влияния геометрических параметров плоских образцов (длина, ширина рабочей части) и скорости внешнего воздействия на изменение коэффициента неоднородного пластического деформирования материала (кплш) в процессе кинематического нагружения испытания, а также на характер распределения уровня продольной деформации по поверхности плоского образца с течением времени (на основе построения серии эпю р Б ).

Предложено модельное представление о стадийности неупругого деформирования и схематизация процессов макроскопической локализации пластического течения материала. Введен ряд параметров, описывающих характер развития неоднородности деформационных картин. Проведена оценка влияния геометрии образцов и скорости внешнего воздействия на рассмотренные параметры.

Похожие диссертации на Пространственно-временная неоднородность процессов неупругого деформирования металлов