Спосіб визначення міри ефекту баушінгера в тонколистових металевих матеріалах

Спосіб визначення міри ефекту Баушінгера в тонколистових металевих матеріалах як 3 C s1T 31057 4 sPT 1 де та - границі текучості матеріалу, що був попередньо здеформований шляхом одновісного розтягу у напрямку 1-1 до досягнення eP , відповідно при пластичної деформації одновісному стиску та розтязі у тому ж напряму. При цьому величина sPT 1 знаходиться із C експерименту, а s1T визначається розрахунковим шляхом наступним чином. Як показують експериментальні дослідження [5], що були проведені на сталях феритноперлітного, аустенітного, мартенсітного класів та сплавів на основі алюмінію, титану, міді, поверхня текучості матеріалу, попередньо пластично здеформованого шляхом одновісного розтягу у напрямку 1-1, у площині двовісного навантаження напруженнями σ11 та σ22 зображується еліпсом (див. Фіг.1) ( ) 2 2 2 s11 + s2 - s11s22 (2s11 - s22 )a + a2 - R2 = 0 22 3 3 де а і R - параметри, що характеризують положення центру та розмір поверхні текучості. У випадку недеформованого ізотропного матеріалу 2 sT s T - границя текучості) це 3 (тоді а=0, a рівняння відповідає умові сталості енергії формозмінення [6]. На Фіг.1 точка а відповідає границі текучості R= sPT при одновісному розтязі в напряму 1-1, точка 1 P в - границі текучості s2 T при одновісному розтязі в напряму 2-2, точка с границі текучості при C одновісному стиску s1T напряму 1-1. Підставляючи у вираз поверхні текучості C s11= s1T граничну умову при s22= 0 та розв'язуючи отримане рівняння відносно значення C s1T (приймається знаходимо: абсолютне значення), 3 (R - a) 2 Параметри а та R визначають, підставляючи почергово у вираз поверхні текучості граничні C s1T = P P умови s11 = s1T при s22 = 0 та s22 = s2T при s11 = 0 . З рішення отриманої системи з двох рівнянь отримуємо: ( ) ( ) ; R= 2 a= 2 sPT - sPT 1 2 P 3 s1T + sPT 2 2 ( ) 2 2 sPT + sPT - sPT sPT 1 2 1 2 . P 3 s1T + sPT 2 C З урахуванням значень а та R вираз для s1T набуде вигляду: C s1T = sPT 2 sP + 2sPT 1T 2 P 2s1T + sPT 2 звідки міра ефекту Баушінгера запишеться так: l= P sPT s1T + 2sPT 2 2 sP 2sP + sPT 1T 1T 2 Як приклад застосування запропонованого способу, визначимо залежність міри ефекту Баушінгера l від величини пластичної дефрмації eP для тонколистової сталі 20 у випадку одновісного попереднього розтягу первинного зразка, користуючись результатами випробувань [7] на одновісний розтяг вторинних зразків, що були вирізані у напряму первинного розтягу та в перпендикулярному до нього напряму. Відповідні дані наведено в таблиці 1. Таблиця 1 eP , % 0 0,8 1,6 2,9 4,0 5,5 P s1T , МПа 205 215 250 317 339 366 sPT , МПа 2 l 206 203 226 257 270 284 1 0,97 0,88 0,76 0,74 0,71 Значення l , отримані розрахунковим шляхом, порівнювали із аналогічними значеннями, що були отримані під час випробувань круглих зразків, виготовлених із пруткової сталі 20, по схемі розтягстиск (крива 1, Фіг.2) та стиск-розтяг (крива 2) [8]. Як видно, розрахункові точки лежать між кривими 1 та 2, що підтверджує відповідність розрахункових та експериментальних значень міри ефекту Баушінгера. Оскільки для більшості матеріалів вплив схеми навантаження (розтягстиск чи стиск-розтяг) відносно невеликий, то можна вважати, що запропонований спосіб може бути використаний для більш точного визначення міри ефекту Баушінгера в тонколистових початково ізотропних металевих матеріалах, знання якої дозволяє більш повно оцінювати їх механічні властивості. Міра ефекту Баушінгера характеризує працездатність матеріалу елементів конструкцій, які працюють в умовах циклічного навантаження. Джерела інформації 1. ГОСТ 1497-89. Металлы. Методы испытаний на растяжение. М. 1984. 2. ГОСТ 25.505-85. Методы механических испытаний металлов. Метод испытаний на малоцикловую усталость. М. 1985. 3. Шапошников В.А. Механические испытания металлов. М.-Л.- Маш-гиз. 1954, с.70-74. 4. Грачев СВ. Термическая обработка и сопротивление сплавов повторному нагружению. М. - Металлургия. 1976, с.20-29. 5. Бастуй В.Н., Каминский А.А. Прикладные проблемы механики процессов деформационного упрочнения конструкционных металлических 5 31057 материалов. Прикладная механика. 2005, №10, с.12-52. 6. Лебедев А.А. и др. Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии. К. - Издательский дом "Ин Юре", 2003, 27с. 7. Островский А.А. Влияние предварительной пластической деформации на формоизменение кривых предельных состояний. Проблемы прочности. 1973, №6, с.70-73. 8. Талыпов.Г.Б. Пластичность и прочность стали при сложном нагру-жении. Л.- Изд-во ЛГУ. 1968, с.44-46. 6