Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Прогнозирование прочности и анизотропного состояния деформированных конструкционных материалов

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.31 Mб
Скачать

скости разрушения происходит немедленно после разрыва волокна без дальнейшего роста приложенного усилия. Необходимым услови­ ем для внутреннего шейкообразования в неподдерживаемых волок­ нами матричных перешейках является выполнение неравенства, об­ ратного (7 .7 ):

 

ё Л/(2 А )< (« в /(2 А ))К /0 -|'в)+1].

(7.8)

Заметим,

что математическое выражение этого механизма де­

формации для

случая, когда Gn/(Zk) много меньше цравой части не­

равенства (7 ,8 ), представляет собой большие трудности,

так как

з а пределами длин переноса усилия происходит частичная разгруз­ ка волокна после разрыва. При этом должны возникать сжимающие напряжения в примыкающей области матрицы, что порождает допол­ нительные затруднения при вычислении величины упругого отскока волокна и геометрии неподдерживаемых волокна® матричных пере­

шейков. Следовательно, предложенная в работе [165]

модель не

столь проста для инженерных расчетов, как кажется

на первый

взгляд и з -за

ее геометрической наглядности.

 

Тем не

менее остальная часть работы [165] содержит подроб­

ный анализ трех основных видов пластической деформации матрицы

на

базе

предложенной модели:

 

 

а)

однородного пластического течения с неразрушенными во­

локнами-;

 

 

 

б)

течения между волокнами по длине переноса усилия, ког­

да

матричные перешейки могут выдержать возросшее напряжение

вслед за

разрывом волокна;

 

 

в)

локализованного шейкообразования неподдерживаемой

во­

локнами матрицы в области упругого отскока разорвавшегося

во­

локна.

Анализ плоскопластической деформации выполняется геометри­ ческим методом Прагера с помощью полей линий скольжения. Пра­ вильность получонинх расчетом полей линий скольжения в заклю­ чительной части работы [165] подтверждается сравнением с экс­ периментальными наблюдениями пластических зон в обраэцах ком­ позиционного материала Си.(матрица) - W (волокна), содержащих разрушенные волокна.

§ 7 . 4 . Пдоскопдастическая деформация путем скольжения о упрочнением при прокатке композиционного материала

Как и для случая слабой анизотропии, рассмотрим инкремен­ тальный акт скольжения с£Тл в направлении л , вызывающий изме­ нение сопротивления сдвигу с&м. в различных направлениях п г.

Приращение сопротивления сдвигу в произвольном направле­ нии ль в результате происходящего по закону парности касатель­ ных напряжений одновременного сдвига прослоек материала в двух

перпендикулярных друг другу направлениях и Ь

можно

выра­

зить той же функцией (3 .1 ),

что и для слабо анизотропного

ма­

териала. Но при сильной исходной анизотропии нельзя

полагать,

что dTnii*idYl . Положим, что

отношение фактически

происходящих

сдвигов сСГЛ и о !)

обратно пропорционально

пределам

текучести на

сдвиг в направлениях п, и

I

, т .е .

 

 

 

 

 

д Д у

 

или

 

 

 

 

 

dTb = * тя,

*т1

 

 

 

 

'

 

 

 

Тогда вместо

соотношения (3 .2 ) получим для суммарной

де­

формации сдвига в

направлениях а и I следующее равенство:

 

 

/ » + ; & d r * ’

 

 

(7 -9>

 

 

г

п

 

 

 

 

где по (3 .8) при

т - 4 с

учетом уравнения

(ЗЛО )

 

 

 

W [^ ^ ( f +#- * .)+ TJ

+«-*„)*

х“ 8'(т+е_^)+7 »sin'*(|-+e-*.)J’,/*;

ЫТЛ вычисляется по формуле

(3 .3 ), а лц/Ш ) определяется со­

отношением (3 .9 ) также при

« - = 4 .

 

 

Прежде

чем подставлять

з н а ч е н и я ^

и*** в

(7 .9 ), следу­

ет выполнить тригонометрические преобразования:

 

С054^ + д - Ф о) »

 

 

 

 

=-^[1±Яв1<г2.(0-Фе)+ Sin* 2.(9-$,)]*,

(7Л 0а)

sln * (f + 9~*в) С0&2(^"+ 5-Ф0) = [jr+ J

2(е-Ф0)]х

 

х ["Щ-~-г^1п.2.(0-фв>]*,-^^4-9АИ?2(в-Фо')].

(7.106)

С учетом этих соотношений

 

 

 

Хт1

 

 

 

 

Поскольку

sLa(?i/4)»C03(*r/4)«H/i£ и sin*(я/4)= cos* fa /^ sin fa A )*

хсо&а(я/ 4 ) и А .

то 0 /4 )[1 /7 2+/1<,/(и)+1/1д]«1/<5^д . Тогда по­

лучим

 

 

 

й

( ^ _ / г) т г ( 6 ^ « )+ т ( 7 Г -

7 г + 7«)5‘п-! г ^ ‘ ',|“)

T ft 5 ^ + ‘в

^

5" ^ ) 81П'2 (в Ч ',) + 4 ( 7?

" ^

•Я/*»

 

 

 

agj + ( ^ - г5) stn-^(e-*»)+T f(^ "7 f'+7r)sln’a2(8"*o)

С

Полагая, что с учетом соотношения (3.25) всегда будет выпол­ няться неравенство

i

т ( 4 2" 7 2) 5'л 2 ( в ~#“)>> \ (,f‘/ 2 - ~ITJJ + i i ) SLn'1^ ^

в пренебрегая поэтому последним членом о знаменателе полученно­

го

выражения для

/* т I

а в числителе прибавляя и отнимая

i /

б£/ч,

получим

приближенное выражение

 

 

f

 

 

*?*.

+

 

 

з 2,

 

 

*т£

-------

 

 

 

+

а (г* ~ 7« )в л г(в -Ф 0)

 

 

5

^ 4 ( я ~ Т

^ ) зС а2(6- ф»)

Тогда, подставляя его в уравнение ( 7 .9 ) , после простых преобразований имеем

 

Г

- ^

г —

Г

 

 

/ i

А

\

1 -« /2

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бели

заменить

бх/ц его выражением по

(3 .25) и ввести

 

параметр

Ъ по

(3 .3 0 ),

то

будем иметь

окончательно

 

 

 

 

 

Ф

“т£

- v2 О

6 sin,г (в - ф„)]',й

 

 

(7 м )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

(7 .9 ),

(7 . I I )

и

(3 .3 )

в

выражение

для

приращен

ния сопротивления сдвигу (3.1)»

получим для сильно

анизотроп­

ного материала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a>)<p(M)<£0.

 

(7.12)

Чтобы получить решение на основе того же математического

метода, который применен к

случаю слабо анизотропного материа­

л а, введем для момента

t ,

когда вместо Ф0 будет

ф1

,

функцию

интенсивности

сдвига

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 6sui2(9-*,)]'№

 

 

(7-13)

и то щ а вместо

(7.12) будем иметь выражение

 

 

 

d S ~ ~ W

(7.М>

Полное сопротивление сдвигу в направлении т в момент ^

будет

выражаться с учетом

(3 .9)

уравнением

 

 

 

 

 

4>*if В *

 

 

 

7

+

 

 

 

xcose( f +8^ ) +р

^ ( т

+в»'4')]

 

-р,(0

 

(7.15)

 

 

 

 

 

 

 

а условие квазистатического равновесия для направления ль

 

й Л

, <>-**.<**, О»

 

 

(7.16)

где значение т Л ( б0 ,< ) определяется выражением

(3 .1 5 ),

Следо­

вательно, учитывая тригонометрические

соотношения (7.10) и вво­

дя выражение функции анизотропного упрочнения по

(3 .4) с

уче­

том (3 .2 3 ), можем получить

условие

квазистатического равнове­

сия в виде равенства

 

 

 

 

 

 

 

- 7=-( —~ [н+2 sin. г (вв-Ф4) + slri22 (V ^ )]+ P — -— ~

+ -Ц

 

Vb l4 J * L

0

4/

e

U1

\j* j*

j*

Кг)

 

(7 [1-sin.22(e(,-ill)]+ ^ r [basla2(81-?.()+sln?2(6r 4.())l',/'

см »

,

 

 

 

 

 

 

Y%fb j

(le-A l

 

 

=Тсо$г(^-Ф,)г

 

 

или после приведения подобных членов

Пренебрегая членами со вторыми степенями синуса и вводя b по формуле (3 .3 0 ), получим

Z_

V5 ( ^ + ^г)' [*+4»‘т2(в,-Ф ,)]'^г+

Лакее

можно определить функцию интенсивности сдвига (бг£)

и параметры

к , к ,,

полярной функции анизотропного

упрочне­

ния, следуя тем же путем, что и при решении аналогичной

задачи

для слабо анизотропного материала (главы 3 , 4 ) . Однако при этом можно получать лишь частные решения для каждой конкретной моде­ ли материала с индивидуальным набором упрощающих допущений, вво­ димых для преодоления чисто математических трудностей.

ntkij

1334

1333

1400

1401

1402

1403

1404

1405

1406

1410

1411

1412

1413

1414

1415

1416

1420

1421

1422

1423

1424

1425

1426

1450

1431

1432

1433

1434

1435

1436

 

 

 

 

 

К б )

 

 

 

 

-19008

 

 

 

 

10368

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1276*

 

-(27096*

-

990 6* )

 

 

570366 -

1996*

-(99286* + 90056® - 51846* )

68796640 -

641526s + 155526®

547566*

- 505446<0

+ И6646*

 

 

 

 

 

- I I

 

 

 

-(416я

— 146

)

75656*

- 223264 -

286

-(77206® - 100386* + I7262 )

- ( 113486s

+ «0526®

-

247026* + 29936я )

-(63225640

-

1280716s

+ 613546 е - 89796* )

126450640

- I02I336*

+ 202026®

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

2836я -

349

-(69686* - 20316я - 166 )

23406® -

24446* + 9346я + « 0 8

182526* + 542876® - 738006* + 141566я + 432

-(730086s - 336966® - 244086* + 9072 6я ) 730086s - 336966® + 9726*

-1 5

-( « 8 6 я - 420) 21616* + 3396я * 1623

(167526* - 56I62 - 3223)

459336* - 70676я - 5929

-(25939 6* - 91036е - 1496) 194546* - 67346я

jnkij

1440

1441

1442

1445

1444

1445

1446

1500

1501

1502

1505

1504

1505

1506

1510

1511

1512

1513

1514

1515

1516

1520

1521

1522

1523

1524

1525

1526

1530

1531

 

К б)

 

 

 

 

4

 

 

 

 

-136

 

 

 

 

И 3 2

 

 

 

-3960

 

 

 

 

5844

 

 

 

-2736

 

 

 

 

1296

 

 

 

38

 

 

 

3286*

 

-(5088 bM -

1746B* )

И 7 4 0 6 8 -

5300**

 

 

28006е

 

-(281836*°-

И 97268 )

194546*2 -

89796*°

 

 

-186

 

-(1050 6* - 366

)

169546* - 100046*

+ 66

-(305586® -

282146* + 46086* )

-(2304 68 4 4321266 )

224646*° - I13I846® - 3801666

 

898566*°

-

388806®

 

 

 

368

 

12946*

-

1392

 

-(185926* - 139386е + 26 )

 

269326 е - 365726* + 30266* 4- 10988

 

II6 I6 6 6 4* II2646*

 

 

79312 68 - 1661066е + 359156*

1556316* -

598586е

 

 

 

-350

 

 

-(6886* -

2096)

 

mkij

1532

1533

1534

1535

1536

1540

1541

1542

1543

1544

1545

1546

1550

1551

1552

1553

1554

1555

1600

1601

1602

1603

1604

1605

1606

1610

r(6)

108486* - 38866е - 1750

-(7488Ьв + 28666* - 27646й + 2230)

-(440646е - 262946* - 848662 ) 898566е - 915846* + 46086*

1198086® - 345606*

 

170

 

1386* -

1426

 

-(21606* + 6646* -

3904)

172926* + 43246* -

5992

-(5 1 8 7 6 6 * -

37686* -

8352)

346846* - 239446* - 5320

345846*

 

-32

 

544

 

-3360

 

 

9728

 

 

-7552

 

 

4608

 

 

152

 

 

-13656*

 

51206*

 

-102406е

 

115206е

 

-6912 640

 

17286*

 

-394

 

 

5912 6* -

1577

 

-(176966* - 118246* )

266046 е -

354716*

 

-(199536е -

53207 6е )

Соседние файлы в папке книги