Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зукас Дж. А. -> "Динамика удара" -> 76

Динамика удара - Зукас Дж. А.

Зукас Дж. А., Николас Т., Свифт X. Ф., Грещук Л. Б. Динамика удара — М: Мир, 1985. — 296 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaudara1985.djvu
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 114 >> Следующая


можно построить графики напряжения и деформаций в зависимости от времени. На рис. 5.4 представлена зависимость безразмерной деформации e*/v* от безразмерного времени т в произвольной точке ? стержня. Пунктирной линией обозначена осредненная деформация стержня, которая получается делением полного смещения конца стержня на его длину. На рис. 5.5 показаны нормированные по отношению к Ev* напряжения на концах стержня. Как видно из обоих рисунков, напряжения и деформации формируются в результате многократных отражений волн от концов стержня. Заметим, что математическая задача решается в предположении мгновенного скачка скорости при t = 0, тогда как обычно скорость устанавливается за конечное время из-за несовершенства удара или по мере разгона захвата машины. Тем не менее если





____J

3 4 г

Рис. 5.5. Безразмерные напряжения на концах стержня в зависимости от времени.

/-закрепленный конец, 2 - нагружаемый конец Поведение материалов при высоких скоростях деформации 205

в течение всего времени нагружения число отражений велико, то переход к осредненным значениям напряжения и деформации представляется оправданным. Если общее время нагружения мало, то за это время может произойти лишь малое число отражений. В этом случае необходимо рассматривать отдельно каждое прохождение волны и осред-ненными значениями пользоваться нельзя. Анализ зависимости деформации от времени (рис. 5.4) показывает, что осредненная скорость деформации отличается от реальной, если в течение всего времени нагружения число отражений мало. В этом случае скорость деформации может возрасти до больших значений, определяемых малым временем нарастания приложенной скорости. Скорости деформаций порядка IO5 с-1, приводимые в литературе, за исключением случаев очень коротких образцов, обычно относятся к скоростям, достигаемым на фронте распространяющейся волны. В приведенном анализе предполагалось, что материал линейноупругий и что конец образца нагружается мгновенно. Кроме того, для определения числа отражений и времени прохода волн бралась скорость распространения упругой волны. При деформировании материала в пластической области скорость пластической волны может быть на порядок величины меньше.

Для примера рассмотрим стальной стержень длиной 25 мм. Для стали с = 5 • IO3 м/с и E = 200 ГПа. При ударе в нагружаемом конце возникает напряжение a = рcv0, поэтому при скорости удара 2,5 м/с амплитуда напряжения в первом импульсе равна 100 МПа, а средняя скорость деформации 100 с"1.

5.1.3. ИСПЫТАНИЯ ПРИ СРЕДНИХ СКОРОСТЯХ ДЕФОРМАЦИЙ

Существуют различные типы машин, на которых можно проводить испытания при средних, или промежуточных, скоростях деформации, задавая скорости движения захвата порядка 1 м/с и выше. На таких машинах возможны опыты на растяжение или сжатие со скоростями деформации до IO2 с'1. Гидравлический или пневматический привод быстро разгоняет до постоянной скорости массивную систему, включающую захват, так что в течение нагружения образца скорость захвата остается постоянной. При использовании гидравлической машины следует оценивать податливость системы нагружения в процессе нагружения образца с постоянной скоростью [25]. Линдхольм, Нэджи и др. [94] использовали гидравлическую машину с нагружающей системой, имевшей максимальную крутильную жесткость, на которой была достигнута скорость деформации сдвига выше 300 с-1. Кручение позволяет получать очень большие деформации без геометрической потери устойчивости, возникающей при растяжении из-за образования шейки. Для сжатия при средних скоростях деформации разработаны различные виды копров. Один из них, вертикальный копер, обеспечивающий достаточно высокие скорости деформации, рассматривается в разд. 5.3.4. Принцип падения груза может быть использован в опытах на кручение: массивный вращающийся маховик передает запасенную энергию при вне- 206

Г лава 2

запном соединении с образцом с помощью муфты сцепления. Такие машины описаны в работах [10, 27]. К недостаткам вертикальных и ротационных копров следует отнести возникающие при ударе вибрации и переходные волны напряжений; по достижении больших деформаций невозможно сохранить неизменной скорость деформации.

Постоянная истинная скорость деформации получается в кулачковом пластометре, основной принцип действия которого был предложен в работе [112]. Энергия, накопленная вращающимся маховиком устройства, используется для привода кулачка с логарифмическим обводом, который передает сжимающую нагрузку на испытываемый образец. Первые эксперименты над свинцовыми образцами с применением пла-стометра проведены Луазу и Симсом [99]; алюминий, медь и сталь при разных температурах испытаны Алдером и Филлипсом [2], причем уменьшение высоты образца на 50% было достигнуто при постоянных истинных скоростях деформации 1-40 с-1. Модифицированный вариант кулачкового пластометра с вращающимся маховиком впервые был использован Хокеттом [60]. На этом приборе, как правило, удавалось получать постоянную истинную скорость деформации 240 с-1. Эксперименты при повышенных температурах вплоть до 0,95 температуры плавления, проведенные на разных материалах со скоростями деформации выше 300 с~ описаны в работе [4]; при этом величины истинной деформации превышали 2. В противоположность одноосному сжатию в этих экспериментах плоская пластина находится в условиях плоского деформированного состояния. Решающим условием проведения эксперимента является выбор подходящей смазки для устранения трения на конце образца и обеспечения одноосного напряженного состояния.
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 114 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed