Динамика удара - Зукас Дж. А.
Скачать (прямая ссылка):
4>н
0}Ю 0,06
^>0,06 Oflb
tf
о,ог
J 99.999 % Ь 99,995 X
[ 99,995% О \99,999% \о /Об O-O
J060-0 (о /ЮО'О
V^ttOO-O \ о 6061-0
Деформация 6%
2024-ТЗ J^t
' СҐIrt ^f
0,2 ?3 Ofi as
Статическое напряжение c5s, ГПа
Ofi
OtI
Рис. 5.19. Чувствительность алюминиевых сплавов к скорости деформирования.
Л данные работы [70], О данные работы [51], ? данные работы [63], О данные работы [93], V данные
Линдхольма - Йокли (1965) Поведение материалов при высоких скоростях деформации 239
1,6 - о
im
RHA
ЮВ22 /
A-2O6
W- о
1020
300M Ссмещена )
Є =QtO 4
о_ELj_і_і і і_l_
Ю'* ICT3 ICTz IO4 1 JO IO2 Скорость деформации, с ~ 7
IO3 IO4
Рис. 5.20. Влияние скорости деформации на величину напряжения течения некоторых марок сталей.
Для кривой--?--начало оси ординат соответствует 2,34 ГПа, цена деления та же
риалов, если только зависимость напряжения от логарифма скорости деформации, по существу, линейная, в противном случае его величина может зависеть еще от максимума скорости деформации. Иной прием представления данных состоит в использовании двух заданных значений скоростей деформации, одного для динамического, другого для статического испытаний, например IO3 и IO-3C"1 соответственно. Однако тогда надо провести эксперимент при заданной динамической скорости со всеми сравниваемыми материалами.
Как следует из рис. 5.19, для ряда алюминиевых сплавов степень чувствительности к скорости деформации возрастает с уменьшением прочности или повышением чистоты сплава. Даффи [36] сравнивает результаты двух видов испытаний на сдвиг-с постоянной скоростью деформации и со ступенчатым ее изменением (разд. 5.4.3) для ряда материалов. Параметр чувствительности к скорости деформации определяется как разность между динамическим и статическим напряжениями в экспериментах с постоянной скоростью деформации или как разность между пределами текучести после скачка скорости деформации и квазистатическим ее значением в опытах со ступенчатым изменением скорости деформации. Возможно также представление данных в виде графика зависимости напряжения от логарифма скорости деформации для данного уровня деформации или при достижении предела текучести (или предела прочности).
На рис. 5.20 представлены типичные графики для ряда конструк- 240
Г лава 2
ционных сталей, полученные в работе [108] в испытаниях с растягивающим стержнем Гопкинсона. Данные по растяжению алюминия 6061-Т6 приведены в такой же форме на рис. 5.11.
Поведение материалов, подвергнутых динамическому нагружению, широко обсуждалось с различных точек зрения и для различных классов материалов. Металловедческие аспекты чувствительности к скорости деформации рассматриваются в работе [104], где приведены также примеры, иллюстрирующие степень чувствительности к скорости деформации различных металлов и сплавов. Хольцер [65] представил сводную таблицу экспериментальных исследований динамической пластичности металлов за три последних десятилетия при средних и высоких скоростях деформации, проведенных на пластометре, копрах и с использованием разрезного стержня Гопкинсона. В работе [51] дается объяснение наблюдаемого поведения металлов с гранецентрированной кубической решеткой, алюминия и его сплавов, меди, свинца и никеля на базе теории дислокаций. Обзор работ по пластическим свойствам свинца, а также данные по влиянию скорости деформации при сжатии технически чистого свинца представлены в работе [101]. Известные публикации по влиянию скорости деформации при повышенных температурах представлены в работе [32], причем количественная информация дана в виде графиков и таблиц. Динамические свойства большого числа материалов, полученные в экспериментах на растяжение с использованием стержня Гопкинсона, сравниваются в работе [109] с квазистатическими свойствами. Читатель может обратиться также к трудам различных симпозиумов и конференций, цитированным раньше.
Результаты различных исследований, в которых использовались различные, а иногда и одинаковые экспериментальные методы, не всегда согласуются друг с другом. В течение нескольких лет продолжалась дискуссия о пределах чувствительности к скорости деформации металлов, особенно в диапазоне ее значений IO3-IO4 с" 1. Именно в этом диапазоне могут нарушаться основные предположения относительно условий динамических экспериментов, такие, как существование одноосного напряженного состояния, пренебрежение радиальной инерцией, однородность напряжения и деформации по образцу и отсутствие влияния распространения волн. В качестве примера рассмотрим результаты экспериментов по влиянию скорости деформации на свойства меди (рис. 5.21), из которых следует, что при скоростях, деформации около IO3C"1 значения напряжения, полученные в некоторых исследованиях, значительно превышают квазистатические. Согласно данным Линдхоль-ма [92] по высокочистой меди (рис. 5.22), рост напряжения течения незначителен или вообще отсутствует до скоростей деформации около IO5C"1. Следует отметить, что в отличие от других исследователей Линдхольм обращал особое внимание на выдерживание в экспериментах отношения длины к диаметру при достижении максимальных скоростей деформации.
