2.3.Виды деформированного состояния

Пластичность металлов и сплавов помимо температуры зависит от характера напряжённого состояния. Основным признаком пластической деформации является необратимое изменение формы тела под действием внешних сил без нарушения его сплошности.

Различают три вида деформированного состояния малого объёма тел:

1. Растяжение – вдоль одной из главных осей деформации наблюдается удлинение, вдоль двух – укорочение.

Если две отрицательные деформации равны, то это деформированное состояние называется простым растяжением (рис. 2.3, а).

2. Сжатие – по одной оси – укорочение, вдоль двух – удлинение. Если две положительные деформации равны, то такое состояние называется – простое сжатие (рис. 2.3, б).

3. Сдвиг – деформирование вдоль одной оси нет, вдоль второй – укорочение, третий равное ему удлинение – это может быть чистый и простой сдвиг (рис. 2.3, в).

Чистый сдвиг – равномерное укорочение вдоль одной оси и равномерное удлинение вдоль другой перпендикулярной к первой. Квадрат превращается в конгруэнтный ромб при неизменном объёме тела (рис. 2.3, г).

Простой сдвиг – деформация заключается в смещении всех точек тел и в направлении параллельном одной оси на расстоянии пропорционально расстоянию точки тела от этой оси в направлении второй оси (рис. 2.3, д)

1, 2 – вид деформации (растяжение, сжатие) – относится к объёму деформированного состоянию, 3 – к плоскости деформированного состояния.

а) б) в)

г)

д)

Рис. 2.16. Виды деформации (а – простое растяжение, б - сжатие,

в – сдвиг, г – чистый сдвиг, д – простой сдвиг)

Розенберг А.М. предложил формулы для определения деформированного состояния. Деформирование простого сдвига рассматривал Клушин М.И. Расстояние (при простом сдвиге) называется абсолютным сдвигом. Мерой деформации простого сдвига является относительный сдвиг, равный отношению абсолютного сдвига к стороне квадрата:

.

Теоретически относительный сдвиг равен тангенсу угла наклона сторон квадрата к оси OZ,то есть .

Клушин И.И. показал, что главные истинные деформации при простом сдвиге:

,

где - главная деформация удлинения в направлении первой главной оси, алгебраически наибольшая;

- главная деформация укорочения в направлении второй главной оси, алгебраически наименьшая. При простом сдвиге она равна нулю;

- главная деформация в направлении третьей оси, алгебраически средняя.

Истинный сдвиг, равный разности истинных деформаций, равен относительному сдвигу:

.

Характерной особенностью деформации простого сдвига является не монотонность.

В процессе деформирования (напряжение при резании) – все новые волокна материального тела пересекают направляющие главных осей, получая на каждой стадии деформации максимальное удлинение и укорочение.

В теории пластических деформаций для сравнивания различных процессов деформирования пользуются так называемой интенсивностью деформаций:

.

Так как при простом сдвиге: , , то , учитывая что , то получается, что интенсивность деформации простого сдвига можно определить по формуле:

.

Удельная работа пластической деформации:

При простом сдвиге или если выражается через главное касательное напряжение, то:

или