Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Теорія пластичності



Теорія пластичності - розділ механіки суцільних середовищ, завданнями якого є визначення напружень і переміщень в деформівній тілі за межами пружності. Строго кажучи, в теорії пластичності передбачається, що напружений стан залежить тільки від шляху нагружения в просторі деформацій і не залежать від швидкості цього навантаження. Облік швидкості навантаження можливий в рамках більш загальної теорії в'язкопластичного.

Теорія пластичності металів і полімерів знайшла широке застосування в машинобудуванні, де часто доводиться розглядати деформацію деталей і заготовок за межами пружності, що дозволяє виявити додаткові міцнісні ресурси конструкції. В технологічних процесах виробництва деяких елементів конструкцій передбачені спеціальні операції, що дозволяють шляхом пластичного деформування підвищити несучу здатність деталей в межах пружності. Теорія пластичності грунтів та гірських порід застосовується в геології а також у проектуванні споруд.

Перші роботи з теорії пластичності були виконані в сімдесятих роках XIX століття Сен-Венаном і Леві, яким належить створення одного з варіантів теорії пластичності, а також отримання основних рівнянь завдання плоскої деформації. У 1909 р. була опублікована робота Хар і Кишені, в якій була зроблена спроба виведення основних рівнянь теорії пластичності з варіаційного принципу. У статті Мізеса ( 1913 р.) система рівнянь Сен-Венана-Леві була доповнена іншим умовою пластичності, яке дещо раніше було отримано Губером. Генки, Прандтлем і Мізеса були отримані основні рівняння різних варіантів теорії пластичності і рішення задачі плоскої деформації. У 20-х роках XX століття в ряді робіт були опубліковані результати експериментальної перевірки різних гіпотез і наведені рішення задач теорії пластичності.



Деформаційна теорія пластичності

Деформаційна теорія активно розвивалася академіком А. А. Ільюшиним. В рамках деформаційної теорії пластичності тіло ідеалізується як нелінійно пружне. Зокрема, для заданого деформованого стану, напружений стан не залежить від конкретного шляху нагружения в просторі деформацій.

Переваги теорії полягають в її простоті і можливості прогнозу максимальних зусиль в умовах монотонного пропорційного навантаження.

Недоліки теорії полягають в її незастосовність в разі зміни знаку навантаження а також у випадку складного навантаження. Теорія не придатна для опису наступних феноменів:

- ефект гістерезису,

- Локалізація деформацій (зокрема, шейкообразованіе),

- ефект Баушінгера,

- Залишкові напруги,

- Распружініваніе.

З розвитком обчислювальної техніки і чисельних методів механіки суцільних середовищ, деформаційна теорія була витіснена більш досконалої теорією типу течії.



Теорія типу течії

У рамках теорії типу течії, тензор деформацій розділяється на пружну і пластичну складові. При цьому напруги описуються однозначною Функ пружних деформацій, а прирости пластичних деформацій або швидкостей пластичних деформацій залежать від напруги. При формулюванні визначальних співвідношень існує велика свобода вибору між різними підходами.

Переваги теорії типу течії полягають в її універсальності. Деякі моделі пластичності, побудовані в рамках цієї теорії, придатні для адекватного опису наступних феноменів:

- ефект гістерезису,

- ефект Баушінгера,

- Залишкові напруги,

- Распружініваніе.

За допомогою відповідних моделей можливе визначення моменту локалізація деформацій. Більш того, моделі цієї групи допускають узагальнення для врахування наступних ефектів, які спостерігаються при пластичних деформаціях: - в'язкість, повзучість та релаксація, - пошкоджуваність матеріалу і втомне руйнування, - нагрів матеріалу і залежність пластичних властивостей від температури, - зміна текстури.

В даний час активно ведуться роботи по створенню моделей теорії пластичності для металів з пам'яттю форми, а також моделі, що враховують зміна мікроструктури (мельченіе зерна, еволюція дислокаційних структур) при інтенсивній пластичній деформації.

Загальні недоліки:

- Для калібрування моделей, що враховують велику кількість ефектів, потрібне проведення численних і складних експериментів.

- У разі великих деформацій, поділ деформації на пружну і непружну складові не може бути проведено однозначним чином.

На сьогоднішній день, переважна більшість моделей пластичності, пропонованих сучасними комерційними розрахунковими комплексами, є моделями типу течії. Ці моделі добре поєднуються з методом кінцевих елементів (МКЕ), що є стандартом у практиці інженерних розрахунків на міцність.



Теорія пластичності типу ковзання

Починаючи з 50-х років в СРСР отримує розвиток теорія пластичності, заснована на концепції ковзання.

На думку деяких дослідників, ця теорія має ряд істотних переваг в порівнянні з "класичними" теоріями пластичності. Так, експериментальне визначення поверхні плинності вимагає точної фіксації моменту виникнення пластичної деформації, що насправді неможливо здійснити. Тому при побудові теорії пластичності природніше виходити не з умови пластичності (поверхні плинності), а з залежностей між напруженнями і деформаціями, які дає експеримент. Такий підхід, що розвивається А. А. Ільюшиним протягом трьох десятиліть, доповнюється побудовою спрощеного механізму пластичної деформації ("ковзання"). У цьому напрямку відомі роботи радянських академічних шкіл В. В. Новожилова, Є. І. Шемякіна, М. Я. Леонова.


Література

Спеціалізованим науковим журналом з теорії пластичності є International Journal of Plasticity

Крім того, прикладні питання формування обговорюються в спеціалізованому журналі International Journal of Material Forming

Роботи з теорії пластичності, серед інших робіт з механіки, публікуються у ряді російських журналів більш широкої спрямованості: Прикладна Механіка і Технічна Фізика, прикладної математики і механіки, Механіка твердого тіла

Основні розділи
Геометрична оптика Фізична оптика Хвильова оптика Квантова оптика Нелінійна оптика Теорія випускання світла Теорія взаємодії світла з речовиною Спектроскопія Лазерна оптика Фотометрія Фізіологічна оптика Оптоелектроніка Оптичні прилади
Суміжні напрямки Акустооптика Крісталлооптіка
Загальна (фізична) акустика Геометрична акустика Психоакустика Біоакустики Електроакустика Гідроакустика Ультразвукова акустика Квантова акустика (акустоелектроніка) Акустична фонетика (Акустика мови)
Прикладна акустика Архітектурна акустика ( Будівельна акустика) Аероакустіка Музична акустика Акустика транспорту Медична акустика Цифрова акустика
Суміжні напрямки Акустооптика
Класична радіофізика Квантова радіофізика Статистична радіофізика
Теорія атома Атомна спектроскопія Рентгеноспектральний аналіз Радіоспектроскопія Фізика атомних зіткнень
Прикладна фізика
Термодинаміка газів Термодинаміка розчинів
Фізика плазми Фізика атмосфери Лазерна фізика Фізика прискорювачів
Пов'язані науки Агрофізика Фізична хімія Математична фізика Космологія Астрофізика Геофізика Біофізика Метрологія Матеріалознавство
Див також Кібернетика Синергетика Нелінійна динаміка
Портал "Фізика"



Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Теорія пружності та пластичності
Теорія
М-теорія
Теорія
Теорія 4P
Теорія (логіка)
Теорія Реджо
Теорія всього
Теорія геосинкліналей
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru