Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме




Скачать 11,06 Kb.
НазваниеМатериаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме
страница7/9
Дата03.02.2016
Размер11,06 Kb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9

3.6. Комментарии механика




Как видно из предыдущего, нагрев и деформирование являются мощными средствами воздействия на структуру, а следовательно, и свойства материала. Материаловеды целенаправленно используют эти средства для достижения главной своей цели  получить материалы с заданными свойствами. При этом, когда речь идет о термобработке, обычно всегда четко и в деталях оговариваются все условия термообработки: закон изменения температуры, продолжительность термического воздействия, условия нагрева и охлаждения (вакуум, воздух, вода и т.д.). Другими словами, история термического воздействия всегда тщательно протоколируется. В этом легко убедиться, если наугад открыть любую материаловедческую статью.

В отличие от термообработки, механическое воздействие на материал в материаловедческих работах принято описывать гораздо менее строго; обычно ограничиваются словесным описанием типа “прокатали”, “осадили” и т.п. Для того чтобы наглядно продемонстрировать, почему этой информации недостаточно, рассмотрим следующий пример. Если в статье говорится о том, что материал отжигался при 900С в течение 1 ч, имеется в виду, что распределение температур было в течение 1 ч однородно по всему объему образца. Введем в рассмотрение следующую интегральную меру термического воздействия на материал: =Tt, где Т  абсолютная температура и t  время отжига. Единицей измерения для параметра  будет “градусо-час”. Тогда можно утверждать, что для отжига при 900С в течение 1 ч величина параметра  будет равна 1 173 градусо-часа. Если тот же материал отжигать при температуре 587С в течение 2 ч, то величина параметра  будет точно такой же, однако очевидно, что такое воздействие не эквивалентно отжигу в течение 1 ч при температуре 900С. Точно так же и описание деформационного воздействия на материал, ограниченное словами типа “осадили на 60%”, или “прокатали на 50%” для механика содержит очень мало информации.

Таким образом, механику важно, говоря “материаловедческим” языком, четко знать все характеристики деформационной обработки материала. На “механическом” языке это означает: механику важно знать вид характерной траектории деформации или вид нагружения, историю нагружения. Ниже излагаются некоторые сведения из механики, которые могут оказаться полезными при описании деталей механического воздействия на структуру материала.

3.6.1. О теории упругопластических процессов Ильюшина



А.А. Ильюшин [30] разработал теорию упругопластических процессов, которая может служить основой для классификации и “протоколизации” методов деформационной обработки материалов. Изложенное ниже имеет своей целью познакомить читателя в самых общих чертах с геометрическим аппаратом теории Ильюшина, который позволяет дать наглядные образы истории нагружения и, как следствие, “запротоколировать” детали деформационной обработки материала.

Для простоты будем рассматривать только изотермические процессы. Процесс нагружения в некоторой точке M тела в общем случае определяется либо заданием 6 компонент тензора деформации в виде 6 независимых функций времени t

ij = ij(t), (3.6.1)

либо заданием 6 компонент тензора напряжений

ij = ij(t). (3.6.2)

В первом случае говорят, что процесс задан в пространстве деформаций, а во втором  в пространстве напряжений. Возможны и другие, способы задания процесса  комбинированные.

Наиболее удобным и практичным является задание процесса в пространстве девиатора деформаций eij(t), при котором задаются 6 функций времени eij(t), связанные соотношением eii=0. В качестве шестой независимой функции задается зависимость гидростатического давления от времени p=p(t). А.А.Ильюшин предложил в случае, когда можно принять условие несжимаемости (а это в теории пластичности делается очень часто), вместо шести зависимых между собой функций времени eij(t) задавать 5 независимых функций эi(t) (i=1,2,3,4,5), причем так, чтобы преобразования были взаимно-однозначными линейными и второй инвариант девиатора деформаций был тождественно равен сумме квадратов функций эi(t):

eijeij = э2 = эlэl (i,j=1,2,3; l=1,2,3,4,5). (3.6.3)

Процесс нагружения в точке тела определяет вектор деформации плюс давление p(t), причем конец этого пятимерного вектора описывает определенную кривую, которую называют траекторией деформации.

Подобно тому как направление вектора определяется единичным вектором , также говорят о направлении тензора Tij, характеризуя его свойства направляющим тензором Tij/(Tmn Tmn)1/2. Направляющий тензор деформации Eij=eij/э взаимно однозначно определяет единичный вектор деформации .

А.А.Ильюшин ввел понятия о векторных и скалярных свойствах материала. Как показано выше, процессы деформирования и нагружения могут быть изображены векторами в соответствующих пространствах (напряжений, деформаций). Те свойства материала, которые записываются в виде соотношений между направлениями этих векторов, А.А. Ильюшин называет векторными свойствами материала. Соотношения между инвариантами тензоров (величинами векторов) называются скалярными свойствами среды (точнее надо говорить о векторных и скалярных свойствах определяющих соотношений среды, а не самой среды).

А.А.Ильюшин ввел также понятия о простом и сложном нагружении. Нагружение называется простым в случае, если направляющий тензор Eij не зависит от времени и, значит, изменение тензора деформации в соответствии с формулой

ij = eij + эEij (3.6.4)

происходит только за счет изменения во времени объемной деформации e и модуля вектора деформации э. Единичный вектор деформации остается постоянным, т.е. траектория деформации в пространстве Ильюшина для простого нагружения есть прямой луч, выходящий из начала координат. Длина дуги траектории деформации при этом равна модулю вектора деформации э. Очевидно, что, чем "криволинейнее" траектория деформации, тем сложнее процесс. В общем случае длина дуги траектории деформации равна интегралу по времени от второго инварианта девиатора скоростей деформаций (корень квадратный из суммы ijij ). Кривизна траектории деформации является математической мерой сложности процесса деформирования.

Как отмечено во введении к этому параграфу, материаловеды всегда в своих работах очень четко оговаривают характер температурного воздействия на материал. Механику настолько же важно знать вид траектории деформации в каждой точке деформируемого тела, как материаловеду всю историю термического воздействия на материал в каждой его точке в течение всего времени термообработки. При отжиге материала принимаются все возможные меры для обеспечения однородности температурного поля во всем объеме обрабатываемой заготовки. Аналогичным образом и деформационное воздействие на материал должно осуществляться по возможности в условиях однородного или четко контролируемого (вычисляемого) напряженно-деформированного состояния. Слово “прокатка” ничего не говорит, это сложнейший процесс. Чтобы ответить на вопрос, какие траектории деформации реализуются при прокатке (или осадке), необходимо решить сложную краевую задачу. Если напряженно-деформированное состояние в испытываемом образце неоднородно, необходимо разработать методы расшифровки полученных результатов, которые позволили бы получить вид траекторий деформации для характерных точек деформируемого тела.

Все эти задачи могут быть решены в рамках теории упругопластических процессов Ильюшина. Такой подход дает возможность четко классифицировать виды механического воздействия на структуру материала, ввести количественные характеристики меры сложности такого воздействия, предложить принципы подхода к построению определяющих соотношений и др.

Несколько лет назад А.А. Ильюшин обратил внимание материаловедов на необходимость исследования роли сложного термомеханического воздействия на материал в изменении его микроструктуры. Эта идея дала толчок развитию систематических экспериментальных исследований корреляции между историей нагружения материала и изменением его структуры. В следующем разделе дано краткое описание первых результатов, полученных на этом пути.

1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме icon-
Современная Русская публицистика не обходит вниманием "украинскую тему". Однако, касаясь тех или иных ее частных сторон, с загадочным...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconК урокам обобщения по русскому языку
Процесс обучения представляет в настоящее время сложную, методологически развивающуюся деятельность в системе «ученик – учитель»,...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме icon«Развитие эмоционально чувственного опыта у детей через театрализованную деятельность»
«Все дети, решительно все, рождаются талантливыми в той или иной области искусства. Бездарность ребёнка всегда результат воспитания,...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconНаучный метод исследования религии
Наука же в своих исследованиях религии опирается на эмпирический материал, фактические данные, полученные на основе непосредственных...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconПредисловие от переводчиков
Для множества фигурирующих в книге Гейтса понятий в русском языке еще нет устоявшихся терминов, и мы оказались вынуждены взять на...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconПредварительные усилители и фильтры
Эти решения защищены не только патентами. В них используют заказные микросхемы, маркировка типовых элементов уничтожается, принципиальные...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме icon«Преемственность в работе доу и школы» (2ч)
Преемственность- это специфическая связь м/у разными этапами развития, сущность которой состоит в сохранении тех или иных элементов...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconЗадача годового курса (40 лекций + 40 семинарских занятий) ознакомить слушателей с теоретическими основами современной механики деформируемого твердого тела (мдтт),
Мдтт, показать единое целое механики конструкций и механики материалов, задачи моделирования, технологических задач, оптимального...
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconЗначимость конфессиональных отношений в стабилизации современных социальных процессов
Она может выступать как фактор возникновения, формирования и легитимизации тех или иных форм социальных действий, социальных отношений....
Материаловеды и механики живут какой-то обособленной жизнью. Причина отсутствия взаимодействия кроется не в характере тех или иных ученых и не в снобизме iconПаспорт проекта наименование проекта
И теперь возникла большая необходимость её заполнить. Наше сегодняшнее желание знать, какой же была народная игрушка, как ею играли,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница