Прочность металлов
О проекте (Мотивация; технический и научный аспекты)
В предыдущем проекте «экструзия» были выявлены противоречия в традиционном представлении напряженно-деформированного состояния при сжатии. Естественно было предположить, что эти противоречия в стандартных представлениях существуют и при описании других типов нагружения. Базовым для всей теории «Сопротивления Материалов» (Strength of Materials; Material Resistance to Strain) является процесс испытаний на растяжение. Поэтому для анализа был выбран процесс испытаний металлических поликристаллов (Предмет особого интереса для инженеров). Конечно же противоречия в теоретических представлениях о процессе подтвердились. В частности, было выявлено увеличение поверхности при растяжении, в том числе и в пластической области. Это принято, как признак направления необратимого массопереноса – поперечного по отношению к растяжению. Также прямо формулируется соотношение главных (principal) компонент напряжений. Как прямое следствие этого, выявлено неравномерное распределение напряжений по сечению. Попытки установить соответствие ( корреляцию) между напряжениями и деформациями не были удачными. Обрабатывались с помощью аппроксимаци несколько графиков нагружений из известных источников. По результатам был сделан вывод, что нет взаимно однозначного соответствия между напряжениями и деформациями. То-есть: 1) все построения на базе известного графика нагружения – физически некорректны; 2) без раскрытия физической природы процесса пластической деформации никакого прогресса в анализе достигнуто не будет.
Поэтому был выполнен анализ растяжения металлических монокристаллов. [1]. Статья помещена ниже.
В результате анализа – физический механизм пластической деформации металлических монокристаллов определен.
Анонсирована подготовка к решению частной задачи повышения прочности металлов при растяжении (тема проекта).
Анализ пластической деформации монокристаллов при растяжении
Abstract
Boris Nudelman.
Superficial Analysis of Single Crystal Plastic Strain at Tension.
Настоящий анализ выполнен в связи с необходимостью решения противоречий при определении некоторых физических свойств поликристаллов при растяжении. В существующих теоретических представлениях о пластической деформации монокристаллов были выявлены два недостатка. Первый полностью относится к дислокационной теории, характеризуется весьма высоким уровнем абстракции, не позволяющим проследить причинно следственную связь изменений в образце. По крайней мере на начальной стадии пластического течения. Второй – все теории пластического течения базируются на деформации сдвига. Это исторически сложившееся представление также не удовлетворяет физическим процессам в образцах на начальных уровнях пластического формоизменения.
В результате анализа разработана модель начала пластических изменений в монокристалле при растяжении. В основе процесс характеризуется внедрением атомов поверхности внутрь кристаллической решетки при достижении критического для данных условий уровня деформации. В качестве исходного состояния использовано однородное поле в главных компонентах напряжений в объеме образца. Процесс нагружения рассмотрен с позиции двух концепций: континуальной среды и кристаллической регулярной структуры. Использовано представление процесса как результат изменения относительных интеракций на поверхности кристалла. Выполнена численная оценка параметров процесса на примере объемно центрированной решетки монокристалла железа.
Новая модель механизма течения позволяет представить многие наблюдаемые при пластической деформации физические эффекты, как прямое ее следствие. К таким эффектам относятся: предел текучести; «зуб» текучести; увеличение поверхности; Piobert – Luders effect; феномен релаксации напряжений; Bauschinger’s effect; нелинейная упругость; наиболее значимый - ограничение несущей способности материалов.
В статье содержится достаточный материал для решения многих противоречий при анализе пластического течения поликристаллических материалов.
DOI EN: 10.48348/CRYST.2020.96.64.001
DOI RU: 10.48348/CRYST.2020.98.97.002
On Single Crystal Strength Dependence on Size
About the Article
The question, why the strength of single crystal depends on its size, was not answered in the previous article. Therefore, the subject was developed in this article. The article complements the concept of transverse direction of plastic strain at tension.
Abstract
Size effect is defined as strength dependence on size at tensile test of single crystal. The only geometric factor influences on the effect is considered in this paper. Geometric factor includes two characters: specimen round cross section and micron sized diameter. The rest of the factors were not considered.
The article was submitted to publication and is under review.
DOI: 10.48348/c4678-7397-3975-n
Polycrystalline Metals Strength at Tension
About the Article.
Stage ll Hardening. Surface contribution on strength. Plastic Strain mechanism. Porteven Le Chatelier Effect. General Problem Formulation.
The present paper includes some preliminary steps before Experimental Research Program of the metal strength at tension, should be performed.
10.48348/d8022-0303-3510-u