- •Основные условные обозначения
- •Введение
- •1.1. УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
- •1.2. ВЯЗКОУПРУГОСТЬ
- •1.4. ГЕОМЕТРИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ СДВИГОВ И СИЛЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ИХ
- •1.5. МИКРОМЕХАНИКА ПЛАСТИЧЕСКИХ СДВИГОВ1
- •1.7. ДИСЛОКАЦИИ И МЕХАНИЗМЫ ИХ ДВИЖЕНИЯ НА СТАДИИ БОЛЬШИХ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ
- •1.8. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
- •2.1, ДИАГРАММА РАСТЯЖЕНИЯ ПЛАСТИЧНОЙ СТАЛИ
- •2.3. РАСТЯЖЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ИХ КРУЧЕНИЕМ
- •2.4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И РЕАЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
- •2.5. ПРОЧНОСТЬ И ДЕФЕКТЫ
- •3.1. РАЗЛИЧИЕ В ПОВЕДЕНИИ ПЛАСТИЧНЫХ И ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ ПОД НАГРУЗКОЙ
- •3.2. ПРИЧИНЫ ПЕРЕХОДА МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПЛАСТИЧНОГО СОСТОЯНИЯ В ХРУПКОЕ И НАОБОРОТ
- •3.4. ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ НА ХЛАДНОЛОМКОСТЬ
- •З.б. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ К НАДРЕЗУ И ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА КРИТИЧЕСКУЮ ТЕМПЕРАТУРУ ХРУПКОСТИ
- •4.1. ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
- •4.2. ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДНОЙ ХРУПКОСТИ
- •6.1. ВРЕМЕННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЧНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
- •6.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
- •6.2. СТАБИЛЬНЫЙ И НЕСТАБИЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ДЕФОРМАЦИЙ И РАЗРУШЕНИЯ
- •6.7. ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
- •6.8. РАСПРОСТРАНЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН
- •7.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
- •8.1. СТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ
- •8.2. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Список литературы
- •Оглавление
Л . С. М О РО З
Механика
ифизика
деформаций
иразрушения
материалов
ЛЕНИНГРАД «МАШИНОСТРОЕНИЕ» ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1984
ББК 30.12
М80
УДК 539.37
Н а у ч н ы й р е д а к т о р |
д-р техн. наук О. М. Палий |
Р е ц е н з е н т |
С. С. Ушков |
Мороз Л. С.
М80 Механика и физика деформаций и разрушения материа лов. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. — 224 с., ил.
85 к
|
Рассмотрены с единых позиций механические, физические и металловедческие |
|||
|
аспекты |
деформирования и разрушения материалов. Освещены основные вопросы |
||
|
их прочности и разрушения: строение металлов в связи с выбором модельных представ- |
|||
|
лений о |
разрушении; механизмы пластического деформирования, |
пластического |
|
|
и хрупкого разрушения металлов; процессы деформирования в рамках математиче |
|||
|
ской теории пластичности; основные представления и результаты линейной механики |
|||
|
разрушения; теория циклической прочности металлов. |
|
||
|
Книга предназначена для инженеров, работающих в области механики и физики |
|||
|
металлов |
и металловедения. |
|
|
П |
2105000000-849 |
10-83 |
ББК 30.12 |
|
038(01)-84 |
|
605 |
||
|
|
|
ИБ № 3970 |
|
ЛЕВ СОЛОМОНОВИЧ МОРОЗ
Механика
ифизика
деформаций
иразрушения
материалов
Редактор В. М. Рошаль Художественный редактор С. С. Венедиктов Технический редактор Т. М. Жилин
Корректоры Г. Я. Гринчук, 3. С. Романова Переплет художника Г. Л. Попова
Сдано в набор 01.04.83. Подписано в печать 22.02.84. М-34093. Формат бОХЭО'/ю- Бумага типо графская N* 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел. печ. л. 14,0. Уел. кр.« отт. 14,0. Уч.-нзд. л. 16,24. Тираж 7000 экз. Заказ 124. Цена 85 к.
Ленинградское отделение ордена Трудового Красного Знамени издательства «Машинострое ние». 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10.
Отпечатано в Ленинградской типографии № 2 головном предприятии ордена Трудового Крас
ного Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полигра фии и книжной торговли. 198352. г. Ленинград, Л-52, Измайловский проспект, 29 с матриц Ленинградской типографии j\e 6 ордена Трудового Красного Знамени Ленинградского объеди нения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Союзполиграфпрома при Государствен ном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 193144, Ленин град, ул. Моисеенко, 10.
© Издательство «Машиностроение», 1984 г.
Предисловие
Предлагаемая вниманию читателей книга посвящена физико механическим основам прочности и пластичности материалов. Необ ходимость в литературе подобного рода очевидна. Но сложность и масштабность проблемы таковы, что не всякий специалист ре шается взяться за перо: число публикаций по вопросам прочности очень велико. Вместе с тем общедоступных, но одновременно строгих в научном отношении книг или учебников практически нет.
Автору настоящей книги удалось последовательно с физико механических позиций рассмотреть почти все ключевые моменты современного учения о прочности, сделав акцент на важнейших из них. Материал подобран и изложен так, что он полезен и доступен широкому кругу читателей.
Много необходимых сведений найдут для себя механики-проч нисты и металловеды, которым книга может служить ценным посо бием. Для специалистов по физике прочности книга замечательна тем, что написана ученым, обладающим большим практическим опытом работы и умением анализировать и обобщать литературные первоисточники под определенным углом зрения. Хотя автор широко пользуется данными других исследователей, его собственные науч ные концепции прослеживаются с полной определенностью. Данное обстоятельство сказалось и на структуре работы, и на наполнении ее фактическим материалом, и на широте охвата проблемы в целом, и в характере отражения новейших достижений учения о прочности. Следует отметить, что книга имеет явно практическую инженерную направленность и что автор ее предпринял удачную попытку рас смотреть весь материал одновременно с позиций механики и физики прочности.
Д-р физ.-мат. наук проф. Б. А . Лихачев
Основные условные обозначения
Е— модуль нормальной уп ругости (модуль Юнга);
е — истинная |
относитель |
||||||||
|
ная |
деформация; |
|
|
|||||
FQ— начальная |
|
|
(недефор- |
||||||
|
мированная) |
|
|
площадь, |
|||||
|
на |
которую |
|
действует |
|||||
|
сила Р\ |
|
|
|
|
|
|
||
Fn — поверхностная |
|
|
энер |
||||||
|
гия; |
|
|
|
|
|
|
|
|
/*тек — текущее |
(с |
учетом |
де |
||||||
|
формации) |
|
|
значение |
|||||
|
площади, |
на |
|
которую |
|||||
|
действует |
сила |
Р\ |
|
|
||||
G— модуль сдвига; |
|
|
|
||||||
Ср — вязкость разрушения; |
|||||||||
Gc — удельная |
работа |
рас |
|||||||
|
пространения |
|
трещин; |
||||||
g — истинный сдвиг в отно |
|||||||||
|
сительных единицах; |
|
|||||||
HRC — твердость |
|
по |
Рок |
||||||
|
веллу; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Kt — теоретический |
|
коэффи |
|||||||
|
циент |
концентрации на |
|||||||
|
пряжений; |
|
|
|
|
|
|||
/Са» АГт — коэффициенты |
|
концен |
|||||||
|
трации |
нормальных |
и |
||||||
|
касательных |
|
напряже |
||||||
|
ний; |
|
|
|
|
|
|
|
|
fcl» £ц> |
— коэффициенты |
|
интен |
||||||
|
сивности |
напряжений |
|||||||
|
для |
случаев |
|
|
нормаль |
||||
|
ного |
отрыва, |
|
попереч |
|||||
|
ного |
сдвига |
и |
продоль |
|||||
|
ного |
|
сдвига |
|
соответ |
||||
|
ственно; |
|
|
|
|
|
|
||
/0 — начальная |
длина |
|
об |
||||||
|
разца; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р — действующая |
|
сила; |
|
||||||
Рк — разрушающая сила; |
|
||||||||
«S — истинное |
напряжение; |
||||||||
__ |
S = |
Я/Атек! |
|
|
|
|
|
||
5 — относительное |
|
истин |
|||||||
|
ное |
напряжение; |
5 = |
||||||
|
= 5/ат; |
|
|
|
|
|
|
||
S к — истинное |
|
|
|
разруша |
|||||
|
ющее |
напряжение; |
|
||||||
7кР — критическая |
|
|
темпера |
||||||
|
тура |
хрупкости; |
|
|
|||||
ТПп — температура |
|
|
плавле |
||||||
|
ния; |
|
|
|
|
|
|
|
|
/д — долговечность; |
|
|
|
||||||
0 — энергия системы; |
|
|
|||||||
at — температурный |
|
коэф |
|||||||
фициент |
|
линейного |
|||
расширения; |
|
|
|||
у — относительная |
дефор |
||||
мация сдвига; |
|
|
|||
Д/ — удлинение; |
|
|
|
||
е — относительное |
удлине |
||||
ние; |
е = Д///(,; |
|
|||
ё — относительная |
дефор |
||||
мация; |
ё = |
е/ет; |
|
||
ет — относительное |
удлине |
||||
ние |
при |
постоянном |
|||
напряжении, равном от; |
|||||
\1 — коэффициент |
Пуассона; |
||||
р — радиус кривизны в над |
|||||
резе; |
плотность; |
|
|||
о — нормальное |
|
напряже |
|||
ние; |
о = |
P/F0; |
|
||
а1. сг2, а3 — главные |
|
нормальные |
|||
напряжения (в напра |
|||||
влении |
главных |
осей |
|||
*■ У. г); |
|
напряжение; |
|||
о0 — среднее |
|
||||
о0 = |
(о, + |
а2+ |
о3)/3; |
||
o_j, T_i — пределы |
выносливости; |
||||
ов — временное |
сопротивле |
||||
ние; |
|
|
|
|
|
а0тр— напряжение, |
отвеча |
||||
ющее |
прочности |
при |
|||
хрупком |
|
разрушении; |
|||
апц — предел |
пропорциональ |
||||
ности; |
|
|
|
|
|
°ич— предел |
прочности |
при |
|||
хрупком |
|
разрушении; |
|||
от, тт — пределы |
текучести; |
||||
°упр — предел |
упругости; |
|
|||
т — касательное |
напряже |
||||
ние; |
|
|
|
|
|
Ti> ^2» т3 — главные |
|
касательные |
|||
напряжения; |
|
|
|||
ф — относительное |
|
попе |
|||
речное сужение; |
|
||||
Фк — конечное (в момент раз |
|||||
рушения) |
относитель |
||||
ное |
поперечное |
суже |
|||
ние; |
|
|
|
|
|
Фр — относительное |
|
попе |
|||
речное |
сужение |
на |
|||
участке |
|
равномерной |
|||
деформации; |
|
|
|||
Фс —-^относительное |
|
попе |
|||
речное |
сужение |
на |
|||
участке |
сосредоточен |
||||
ной |
части |
деформации; |
|||
Фр — предельная |
|
пластич |
|||
ность. |
|
|
|
|
|