При повшенной температуре пластические деформации удоб­но представить в виде деформадай мгновенной пластичности гр

и деформаций диффузионной пластичности? с (деформаций пол­зучести) . Первые происходят практически мгновенно в резуль­тате сдвиговых процессов, вторые - медленно, для их проявле­ния требуется относительно длительное время и высокая темпе­ратура. Поэтому в этой главе эти пластические деформации бу­дут различаться.

Зависимость между напряжениями и деформациями мгновен­ной пластичности в теории пластичности устанавливается как в форме деформаций - напряжения (деформационная теория пластич­ности) , так и в форме приращение деформаций - напряжения или приращение деформаций - приращение напряжений (теория

Деформационная теория, или теория малых упругопласти­ческих деформаций, наиболее сроста, однако она справедлива только в случае простого нагружения. Нагружение называется простым, если все компоненты напряжения изменяются пропор­ционально. Например, если, материал несжимаем (tD*0), ин -

тевсжвность деформаций е; и напряжений пенной зависимостью вида б^Ае.™ стаю? пропорционально некоторому параметру (времени)* то нагружение тянется простая. В общем случае вопрос о том, при каких условиях реализуется простое нагружение, не ревен.

Особенностью сложного нагружения является то* что теку­щее состояние среди определяется не только текущей нагруз­кой, но и всем путам нагружения. Например* при одних и тех же напряжениях, соответствующих точке М (см. рис.7.3), де­формации могут бнть различна. Так, после, перемещения точка нагружения по пути ОМ при отсутствии пластических • дефор­мацій полиш деформации в точке М определяются только упругими деформациями. При движении точки нагружения по пу­ти Q AM с образованием пластических деформацій на отрезке ДМ полные деформации будут отличаться. Таким образом* пая­ная деформация в точке М зависит от пути нагружения.

В условиях сварочного нагрева характерно сложное нагру­жение, так как различна® зоне сварного изделия одновременно испнтнвают нагрев и охлаждение, нагрузку и разгрузку. В под­параграфах 4.7.4 (см. рис.4.26) проводился анализ кинетики плоского напряженного состояния призм, где било показано, что компоненты напряжения б^ и б^ во времени изменяются существенно непропорционально, т„е. материал подвергается сложному нагружению. Со этой причине деформационная теория не нашла широкого применения а численных методах расчета сварочных деформаций и напряжений.

Теория пластического течения более общая, она использу­ется почти во всех современных алгоритмах реяения задачи о сложном напряженном состояния при сварке. Рассмотрим ее под­робнее.

Теория пластического неизохермического течения базиру­ется на следующих основных положениях.

I. Приращение полной деформации является суммой прира­щений упругой деформации єе. деформации мгновенной пластич­ности ер, деформации диффузионной пластичности ес и темпе­ратурной деформации ат :

dc4,= cUi+d. E~ + dE~ + AtT,

^ Ііх" ^гх + 'Mzx

Известно, is© iis. » Qe їан как тепаевое райзшр&зке ко вши­вает утдоздас деформаций, Упругие доформаїщя сщждадяются по (7.6) и {7.9).

2. Средняя линейная деформация опредвдшатея тешератуР" sol н упругой деформациями

(7.IS)

где г| - средняя упруга® лшвзйная деформация ом, (7.10) * При этом принимается*» что за счет пяастичесюэй дефориаш®

жшеиеввя объема не происходит, е|+е £+е|=0 я 4+Ц, + є| - 0 *

3.

Приращения пластическая деформаций (точнее - дефор~ мациЗ мгновенной пластичности) прямо пропорциональна шй๓ шатай девяатора напряжения:

где dA - некоторой бесконечно мадий скалярний множителе*

і теперь установим зависимости между напруженнями и деформациями диффузионной пластичности (ползучести). До ОШЇ пор ш. полагалн, что связь между напряжениями н деформа?$УШЯ устаяе^яивается мгновенно и она сохраняется, если не изменя­ется нагрузка (внешние сияв, температура и т. п.). Однако не­честно» что при относительно ввсокоё температуре и нащй»в~ ниях деформации изменят он, дале если нагрузка остается хо~- стоянной. Это явление навивается ползучестью.

Ив опнтоэ на растяжение образцов при постоянном напря - женни б и температуре Т получают кривив t(t) (рис.7,Б)* по которга устанавливают деформацию ползучести

(7.20)

я ее скорость

.. d£c_d£

& “it At *

где £(0) “ упругие деформации и деформации мгновенной шшс* тжчнеотя.

При сварочном нагреве каибодыкий интерес представляет

так важнваакая зратіяжраквякая ползучесть. Она црашвяст^

при относительно высоких напряжениях и температуре, когда накапливается значительные деформации за гремя нескольких десятков или сотен секунд, что характерно для условий сварки, Особенность кратковременной ползучести заключается в тон.

что упрочнение не проявляется и

скорость ползучести зависит только от напряжения и температуры и

практически не зависит от предысто­рии деформирования.

При определении зависимости t между деформациями ползучести и напряжениями аирокое распростране­ние получило допущение о пропор­циональности компонент скорости ползучести компонентам де- виатора напряжения

(7.21)

или

ІЕх=Ф*(6х-боНі,

где Ф=Ф(бі.,Т) - функция ползучести; определяется из опы­тов на одноосное растяжение; Vi - параметр, учитывающий тот факт, что ползучесть протекает на фоне только упругой дефор­мации (Vi= 0, если dtp*0 и Vi= I, если d. tp = 0).

При сварочном нагреве влияние ползучести на напряженное состояние не всегда значительно даже в зоне высокой темпера­туры. Действительно, при сварке характерно активное нагруже­ние материала, имеющего малое упрочнение при высокой темпе­ратуре, развитие деформаций мгновенной пластичности происхо­дит опережающими тешами, поэтому роль релаксационных про­цессов (уменьшение напряжений) невелика. По этой причине при расчетах напряженного состояния соединений, свариваемых без сопутствующего високотемпературного подогрева, алиянием пол­зучести часто пренебрегают.

Таким образом, получена уравнения связи между компо­нентами деформадо и напряжения в соответствии с моделью, основанной на теории неизотермичеокого пластического течения и условии текучести Мизеса в сочетании с гипотезой кратко­временной ползучести. О учетом (?,9), С.19), (7.21) уравне­ния для приращений полный деформаций (7.17) имеют вид

cLe х= dt х + de. x+dtx + dcT =

= d^fjp + K60) +(6x-60)d+(63C-6Q)£Ptidt+d£T = d(~^ + ИбоУ^-б^ЛТі^ФьЛі) +dUT,

где d - О, если:I) или 5=0 , a d5<0 (разгрузка);

2) 5 = 0 й d1 * 0 (нейтральное изменение);[2]^ dK>0 , если 1= О и dS > О (нагрузка). Условие $>0 не имеет физи­ческого смысла.

Здесь и далее для простоты ограничился случаем идеально­го упругопластического тела, 6ъ=б5(т) .