WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

17,1

2,7

0,20

da12

11

19,0

3,0

0,18

da13

12

18,8

2,8

0,24

Табл. 4.

Маркировка

образцов

Работа,

А, Дж

Тепло,,

Дж

da8

12

4,0

0,67

da9

15

6,3

0,59

da10

17

9,1

0,48

da11

21

10

0,51

da12

23

14

0,40

da13

27

17

0,38

Рис.3. показывает, что доля запасённой энергии, как и в случае последовательного повторного нагружения образцов (Рис.2), уменьшается с ростом остаточной деформации (соответственно с увеличением скорости ударника).

Рис. 3. Зависимость доли запасённой энергии в полной механической работе

в зависимости от деформации образцов (серия da).

Корреляция между качественными зависимостями, показанными на Рис.2 и Рис.3, оправдывает предложенный в настоящей работе способ последова-тельного нагружения образцов.

Эксперименты с образцами серий da и d

Деформирование образца, если деформации достаточно велики, сопровождается возникновением повреждённости, остаточных напряжений, пор, и т.п. Снятие внешней нагрузки запускает процессы релаксации, которые должны привести материал к новому равновесному состоянию. Так же, как и процесс деформирования, эти процессы сопровождаются перераспределением полной внутренней энергии материала, что неизбежно отразится на текущей температуре образца материала. Таким образом, непрерывная запись темпера-туры образца до, во время и после завершения процесса деформирования, может служить индикатором процесса перераспределения полной внутренней энергии.

Для непрерывной записи температуры в следующей серии экспериментов использовался цифровой мультиметр АРРА 207, через оптический интерфейс RS-232 сопряжённый с компьютером. К медным образцам серий da и d на боковые поверхности были припаяны термопары медь-константан, второй спай которых поддерживался при постоянной температуре.

Длительность динамического нагружения, диапазон скоростей деформа-ции, способ обработки данных по деформациям и напряжениям соответст-вовали измерениям, проведённым с помощью адиабатического калориметра.

В Табл.5 для каждого из образцов приводятся скорость ударника, величина деформации, средняя скорость деформации, максимальное значение напряжения в образце и величина механической работы, затраченной на деформирование образца.

Табл. 5.

Маркировка

образцов

Деформация, %

Скорость

ударника, м/с

Скорость

деформации, с-1

Напряжение, ГПа

Работа,

А, Дж

da15

8,1

13,6

1,9

0,21

15

da16

8,8

13,8

2,0

0,18

14

da20

7,7

13,2

2,0

0,18

14

d20

9,1

17,0

2,4

0,20

18

d21

8,8

17,3

2,4

0,20

19

d25

11

17,9

2,2

0,24

18

В Табл.6 приведены результаты измерений температуры.

Табл. 6.

Маркировка

образцов

T0, 0C

T1, 0C

T2, 0C

Тепло,,

Дж

Тепло,, Дж

da15

24,0

26,2

25,7

6,0

7,7

da16

24,0

26,1

25,3

4,5

7,4

da20

24,1

26,1

25,8

5,8

7,1

d20

24,0

26,6

26,2

7,6

9,3

d21

25,0

27,5

27,1

7,4

8,8

d25

25,0

28,8

27,8

10

13

До нагружения каждый образец был зажат между мерными стержнями и имел температуру T0 (Рис.4). В результате динамического сжатия образец нагрелся до температуры T1. Затем следует зависимость температуры образца от времени, близкая к линейной, продолжительностью порядка 10 секунд. После этого образец приходит в тепловое равновесие с атмосферой (температура T2).

Рис. 4. Экспериментальная зависимость температуры образца d21 от времени

Тепло, выделенное в резуль-тате эксперимента, вычислено по разности температур T0 и T1. Тепло, соответст-вующее конечному состоянию образца, оценивается разностью температур T0 и T2.

В Табл.7 приведены результаты обработки экспериментальных данных из Табл.5 и Табл.6. Соотношение показывает, какую часть работы, затрачен-ной на деформирование, материал образ-цов запасает в результате динамического сжатия. Это та же запасённая энергия, ко-торая определялась ранее в экспериментах с образцами серии с, поскольку калоримет-рические измерения адекватно отображают лишь разность начального и конечного состояний образца.

Соотношение характе-ризует запасённую энергию, которая опре-деляется в динамических экспериментах с использованием инфракрасной камеры.

Табл. 7.

Маркировка

образцов

da15

0,59

0,48

0,11

da16

0,68

0,47

0,21

da20

0,58

0,49

0,09

d20

0,58

0,48

0,09

d21

0,61

0,54

0,07

d25

0,44

0,26

0,18

Соотношение показывает, какая часть работы, затраченной на деформирование, участвует в процессах релаксации, которые приводят матери-ал к новому равновесному состоянию. Эта доля энергии составляет приблизи-тельно от 7 до 20% от полной работы, затраченной на деформирование образца.

Очевидно, что порознь инфракрасная камера и калориметрические изме-рения не могут дать полной картины тех процессов, которые сопровождают динамическое деформирование и процесс релаксации деформированного образца. Непрерывное измерение температуры образца до, во время и после деформирования даёт возможность увидеть процесс перераспределения полной внутренней энергии материала образца за всё время эксперимента.

Рис. 5. Энергетический баланс динамически нагруженной меди.

Рассмотрим энергетический баланс дина-мически нагруженной меди (Рис.5). Тепловая постоянная времени зерна поликристалла меди равна (характерный размер зерна для отожжённой технически чистой меди ). Для зернограничных областей тепловая постоянная времени ещё меньше в силу их малой толщины. Поэтому можно счи-тать, что во всё время деформирования распре-деление температуры по объёму образца явля-ется однородным. Однородность температуры по объёму образца позволяет квалифицировать его состояние как частично равновесное [13].

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»