Elastoplastic bend of round steel beam. Message 2. Residual stresses

Abstract

Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018. Том 61. № 11 УДК 621.778.2:621.774.6 УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ КРУГЛОГО СТАЛЬНОГО БРУСА. СООБЩЕНИЕ 2. ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ Шинкин В.Н., д.ф.-м.н., профессор кафедры физики ( shinkin-korolev@yandex.ru ) Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (119991, Россия, Москва, Ленинский пр., 4) Аннотация. Остаточные (вредные) напряжения в металлах могут приводить к дефектам при их формовке и разрушению металлоконструкций при длительной эксплуатации. Приводящее к возникновению остаточных напряжений течение металла при его формовке может иметь пласти ческую природу (как в ковких металлах) или вызываться медленной необратимой ползучестью при повышенной температуре и продолжительном действии нагрузок. В вязкоупругих средах оно может обусловливаться вязкими частями деформации, которые могут накапливаться, когда тело находится в деформированном состоянии в течение большого промежутка времени. Остаточные напряжения оказывают влияние также и на микроструктуру металлов и могут присутствовать внутри и вокруг кристаллических зерен в качест ве микро остаточных напряжений, которые называют скрытыми упругими напряжениями. Иногда остаточные напряжения называют собственными напряжениями по аналогии с собственными функциями, введенными математиками для обозначения функций, которые соответст вуют определенным значениям (собственным значениям) параметров дифференциального уравнения при заданных граничных условиях. Понятие внутренних напряжений было предложено как общее понятие для этого типа напряжений, создаваемых самим телом. Термин остаточные напряжения закрепляется за случаем, когда внутренние напряжения обусловлены необратимым деформированием. Помимо зарождения благоприятной системы остаточных напряжений, в дисках из ковких металлов с ярко выраженным деформационным упрочнением будет также происходить местное возрастание прочности при условии, что эффект Баушингера не аннулирует достигнутых преимуществ. Ниже изучены экстремальные значения остаточных напряжений прямого цилиндрического стального стержня (бруса) при изгибе. Ключевые слова : цилиндрический стержень, изгиб, кривизна, остаточные напряжения, остаточные деформации, упрочнение металла, механические модули.