пластичность

ПЛАСТИЧНОСТЬ - свойство твёрдых тел необратимо деформироваться под действием механич. нагрузок. Отсутствие или незначит. П. наз. хрупкостью .Пластич. деформации испытывают детали конструкций и сооружений, заготовки при обработке давлением (прокатке, штамповке и т. п.), пласты земной коры и др. объекты. Учёт П. позволяет определять запасы прочности, деформируемости и устойчивости, расширяет возможности создания конструкций мин. веса. В ряде совр. конструкций П. обеспечивает их наиб. рациональное функционирование, надёжность и безопасность, снижает концентрацию напряжений и поэтому повышает сопротивляемость тел ударным и усталостным нагрузкам.
При растяжении цилиндрич. образца (одноосное напряжённое состояние) обнаруживают предел упругости при напряжениях деформация обратима (упругая) и связана сГуна законом(Е - модуль Юнга). При дальнейшем увеличении растягивающей силы связь между и становится нелинейной и необратимой (рис.). Возрастание а с увеличением e наз. деформац. упрочением. При разгрузке от напряжения (точка М)зависимость от изображается прибл. прямолинейным отрезком MN, параллельным нач. участку упругости ОА . Часть деформации = NM_l = - упругая (обратимая). Отрезок - остаточная, или пластич. деформация, к-рая неизменна при разгрузке и возрастает при непрерывном нагружении ОАВ и при повторной нагрузке после достижения напряжения а, с к-рого была произведена разгрузка.

График зависимости напряжение - деформация.

При одноосном растяжении П. материала оценивается величиной удлинения, измеренной в момент разрушения. При растяжении пластичных материалов разрушению цилипдрич. образца предшествует потеря устойчивости - равномерные удлинения и уменьшение поперечного сечения сменяются образованием т. н. шейки, к-рая представляет собой деформацию относительно небольшого участка образца. Такая локальная деформация оценивается величиной относит. уменьшения сечения ( - нач. сечение образца, - сечение образца в шейке в момент разрушения). Наступление потери устойчивости материала зависит от чувствительности напряжения пластич. течения материала к скорости деформирования.
При сложном напряжённом состоянии пластич. деформация появляется впервые, когда становится (где - интенсивность напряжений), т. н. условие Генки - Мизеса, или когда наибольшее касат. напряжение (где - предел упругости при сдвиге) - условие Треска - Сен-Венана. При этом тензор деформации где тензор упругой деформации связан с напряжениями обобщённым законом Гука, а тензор пластич. деформации характеризует деформацию, к-рая сохраняется в окрестности рассматриваемой точки, когда все компоненты тензора напряжений при разгрузке обращаются в нуль.
Типичной является неоднозначность зависимости между напряжениями и упругопластич. деформациями: значения напряжений зависят не от текущих (мгновенных) значений деформации, а от того, в какой последовательности шло их изменение до достижения текущих значений, т. е. от процесса деформации.
П. зависит от свойств материала - от характера межатомных связей, хим. и фазового состава, кристаллич. структуры и микроструктуры, а также условий деформирования - темп-ры, величины и схемы приложенных сил (напряжённого состояния), скорости их приложения. П. не является физ. или механич. константой материала, а отражает его состояние.
Для оценки П. материалов в конкретных условиях обработки давлением (прокатка, ковка, штамповка, прессование и др.) пользуются различными технол. пробами (число оборотов до разрушения при скручивании; угол загиба и кол-во перегибов; глубина погружения стандартного шарика в листовой материал - проба Эриксена; ударная вязкость и др.). Связь между такими пробами и характеристиками, к-рые получают при стандартных механич. испытаниях, найти не всегда просто.

Лит.: Бернштейн М. Л., Займовский В. А., Механические свойства металлов, 2 изд., М., 1979; Полухин П. И., Горелик С. С..Воронцов В. К., Физические основы пластической деформации, М., 1982; Кайбышев О. А., Сверхпластичность промышленных сплавов, М., 1984.

В. М. Розенберг.