Влияние постоянного тока на образование шейки в растягиваемом пористом стержне

Abstract

Исследованы условия шейкообразования в растягиваемом термовязкопластичном стержне в широком диапазоне скоростей деформирования при различных режимах пропускания через него постоянного электрического тока. Модель учитывает сложные определяющие соотношения для материала стержня, теплопередачу и наличие в нем несплошностей. Осуществлен расчет условий устойчивости однородного растяжения стержня и эволюции возмущения его однородной деформации при различных значениях параметров. Установлено: 1) при растяжении стержня критическая деформация существенно зависит от волнового числа, особенно в области его малых значений; 2) воздействие электрического тока на деформируемый стержень смягчает условия зарождения шейки в случае постоянной величины тока, причем более значительно в режиме постоянного тока и менее значительно в режиме постоянного напряжения; 3) увеличение пористости стержня смягчает условия зарождения шейки в обоих режимах пропускания электрического тока; 4) величина амплитуды возмущения и эффект Томсона оказывают небольшое влияние на устойчивость деформируемого стержня; 5) при малой скорости деформирования отсутствует заметная зависимость критической деформации от величины волнового числа.

Досліджено умови утворення “шийки” в термов’язкопластичному стрижні, що розтягується, в широкому діапазоні швидкостей деформування за різних режимів пропускання через нього постійного електричного струму. Модель враховує складні визначальні співвідношення для матеріалу стрижня, теплопередачу та наявність у ньому несуцільностей. Розраховано умови стійкості однорідного розтягування стрижня та еволюції збурення його однорідної деформації при різних значеннях параметрів. Встановлено: 1) при розтягуванні стрижня критична деформація значно залежить від хвильового числа, особливо в області його малих значень; 2) дія електричного струму на стрижень, що деформується, пом’якшує умови зародження шийки у випадку постійної величини струму, причому більш значно в режимі постійного струму і менш значно в режимі постійного напруження; 3) збільшення пористості стрижня пом’якшує умови зародження шийки в обох режимах пропускання електричного струму; 4) величина амплітуди збурення й ефект Томсона мало впливають на стійкість стрижня, що деформується; 5) за малої швидкості деформування відсутня помітна залежність критичної деформації від величини хвильового числа.

We studied conditions of neck formation in a thermoviscoplastic bar subjected to tension in a wide range of deformation rates for various modes of direct current passing through the bar. Modeling takes into account complex governing equations for the bar material, heat exchange and available pores. We assessed the stability conditions for uniform tension and evolution of perturbation of its uniform deformation for various parameters. It was established that: 1) critical deformation of bar tension is strongly dependent on the wave number, especially for small numbers; 2) action of direct current on the deformed bar moderates conditions of neck formation in case of constant current value, which is more pronounced in case of constant current mode than in case of constant voltage; 3) increase of the bar porosity moderates conditions of neck formation in both modes of direct current passage through the bar; 4) stability of deformed bar is not sensitive to the Tomson effect and the value of perturbation amplitude; 5) no dependence of critical strain on the wave number is observed at small deformation rates.