Рядом исследователей проведено значительное количество экспериментов с тонкостенными короткими трубами [14, 46—49]. В экспериментах исследовано плоское напряженное состояние в пластической стадии при различных режимах статического нагружения. При испытаниях трубчатых элементов на соответствующих установках можно воспроизвести различные, сложные процессы нагружения. Это позволяет выявить основные свойства материала и описать его поведение в различных условиях напряженного состояния, а также установить характер деформирования в зависимости от траекторий предшествующих нагружений.
В табл. 5.1 и на рис. 5.1 представлены зависимости при двуосном циклическом нагружении для образца № 5076 из стали 12ХН3А [14]. Теоретические данные получены по программе [149].
Таблица 5.1
На рис. 5.2 представлены опытная и теоретическая диаграммы деформирования при совместном действии нормальных и касательных напряжений. При кручении в обратном направлении [14] наблюдается эффект «деградации жесткости». Этот эффект связан с деформированием контура сечения и превращением его в эллипс, в результате чего при кручении в обратном направлении напряженное состояние становится отличным от плоского и в стенке цилиндра возникают местные изгибные напряжения. Эффект снижения упругой жесткости с достаточной степенью точности может быть учтен посредством снижения модуля упругости в процессе накопления неупругих деформаций при знакопеременной нагрузке. Такой учет может быть выполнен по приближенной формуле
где E — начальный модуль упругости; k — некоторый коэффициент, близкий к 2; eп и eу — соответственно накопленные пластические деформации и соответствующие упругие деформации в пластическом полуцикле.
Основной вывод, который можно сделать по проведенным экспериментам, состоит в следующем: диаграмма интенсивности напряжений (si — ei) не зависит от вида напряженного состояния и соответствует диаграмме одноосного растяжения, что согласуется с принятой гипотезой постоянства энергии формоизменения.