ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Случай, когда невозможно применение механического уравнения состояния из "Теория высокотемпературной прочности материалов " На рис. 4.41 приведены результаты испытаний на ползучесть с циклом напряжений III (см. рис. 4.29). Испытания проводили со знакопостоянным циклом напряжений ст ,ах = 200 МН/м , Отш = О- Доля времени приложения максимального напряжения т/р варьировали (50, 10 и 1 %) путем изменения периода р при постоянном времени приложения а ах (т = 144 мин). При уменьшении х/р, т. е. при увеличении продолжительности снятия напряжения, возникает большая деформация по сравнению с ползучестью при постоянном напряжении. Аналогичные закономерности обнаружили и при изменении т при постоянном периоде р. [c.126] Влияние продолжительности периода прит/р 10 %показано на рис. 4.41, б. В этом случае о цх = 200 МН/м , Отщ = 140 МН/м . По мере уменьшения периода р деформация увеличивается. Из этих результатов следует, что хотя амплитуда напряжения —Omin s особенно велика, но, если периодически (г/р 10 %) прикладывать сверхвысокое циклическое напряжение, то эффект увеличения скорости переходной деформации сразу же после нагружения велик. [c.126] Приращение деформации вследствие этого накапливается при каждом цикле изменения напряжения. Ясно, что возникает деформация, превышающая рассчитываемую с помощью механического уравнения состояния. [c.126] Аналогичные закономерности обнаружены [56] и при применении цикла напряжения IV (см. рис. 4.29). Сообщают [66, 69], что и в случае изменений температуры по прямоугольному циклу с одинаковым периодом при ползучести, сопровождаемой снятием нагружения, деформация становится тем большей, чем сильнее уменьшается т/р. В работах [71, 72] подробно описаны результаты проведенных в США испытаний (ASTM STP) с различными циклами напряжений, сопровождающимися разгрузкой, В этих испытаниях также обнаружили. тенденцию ускорения деформации ползучести при переменных напряжениях по сравнению с ползучестью при постоянном напряжении. [c.126] У технически чистого алюминия при 200 и 250 С при уменьшении периода от 1 ч до 1 мин происходит компенсация скоростей ползучести вследствие возврата деформации, поэтому величина ij) приближается к нулю. В отличие от этого у высокочистого алюминия не обнаружили заметного уменьшения г . Учитывая подобные результаты, полученные и для других материалов, определили [74] соотношение между величиной ij) и приращением деформации ползучести на один цикл при нагружении (рис. 4.45). На рис. 4.45, а показано, что независимо от типа материала и температуры величина ij) уменьшается от 1 до О за период, когда деформация ползучести, возникающая за один период нагружения, составляет — 1 %. На рис. 4.45, б такого явления, т. е. уменьшения гр до нуля, не обнаруживается. Такое различие зависимостей связано с наличием или отсутствием в сплавах растворенных атомов. [c.128] При определенных температурных условиях явление перехода, показанное на рис. 4,45, а, наблюдается в материалах, в которых происходит деформационное старение. Ясно, что оно проиеходит при температурах, при которых возможно деформационное старение или при несколько более высоких температурах. Однако при очень высоких температурах, когда деформационное старение не происходит, экспериментально не исследовали, наблюдается ли подобное явление перехода. Кроме того, неясно, наблюдается ли такое явление в области высоких температур и в случае, когда не происходит резких изменений напряжения по прямоугольному циклу, а изменение напряжения соответствуют трапециевидному или треугольному циклу. Циклическая ползучесть в таких случаях, когда минимальное напряжение становится отрицательным или когда напряжение или деформация становятся знакопеременными, является важной характеристикой высокотемпературной деформации, связанной с малоцикловой или термической усталостью. Можно считать, что в этих случаях простое механическое уравнение состояния не применимо, однако подробных исследований по этому вопросу не проводили. [c.129] Тогда коэффициент деформационного упрочнения h = дд/де и скорость возврата г= da/di также являются функциями д, а и Т. Если определить вид функций f, h и г трех указанных переменных, то можно установить соотношения ё—е, ё—t или е—t в любой момент времени. Вид функций трех переменных определяют, используя результаты испытаний на растяжение с постоянной скоростью деформации, испытаний на ползучесть с постоянным напряжением и испытании на ползучесть со снятием напряжения. [c.129] Это дает возможность качественно объяснить деформационное упрочнение или возврат после изменения напряжения, что не удается сделать с помощью механического уравнения состояния (4.82). Однако этот способ имеет такой же смысл, как и рассмотрение с помощью описанного выше метода внутренних напряжений. [c.130] Закономерности ползучести при переменном напряжении при сложном напряженном состоянии по существу аналогичны описанным. Экспериментально исследовали [80, 81, 82] ползучесть при переменных циклических напряжениях с изменением главных осей напряжений. Показали, что теория деформационного упрочнения, распространенная на сложное напряженное состояние, не дает удовлетворительного объяснения результатов экспериментов. На рис. 4.46 приведены результаты испытаний на ползучесть тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали при совместном воздействии напряжений растяжения и кручения. В этом случае эквивалентное напряжение постоянно о = = (o -)-Зт ) кривая ползучести, рассчитанная с помощью теории деформационного упрочнения, показана на рисунке штриховой линией. Однако в действительности скорость переходной деформации при изменении главных осей напряжений увеличивается деформационное упрочнение и возврат в направлениях, составляющих угол 45 с направлением осей, почти не связаны. [c.130] Вернуться к основной статье