ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Явление ползучести и релаксации из "Сопротивление материалов Издание 13 " Описанное выше изменение характеристшс прочности и пластичности металлов с повышением температуры имеет весьма важное значение при расчётах на прочность деталей машин и сооружений. Однако наиболее существенным в поведении металлов при высоких температурах оказывается явление так называемой ползучести или крипа. [c.794] Ползучестью называется непрерывно (хотя и сравнительно медленно) растущая во времени деформащ1я материала, происходящая под действием постоянных по величине усилий (или напряжений) при повышенной температуре. У ряда металлов (свинец, латунь, бронза, алюминий и некоторые другие цветные металлы и сплавы) ползучесть может иметь место даже при комнатной температуре. [c.794] Чем выше температура, тем быстрее нарастает деформация ползучести. Иногда напряжения, меньшие не только предела прочности, но даже и предела пропорциональности материала при комнатной температуре, могут при высокой температуре привести к разрушению детали в результате постепенного нарастания деформации в течение достаточно большого промежутка времени. [c.794] Таким образом, например, стальная труба, являющаяся паропроводом и работающая при высоком давлении и температуре пара, будет непрерывно увеличивать свой диаметр в конце концов может произойти разрыв стенок трубы (такие случаи иногда имели место на практике). В результате волзу-чести диска и лопаток паровой турбины могут быть перекрыты зазоры, имеющиеся между концами лопаток и корпусом турбины, что вызовет поломку лопаток. [c.794] Деформация ползучести у металлов представляет собой необратимую (пластическую) деформацию материала и может быть рассматриваема как медленная текучесть металла. В результате развития пластических деформаций за счёт ползучести в ряде случаев (особенно при сложном напряжённом состоянии) происходит изменение величины напряжений и даже перераспределение их по объёму детали. Изменение величины напряжений будет особенно значительны.м тогда, когда вследствие тех или иных особенностей работы детали полная деформация её с течением времени не сможет изменяться. В этом случае упругая деформация детали, полученная ею при нагружении, с течением времени будет уменьшаться за счёт этого возникнет и будет постепенно увеличиваться пластическая дефермация. Вместе с тем, напряжения в детали будут снижаться. Такое уменьшение напряжений в результате постепенного нарастания пластической деформации за счёт упругой носит название релаксации напряжений. [c.794] Благодаря релаксации напряжений плотность соединения деталей, скреплённых при помощи упругого натяга, постепенно может быть настолько ослаблена, что вызовет нарушение нормальной работы конструкции. Так, например, ослабление плотности болтового соединения фланцев газопровода или цилиндра высокого давления паровой турбины может, в конце концов, привести к утечке газа или пара, если периодически не возобновлять затяжку болтов соединения ослабление плотности насадки диска турбины на вал может привести к нарушению связи между диском и валом, к так называемому сходу диска. [c.794] Явление ползучести особенно резко выражено у металлов. Однако оно имеет место и у ряда других материалов. Так, например, ползучесть при комнатной температуре наблюдается у различных пластмасс (целлулоид, бакелит, винипласт и др.), в бетоне и цементном растворе. В железобетонных конструкциях ползучесть бетона влечёт за собой с течением времени перераспределение напряжений между бетоном и арматурой последняя несколько перегружается, а бетон нач1шает испытывать меньшие напряжения. Однако на грузоподъёмности железобетонных сооружений ползучесть бетона и вызванное ею перераспределение напряжений почти не отражается. Пластическое течение при комнатной температуре имеет место также и у дерева при сжатии и, в особенности, при изгибе. [c.795] Опытные исследования явления ползучести начались сравнительно недавно (1910 г.). Более или менее широкое распространение эти исследования получили только с начала 20-х годов текущего столетия, когда были опубликованы результаты первых значительных экспериментальных работ. [c.795] Проведение испытаний на ползучесть даже при простом растяжении представляет большие трудности. Такие испытания требуют применения специальной аппаратуры для поддержания постоянной величины нагрузки и температуры и для измерения деформаций образца. Для получения достаточно надёжных результатов испытания на ползучесть приходится проводить с особенной тщательностью, продолжительность этих испытаний не должна очень сильно отличаться от срока службы детали из испытуемого материала и, таким образом, должна измеряться десятками тысяч часов. Всё это делает испытания на ползучесть сложными, трудоёмкими и дорогостоящими. [c.795] Известна одна исключительная серия опытов на ползучесть, продолжавшихся несколько бо.тее 100 тысяч часов (с 27 марта 1931 г. по 8 октября 1942 г.). Продолжительность очень немногих испытаний превышала 10 тысяч часов (около 1 года), в большинстве же случаев экспериментаторы ограничивались одной-двумя тысячами часов. Поэтому даже при простом растяжении явление ползучести экспериментально изучено ещё далеко недостаточно. [c.795] Опыты на ползучесть при сложном напряжённом состоянии ещё более сложны и трудоёмки. Большинство таких опытов было проделано на тонкостенных трубках, подвергнутых действию комбинации нагрузок внутреннего давления, крутящего момента и растягивающего усилия. Однако подобные испытания пока ещё выполнены в очень небольшом количестве. [c.795] Вернуться к основной статье