ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Упругая неоднородность конструкционных материалов из "Расчет элементов конструкций из упругих неоднородных материалов " Очевидно, что изменение механических характеристик материала связано с происходящими в нем сложными физико-химическими процессами, изучением которых занимается как физика твердого тела, так и новый раздел механики — физико-химическая механика материалов. Имеются многочисленные попытки теоретического анализа этого явления применительно к различным конструкционным материалам. [c.13] Однако современное состояние указанного подхода к изучению свойств материалов в большинстве случаев не позволяет использовать полученные результаты в инженерных расчетах конструкций и их элементов. Этим объясняется то обстоятельство, что в настоящее время наиболее распространенным является феноменологический подход, основанный на результатах специально поставленных экспериментов с аппроксимацией опытных кривых, описывающих изменение механических характеристик, теми или иными приближенными аналитическими зависимостями. [c.13] Литература, посвященная свойствам конструкционных материалов при различных условиях работы, весьма обширна, и поток ее непрерывно возрастает. Приводимые ниже данные по изменению механических характеристик наиболее распространенных материалов (металлов, бетона, пластмасс и др.) носят иллюстративный характер и не претендуют на полноту. В случае необходимости их легко уточнить, обратившись к библиографии цитируемых источников, а также специальным справочникам и журналам. [c.13] Исследоианию механических характеристик металлов и сплавов посвящена обширная литература, включающая в себя ряд специальных монографий и справочников. [c.13] Наиболее изучена зависимость механических характеристик от температуры [3, 8, 10, 29, 38, 81, 93 и др.], причем имеются попытки теоретического описания этого явления на основе понятия характеристической температуры металла [81]. [c.13] На рис. 1 приведены зависимости Е от приведенной температуры 7/7 [81]. Из него следует, что для большинства металлов Е уменьшается почти линейно с ростом температуры. [c.14] Например, для меди Рг = 240 —. [c.15] При понижении температуры модуль упругости несколько возрастает. Например, для нержавеющих сталей это увеличение составляет около 10% при понижении температуры до —200°С. Конкретные данные о поведении сплавов при пониженных температурах можно найти в справочнике [29], а также в [8]. [c.15] Для металлов, обладающих магнитными свойствами, характерно явление, называемое ферромагнитной аномалией упругости , которое связано с наличием в ферромагнетиках магнитострикции, ведущей в некотором температурном интервале к возрастанию модуля упругости [81]. [c.15] Исследований по изменению коэффициента Пуассона металлов и сплавов значительно меньше. [c.15] По имеющимся данным [93], приведенным в табл. 1, он медленно возрастает с повышением температуры. [c.15] За последнее время в связи с запросами ядерной техники выполнен целый ряд исследований по изучению влияния радиоактивных излучений различного типа на механические свойства материалов. [c.16] Авторы обзора [107] отмечают, что для сталей и сплавов изменение Е даже при значительных дозах облучения составляет несколько процентов и в большинстве расчетов может не учитываться. [c.17] Но в атомных установках, особенно энергетических, где элементы работают одновременно в условиях высоких температур и радиоактивных облучений, испытывая противоположные влияния, правильный учет этой одновременности воздействий необходим. [c.17] Из причин, связанных с технологией изготовления и влияющих на механические свойства металлов и сплавов, отметим неоднородное упрочнение и поверхностную обработку, изменяющие, главным образом, пластические характеристики [107]. Некоторые исследования показывают, что упругие свойства меняются и при пластическом деформировании, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения. [c.17] Бетоны — это искусственные материалы, состоящие из заполнителей и связывающего их цементного камня. Одной из причин неоднородности бетона как конструкционного материала, в рассматриваемом здесь смысле, является изменение его свойств во времени, обусловленное твердением цементного камня. Этот процесс называется старением и определяется, главным образом, составом цемента, водоцементным отношением, влажностью и температурой среды [2, 18]. [c.17] Как показывают многочисленные опыты, модуль упругости бетона существенно зависит от возраста, причем с его увеличением он асимптотически приближается к некоторой постоянной величине—модулю упругости старого бетона. Типичные кривые роста модуля упругости во времени приведены на рис. 2 [2]. Здесь и далее имеется в виду обычный или тяжелый бетон с заполнителями в виде песка и щебня или гравия. [c.18] Повышение температуры твердения увеличивает скорость нарастания модуля упругости бетона. Этот вопрос изучался экспериментально и теоретически многими авторами. [c.19] Наиболее обширные исследования, позволившие разработать методику определения модуля упругости бетона в зависимости от температуры твердения, проведены Ю. И. Кононовым под руководством П. И. Васильева. Типичные кривые, иллюстрирующие это явление, приведены на рис. 3 [22]. [c.19] Старение бетона и зависимость скорости роста модуля от температуры твердения являются одной из причин возникновения неоднородности массивных бетонных сооружений в начальный период их существования. [c.19] Вернуться к основной статье