ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кривые ползучести и релаксации из "Сопротивление материалов " Выше уже было отмечено, что опытное изучение явления ползучести, на результатах которого основываются расчеты деталей машин и сооружений, работающих при высоких температурах, производится преимущественно на образцах из испытуемого материала, подвергнутых простому растяжению. При этом в течение всего срока испытания обеспечивается как неизменяемость температуры, так и постоянство величины растягивающей образец нагрузки. [c.574] При таких испытаниях через некоторые определенные промежутки времени измеряется удлинение образца поданным измерений в координатах—относительная деформация е и время t—строится диаграмма испытания — так называемая кривая ползучести материала. Вид кривой ползучести зависит как от рода материала, так и от величины напряжения и температуры. Одна из характерных кривых ползучести для металла схематически изображена на рис. 462 (кривая О А B D). [c.574] При нагружении образца, нагретого до определенной температуры Т, д ормация его вначале возрастает довольно быстро (в зависимости от скорости нагружения) от нуля до некоторой величины ОА (предполагается, что процесс нагружения заканчивается в точке А диаграммы). [c.574] Скорость деформации ползучести в любой точке кривой определяется величиной тангенса угла наклона касательной к кривой в этой точке к оси абсцисс, т. е. [c.574] Весь процесс ползучести может быть разбит на три последовательные стадии. В первой стадии, отвечающей участку АВ кривой ползучести, деформация проте кает с неравномерной, все время уменьшающейся скоростью это — так называемая стадия нераеномерной или неустатвившейся ползучести. Длительность первой стадии ползучести, в зависимости от рода материала и от величины температуры и напряжения, меняется от нескольких десятков до нескольких сотен и даже (в исключительных случаях) тысяч часов. [c.574] Наиболее существенное влияние на характер протекания процесса ползучести в этой, и последующей стадиях ползучести оказывают два основных фактора I) упрочнение материала в результате наклепа, связанного с увеличением остаточной (пластической) деформации, и 2) устранение этого наклепа или понижение несущей способности материала под действием высокой температуры. Явление ползучести можно рассматривать как взаимодействие этих двух факторов, создающих в основном картину чистой ползучести. Эта картина, особенно ка последующих стадиях, может быть осложнена влиянием различных внутренних (например. [c.574] Когда влияние упрочнения от наклепа уравновешивается ослабляющим материал влиянием длительного действия высокой температуры, уменьшение скорости ползучести прекращается, наступает вторая стадия ползучести (участок ВС кривой) — стадия равномерной ила установившейся ползучести, на которой деформация ползучести протекает с постоянной и притом минимальной скоростью. [c.575] При изменении температуры или величины напряжения вид кривой ползучести может значительно изменяться. На рис. 463 схематически изображены кривые ползучести пр. одной и той же постоянной температуре Т, но при различных постоянных кdlфяжeнияx О (причем 01 а2 С1з 04 СТ5). Подобный же вид имеют кривые ползучести при одинаковом постоянном напряжении а, но при разных постоянных температурах Г,-, если Ti T2 Ts T Tg,. [c.575] При относительно небольшом напряжении ( J=0i), или сравнительно невысокой температуре, деформация ползучести может вообще не иметь места, т. е. после нагружения образца диаграмма e—t будет представлять собой прямую линию, проведенную из точки параллельно оси абсцисс. При несколько более высоком напряжении (а=Ог) или температуре после сравнительно короткой стадии неуста-новившейся ползучести скороЬть ползучести может уменьшиться до нуля, т. е. дальнейшее увеличение деформации образца прекратится. При еще более высоком напряжении (ст=аз) или температуре может случиться, что скорость установившейся ползучести хотя и не будет равна нулю, но окажется настолько малой, что приведет к разрушению материала через очень большой промежуток времени, значительно превышающий срок службы детали из этого материала. [c.575] Длительность первой стадии релаксации в зависимости от рода материала, а также величины температуры и начального напряжения меняется от нескольких десятков до нескольких сотен часов. Физическая сторона явления релаксации на первой и второй ее стадиях освещена еще недостаточно. Имеется еще очень мало тщательно поставленных опытов с релаксацией напряжений, которые позволяли бы провести сопоставление полученных при это.ч результатов с данными опытов на ползучесть. В большинстве машин, применявшихся до сих пор при испытаниях на релаксацию, оказалось невозможным получить явление релаксации в чистом виде. [c.576] Обычно принимают, что нарастание пластической деформации в процессе релаксации подобно нарастанию ее при ползучести и что поэтому скорость релаксации можно вычислять по скорости ползучести. Исходя из этого предположения, казалось бы, не следовало заниматься специальным изучением явления релаксации. Однако существует и мнение, что скорость релаксации нельзя принимать за скорость ползучести, так как эти два процесса по существу не вполне тождественны, механизм возннкновения и нарастания пластической деформации при релаксации несколько иной, чем при ползучести. [c.576] Большей частью расчеты по этим формулам удовлетворительно соападг От с опытныь л данными только на отдельных участках кривой ползучести — глазным образом, на участке установившейся ползучести. [c.577] В этих формулах k, п, а. и Ь — некоторые коэффициенты, зависящие от свойств материала и температуры испытания. Вторая зависимость лучше совпадает с данными эксперимента, чем первая, зато использование ее при расчетах приводит к значительному усложнению вычислений. Вместе с тем данных о коэффициентах k и /г в первой формуле получено значительно больше, чем данных о коэффициентах а и во второй формуле. Поэтому в настоящее время при расчетах на ползучесть чаще используют первую формулу. [c.577] В качестве примера в таблице 23 приводятся данные о величине коэффициентов, входящих в первую формулу, для некоторых сталей, испытанных на ползучесть при различных напряжениях и температурах. [c.577] Вернуться к основной статье