Зависимости между напряжениями и деформациями ползучести

У большинства металлов при комнатных и более низких температурах за достижимое в опыте время наблюдения заметить ползучесть не удается. В этих условиях их поведение с достаточной точностью описывается моделью упруго-пластического тела. При более высоких (сходственных) температурах ползучесть может проявиться весьма заметно. Например, у малоуглеродистой стали временные эффекты становятся существенными при температурах выше 400 °С. При таких температурах зависимость между напряжениями и деформациями существенно меняется с изменением скорости деформирования (нагружения), так что кривая а — е без указания условий эксперимента утрачивает смысл. Важно заметить, что ползучесть металлов при высоких температурах наблюдается при любых, даже весьма небольших напряжениях, что отличает это явление от холодной пластичности, которая проявляется только по достижении определенного уровня напряжений. Ползучесть других, неметаллических материалов (цементный камень, бетон, дерево, пластмассы) можно обнаружить уже при комнатной температуре. [c.752]

Расчет конструктивных элементов за пределами упругости осуществляют на основании деформационной теории пластичности и ползучести с помощью метода переменных параметров упругости. При этом используют зависимость между напряжениями и деформациями в виде [c.7]

Минимальная скорость накопления деформаций ползучести при > 200 циклов увеличивается при увеличении максимальных напряжений. Возможное ускорение ползучести в состоянии, близком к образованию макротрещин, не учтено. Для разгрузки принята линейная зависимость между напряжениями и деформациями. Исследования НДС и прочности проведены с целью изучения влияния на НДС различных факторов температуры, времени выдержки при максимальной нагрузке, давления, длины мембранной зоны. [c.127]

В дальнейшем мы не будем применять метод А. В. Верховского для определения касательных напряжений. Для чисто упругой деформации мы непосредственно используем результат, полученный А. В. Верховским для напряжений, нормальных к соответствующим сечениям. Для упруго-пластической деформации и для деформации ползучести используем деформационные гипотезы А. В. Верховского, подобно тому, как гипотеза плоских сечений при изгибе стержней постоянного сечения используется для упруго-пластической стадии деформации [13] и стадии ползучести [14]. Однако в этих случаях напряжения, нормальные к соответствующим сечениям, должны быть определены на основании соответствующих нелинейных зависимостей между напряжениями и деформациями (или скоростями деформации). При этом плоская деформация приближенно заменяется линейным напряженным состоянием. [c.129]

Материал моделей для исследования напряжений в пределах упругости должен удовлетворять следующим требованиям достаточная оптическая активность, прозрачность, изотропность, однородность, отсутствие начального оптического эффекта и краевого эффекта времени, линейная зависимость между напряжениями и деформациями и порядковым номером полосы (или разностью хода), отсутствие заметной ползучести, возможность нетрудоемкой механической обработки при изготовлении моделей. [c.81]

ОТНОСЯТСЯ явления упругого последействия при разгрузке, температурное последействие, остаточная микродеформация, ползучесть, зуб текучести, прерывистость пластической деформации и др. К 90-м годам XIX в. было много дискуссий относительно вида нелинейной зависимости между напряжением и деформацией для различных тел, в том числе и металлов. Однако, как отметил Белл [210], существовало уже немало экспериментальных доказательств того, что нелинейность при малых деформациях является воспроизводимым фактором. [c.119]

Поскольку иногда детали машин и элементы конструкций работают за пределом текучести, необходимо исследовать зависимость между напряжениями и деформациями в пластической области, где соотношения линейной теории упругости уже неприменимы. Соотношения между деформациями и напряжениями в пластической области в общем случае нельзя считать не зависящими от времени. В любой точной теории пластического деформирования следовало бы учитывать влияние всего процесса изменения пластической деформации с момента начала пластического течения. Соотношения, учитывающие это, были бы очень сложными, они содержали бы в себе напряжения и скорость изменения деформации во времени. Уравнения были бы аналогичны уравнениям течения вязкой жидкости, а деформацию в каждый момент времени следовало бы определять, осуществляя пошаговое интегрирование по всему процессу изменения деформации. Такой подход привел бы к очень трудоемким расчетам даже при решении простейших задач о пластической деформации. Вследствие этого обычно делают некоторые упрощающие предположения, которые позволяют относительно просто исследовать процессы пластического деформирования и получать достаточно простые результаты, пока температура ниже температуры ползучести и в случае обычных скоростей деформации. [c.118]

Логарифмическая функция Людвика не была той функцией, которая могла описать зависимость между напряжением и деформацией (в условиях вязкости) в общем случае поведения твердых тел, как это часто утверждается скорее всего она позволяла сравнивать, и то для одного лишь твердого тела —олова,—скорости ползучести при постоянном напряжении, соответствующем специфической дес рмации, со скоростью деформации при измеренном предельном напряжении, соответствующем той же специфической деформации в опыте с постоянной скоростью деформации. То, что значение предельного напряжения в олове изменяется со скоростью деформирования, не дает, к сожалению, информации о динамической функции отклика для промежуточной II стадии деформирования— зоны Треска, предшествующей III стадии с постоянным [c.186]

Поэтому при изучении зависимости между напряжением и деформацией металлов при высокой температуре упругой деформацией в большинстве случаев можно пренебрегать, а аппарат для расчетных целей строить, обращая главное внимание на учет явления ползучести материала. [c.233]

Таким образом, поведение бетона и металлов при длительной нагрузке является весьма сложным. Оно определяется не только свойствами начальной структуры и температурой, но и структурными изменениями в процессе деформации, в связи с чем может быть описано приведенными выше зависимостями между напряжениями и деформациями лишь с известным приближением. Эти зависимости приходится еще уточнять на основании чисто экспериментальных данных. С указанной целью используют по преимуществу так называемые кривые ползучести, т. е. кривые, связывающие величину деформации при постоянных напряжении и температуре с временем. [c.419]

Для расчётных целей кривые ползучести перестраиваются в координаты з, сг для определённых значений времени. В случае расчета некоторой детали на ползучесть для определения напряжений и деформаций при заданном значении времени необходимо произвести расчёт на прочность и жёсткость детали при помощи известного графика зависимости напряжения от деформации. Расчёты на ползучесть по теории старения Ю. Н. Работнова эквивалентны расчётам на прочность и жёсткость при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями. [c.189]

Подобно тому как теория течения металлов, обладающих упрочнением (п. 3 настоящей главы), основывалась на введении функции пластического упрочнения Хо = /(7д), которую, в свою очередь, можно рассматривать как математическое обобщение линейной зависимости между напряжениями и деформациями — для (несжимаемого) упругого материала, точно так же и теория установившейся ползучести твердых тел может основываться на [c.472]

Задача о ползучести стержня некруглого поперечного сечения при кручении (рис. 180) [13, 17, 78, 102, 168] решается аналогично задаче обычного пластического кручения при произвольной зависимости между напряжениями и деформациями, если компоненты скорости заменить компонентами смещения. Компоненты переме- [c.419]

Исходные уравнения линейной теории ползучести для анизотропного наследственного тела получены И. И. Гольденблатом (1955),. который на основе некоторых термодинамических соображений и так называемого принципа Онзагера представил зависимость между напряжениями и деформациями для такой среды в наиболее общем виде. [c.176]

Как известно (см. 1), при высоких напряжениях (а 0,5 В) линейная связь между напряжениями и деформациями ползучести бетона нарушается. Что же касается упруго-мгновенных деформаций, то они остаются пропорциональными напряжениям вплоть до значений, почти соответствующих пределу прочности бетона В. Учитывая это, П. И. Васильев (1953) предложил воспользоваться нелинейной теорией упругой наследственности и представить зависимость между напряжениями [c.176]

Решения контактных задач теории неустановившейся ползучести,, естественно, оказалось возможным получить из такого рода системы уравнений только благодаря определенным предположениям о физической зависимости между напряжениями и деформациями, положенным в основу наследственной теории ползучести. [c.201]

Образцы для испытаний на ползучесть выполняются в виде тонкостенного полого цилиндра с диаметром рабочей части 25/22 мм, длиной 100 мм. Следует отметить, что такая форма образца является наиболее целесообразной, ибо возникающее в этом случае при комбинации растяжения с кручением напряженное состояние в стенке с достаточной степенью приближения можно считать однородным. Последнее обстоятельство позволяет получать надежные данные зависимости между напряжениями и деформациями (или скоростями деформаций) и в значительной степени облегчает обработку экспериментального материала. [c.52]

Расчеты деталей машин на ползучесть выполняются на основе уравнений равновесия, условий на поверхности, условий совместности деформаций и зависимостей между напряжениями и деформациями. [c.254]

Расчеты, выполненные в предположении установившейся ползучести, эквивалентны расчетам при нелинейных зависимостях между напряи ениями и деформациями. В частности, в случае использования степенной зависимости скорости пластической деформации от напряжения (11) решения этих задач эквивалентны исследованию пластического состояния деталей при степенном упрочнении. Поэтому все методы расчета при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями, как, например, метод упругих решений А. А. Ильюшина [24], метод переменных параметров упругости И. А. Биргера [6] могут быть использованы и для расчетов на установившуюся ползучесть. В случае применения степенной зависимости скорости пластической деформации от напряжения, решения задач о пластическом состоянии деталей при степенном упрочнении, ряд пз которых [c.255]

Расчеты деталей машин на ползучесть выполняются на основе уравнений равновесия, условий на поверхности, условий совместности деформаций и зависимостей между напряжениями и деформациями. Иногда условия совместности деформаций заменяются кинематической гипотезой, например, гипотезой плоских сечений в расчете балок или гипотезой прямолинейности нормалей в расчете пластин. [c.218]

Расчеты с использованием предположения установившейся ползучести эквивалентны расчетам при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями. В частности, в случае использования степенной зависимости скорости деформации ползучести от напряжения решения этих задач эквивалентны исследованию пластического состояния деталей при степенном упрочнении. Поэтому ряд результатов, полученных В. В. Соколовским [149], легко переносится и на ползучесть. [c.218]

Расчеты на ползучесть по теории старения эквивалентны расчетам при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями. Наиболее общая формулировка теории старения принадлежит Ю. Н. Работнову [124, 125]. Согласно ей напряжения и деформации в условиях ползучести для заданного значения времени определяются путем расчета детали на основе изохронной кривой ползучести для этой величины времени. Поэтому так же, как и в случае установившейся ползучести, результаты, полученные в теории пластичности [50, 60, 149], а также приближенные методы решения упруго-пластических и пластических задач, например метод упругих решений [50], метод переменных параметров упругости [8, 9], вариационные методы [60], могут быть использованы и для расчетов по теории старения. [c.220]

Решение задачи неустановившейся ползучести скрученного круглого стержня по теории старения эквивалентно расчету за пределами упругости при нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями. Последнее изложено в книге С. Д. Пономарева и др. [120]. [c.230]

Как известно [4] задача об установившейся ползучести эквивалентна задаче расчета на прочность и жесткость при нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями. В частности, если зависимость скорости пластической деформации от напряжения может быть аппроксимирована степенной функцией, то тогда задача установившейся ползучести будет эквивалентна задаче пластичности при степенном упрочнении. Такая задача рассматривалась В. В. Соколовским [5]. Для круглой осесимметрично нагруженной пластины им получена система двух дифференциальных уравнений, которая решалась методом численного интегрирования. [c.173]

В некоторых случаях при формировании зависимостей между напряжениями и деформациями принимается предположение о параллельности кривых ползучести. [c.443]

Как указывалось выше, расчеты на ползучесть по теории старения Ю. Н. Работнова эквивалентны расчетам на прочность и жесткость при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями, заданных графически. Поэтому многочисленный решения подобных задач могут быть использованы в этом случае и для расчетов на ползучесть. В расчетах на ползучесть по теории старения Ю. Н. Работнова возможно непосредственное использование серии экспериментально полученных кривых ползучести, без аппроксимации их аналитическими зависимостями, что повышает точность расчетов. [c.292]

Поскольку в решениях задач установившейся ползучести условиям совместности деформаций должны удовлетворять компоненты деформаций ползучести, определяемые формулами (12.88), эти решения эквивалентны расчетам при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями. В частности, при использовании зависимости (12,89) они эквивалентны решениям чисто пластических задач со степенным упрочнением. [c.302]

Как отмечалось в 81, расчеты на установившуюся ползучесть эквивалентны расчетам на прочность и жесткость при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями. Поэтому для решения задачи установившейся ползучести изогнутого бруса может быть использован один из вариационных методов. Рассмотрим применение принципа минимума дополнительной работы для исследования установившейся ползучести равномерно нагретого бруса прямоугольного поперечного сечения при чистом изгибе. [c.310]

Рассмотрим влияние длительных деформаций на напряженное состояние пролетных строений с несимметричными поперечными сечениями, что характерно для городских транспортных сооружений. При этом в качестве теории ползучести, устанавливающей зависимость между напряжениями и деформациями во времени, примем один из вариантов линейной теории ползучести, а именно теорию старения [111. [c.225]

Материалы и тела, для которых зависимость между напряжениями и деформациями включает время, называются упруго-вязкими. Для таких материалов характерны следующие реологические свойства 1) изменение деформаций при постоянных напряжениях (ползучесть) 2) изменение напряжений при постоянных деформациях (релаксация) и снижение прочности при длительном воздействии нагрузок. Все реальные тела обладают свойством ползучести, но проявление этих деформаций зависит от промежутка времени, в течение которого ведутся наблюдения за процессом деформирования, от величины приложенной нагрузки и температуры, от граничных условий. Так, течение жидкости можно наблюдать за очень короткие промежутки времени (секунды, минуты), льда — за несколько часов и суток, глин — за сутки и месяцы, скальных грунтов — за тысячелетия и т. д. Течение жидкости вызывают очень малые касательные напряжения, тогда как для течения скальных грунтов требуются значительные напряжения. [c.57]

Под ползучестью в широком смысле понимают всю совокупность явлений, связанных с влиянием времени на зависимость между напряжениями и деформациями в твердых телах. Основные положения теории ползучести изложены в монографиях [ ], [ [ ], [ ]. Интересная обзорная работа [ ] также [c.342]

Согласно теории упрочнения предполагается, что при заданной температуре между скоростью деформации ползучести, напряжением и деформацией ползучести существует определенная зависимость [c.22]

На основании деформационной теории повторного нагружения Мос-квитина последовательно решают задачи о нагружении и разгрузке конструктивного элемента, причем для мембранной зоны считают, что разгрузка (начало в точке А на рис. 1.5, а) происходит по линейному закону. В связи с отсутствием в условиях однородного напряженного состояния, остаточных напряжений в мембранной зоне началу повторного нагружения соответствует точка. 4 (рис. 1.5, б) конца разгрузки предыдущего цикла, причем зависимость между напряжениями и деформациями является линейной для мгновенного нагружения и нелинейной для нагружения, при котором проявляются временные эффекты и ползучесть. [c.8]

Зависимость между напряжениями и деформациями при циклическом нагружении с учетом ползучести принята в форме обобщенной диаграммы циклического деформирования для зоны концентрации и кривых циклической ползучести для мембранной зоны. В качестве базовых диаграмм использованы мгновенные диаграммы деформирования, полученные для условий, исключающих проявление временньк эффектов. Для учета влияния ползучести на этапах нагрузки построены изохронные кривые деформирования. Зависимость деформации ползучести от числа циклов нагружения принята линейной в диапазонах чисел циклов 1. .. 200 и 201. .. 10 [c.126]

Требования к материалу прозрачность, достаточная для просвечивания модели в полярископе отсутствие начального оптического эффекта достаточная оптическая активность материала изотропность и однородность линейная зависимость между напряжениями и деформациями и между напряжениями и порядковым номером полос и отсутствие заметной механической и оптической ползучести достаточная величина модуля упругости материала при его оптической активности, обеспечивающая отсутствие заметного искажения формы модели при нагрузке возможность механической обработки для изготовления моделей из илиток или блоков при исследовании методом замораживания — способность материала к замораживанию и достаточная величина показателя качества материала при исследовании методом рассеянного срета — оптимальные свойства рассеивания (высокая прозрачность, оптическая однородность) [32]. [c.580]

Анализ экспериментальных результатов по влиянию основных параметров на процесс позволил с определенной долей условности, зависящей от соответствующих допусков, на плоскости р — Т (Р — либо е, либо а) выделить три основные зоны малых скоростей деформирования 10 % Р < Р (Т), средних скоростей Р (Т) < Р 10 и больших скоростей р 10 с . Влияние скорости деформирования в первой зоне объясняется реологическими эффектами (ползучестью). Вторая зона характеризуется относительно слабым влиянием скорости деформирования. Влияние скорости деформирования в третьей зоне объясняется наличием динамических эффектов. Наиболее детальные исследования характеристик процесса при лучевых путях нагружения (для траекторий малой кривизны) проведены в средней зоне. Большое количество экспериментальных работ посвящено исследованию процесса ползучести при постоянных и меняющихся (в том числе и знакопеременных) нагрузках в случае одномерного напряженного состояния (растяжение — сжатие стержней). Влияние скорости деформации на зависимость между напряжениями и деформациями в третьей зоне при динамических скоростях нагружения также привлекло серьезное внимание. Однако большие трудности измерения соответствующих величин в динамических процессах и необходимость прив.лечепия различных модельных представлений для расшифровки результатов эксперимента привели к тому, что в настоящее время, несмотря на большое количество экспериментальных результатов, отсутствует достаточно надежная методика построения динамической диаграммы а — е. Таким образом, перспектива последующих экспериментальных исследований заключается в следующих основных направлениях [c.140]

Развитием указанных подходов, применительно к области повышенных и высоких температур, явилось обоснование существования изоциклических и изохронных диаграмм длительного малоциклового деформирования [15]. Исследования сопротивления материалов высоко-температурному малоцикловому деформированию позволили сформулировать положение о том, что в каждом полу-цикле на участке активного нагружения можно использовать зависимости, характерные для описания статической ползучести в соответствии с теорией старения Работнова. При этом основная особенность диаграммы деформирования с проявлением временных эффектов состоит в том, что циклические изохронные кривые (по параметру времени) образуют при заданном режиме нагружения единую зависимость между напряжениями и деформациями, отсчитываемыми от момента перехода через нуль значений напряжений. [c.177]

К тому времени были выяснены основные качественные закономерности, отличающие ползучесть металлов при высоких температурах. К ним относится существенная нелинейность зависимости между напряжением и деформацией, которая привела к тому, что линейные вязко-упругие модели применительно к металлам не получили распространения. (Если пользоваться степенной аппроксимацией Бэйли, то коэффициент п изменяется в пределах от 3 до 20.) Поэтому теория ползучести металлов при высоких температурах и теория вязкоупругости практически развивались независимо, причем последняя поначалу имела по преимуществу теоретическое значение. [c.272]

При учете ползучести в зависимостях между напряжениями и деформациями в явном или неявном виде приходится учитывать время. В расчетах конструкций [19, 62, 110, 135, 142], отвлекаясь от физического содержания процесса, используют феноменологические теории, основой для построения которых являются результаты испытаний на ползучесть образцов. Из многих типов поведения материалов во времени под действием нагрузки при расчете конструкций на устойчивость в условиях ползучести, принципиальное значение имеют два основных типа материал обладает свойством ограниченной ползучести и материал обладает свойством неог раниченной ползучести. К материалам первого типа относятся бетоны и полимеры, к материалам второго типа — металлы при высокой температуре, [c.246]

Если у борных, углеродных и стеклянных волокон практически отсутствует ползучесть и их можно считать упругими, то для органических волокон такая предпосылка может оказаться весьма ошибочной. Так, согласно результатам работы [46], волокна кевлар-49 обладают свойством ползучести (рис. 3.4). Ползучесть свойственна высокопрочным органическим нитям и микропластикам (нить, пропитанная полимерным связующим и прошедшая термообработку), как показано на рис. 3.5 и 3.7. Кривые удельной ползучести (отношение деформации к начальной деформации) являются усредненными и построены по результатам длительных испытаний [47] при напряжениях, составлядащих до 0,6 от разрушающих при кратковременном нагружении. Согласно этим результатам, г пределах исследованных напряжений зависимость между напряжением и деформацией в любой момент времени нагружения линейна. Таким образом, ползучесть как органических нитей, так и мик-ропластиков подчиняется линейной теории вязкоупругости, и кривые ползучести могут быть описаны зависимостью (3.2). [c.90]

Приближенные методы расчета при нелинейных зависимостях между напряжениями и деформациями, например, метод упругих решений А. А. Ильюшина [50], метод переменных параметров у пругости И. А. Биргера [8, 9] могут быть использованы и для расчетов на установившуюся ползучесть. [c.218]

Для упруго-пластической области описаны исследования заневоленных пружин, резиновых амортизаторов, ползучести бруса большой кривизны и расчет прямого бруса при общей нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями. [c.2]

Соотношения (2.6.1), (2.6.4) и (2.6.11), яв-.пяясь простейшими определяющими зависимостями, выражающими функциональную связь между напряжениями и деформациями для одноосного напряженного состояния, не могут достаточно точно количественно описать ряд наб.людаемых в эксперименте эффектов. Так, ни одно из указанных соотношений не описывает точно деформирование материала при испытаниях на ступенчатую догрузку или разгрузку (полную или непо.лкую). Эксперименты демонстрируют резкое у величение скорости ползучести образца после ступенчатой догрузки. [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...