Среда с релаксацией напряжений

Уравнение (5) характеризует реологическое состояние среды, в которой при постоянной деформации напряжение релаксирует до нуля по экспоненциальному закону. Уравнение (6) описывает деформацию среды с последействием. В этой среде при мгновенном снятии напряжений деформация экспоненциально убывает до нуля. Уравнение (7) соответствует деформации сложной среды с релаксацией напряжения и последействием. Следует отметить, что в литературе деформацию упругого последействия часто называют эластической. Если она достигает очень высоких значений, ее общепринято именовать высокоэластической. Аналогично уравнениям (5)—(7) можно составить уравнение модели вязко-упругого тела с любым (конечным или бесконечным) набором времен релаксации и последействия. Естественным обобщением модельной теории вязко-упругой среды является интегральная теория вязко-упру-гости, в которой спектры времен релаксации и последействия могут быть как дискретными (тогда реологическое поведение тела можно описать соответствующей моделью), так и непрерывными. Изложение этой теории описано, например, в монографии Д. Бленда Теория линейной вязкоупругости (Издательство Мир , М. 1965). [c.16]

Частный случай среды с релаксацией напряжений, введённый Максвеллом з) в 1868 г,, мы получим, если положим [c.69]

Для КУ металл — металл с пластической деформацией уплотнителя специфические требования к материалу следующие низкая твердость и высокая пластичность поверхности упругость в объеме, позволяющая поддерживать необходимое для герметизации контактное давление при изменениях температуры, давления среды и релаксации напряжений отсутствие нагартовки при многократных нагружениях. Идеальный материал уплотнителя должен иметь внешний легко деформирующийся слой, не поддающийся наклепу, и упругую сердцевину, но таких металлов нет. На практике используют размещаемый в ограниченном объеме индий, свинец,, золото, алюминий, медь реже — никель, серебро, железо и др. [77]. Наибольшее распространение получили КУ с медными уплотнителями (см. схемы 6—9 на рис. 1). [c.102]

Опыт показал, что кипячение в воде является жестким испытанием и потому не позволяет с достаточной степенью точности оценить влияние длительного старения на композиты в условиях высокой влажности и переменной температуры. Механические и другие свойства стеклопластиков на основе аппретированных волокон после воздействия теплой влажной среды в течение нескольких. лет также значительно ухудшаются. Поэтому можно сказать, что в процессе деструкции важную роль играет временной фактор. Процессы релаксации напряжений и коррозии, которые могут способствовать деструкции, изменяются во времени, и их механизм не может быть точно установлен на основе ускоренных испытаний. [c.271]

Все эти и подобные исследования проводились на приборе ПМТ-3. Из-за отсутствия специальной аппаратуры, которая позволила бы провести измерения непосредственно в процессе облучения, образцы сначала облучались, затем выдерживались определенное время, чтобы уменьшилась наведенная радиоактивность, и только тогда делались измерения. Такая выдержка длилась иногда до трех лет [35]. При исследованиях не учитывалась возможность изменения физических и механических свойств в результате высвечивания материалов, поскольку зависимость между изменениями свойств материалов и временем высвечивания практически невозможно было установить. В настоящее время однозначных результатов по влиянию облучения на физико-механические свойства металлов не имеется. Это связано с неоднозначными условиями эксперимента и после одинаковых доз облучения измерения микротвердости проводятся по истечении длительного времени, при этом процессы старения и релаксации напряжений совершенно не могут быть учтены. В этих условиях важное значение приобретают измерения непосредственно в процессе облучения. Такого рода работы побуждали к поискам новых методов и средств, которые позволили бы вести исследования в агрессивных средах. [c.240]

Если сравнить интенсивность релаксации остаточных напряжений а обкатанных образцах,, испытанных в поверхностно-активной и неактивной средах с практически одинаковой охлаждающей способностью, то заметной разницы не наблюдается, что, как показано выше, связано с незначительным различием в характере неупругого деформирования упрочненных образцов в данных средах. [c.164]

Потребительские свойства материалов второй группы позволяют дать оценку их работы в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации, т.е. с учетом различного рода механических воздействий на них, в том числе в агрессивных средах. Среди таких свойств — релаксация напряжений, ползучесть, усталость, выносливость. Большое значение имеют такие характеристики потребительских свойств, как живучесть, длительная прочность, жаропрочность, истираемость и сохраняемость. [c.118]

При определении долговечности прокладок следует учитывать влияние таких эксплуатационных факторов, как температура, время, активность уплотняемой среды. Анализ уравнений, определяющих значение Ркр и а, показывает, что изменение работоспособности прокладок может происходить вследствие изменения Е, [Хтр, а и ho. Как было указано в главе 2, модуль Е резины в напряженном состоянии является слабой функцией времени, а его влияние может быть обнаружено в процессе деформирования уплотнителя, что в неподвижных соединениях практически не наблюдается. Исследования показали также, что коэффициент передачи давления а слабо зависит от времени. Вследствие процессов межмолекулярного взаимодействия резины с металлом следует ожидать существенного повышения силы трения. Однако сила трения должна одновременно уменьшаться вследствие релаксации напряжения, приводящей к снижению нормальной нагрузки. [c.50]

Рис. 64. Релаксации напряжения резины № 1 (а) и 2 (б) в воздушной среде (кривая /) и в воде (кривая 2) при 50 С.

Скорость релаксации резин в воде в определенной области температур выше, чем на воздухе (рис. 64), хотя окислительное действие кислорода в воздухе (концентрация 21%) должно быть более заметным, чем в воде (концентрация около 3%). Анализ дискретных спектров времен релаксации (табл. 15) показывает, что в воздушной среде выделены три элементарных процесса релаксации напряжения. Первые два относятся к быстрой стадии соответственно физической релаксации надмолекулярных структур каучука и релаксации связей наполнитель — каучук. Третий процесс с большим временем релаксации может быть отнесен к медленной стадии химической релаксации. В воде первый процесс не выделен потому, что он протекает за время значительно меньшее, чем время наблюдения. При температурах выдержки резины от 25 до 90 °С процесс релаксации наполнителя в воде протекает значительно быстрее, чем в воздушной среде. Причем, это различие уменьшается с ростом температуры. При 110°С соотношение скоростей релаксации наполнителя в воде и на воздухе становится противоположным. Скорость химической релаксации, характеризуемой реконструкцией химических связей в пространственной структуре молекул [c.96]

Здесь первый член отвечает релаксации деформации со временем т, второй описывает течение среды под действием напряжений r,rf — сдвиговая вязкость. В стационарном состоянии с = О уравнение (2.9) сводится к закону Гука е = fie, где модуль сдвига задает время релаксации т согласно известному соотношению [97] [c.122]

Первое представляет уравнение Максвелла для вязко-упругой среды со временем релаксации г = rj/p, задаваемым сдвиговой вязкостью TJ и модулем сдвига р [240]. В правой части уравнения (3.103) первое слагаемое описывает релаксацию напряжений со временем к уровню сг , фиксируемому внешней нагрузкой. Второй член учитывает нелинейные эффекты отрицательной обрат- ной связи, обуславливающей уменьшение напряжений а за счет концентрации энергии пластической деформации те ( f — положительная константа этой связи). Характер эволюции системы задается тремя масштабами временем пластического течения т 10 с, временем ехр Q/T релаксации концентраторов напряжений за счет перераспределения дефектов (при дебаевской частоте 10с" и высоте барьера Q 1 эВ значение < 10 с) и характерным временем д [c.273]

Вследствие ограниченности скорости движения и размножения носителей пластической деформации (дислокаций) напряжение течения возрастает с увеличением скорости деформирования. Феноменологически зависимость напряжения течения от скорости деформирования трактуется как проявление вязкости или релаксации напряжений в твердом теле. Динамика деформирования релаксирующих сред описывается различными моделями упруговязкопластического тела [5 — 7]. Простейшей из них является модель Максвелла, включающая последовательно упругий С и вязкий т] элементы (рис.З.Зо). Общая деформация у в зтой модели есть сумма упругой Уу р и пластичной (вязкой) у,, , компонент [c.80]

Релаксация напряжений существенно влияет на эволюцию импульса нагрузки в материале и должна учитываться в точных расчетах динамики движения среды на волновой стадии. Необходимость детального описания структуры волн сжатия и разрежения возникает, например, при исследовании кинетики полиморфного превращения, разрушения и других релаксационных процессов, где нужно разделить особенности структуры регистрируемых волновых профилей, связанные с исследуемым процессом и с вязкоупругопластическими свойствами материала. Подобные исследования проводятся в [c.104]

Па рис. 2 б представлены результаты, аналогичные вышеописанным, экспериментов на трубчатых образцах титанового сплава ВТ-20 при температуре Т = = 900 °С [1]. При этой температуре первая стадия ползучести отсутствует, время релаксации т , т.е. время перехода от возбужденного состояния к равновесному мало, что отчетливо просматривается из диаграмм. Эксперимент начинался при напряженном состоянии, соответствующем точке 1 с интенсивностью напряжений Tj = 5 МПа, через 0,5 часа перегрузка в точку с интенсивностью ai = 10 МПа и затем через 0,5 часа в точку 3 с интенсивностью сг = 5 МПа. На следующей диаграмме показаны графики Si = i t) в соответствующих обозначениях для ак-, Тк, здесь же для сравнения изображены темными точками результаты экспериментов на растяжение. На диаграмме справа точками изображены отношения замеряемые через Ai = 3 мин после перегрузки, подобие девиаторов сохраняется. При высоких температурах просматривается полная аналогия между процессом ползучести и деформированием идеально-пластической среды, экспериментально достаточно хорошо подтверждается квазилинейная тензорная связь между скоростями деформаций ползучести и напряжениями, гипотеза существования потенциала ползучести весьма правдоподобна. [c.729]

Температурные напряжения во время неустановившегося нагревания релаксации напряжений в тонком круглом диске из вязко-упругого материала. Рассмотрим температурные напряжения в тонком сплошном круглом диске постоянной толщины из вязко-упругого материала, деформируемом в отсутствие внешних сил радиально симметричным распределением температуры Q = f(r, t), которое с течением времени может изменяться. Температурные напряжения, о которых идет речь, из-за вязкости среды будут следовать за предписанным [c.495]

Особенности кинетических диаграмм разрушения. В первых исследованиях, касающихся оценок кинетики докритического роста трещип при длительном статическом нагружении в водных средах, рассматривались преимущественно закаленные низкоот-пущенные стали с пределом текучести выше 1500 Н/мм . Было показано, что скорость распространения трещины прямо пропорциональна коэффициенту интенсивности напряжении растущей коррозионной трещины. Дальнейшее распространение подходов линейной механики разрушения па более широкий круг высокопрочных материалов и коррозионных сред выявило более сложный характер зависимости viK). Типичная кинетическая диаграмл1а коррозионного растрескивания в координатах gv-K представлена на рис. 42.3. На участках I и III скорость роста трещины увеличивается с повышением X, а в пределах участка II, охватывающего значительный диапазон значений К, наблюдается стабилизация скорости. Существуют различные суждения о причинах четко выраженных участков диаграммы коррозионного растрескивания. Их связывают с влиянием в пределах каждого участка доминирующего механизма воздействия среды. Второй горизонтальный участок часто связывают с релаксацией напряжений в вершине трещины вследствии ее интенсивного ветвления. Характер зависимости v K) во многом зависит от структуры сплава и типа среды. Для высокопрочных сталей с мартенситной структурой с пределом текучести 1500 Н/мм и выше на кине- [c.341]

Напряжения Дафп релаксируют в металле по тем закономерностям, которые описаны нами ранее, причем во время охлаждения одновременно с релаксацией напряжений происходит их рост из-за температурного изменения упругих свойств среды в соответствии с соотношением Gr /Ujo = [c.189]

Даже при максимальной адгезии полимеров к немодифициро--ванным графитовым волокнам композиты на их основе имеют невысокую прочность на сдвиг вследствие разрушения по слабым пограничным слоям графита. Окисление применяется прежде всего для удаления потенциально слабого пограничного слоя с поверхности графита. На возникающей в результате этого гидрофильной поверхности в присутствии воды могут образовываться гидролитически равновесные связи с полярными смолами, что в свою очередь приводит к снижению усадочных напряжений в материале. В случае композитов из оксидированного графита с неполярными смолами для релаксации напряжений и сохранения механических, свойств во влажной среде необходима, вероятно, обработка наполнителя силановыми аппретами. [c.217]

Предварительно изучали влияние статических напряжений на скорость коррозии трубной стали на деформированных изгибом (по трехточечной схеме) образцах стали 17ГС в термостатированных условиях и перемешиваемой среде, представляющей смесь нефти с 3%-пым хлоридом натрия в отношении 1 1. Скорость коррозии определяли по потере массы за 720 ч выдержки. Как следует из рис. 104, с увеличением напряжений до предела текучести (350 МПа) скорость коррозии увеличивается, а затем при достижении текучести уменьшается вследствие наступления стадии легкого скольжения и релаксации напряжений, обусловленной выбранной схемой нагружения с заданной величиной деформации. Это указывает на возможность усиления коррозионного взаимодействия трубной стали с рабочей средой даже при нагружении в упругой области с возникновением коррозионных поражений, которые в дальнейшем могут стать концентраторами напряжений и после инкубационного периода инициировать возникновение коррозионно-механических трещин. Если в концентраторе отсутствуют условия для существенной релаксации напряжений, что обычно имеет место при циклическом (повторно-статическом) нагружении с накоплением микроискажений решетки, процесс коррозионного взаимодействия будет ускоряться на протяжении всей стадии деформационного упрочнения, как это указывалось в гл. П. [c.230]

Итак, для стандартного тела ядро релаксации является экспоненциальной функцией. Следовательно, и ядро ползучести будет экспоненциальной функцией. Вообще при связи между напряжением и деформацией, заданной дифференциальным соотношением с постоянными коэффициентами, ядра релаксации и ползучести будут представлять собой суммы экспоненциальных функций. Дифференциальные соотношения описывают поведение определенных линейных вязкоупр ,гих сред, так называемых сред с дискретным спектром времен релаксации. Большинство же полимерных материалов, как показывают эксперименты, обладают сплошным спектром. Для сред со сплошным спектром ядра ползучести и релаксации были предложены многими авторами (см. [46, 55, 90]). Некоторые из предложений сведены в табл. 2, где представлены ядра релаксации и их резольвенты. [c.143]

Таким образом, волокнистые композиционные материалы на нихромовой основе с вольфрамовыми или молибденовыми волокнами являются перспективным материалом для изготовления деталей, подвергающихся высокотемпературному нагреву, механической нагрузке и окислительному воздействию среды. Однако во время периодических нагревов в этих материалах возникают термические напряжения, обусловленные неравномерным распределением температур и различием коэффициентов термического расширения волокна и матрицы. Вследствие развития ди( у-зионных процессов в них происходят структурные и фазовые превращения образуются интерметаллидные фазы, растворяются и рекристаллизуют упрочняющие волокна, возникают трещины и др. Результатом релаксации напряжений, развития структурных и фазовых превращений может явиться и необратимое формоизменение деталей, ухудшение эксплуатационных характеристик нх и др. Ниже изложены результаты выполненного автором совместно с Ф. П, Банасом и Е. В. Яковлевой исследования необратимого формоизменения композиционных материалов. [c.188]

Среди вискозиметров разных типов наибольшее значение имеют ротационные и капиллярные приборы. Важная особенность ротационных вискозиметров заключается в том, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, релаксации напряжения, сдвиговой прочности, тиксотропии и т. д.) в упругих жидкостях и у материалов, занимаюш,их промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Поэтому ротационные приборы имеют основное значение для характеристики механических свойств очень широкого круга материалов в текучем состоянии — от полимерных систем и пиш,евых продуктов до расплавов шлаков и стекол. [c.3]

На этой основе предлагается метод систематического вычисления характеристик механического поведения таких сред для условий однородного напряженно-деформированного состояния с учетом предыстории движения. Детально обсуждаются различные типы нагружения и течения, а также явления релаксации напряжения, упругого последействия, эффекты Вейссенберга и другие свойства, представляющие интерес в первую очередь для специалистов, занимающихся полимерными материалами. [c.2]

В работе [15] в уравнения среды включены упруговязкие члены Максвелла, описывающие процесс релаксации во времени касательных напряжений. На основе этой модели в [16] исследованг структура пррфиля ударной волны в упруговязкой среде с нелинейной зависитстью максвелловской вязкости (величины, обратной времени релаксации касательных напряжений) от параметров состояния вещества. Для одномерного движения вдоль оси я релаксационное уравнение записывается в виде [c.188]

При сравнительной оценке [43] релаксации напряжения одноосносжатых саженаполненных нитрильных резин (табл. 14) в водной и воздушной средах при 25—110°С был использован [c.96]

Этот факт находит свое выражение также и в том, что скорость упругих деформаций равна по абсолютной величине и противоположна по знаку скорости вязких деформаций, в то время как скорость полной деформации равна нулю. Скорость работы релакси-рующих напряжений на полных деформациях, естественно, равна нулю, поскольку полные деформации постоянны. Однако скорость работы релаксирующих напряжений на упругих деформациях отрицательна, а на вязких деформациях положительна. Вместе с тем следует подчеркнуть, что с термодинамической точки зрения между скоростями работы релаксирующих напряжений на упругих деформациях и на вязких деформациях имеется существенное различие. Работа релаксирующих напряжений на упругих деформациях не создает энтропии, в то время как работа релаксирующих напряжений на вязких деформациях является источником производства энтропии. В этом, собственно, и заключается не.обратимый характер процесса релаксации напряжений в средах рассматриваемого типа. [c.104]

Преимущественная реализация того или иного вида коррозионного разрушения зависит от свойств среды и металла, уровня номинальной и локальной напряженности и др. Коррозионные среды оказывают двоякое воздействие на металл. С одной стороны, вследствие электрохимического растворения металла происходит уменьшение поперечного сечения элемента, что способствует повышению действующих напряжений и последующему его разрушению. С другой стороны, анодное растворение металла может приводить к релаксации локальных напряжений из-за притупления вершины трещины или какого-либо другого концентратора. Причем способность к релаксации напряжений зависит от вязкопластических характеристик металла. Специфической особенностью сероводородосодержащего продукта является его охрупчивающее воздействие на металл. Механизм сероводородного охрупчивания аналогичен водородному и заключается [c.44]

С ростом плотности дислокаций до значений, при которых их вза имодействие становится сравнимым с напряжением г , созданным внешним полем, поведение ансамбля дефектов становится коллективным, и принципиальную роль приобретают процессы релаксации напряжений. На качественном уровне они представляются в рамках реологической схемы вязко-упругого течения среды, развитой в п. 2.3. При этом зависимость б(г ) имеет корневой вид (1.10) (кривая 2). В общем случае реализуется немонотонное поведение, которое [c.259]

Число публикаций, например, для вязкоупругих сред невелико. В работе С. 3. Брука [12] исследована плоская задача Лэмба для среды с вольтерровскими соотношениями между напряжениями и деформациями с ядрами релаксации общего вида. Приведено асимптотическое решение. [c.358]

Здесь Т — температура среды и — перемещение вдоль оси х о — напряжение, 5 — энтропия на единицу массы д — тепловой поток р — плотность X, — адиабатические коэффициенты Ламе г — время релаксации теплового потока. Коэффициенты кит связаны с теплоемкостью среды с и коэффициентом термического расширения асоотношениями [c.125]

Существенная роль вязкой компоненты подтверждается исследованиями закономерностей ударно-волновых процессов при ступенчатых изменениях нагрузки. Регистрация волновых профилей ступенчатого ударного сжатия алюминия, меди [40], вольфрама [41] показала, что вторая, догрузочная , волна сжатия, распространяющаяся по ударно-сжатому материалу, имеет упругий предвестник, скорость которого равна продольной скорости звука с . В упругопластической среде, где нет релаксации напряжений, догрузочнные волны должны бьггь чисто пластическими. [c.101]

Таким образом, как следует из уравнения (16.109), в случае среды, обладающей свойством обратной ползучести, при мгновенном нагружении до напряжения а = (Тг скорость убывания напряжения в начальный момент йа1й1)1=о будет значительно большей, чем в случае среды, не дающей деформаций обратной ползучести е ". Если же процессу релаксации предшествует медленное возрастание напряжения а, то абсолютное значение ( /а/с /) =о уменьшится на величину, зависящую от значения [и" )1=о в начальный момент релаксации. С течением времени 1 кривые релаксации напряжения для сложной среды и для среды, не проявляющей свойства обратной ползучести, могут пересечься, так как в первой среде релаксация происходит [c.671]

Широко распространенной точке зрения, согласно которой деформационное упрочнение при пластическом течении есть результат возрастания сопротивления среды движению носителей деформации за счет изменения характеров как самих носителей, так и барьеров, в определенной мере противостоит релаксационный переход к описанию этого процесса [2] (см. гл. 1). Он предполагает, что рождение, движение и объединение дефектов в более крупные агрегаты, перестройка дефектов внутри агрегатов и преобразование последних связываются со стремлением нагружаемого объекта снизить уровень напряжений. В таком случае следует учитывать, что поле напряжений внутри объекта неоднородно, а наблюдаемое нарастание деформирующего напряжения отражает некий средний уровень. В связи с неоднородностью поля напряжений пластическая деформация также неоднородна, п развивается локализованно в областях концентрации напряжений. Такие представления позволяют использовать синергетический подход к описанию пластической деформации и рассматривать нагружаемый объект как далекую от равновесия диссипативную систему. При этом предполагается диссипация упругой энергии, поэтому данный процесс напрямую связан с релаксацией полей напряжений. В кристаллических твердых телах релаксация напряжений (а следовательно, и диссипация энергии) может осуществляться рождением и миграцией точечных дефектов, рождением и движением (консервативным пли неконсервативным) дислокаций, образованием и перестройкой дислокационных ансамблей, рождением и перемещением дисклинаций и их ассоциатов, перестройкой и миграцией границ различного рода (блочных, доменных, границ фрагментов и ячеек, межзеренных) и, наконец, нарушением сплошности, т. е. образованием трещин. В специфических условиях релаксация осуществля [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...