Ползучесть бетона и металлов

ПОЛЗУЧЕСТЬ БЕТОНА И МЕТАЛЛОВ [c.419]

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]

Во многих исследованиях предполагалось, что ползучесть описывается линейными законами вязкоупругости и наследственности, свойственными материалам с ограниченной ползучестью (бетон, полимеры). В меньшей степени использовались нелинейные законы, характерные для материалов с неограниченной ползучестью (металлы при повышенных температурах). Малоизученными остаются также вопросы, связанные с влиянием дополнительного температур- [c.3]

В зависимости от реологических свойств материала возможны две существенно различные постановки задач устойчивости тонкостенных элементов при ползучести [42, 44, 49, 51] 1) если материал обладает ограниченной ползучестью (бетон, полимеры), то устойчивость конструкции рассматривается на бесконечном интервале времени и определяется длительная критическая нагрузка [53, 65—68, 70, 73] 2) если материал обладает неограниченной ползучестью (преимущественно металлы при повышенных температурах), то устойчивость рассматривается на конечном интервале времени и критическое время определяется на основе выбранного критерия потери устойчивости. [c.5]

Жидкость течет при любых, сколь угодно малых. сдвигающих напряжениях, тогда как твердое тело течет пластически, если только превышен предел текучести. Твердые на вид материалы, такие, как вар, битум, бетон, стекло и металлы, могут обнаруживать чрезвычайно медленную непрерывную деформацию это явление называется ползучестью. Совокупность мгновенных локальных микроскопических разрушений материала, вызываемых случайными концентрациями напряжений, создает в теле остаточную деформацию, которая ве является ни чисто пластической деформацией, ни деформацией ползучести. Эта деформация называется остаточной деформацией уплотнения. Накапливание остаточных деформаций уплотнения может вызывать усталость или разрушение. Последнее может также произойти из-за субмикроскопических изменений связей сцепления и локальных разрушений. [c.200]

Исследования показывают, что с помощью моделей из пластмасс, находящихся в состоянии квазиустановившейся ползучести, можно моделировать квазиустановившуюся и установившуюся ползучесть металлов и сплавов, выдержанных бетонов, и, по-видимому, горных пород. [c.120]

При указанных выше и других граничных условиях пластмассы применимы и для оценки ползучести металлов, выдержанных бетонов и горных пород при переменных напряжениях [3, 2]. Перейти от модели к натуре можно, используя, например, теорию упрочнения [3], наследственности или старения. [c.121]

Свойство ползучести проявляют многие конструкционные материалы. Бетон и полимеры ползут при нормальной температуре, металлы —при ВЫСОКОЙ температуре. Накопление деформаций в процессе ползучести может приводить к существенному искажению формы элементов тонкостенных конструкций выпучиванию, потере устойчивости. В связи с широким применением таких конструкций в различных областях техники проблема устойчивости в условиях ползучести привлекает внимание исследователей, и этой проблеме начиная с 50-х гг. посвящено значительное число публикаций. Для исследования устойчивости конструкций в условиях ползучести предлагались различные подходы. По Некоторым вопросам этой проблемы до настоящего времени нет единой точки зрения. В настоящей работе делается попытка отразить основные направления этих исследований. [c.246]

Явление ползучести может быть описано также при помощи механических моделей тел и наследственных теорий ползучести, которые можно рассматривать как обобщение механических моделей. Наследственные теории ползучести нашли применение в расчетах элементов конструкций из полимерных материалов и бетонов, а также в описании ползучести грунтов и горных пород. Имеются отдельные попытки использования наследственных теорий (в нелинейных вариантах) в расчетах конструкций из металлов. [c.370]

В теории ползучести изучаются законы связи между напряжениями и деформациями и методы решения соответствующих задач. Ползучесть материалов — это свойство медленного и непрерывного роста упругопластической деформации твердого тела с течением времени под действием постоянной внешней нагрузки. Свойством ползучести в большей или меньшей мере обладают все твердые тела металлы, полимеры, керамика, бетон, битум, лед, снег, горные породы и т. д. При нормальной температуре некоторые материалы (металлы, полимеры, бетон) обладают свойством ограниченной ползучести. С ростом температуры ползучесть материалов увеличивается и их деформация становится неограниченной во времени. Особенно опасно для элементов конструкций и деталей машин проявление свойства ползучести при высоких температурах. Уже при небольших напряжениях материал перестает подчиняться закону Гука. Ползучесть наблюдается при любых напряжениях и указать какой-либо предел ползучести невозможно. В отличие от обычных расчетов на прочность, расчеты на ползучесть ставят своей целью не обеспечение абсолютной прочности, а обеспечение прочности изделия в течение определенного времени. Таким образом, при расчете изделия определяется его долговечность. [c.289]

Обнаружено, что ползучесть усиливается при уменьшении вл ал<ности окружающего воздуха. По-особому в бетонах выглядит картина изменения коэффициента Пуассона с увеличением нагрузки и, следовательно, с увеличением доли пластических деформаций. Чем больше пластическая деформация, тем меньше коэффициент Пуассона, и в пределе он стремится к нулю, Напомним, что в стали и других металлах при полном развитии пластических деформаций коэффициент Пуассона приобретает значение 0,5. [c.366]

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]

Изменение деформаций во времени при постоянных напряжениях и температуре для разных конструкционных материалов (металл, бетон, пластмассы и др.) описывается качественно сходными кривыми ползучести (см. главу IV), хотя физические механизмы развития деформаций ползучести у этих материалов совершенно различны. [c.752]

Однако для ряда материалов, например для металлов и сплавов с низкой температурой плавления (свинец, алюминий, дюралюмин), для высокополимерных материалов (резина, каучук, пластмассы), для строительных материалов (дерево, бетон, цементный камень), явление ползучести проявляется уже при комнатной температуре и низких напряжениях. [c.246]

Ползучестью называется явление, заключающееся в увеличении деформаций при постоянстве нагрузок, действующих на тело. Свойством ползучести обладают многие материалы (бетон, полимеры и композиты, грунты, металлы при высоких температурах и пр.). [c.518]

Создание основ различных теорий ползучести, относящихся соответственно к металлам, бетону, полимерам и другим материалам. [c.246]

Вид этих кривых (рис. 239) зависит от величины действующего постоянного напряжения, от состава и условий твердения (для бетона), от состава и термообра- 3 ботки (для металла). При этом, как показывают опыты, для различных металлов при так называемых сходственных абсолютных температурах (т. е. таких, отношение которых к абсолютной температуре плавления данного металла одинаково) кривые ползучести оказываются подобными. Как видно из рис. 239, весь процесс ползучести можно разбить на три стадии. В первой стадии (кривая О А) ползучесть происходит при убывающей скорости деформации. Ее называют стадией неустановившейся ползучести. На второй [c.419]

Деформация ползучести металла может рассматриваться как очень медленная его текучесть. У обычной стали ползучесть имеет место при температурах, превышаюш,их 400° С. Чем выше температура среды, тем быстрее нарастает деформация ползучести. У пластмасс, бетона, дерева, некоторых цветных металлов и других материалов ползучесть имеет место и при нормальной температуре. [c.361]

Из наследственных теорий в расчетах на ползучесть могут быть использованы только такие, в которых теория наследственной упругости Вольтерра обобщена на случай нелинейной ползучести. К таким теориям относятся теория пластической наследственности Ю. Н. Работнова [124, 125], теории нелинейной наследственности Н. X. Арутюняна [3] и М. И. Розовского [142]. Однако наследственные теории, даже нелинейного типа, больше подходят для полимеров и бетона, чем для металлов. В частности, как показывают экспериментальные исследования ступенчатого нагружения образцов из металлов и сплавов, возврат при разгрузке оказывается меньше, чем это следует из всех наследственных теорий [112]. [c.223]

Явление ползучести присуще таким материалам, как бетон, кирпич, древесина, полимеры, естественный камень, грунты и т. п. Металлы также обнаруживают это свойство деформирования, которое становится особенно заметным при высокой температуре, а в цветных металлах (свинце, меди и т. п.) даже при комнатной температуре. [c.433]

Дальнейшее обобщение линейной теории вязкоупругости состоит в переходе к нелинейным уравнениям вида (10.41) или (10.42), т. е. к соотношениям указанного вида при нелинейных операторах Р и R. Нелинейная теория вязкоупругостн позволяет получить достаточно хорошее описание ползучести бетона и полимеров при различных режимах, в том числе неизотермических. В то же время этой теорией не охватываются необратимые процессы, протекающие мгновенно (атермическая пластичность) такие явления, как было указано, характерны в первую очередь для металлов. Тела, обладающие упругостью, вязкостью и пластичностью, описываются теорией упруго-вязко-пластических сред. Реологические уравнения этой теории уже не могут быть представлены в виде (10.41) или (10.42) (даже при нелинейных операторах Р и R ) подобно тому, как соотношения между напряжениями и деформациями для упруго-пластического тела нельзя записать в виде конечных (функциональных) связей. В рамках упомянутой теории и следует искать описание поведения металлов при достаточно высоких температурах. [c.754]

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]

На кривой неограниченной ползучести можно выделить участок ВС установившейся ползучести (е = onst). Металлы и некоторые полимеры, бетон в условиях нормальной температуры обладают ограниченной ползучестью. В условиях же повышенной температуры проявляется неограниченная ползучесть материалов, в этом случае правомерна постановка задачи о длительной прочности. Для суждения о прочности достаточно определить время х до разрушения при заданном уровне напряжений и построить [c.38]

Ползучесть наблюдается и в бетонах при обычной температуре. В отличие от металлов и древесины, в бетоне ползучесть затухающая, без периода установившегося процесса (рис. 4.65 и 4.66) скорость ползучести с течением времени уменьшается и асимпто- ически приближается к нулю. В зависимости от марки бетона, [c.304]

Как показывают экспериментальные исследования ползучести [105], наследственные теории лучше описывают ползучесть полиг меров и бетонов, чем металлов. В частности, обратная ползучесть при разгрузке в действительности оказывается меньше, чем это. следует из наследственных теорий. [c.6]

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]

У многих материалов (полимеры, бетон, металлы при повышенной температуре) в эксплуатационных условиях закон связи а(е) существенно зависит от времени. Изменение напряжений и деформаций во времени при постоянных внешних нагрузках называют ползучестью (явление ползучести можно обнаружить при растяжении материалов даже в условиях нормальной температуры). Так, при растяжении образца для снятия показаний тензометров приходится, как правило, приостанавливать процесс нагружения либо по силам, либо по деформациям. Такая остановка в упругой области практически не приводит к изменению показаний во времени. Если остановка происходит в пластической области, то для машин кинематического типа (e = onst) благодаря вязкости материала происходит заметное самопроизвольное падение напряжений (рис. 1.12), т. е. релаксация. При нормальной температуре Та напряжение а асимптотически стремится к [c.37]

Переходя к конструированию железобетонных фундаментов, остановимся прежде всего на некоторых свойствах железобетона, которые, как известно, зависят от его состава, способо1В обработки, промывки, укладки и т. д. Бетон характеризуется также ползучестью и усадкой. В отличие от металла он является сложным материалом и применение его в конструкциях,, работающих под динам игчеакой агруакой, требует умета всех указанных факторов. Применение напряженно-армированного бетона требует особой осторожности ввиду малой изученности его свойств. [c.195]

ПОЛЗУЧЕСТИ ТЕОРИЯ математическая — раздел механики сплошных сред, в к-ром изучают процессы медленного деформирования (течения) твердых тел под действием пост, напряжения (или нагрузки). В силу различия физ. механизмов, приводящих к возникновению временных эффектов, единой П. т. не существует. Наиб, развитие получили варианты П. т., описывающие поведение наиб, распространённых конст-рукц. материалов металлов, пластмасс, композитов, грунтов, бетона. Оса. задача П. т.— формулировка таких матем, зависимостей между деформацией ползучести (или её скоростью) и параметрами, характеризующими состояние материала (механич. напряжения, темп-ра,повреждённостьи др.), к-рые бы достаточно полно отражали осн. наблюдаемые в экспериментах свойства. К П. т. непосредственно примыкают теории т. н. длит, прочности, описывающие разрушение материалов при выдержке в условиях постоянной или слабо меняющейся нагрузки. [c.10]

Во время первой мировой войны американские исследователи впервые наблюдали и описали ползучесть. Макмиллан (M Millan) в 1921 г. сообщал о бетонной колонне, которая при сжатии после 600 дней все еще показывала деформацию, происходящую со средней скоростью. В 1928 г. Фабер (Faber) впервые в Англии описал ползучесть. Он назвал ее пластической текучестью , но важно иметь в виду, что ползучесть не есть то, что называется пластической деформацией. Пластическая деформация металлов легко создается ударом. Битум, наоборот, будет медленно течь, т. е. будет ползти, но не может быстро деформироваться пластически. Если попыта ться вызвать остаточную деформацию быстро, ударом, то битум разрушится на манер хрупкого материала. Кроме того, пластически деформируемое тело может выдержать нагрузку вплоть до предела текучести без последующих деформаций, тогда как материал, обладающий свойством ползучести, не имеет предела текучести. Он ползет при малейшей нагрузке. [c.187]

РЕБИНДЕРА ЭФФЕКТ — физико-хи-мич. влияние среды па механич. св-ва материалов, не связанное с коррозией, растворением и др. химич. процессами, Р. э. проявляется в понижении прочности и облегчении упругой и пластич. деформации под влиянием адсорбции (поглощения молекул из окружающей среды поверхностями, развивающимися в деформируемом теле). Р. э. проявляется у металлич. моно-и поликристаллов, полупроводников, ионных кристаллов, бетонов, стекол, горных пород и т. д. Величина Р. э. зависит от темп-ры, величины напряжения, способа нагружения, состава и структуры материала и резко зависит от времени нагружения. Наиболее сильно Р. э. проявляется в тех случаях, когда за время деформации, предшествующей разрушению, вновь возникающие поверхности успевают покрыться адсорбционными слоями. Это имеет место в процессах ползучести при длит, статич. нагружении, в процессах усталости. При переходе от моно- к поликристаллич. металлам Р. э. значительно ослабляется, т. к. облегчение деформации сосредоточивается в поверхностных слоях и не распространяется в глубь тела. Наибольшее понижение поверхностной энергии материалов (почти до нуля) вызывают расплавленные среды, близкие по мол. природе к деформируемому телу напр., если более тугоплавкие металлы и сплавы при нагружении находятся в среде жидких более легкоплавких металлов (в частности, наличие ртутной пленки на монокристаллах цинка уменьшает прочность и пластичность в десятки раз). Р. э. часто вреден для конструкционных материалов, т. к. понижает их прочность и пластичность. Для облегчения обрабатываемости резанием и для ускорения и улучшения ирирабатываемости при трении Р. э. полезен. Защита поверхности деталей от [c.112]

Попыткц моделировать ползучесть металлов [4] и бетонов [5J при помощи пластмасс представляются перспективными, так как в отношении ползучести материалы с различной структурой обнаруживают много общего. [c.120]

Феноменологический подход, свойственный механике, не избавляет механика от необходимости считаться с физикой процесса и принимать во внимание те внутренние механизмы, которые определяют этот процесс. Кривые зависимости деформации от времени в опыте на растяжение постоянной нагрузкой для стали при высокой температуре, любого пластика (например, полиэтилена) при нормальной температуре, бетона льда, образца горной породы и т. д. внешне кажутся чрезвычайно похожими, и поэтому возникает надежда сконструировать некоторые универсальные уравнения, пригодные для описания всех материалов в любых условиях. Однако внутреннее строение названных выше тел совершенно различно, различны и те механизмы, которые вызывают ползучесть. Глубокое различие процессов ползучести в металлах и полимерах, например, связанное с различием определяющих механизмов, может быть выявлено и в макроэксперименте. Так, деформация ползучести стали практически необратима, после снятия нагрузки накопленная деформация не возвращается или возвращается лишь ее небольшая доля. Деформация ползучести полимера при не слишком высоком уровне напряжений почти целиком обратима, она исчезает после снятия нагрузки по истечении некоторого времени. [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...