Эксперимент на ползучесть релаксацию

В (2.1.17) ядра релаксации Г (<). N (t) предполагаются известными из эксперимента на ползучесть или на релаксацию [254]. При необходимости переход от упругих постоянных Е , к интегральным операторам Е , вида (2.1.17) осуществляется и для армирующих элементов. Из (2.1.12), (2.1.15), (2.1.16) видно, что при этом переходе компоненты тензоров эффективных жесткостей и податливостей армированного слоя становятся дробно-рациональными функциями интегральных операторов Вольтерра Е , v , Е , и потому [254 ] сами являются интегральными операторами того же вида. Их ядра выражаются через ядра Гр(<), с(0> а(0> - а(0 структурные Параметры армирования. [c.32]

В данном случае R t, т) называют ядром ползучести, P t, t)—ядром релаксации, поскольку с помощью этих ядер описываются эксперименты на ползучесть и релаксацию материалов. [c.28]

Другими методами, которые позволяют оценить величину внутреннего напряжения, являются метод понижения напряжения [343] и метод уменьшения деформации [1]. В методе понижения напряжения (рис. 3.10, а) обеспечивается ступенчатая релаксация напряжения до тех пор, пока не будет отмечено возрастание напряжения в процессе его восстановления. В методе уменьшения деформации (рис. 3.10,6) приложенное напряжение в эксперименте на ползучесть снижают шаг за шагом до тех пор, пока в процессе восстановления напряжения не начнет регистрироваться отрицательная скорость ползучести. Этот метод является несколько спорным, и во многих случаях результатом скачкообразных снижений напряжения является лишь инкубационный период нулевой скорости деформации [32, 34]. [c.109]

Двумя основными экспериментами вязкоупругости являются испытания на ползучесть и релаксацию. Их можно выполнить как испытания на одномерное растяжение (сжатие) или на простой сдвиг. Эксперимент на ползучесть состоит в мгновенном приложении к образцу из вязкоупругого материала напряжения Оо, которое затем остается постоянным, и измерении деформации как функции времени (проявление ползучести). [c.283]

Между скоростью деформации при релаксации и при ползучести имеется хорошее качественное соответствие, однако, как показано выше, в количественном выражении наблюдаются некоторые различия. Причиной указанных расхождений авторы считают [84, 86] возврат деформации. Если при ползучести снять напряжение, то с течением времени наблюдается явление возврата деформации. Однако такое явление происходит и в процессе релаксации в связи с уменьшением напряжений. Учитывая это, можно считать расчетные величины близкими к величинам, определенным в результате экспериментов на релаксацию. Аналогичным образом объясняется тот факт, что в процессе релаксации непрерывно происходит уменьшение скорости ползучести после резкого понижения (см. рис. 3.22) по сравнению со скоростью ползучести при постоянном напряжении. Таким же образом описанный выше возврат деформации обусловливает явление ползучести в обратном направлении под влиянием внутренних напряжений. [c.93]

Практической целью экспериментов на релаксацию является определение величины остаточных напряжений в некоторый момент времени. Прогнозирование кривой релаксации на основании результатов испытаний на ползучесть обеспечило бы перспективные возможности решения указанной проблемы. Наиболее простое расчетное уравнение для релаксации первого периода в случае использования уравнения (3.42) [c.93]

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]

Выше Гс влияние поперечных связей проявляется в уменьшении вклада вязкого течения в ползучесть и релаксацию напряжения и увеличении высокоэластичности полимера. Следовательно, сшивание макромолекул приводит к выравниванию кривых ползучести до уровня постоянной деформации при длительном действии силы и выравниванию кривых релаксации напряжений до некоторого постоянного остаточного напряжения. В идеальном сетчатом эластомере напряжение остается постоянным в течение любой длительности эксперимента. Ползучесть идеального эластомера при приложении нагрузки продолжается до достижения определенной деформации и эта деформация остается постоянной до снятия нагрузки, после чего восстанавливается исходная длина образца. Следовательно, идеальный сетчатый эластомер можно представить в виде идеальной пружины с малым модулем. Однако на практике сетчатые эластомеры могут иметь очень дефектную структуру сетки, которая содержит свободные концы цепей, петли и ответвления, только частично присоединенные к сетке, а также макромолекулы, захваченные сеткой, но не присоединенные к ней химическими связями [1, 119—123]. В этом случае- [c.72]

Развитие теплоэнергетики и других областей техники, связанных с применением высоких температур и давлений, вызвало необходимость углубленного изучения специфических процессов, происходящих в металле во время работы при повышенных температурах. К этим процессам относится релаксация напряжений. Вследствие методических трудностей проведения эксперимента, воспроизводящего релаксацию в возможно более чистом виде, этот процесс в течение длительного времени был изучен в значительно меньшей степени, чем другие процессы, например ползучесть. Однако за последние годы в СССР и за рубежом разработан ряд методов испытания на релаксацию, позволяющих в том или ином приближении осуществлять этот процесс. Эти методы дали возможность начать всестороннее изучение закономерностей релаксации напряжений и факторов, влияющих на их протекание. [c.41]

Ползучесть и релаксация напряжения жестких полимеров обычно значительно меньше в направлении, параллельном оси однонаправленной ориентации, чем в перпендикулярном направлении [176—180]. По крайней мере частично уменьшение ползучести при этом объясняется возрастанием модуля в направлении, параллельном оси ориентации. Например, модуль упругости некоторых высокоориентированных волокон на порядок выше, чем неориентированных полимеров. Одноосноориентированный ПЭ, полученный холодной вытяжкой, имеет более низкую податливость при ползучести (выше модуль) вдоль оси вытяжки, чем в перпендикулярном направлении [3]. Однако модуль упругости, измеренный в эксперименте на ползучесть под углом 45° к направлению вытяжки, даже ниже, чем модуль неориентированного ПЭ. [c.80]

Если бы внутренние напряжения в системах скольжения не ре-лаксировали, то теории упрочнения и модель поликристалла описывали ползучесть при скачкообразном изменении сг одинаковым образом. Однако процесс релаксации частично снимает достигнутое упрочнение, и модель обеспечивает большее значение . Характерно, что результаты известных экспериментов по ползучести при ступенчатом возрастании а [39] описываются кривыми, лежащими выше кривых, которые следуют из теории упрочнения. По той же причине отличие от теории упрочнения и лучшее согласование с экспериментом дает модель поликристалла и при ступенчатом уменьшении а. В этом случае кривая ползучести по теории упрочнения (штрих-пунктирная линия на рис. 2.35 для а/оу = 0,83) проходит выше штриховой линии, которая получается из расчета по данной модели. [c.112]

Для оценки релаксации напряжения образёц мгновенно деформируется на заданную величину и затем измеряется напряже-ние, необходимое для поддержания этой деформации, как функция времени. Такой вид испытания схематически изображен на рис. 1.1. Результаты испытаний выражают в виде графиков зависимости напряжения или отношения напряжения к заданной деформации (называемого релаксационным модулем) от времени. Данные о релаксации напряжения столь же важны для понимания механизма вязкоупругости полимеров, как и данные о ползучести. Однако определение релаксации напряжений не так широко используется экспериментаторами, как испытания на ползучесть. Это можно объяснить двумя причинами 1) эксперименты по оценке релаксации напряжения осуществить значительно труднее, чем по оценке ползучести, особенно для жестких материалов 2) данные о ползучести практически более важны при конструировании изделий и прогнозировании их поведения при длительно действующих нагрузках, чем данные о релаксации напряжения. [c.16]

В предыдущем параграфе приведено две формы представления линейных наследственных уравнений. При использовании соотношений (3.39)—(3.42) предварительному экспериментальному определению подлежат мгновенные модули G и К, а также ядра ползучести и релаксации П, U, R, V. Между ядрами ползучести П, и и релаксации R, V существуют интегральные боотношения, с помощью которых одна пара ядер может быть найдена, если из эксперимента установлена вторая. Испытания на ползучесть технически относительно более просты, поэтому в большинстве случаев экспериментально определяют параметры ядер ползучести. [c.82]

Введение. Известно, что при нормальных температурах влияние фактора времени на деформирование металлов за пределом упругости заметно проявляется при высоких скоростях нагружения (деформирования). Вместе с тем процессы, в которых скорости деформаций составляют (10 10 )с принято считать процессами, которым отвечает диапазон собственно пластического деформирования. Под этим подразумевается, что при данных скоростях процесс деформирования металлов близок к равновесному, а соответствующие деформации значительно превосходят деформации, обусловленные временными эффектами (ползучесть, релаксация и т.д.), что позволяет рассматривать их как собственно пластические. Однако даже при упомянутых скоростях процесс деформирования, строго говоря, не является равновесным. В этом можно убедиться, если, например, в эксперименте на одноосное растяжение при испытании резко изменить скорость нагружения (деформирования) или сделать остановку нагружения, осуществляя вьщержку материала под постоянной нагрузкой, а затем продолжить нагружение. Опыты [1—4], выполненные по таким программам, показьшают, что особенности реализации программы испытания во времени отражаются на виде диаграммы растяжения. Так, в первом случае точке резкого изменения скорости отвечает излом на диаграмме о-е [1-3], а во втором случае при выдержке материала под постоянной нагрузкой происходит накопление деформаций (ползучесть), чему соответствует горизонтальный участок на диаграмме [2—4]. Отмеченные особенности диаграмм указывают на существенную неравновесность процесса деформирования. Вместе с тем влияние на диаграмму деформирования способа реализации программы испытаний во времени носит локальный характер. При удалении от места изменения скорости или этапа выдержки получающиеся зависимости о-е сближаются с зависимостью а-е, отвечающей испытанию с постоянной скоростью нагружения. Это указьшает на то, что процесс деформирования вновь становится близким к равновесному ( квазиравновесным ). Так как при малых скоростях испытаний отклонения зависимостей о—е от соответствующей зависимости для постоянной [c.29]

Эксперименты на растяжение можно разделить на следующие виды ползучесть при постоянном напряжении о = Оц релаксация при постоянной деформации е = ёц деформирование при постоянной скорости нагружения а = onst или при постоянной скорости деформирования е = onst (точкой здесь обозначено дифференцирование по времени). [c.29]

Рассматривалась модель Лидермана—Розовского с ядром Ржаницына. На рис. 4.21 показаны расчетные кривые, полученные при двух и восьми членах ряда А. Р. Ржаницына. В этом случае функция у (О аппроксимируется менее точно, чем (/). Во всех случаях восстановление (релаксация деформаций) аппроксимируется менее точно, чем ползучесть. Выход, по-видимому, следует искать либо в усложнении программы экспериментов, включающих один или два опыта на ползучесть и восстановление, как это сделано выше при использовании нелинейных уравнений в дифференциальной форме, либо в применении для описания последействия иных уравнений. [c.161]

Для материалов с более сложными определяющими уравнениями или когда Тс/Т не является малым, уравнения (11.50) — (11.53) должны решаться численно пошаговым методом. Это было выполнено Калвитом [48] с использованием функций ползучести и релаксации, найденных из экспериментов на плексигласе при циклическом нагружении. Коэффициенты восстановления и время удара, найденные в эксперименте, оказались несколько ниже теоретических. [c.418]

Отсутствие упрочнения наглядно проя1Вляется в следующем эксперименте. При некоторой температуре То нагрузим образец до напряжения сто, достаточного, чтобы проявилась кратковременная ползучесть, и зафиксируем полученную полную деформацию, т. е. аставим напряжения релаксировать (технически это осуществля- тся на электромагнитной установке включением на вход следящей истемы, управляющей нагрузкой, сигнала с экстензометра). Пос-ае релаксации в течение нескольких десятков секунд снова нагрузим образец до напряжения ао и снова проследим цроцесс релак- ации и т. д. Мы получим кривую, подобную кривой 1 на рис. 4. Гот фа кт, что ее (последовательные участки а, б одинаковы, под- [c.91]

На рис., 12 приведены кривые ползучести стеклопластика, по которым получены показанные на рис. 11 изо-хррнные кривые. Для этого материала при деформировании под углом 45° к направлению волокон параметры Эд—функции а = —0,8 Р = 0,32 ч к =- 0,26 4- . Определенная с помощью этой функции пересчетом с изохронных кривых Мгновенная кривая деформирования (при < = 0) Ф (е), сопоставленная с полученной из эксперимента, показана на рис. 11, соответствие с расчетом хорошее На рис. 13 показаны кривые релаксации, полученные по уравнению (4.10), для указанных выше параметров ядра точки соответ-, ствуют данным эксперимента результаты расчета и эксперимента также близки. [c.193]

Метод с использованием точки перегиба невыгоден тем, что для получения всех величин т необходимо иметь почти полные кривые ползучести или упругого последействия. Вероятно, более правильные значения т можно получить из анализа, который предполагает определенную форму спектра времен релаксации. Так называемая логарифмически нормальная форма распределения, предложенная Новиком и Берри [6, 7], обладает важным достоинством в том отношении, что она выбрана на основании приемлемой физической модели. При логарифмически нормальном распределении предполагается, что интенсивность релаксации имеет гауссовское распределение в зависимости от логарифма времени около наиболее вероятного времени релаксации Тт. Новик и Берри показали, что эта форма распределения точно соответствует данным по зинеровской релаксации для сплавов Ag—Zn. Так как для исследованных сплавов ширина релаксационного спектра относительно узка, то в пределах точности эксперимента опытным данным соответствуют и другие спектры времен релаксации. Единственным дополнительным параметром, введенным в логарифмически нормальное распределение времен релаксации, является величина р — полуширина спектра в точке, соответствующей 1/е максимальной его величины. Для данной величины р неупругая деформация при ползучести зависит только от tfxrn> Эта функциональная зависимость была табулирована [G] так, что если известно то Тт может быть легко получена из опытов по релаксации. Этот метод анализа был успешно использован для нахождения временной зависимости Тт [8], Для справедливости этого метода необходимо, чтобы форма спектра времен релаксации оставалась постоянной при изменении Тт со временем. Таким образом, этот метод применим только тогда, когда отклонение от равновесия невелико так, что в металле имеется небольшой градиент концентрации вакансий. [c.360]

Так как скорость зинеровской релаксации рропорцио-нальна скорости миграции и концентрации вакансий, то для нахождения энергии образования и энергии активации движения вакансий может быть использовано определение скорости релаксации в закаленном металле. Такие эксперименты справедливы только,тогда, когда концентрация вакансий изменяется незначительно как во время закалки, так и при температуре отжига, так чтобы можно было провести экстраполяцию на нулевое время отжига. Эти условия были выполнены Берри [10] при изучении закаленного альфа-сплава. А —2п. Берри проводил закалку с температуры 200° С или ниже и отжиг приблизительно при 125° С, в результате чего была получена низкая концентрация сверхравновесных вакансий, что позволило избежать осложнений, обусловленных дивакансиями. Опыты по зинеровской ползучести были, проведены в равновесных Условиях при закалке с температуры Т и отжигу при температуре Т . Затем бы- [c.364]

Известно, что для явления ползучести и релаксации стареюпщх материалов характерно большое разнообразие опытных данных, которые существенно зависят от возраста материала. Так, например, бетон считается интенсивно стареющим для возрастов г < 28 сут, стареющим при 28 сут < г < 360 сут и старым при г > 360 сут. Поэтому вряд ли имеет смысл стремиться к точному аналитическому описанию кривых ползучести на всех их участках, так как это неизбежно приводит к очень трудным математическим задачам и в то же время лишь приближенно отражает (вследствие разброса) исходные данные, добытые из экспериментов. Вместо этого достаточно, чтобы полученные в результате аппроксимации экспериментальных данных зависимости правильно отражали главные черты явлений ползучести и релаксации в стареющих материалах и одновременно были бы достаточно простыми для прикладных задач. [c.25]

Как видно, выражение меры ползучести С (t, т) в виде (2.23) исходит из подобия кривых ползучести в различных возрастах бетона ). Между тем, если сравнить опытные кривые ползучести, полученные на образцах, загрун енных в возрасте нескольких суток, с кривыми ползучести для бетона зрелого возраста, то нетрудно убедиться, что подобие нарушается. Скорости роста деформации ползучести в молодом возрасте бетона затухают относительно быстрее, чем в старом возрасте, хотя абсолютные их значения в первом случае больше. Цоэтому, если определить скорость деформации ползучести в первый момент приложения нагрузки, пользуясь формулами (2.28) и (2.27), то она окажется гораздо меньше действительной, иначе говоря, кривые ползучести, построенные по этим формулам, поднимаются более вяло, чем это наблюдается в экспериментах. Как показывают исследования (С. В. Александровский, 1966 А. А. Гвоздев, 1955), это может привести к определенным погрешностям в случае быстро изменяю-ш ихся напряжений, а также в задачах о релаксации напряжений в молодом возрасте бетона. Поэтому естественно, что с целью учета этих обстоятельств были сделаны различные предложения для дальнейшего уточнения и усовершенствования выражений (2.23) и (2.28) для меры ползучести бетона С ( , т) при одновременном сохранении их основной структуры и преимуш еств. [c.186]

Характерным свойством большинства полимеров с достаточно высокой молекулярной массой или степенью сшивки является то, что они представляют собой эластичные твердые веш,ества при комнатной температуре. Если к образцу вязкоэластического твердого полимера приложить постоянную механическую нагрузку (эксперимент по изучению ползучести) или усилие растяжения (эксперимент определения релаксации напряжения), то отклик будет преимуш,ественно эластическим в том случае, если времени для перемещения макромолекул или их сегментов относительно друг друга недостаточно. В отвеТ на механическое воздействие они могут передвигаться путем изменения конфигурации, вытягиваясь и изменяя начальные длины связей и углы между ними. Когда нагрузка снимается, макромолекула возвращается в исходное состояние. Так запасается и освобождается механическая энергия (эластический отклик). Аналогичный процесс запасания и выделения механической колебательной энергии имеет место, если колебательное (синусоидальное) механическое напряжение (динамический эксперимент) прилагается к образцу, причем частота достаточно высока. [c.397]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...