Физическая релаксация напряжени

Совпадение энергии активации вязкого течения и процесса разрушения — 54 кДж/моль) [475, 491, 492] свидетельствует о том, что кинетику процесса разрушения определяют главным образом межмолекулярные, а не химические связи. Данные о физической релаксации напряжений свидетельствуют также о том, что U — кажущаяся энергия активации процесса релаксации — совпадает с энергией активации процесса разрушения. Релаксация описывается осредненными характеристиками [c.193]

Фактор приведения 52 Фактор формы 128, 129, 145 сл. Феноменологическая теория линейной вязкоупругости 43 Физическая релаксация напряжений 151, 193 [c.356]

Вопросы физики пластичности и прочности составляют один из фундаментальных разделов физического металловедения и физики твердого тела. Закономерности пластической деформации — одного из самых распространенных технологических способов производства изделий— представляют значительный практический интерес. Пластическая деформация как технологический способ обработки металлов используется для изменения формы изделий, а также структуры и соответственно свойств металла. Эти задачи часто решаются одновременно. Пластическая деформация в реальных условиях часто проявляется как непреднамеренный процесс, приводящий к релаксации напряжений, вызванных градиентом температур или сил трения, разностью коэффициентов термического расширения и удельных объемов фаз и др. [c.3]

Напряженно-деформированное состояние материала во многом зависит от характера релаксационных процессов, развивающихся в деформированном теле. Релаксационные явления чрезвычайно важны для изучения всех особенностей строения материалов и для научного объяснения многих присущих им свойств. Для раскрытия физической картины напряженного состояния твердого тела понятие о релаксации как о процессе движения системы в направлении термодинамического равновесия вносит много существенного. Наличие напряжений первого, второго и третьего рода и явления релаксации свидетельствуют о том, [c.43]

Рассмотрены физические явления, обусловливающие протекание процессов ползучести, релаксации напряжений и длительного разрушения, характеризуемые фазами внедрения, в первую очередь карбидов IV—V групп переходных металлов. Приведены данные о влиянии основных физических факторов — межатомного взаимодействия и структуры на сопротивление высокотемпературной ползучести. ,. [c.52]

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]

Параметр а существенно зависит от физических свойств материалов трущихся поверхностей. Он увеличивается с ростом модуля упругости, скорости релаксации напряжений и шероховатости. Параметр Ъ зависит от вязко-пластических свойств материалов, параметр с является произведением декремента затухания колебаний на коэффициент вязкости контактных слоев. Параметры А и с зависят от давления, так как с его увеличением вязкость контакта возрастает. [c.122]

Обратим внимание, что в реальном деформируемом металле существуют различные по свойствам микрообъемы, каждый из которых имеет свое время релаксации Л-/, причем 0 < . Физическое время реального процесса релаксации напряжений также изменяется в пределах 0< t< с , поэтому каждому значению Г/ из непрерывно- [c.159]

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]

Грубой оценкой дефектности полимерной сетки может служить содержание золя, т. е. доля полимера, экстрагируемого кипящим растворителем. Чем выше содержание золь-фракции, тем выше дефектность сетки. Особенно важным типом дефектов в полимерной сетке являются физические зацепления [122, 123]. Если оба конца двух участков макромолекул, образующих " зацепление, химически не связаны с сеткой, зацепление постепенно разрушается в результате протягивания химически не связанных цепей через сетку, что приводит к релаксации напряжений. Такой про- [c.73]

Релаксация напряжения резины состоит из начальной, обусловленной в основном обратимой физической релаксацией, т. е. перемещением сегментов цепи, и вторичной, характеризующей необратимую химическую релаксацию, являющуюся результатом химической реакции с кислородом и механического процесса флуктуационного разрыва связей под действием напряжения. Релаксация напряжения приводит к появлению необратимой остаточной деформации, не исчезающей после снятия нагрузки. Скорость накопления остаточной деформации характеризуется значением Я относительной остаточной деформации [c.26]

Следовательно, в маслах нарушается зеркальность между остаточной деформацией и релаксацией напряжения, предусмотренная при выводе уравнения (8). Остаточная деформация, которая фиксирует изменение геометрии образца, уже не соответствует изменениям структуры материала, и ее значение зависит от взаимодействия масла с резиной. Релаксация напряжения в этом случае более полно отражает структурно-химические процессы старения резины. Кроме того, на получение истинного результата влияет и методика определения остаточной деформации, связанная с разгружением напряженного образца и достижением его равновесного восстановления. При этом на результаты измерения оказывают влияния не только химические превращения в материале, но и изменение размеров образца вследствие физического действия масла. [c.94]

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]

Д ш понимания физических процессов, связанных с высокотемпературной деформацией кристаллов, мы должны прежде всего описать реологическое поведение твердого тела, используя механические и физические переменные (напряжение, деформацию, температуру, давление...). Это описание дается определяющими уравнениями, полученными по результатам механических испытаний. В настоящей главе мы рассмотрим в общем виде необходимее для этого основополагающие понятия напряжение, деформацию и различные реологические определяющие соотношения. При высоких температурах многие материалы вязко текут, поэтому соотношения для вязкости особенно важны. Описываются и сравниваются между собой основные методы механических испытаний ползучесть при постоянном напряжении, деформация при постоянной скорости деформации и релаксация напряжений. Анализируется роль переменных в определяющем уравнении время — кинематическая переменная, которая появляется в явном виде только при неустановившейся ползучести деформация обычно не является хорошей переменной, кроме случая, когда она совпадает со структурными переменными скорость деформации и напряжение. Минимальная скорость ползучести, скорости установившейся и постоянно-структурной ползучести, как правило, соответствуют разным условиям, и их нельзя путать. Мы будем здесь иметь дело с однородной деформацией, однако полезно вкратце рассмотреть критерий неоднородности (т. е. локализации) деформации. Сдвиговая локализация представляет собой пластическую неустойчивость, которая проявляется как падение напряжения на кривых напряжение— дефо )мация. [c.11]

ГИИ упругой деформации, запасенной машиной и образцом, в пластическую деформацию образца. Полная деформация остается постоянной, хотя пластическая деформация увеличивается, а упругая деформация уменьшается. Для жесткой машины релаксация происходит быстро и в пределе, при бесконечно большой жесткости, имеет значение только упругость образца, т. е. упругая деформация образца переходит в пластическую деформацию. В этом случае релаксация напряжений отражает физические процессы, происходяш ие только в образце. И наоборот, для мягких машин релаксация идет долго и в большей степени характеризует свойства машин, чем образца. [c.35]

Как мы увидим ниже (гл. 3), релаксация напряжений применяется для получения информации о процессах, зависящих от температуры [150, 321]. Однако следует еще раз подчеркнуть, что этот метод дает физически значимые результаты только в том случае, если эксперимент очень хорошо контролируется. Главное, чтобы [c.35]

Теперь обратимся к взаимосвязи вязкоупругих п усталостных (имеется б виду статическая усталость) явлений в полиэтилене. В полимерных материалах эти процессы в целом имеют общую физическую основу. Они сопровождаются химическим течением, т. е. постепенным разрушением главных валентных связей цепных макромолекул. Правда, интенсивность разрушения зависит от многих факторов и, в частности, от схемы нагружения. Например, при одинаковых начальных напряжениях в условиях ползучести разрушение структуры протекает быстрее, нежели в условиях релаксации напряжения. Однако в обоих случаях вязкоупругие явления сопровождаются механическим [c.45]

Термостойкость — сложное свойство она зависит от нескольких физических и механических параметров, из которых основными являются коэффициент теплового расширения температуропроводность модуль упругости предел упругости пластичность способность к релаксации напряжений. [c.142]

Величины остаточных напряжений в закаленном стекле зависят от температуры закалки, скорости охлаждения и размеров образца, а также от химического состава стекла и его физических свойств. Наивысшая температура закалки имеет вполне определенное значение, выше которого скорость релаксации напряжений в стекле очень высока, причем за время охлаждения до температуры закалки они полностью релаксируют. Предельная величина остаточных напряжений в стекле называется степенью закалки и определяется по следующей формуле [c.169]

Различные эмпирические критерии [70 — 72], основанные, главным образом, на экспериментах с прямым наблюдением разрушения после соударения пластин, определяют возможность откола в зависимости от соотношения величины и длительности действующего импульса ударной нагрузки или его части в фазе растяжения. Отметим, однако, что закон изменения растягивающих напряжений определяется не только условиями нагружения, но и скоростью релаксации напряжений при разрушении. Трудно сказать, насколько общий характер могут иметь подобные критерии и в какой мере они сохраняются при переходе от одних параметров динамической нагрузки к другим. Наиболее предпочтительным был бы критерий с ясным физическим смыслом, который не только позволял бы оценивать возможность откола или предельные условия разрушения, но и мог бы быть использован для определения энергии осколков в запредельных условиях откола. [c.213]

Концепции Тобольского о возможности разделения физической и химической релаксации и независимости химических процессов от напряженного состояния могут служить отправным пунктом для оценочных расчетов напряженного состояния вязкоупругого материала, подверженного естественному старению. При этом в первом приближении могут быть использованы известные соотношения теории линейной вязкоупругости. Действительно, поскольку физическая релаксация (обратимый процесс) протекает при практически не изменяющихся свойствах материала, то на данный малый (относительно времени протекания необратимого процесса химической релаксации) промежуток времени ( — 1 ) = Д , сИ при [c.154]

Характер взаимодействия в системе каучук — наполнитель не изменяется, если при деформации наполненной резины происходит процесс десорбции — адсорбции. При этом физические адсорбционные связи каучук — сажа, образующиеся в хаотическом беспорядке при изготовлении резины, во время деформирования разрываются, допуская скольжение, выпрямление (ориентацию) участков молекул каучука или десорбцию. Эти связи восстанавливаются в новых положениях путем адсорбции, закрепляя на поверхности наполнителя молекулы каучука, частично выпрямленные в направлении действующих усилий. Вследствие этого в растянутых резинах можно обнаружить при помощи рентгенограмм повышенное содержание ориентированной каучуковой фазы. В результате этого процесса происходит выравнивание местных перенапряжений, или местная релаксация напряжения. Процесс характеризуется определенной продолжительностью протекания. [c.218]

В данном разделе рассмотрим подход к описанию кривых релаксации напряжения в нелинейной области с помощью физически обоснованных параметров. входящих в ядро релаксации (270). [c.317]

Сдвиг фаз между напряжением и деформацией объясняется релаксационными явлениями (рис. 7). Изучение релаксации напряжений в полимерах позволяет не только оценивать их эксплуатационные свойства, но и устанавливать взаимосвязь между химическим и физическим строением полимеров. [c.19]

Эти два крайних случая не совсем хорошо согласуются с экспериментом, поэтому здесь принято, что во времени изменяется как шаровой тензор, так и девиатор напряжения, но изменение это происходит с разной интенсивностью. В принятом методе изменение девиатора напряжения отождествляется с процессом физической релаксации, описываемым элементами обобщенной модели Максвелла с малым временем релаксации (т/ = г ,/ /), а изменение гидростатического давления — с процессом химической релаксации, описываемым элементами модели Максвелла с большим временем релаксации. [c.31]

Основные физические уравнения, связывающие напряжения и деформации упруговязких сред, содержат фактор времени. Опыт показывает существенное влияние скоростей нагружения — фактора времени —на диаграммы а г, ползучести и релаксации. В качестве теории, описывающей процессы деформирования во времени, здесь принята наследственная теория вязкоупругости, построенная на основе принципа суперпозиции Больцмана (см. 1,8). [c.215]

Определение релаксации остаточных напряжений. Релаксацией остаточных напряжений называется процесс изменения напряжений во времени. Он происходит при различных физических воздействиях на систему пленка-подложка, например, нагреве или облучении материала [c.118]

Допустим, что граничные условия на всей поверхности тела заданы в перемещениях. Очевидно, что распределение деформаций и перемещений в упругом теле зависит только от одной упругой постоянной — коэффициента Пуассона. Следовательно, деформированное состояние вязкоупругого тела в любой момент времени t совпадает с деформированным состоянием упругого тела. Если граничные условия во времени остаются постоянными, то и деформированное состояние вязкоупругого тела остается неизменным. Компоненты тензора напряжений меняются во времени. Их значения легко найти из физических соотношений, а графики изменения напряжений во времени оказываются подобными кривым релаксации, которые строятся по результатам испытаний образцов при фиксированных во времени деформациях. Итак, в рассматриваемом случае решается задача о релаксации вязкоупругого тела. [c.352]

Три уровня изучения поведения материалов. Для решения инженерных задач надежности необходимо знать закономерности изменения выходных параметров машины и ее элементов во времени. Так, надо оценить деформацию деталей, износ их поверхности, изменение несущей способности из-за релаксации напряжений или процессов усталости, повреждение поверхности из-за коррозии и т. д., т. е. рассмотреть макрокартину явлений, происходящих при эксплуатации машины. Однако для объяснения физической сущности происходящих явлений и для получения таких закономерностей, которые в наиболее общей форме отражают объективную действительность, необходимо также проникнуть в микромир явлений и объяснить первопричины взаимосвязей. [c.59]

На рис. 33 представлены схемы программного упрочнения. В первом случае (рис. 33, а) нагружение происходит со скоростью, соот-ветствуюш,ей условию постоянства скорости деформирования образца в макроупругой области. При достижении о необходимо снизить скорость нагружения, что позволяет дополнительно повысить эффект программного упрочнения. Второй метод определения режима программного нагружения заключается в соблюдении соответствия скорости нагружения полному протеканию релаксации напряжений на каждом уровне нагрузки в макроупругой области деформаций (рис. 33, б). Для выбора оптимального режима программного нагружения целесообразно использовать зависимости от температуры и скорости нагружения таких физических характеристик, как электросопротивление и скрытая энергия [60]. [c.92]

В работе [16] отмечается, что низкий непродолжительный отжиг полностью устраняет возникающий после предварительного растяжения эффект Баушингера, в то время как упрочнение еще сохраняется. Более глубокий отжиг приводит к тому, что уже совпадающие между собой кривые растяжения и сжатия приближаются к исходной кривой деформирования. Вследствие того, что ориентированные дефекты в большей степени неравновесны, чем дефекты дезориентированные, процесс, протекающий при большей температуре и меньшей скорости, должен приводить к меньшему значению эффекта Баушингера по сравнению с процессом, протекающим при меньшей температуре или большей скорости нагружения. Вообще исследования закономерностей процесса упругопластического деформирования материала в условиях неизотермического нагружения необходимо связывать со скоростью протекания процесса деформирования. Диапазон скоростей деформирования, определяемый современными инженерными задачами, простирается от 10 до 10 с . Верхняя граница этого интервала скоростей определяется технологическими задачами взрывной сварки, ковки, штамповки, а нижняя — относится к случаю ползучести и релаксации напряжений. Ясно, что в столь широком диапазоне изменения скоростей деформирования не может быть единой зависимости, связывающей сопротивление деформированию со скоростью. Анализ экспериментальных данных показывает, что следует различать по крайней мере две зоны влияния скорости деформирования — статическую и зону высоких скоростей, динамическую (между этими зонами может лежать зона относительно слабого влияния скорости деформирования на процесс деформирования материала). Причем влияние малых скоростей деформирования на указанный процесс (порядка 10 —10 с ) с физической точки зрения объясняется наличием реологических эффектов (ползучестью), а больших скоростей (порядка 10 —10 с ) — наличием динамических эффектов. Анализируя результаты экспериментальных работ по растяжению образцов при различных скоростях и температурах, можно сформулировать два общих свойства простейшего уравнения состояния материала [17] о = f (е , Т, Р), где Т (Т ти тах)> Р (Рт1п> Ртах) Ртах <7 10 С [c.133]

РЕКОМБИНАЦИЯ электрона и дырки — исчезновение пары электрон проводи мости—дырка в результате перехода электрона из зоны проводимости в валентную зону полупроводника РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ—процесс образования и роста структурно более совершенных кристаллических зерен поликристалла за счет менее совершенных зерен той же фазы РЕЛАКСАЦИЯ <есть процесс установления термодинамического равновесия в макроскопической физической системе напряжений — происходящее с течением времени самопроизвольное уменьшение механических напряжений в деформированных телах, не сопровождающееся изменением деформации) РЕНТГЕНОГРАФИЯ—совокупность методов исследования фазового состава и строения вещества, основанных на изучении рассеяния рентгеновского излучения РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ — совокупность методов изучения поверхности твердых тел по отражению ими светового излучения [c.272]

Величина Оь может быть принята за характеристику физической прочности материала к действию импульсных растягивающих напряжений. Повышение напряжений над уровнем Оьтк До уровня О2отк может характеризовать способность материала сохраняться без макроразрушения при ударно-волновом нагружении. Вместе с тем еще раз следует подчеркнуть, что в зоне откольного разрушения ввиду релаксации напряжения, связанной с нарушением сплошности материала (рост и развитие микротрещин, пор и т. д.), истинное напряжение не превышает значения 010 , а величина Оготк условная. [c.148]

Силиконовые и уретановые каучуки и резины на их основе подвергаются в воде гидролитическому разрушению [41]. Резины, подвергающиеся химическому воздействию воды при соответствующей температуре, не могут применяться для изготовления водостойких уплотнителей. При физическом взаимодействии резины с водой работоспособность и долговечность уплотнителей зависит от скорости процесса релаксации напряжения в резине. Учитывая, что вода оказывает действие на ослабление адгезионных связей сажа — каучук, при оценке процесса релаксации резин в воде следует особо учитывать процесс релаксации наполнителя, связанный с сажекаучуковой компонентой, в [c.95]

ДО вследствие обратимого физического процесса релаксации напряжений в резине (при нормальной температуре за несколько десятков часов), а затем медленно уменьшается вследствие старения материала (при дормальной температуре несколько лет). Пример изменения р при 90 °С во времени t для резины на основе каучука СКН-26 в масле показан на рис. 6.12. [c.214]

Для полиэтилена явление статической усталости особенно характерно. Сам термин — усталость, предполагает, что временной фактор определяет механическую прочность материала. Физической основой статической усталости полиэтилена является относительно мало изученная временная зависимость прочности. Долговечность материала может быть определена либо при испытаниях на ползучесть (а = onst), либо на релаксацию напряжений (e = onst). [c.152]

При рассмотрении зависимости релаксационной стойкости сплавов от режимов термической обработки возникает вопрос о наиболее достоверных схемах, объясняющих мехаииэм перехода упругой деформации в необратимую. Здесь необходимо подчеркнуть, что имеется крайне малое количество работ, посвященных экспериментальному исследованию физической природы релаксации напряжений в металлах. Несмотря на убедительность ряда теоретических представлений, пока еще немного экспериментальных доказательств реальности того ил и иного процесса, вызывающего релаксацию напряжений. [c.15]

Кривая релаксации напряжения для резины состоит из двух частей (рис. 1.1)—криволинейной, обусловленной физической релаксацией, т. е. перемещением сегментов цепи в структуре резины, и наклонной, линейной — результат химической реакции с кислородом [8] и механического процесса флюктуационного разрыва связей под действием напряжения и температуры [9]. [c.9]

Тобольским [72] предложен метод разделения влияния деструкции и структурирования. Для этого используются измерения как при непрерывной релаксации, так и при прерывистом процессе. В длительном непрерывном процессе основной фактор, сказывающийся на измеряемых напряжениях, — это деструкция. При прерывистом процессе после задания постоянной деформации и измерения физп-ческой ре.т1аксации в течение относительно небольшого промежутка времени, достаточного для достижения равновесия, деформация снимается. В этом сравнительно быстром (физическом) процессе длительная химическая релаксация практически не происходит. Затем длительно действуют немеханические факторы. Снова производится относительно быстрое измерение физической релаксации. Затем продолжается старение. Таким путем производится периодическое измерение равновесного модуля и определяется его изменение [c.152]

Экспериментально равновесные модули высокоэластичности определялись [46] с ПОАЮЩЬЮ измерений кривых релаксации напряжения, которые аппроксимировались с привлечением физически обоснованных ядер релаксации (см. ниже). [c.288]

Из строения механической модели среды с последействием следует физический смысл констант последействия и Яо, являющихся обратными величинами времен релаксации напряжений и деформаций соответственно (П. Т. Соколов, ( крябпн 1935 Ржа-ницын, 1949). [c.222]

Наиболее, важной особенностью эффекта Керра, обусловившей широкое его применение, является весьма малая инерционность. Это свойство ячейки Керра проверялось в остроумных опытах (схема опытов изображена на рис. 3.11), а в последующем детально исследовалось в большом количеспве экспериментов. Источник света (конденсированная искра) и конденсатор Керра получают напряжение от одного источника тока. Как только произошел пробой газа между электродами (искра) и возник связанный с этим пробоем импульс света, начинает постепенно исчезать эффект Керра, что вызвано релаксацией дипольных моментов. молекул. Системой зеркал можно удлинить путь от источника света до ячейки Керра. Опыты показали, что, пока свет проходит расстояние 400 см, все следы двойного лучепреломления успевают исчезнуть. Отсюда была найдена инерционность процесса, характеризуемая средним временем х 10 с. В последующих прецизионных опытах было учтено время пробоя газа и была установлена еще меньшая инерционность эффекта (г Г 10 с). Таким образом, открылась возможность создания практически безынерционного оптического затвора и тем самым были заложены основы физики очень быстрых процессов ( нано-секундная техника 1 не = 10 с).. За последнее время эта техника приобрела особое значение в связи с возможностью получения очень больших мощностей светового потока в лазерах. Действительно, если возбудить в твердотельном лазере импульс света с энергией 10 Дж и продолжительностью 10" с, то мощность такого импульса составит 10 кВт. Если же с помощью какого-либо быстродействующего устройства (например, ячейки Керра) заставить высветиться эту систему за время порядка 10 с, то мощность импульса составит уже 1 ГВт. Такие гигантские импульс обладают некоторыми совершенно новыми физическими свойствами. Использование подобных сверхмощных световых потоков играет большую роль в области бурно развивающейся нелинейной оптики, а также при решении различных технических задач. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...