293 — Зависимость от напряжения при кратковременной ползучести

Экспериментальные исследования поверхностей текучести прж сложном нагружении и переменных температурах в настоящее время выполнены недостаточно полно. Указанное обстоятельство объясняется сложностью учета в экспериментах временных эффектов при повышенных температурах [38—41]. В еще большей степени это относится к исследованию закономерностей ползучести при сложном напряженном состоянии и переменных температурах [19, 41]. В работе [41] авторы на основании проведенных экспериментов по кратковременной ползучести алюминиевого сплава при двухосном напряженном состоянии и резких изменениях температуры и напряженного состояния обсуждают концепцию о поверхности ползучести, аналогичную поверхности текучести в теории пластичности, и ее движении и изменении в зависимости от деформации ползучести. При этом термин поверхность пол- [c.138]

В изложенной схеме расчета не учитывалось явление ползучести. А между тем за несколько минут работы двигателя может заметно проявиться кратковременная ползучесть материала стенок камеры. Учесть в расчете эту кратковременную ползучесть проще всего с помощью теории старения [14]. Для этого весь расчет по определению напряженно-деформированного состояния стенок камеры следует повторить для нескольких моментов времени работы двигателя, используя каждый раз вместо статических диаграмм растяжения материала зависимости а (8 ), -полученные перестройкой кривых простого последействия для тех же моментов времени. В результате такого расчета находим зависимости изменения полных окружных и осевых удлинений, а следовательно, радиальных и осевых перемещений стенок камеры во времени. [c.366]

Ползучесть. При высоких температурах существенное значение имеет явление ползучести материалов (крип), заключающееся в росте пластической деформации с течением времени при постоянном напряжении, не вызывающем пластических деформаций при кратковременном действии нагрузки. В зависимости от величины напряжения и температуры деформация, происходящая в результате ползучести, может либо прекратиться, либо продолжаться до разрушения материала. [c.114]

Каждая из этих областей характеризуется определенным диапазоном температур и напряжений, который удобно рассмотреть на диаграмме рис. 18.2.1. Здесь по оси абсцисс откладывается темпе,ратура Г, по оси ординат — напряжение а. В результате кратковременного испытания па разрыв определяется предел прочности Ов. Верхняя кривая 1 соответствует зависимости предела прочности от температуры, область, лежащая выше этой кривой и обозначенная буквой Р, есть область мгновенного разрушения. Предел прочности Ов зависит от скорости испытания, особенно при высоких температурах, но мы не принимаем во внимание эти эффекты при рассуждениях качественного характера. Штриховая кривая 2 определяет ту границу, ниже которой ползучесть вообще не наблюдается. Эта кривая также довольно условна. Многочисленные попытки определения истинного предела ползучести, т. е. такого напряжения (при данной температуре), ниже которого материал вообще не ползет, не привели пи к каким результатам и в настоящее время оставлены. Под действием постоянного напряжения а образец при данной температуре разорвется по истечении времени t. Наоборот, задаваясь временем t, можно определить напряжение, при котором образец в это время разорвется. Назовем это напряжение длительной прочностью 0(. Очевидно, что величина длительной прочности за-40 [c.615]

Наряду с известными параметрами н зависимостями характеристики подобия кривых ползучести и длительной прочности, выражаемые через сопоставимые значения показателей степени уравнений для этих кривых, позволяют использовать результаты испытаний на ползучесть без разрушения при низких уровнях напряжений для предсказания долговечности. Предложения о построении кривых длительной прочности с использованием данных о виде длительного разрушения, об эквивалентных состояниях по структурной повреждаемости и развитии ядер деструкции направлены на активное использование результатов сравнительно кратковременных испытаний при высоких температурах для оценки долговечности в области более низких температур и напряжений. [c.22]

Параметры Л гщ характеризуют степень ползучести монослоя и полимерного связующего при сдвиге. Они определяются соотношением деформаций сдвига при установившейся ползучести eJ2(< ) и кратковременном нагружении e 2(0) для фиксированного значения напряжения Т12- С учетом зависимостей (5.1.42) и (5.1.46) справедливо [c.290]

Если же о < 0,6а , то даже большая предварительная кратковременная пластическая деформация, (порядка 1%) почти не от ражается на последующей ползучести в неустановившейся стадии. Получена зависимость параметров ро, to, а, Ь, с, п, и р.о, 4, а, Ь , входящих в уравнение состояния (8), от напряжения наклепа н-Следует учесть, что при рабочих напряжениях до 0,6а нужны только первые четыре из перечисленных параметров. Прй рабочих напряжениях от 0,6о до 0,9а определению из эксперимента подлежат первые шесть параметров. Последние же четыре параметра необходимы только в том случае, если рабочие напряжения захватывают область напряжений от 0,9з до а . [c.196]

На рис. 3.7 в виде точек приведены усредненные экспериментальные данные о ползучести, отнесенные к кратковременной деформации при напряжении 330—2330 МПа для пропитанной органической нити и 6,8—20 МПа для эпоксидного связующего. На этом же рисунке построены сплошные кривые аппроксимации экспериментальных результатов согласно зависимостям (3.17) и (3.18) при постоянном напряжении. Пользуясь методикой, изложенной в разделе 3.1, находим следующие параметры аппроксимации Рл=4-10 сут и Ял = 17,6-10 сут для эпоксидного связующего Рв = 9,5-10-з сут и Хв = 11,9-10 сут — для пропитанной нити л = 0,45-10 МПа и Евг = = 14-10 МПа. Согласно зависимости (2.9), при г]) = 0,65 устанавливаем- [c.95]

Приведенные сведения о зависимости свойств материалов от температуры не отражают фактора времени, т. е. предполагается, что характеристики получены в результате обычных кратковременных испытаний. При высокой температуре фактор времени играет очень существенную роль — специальные эксперименты и опыт эксплуатации деталей, работающих при высоких температурах, показывают, что при постоянной нагрузке с течением времени пластическая деформация возрастает, происходит как бы медленная текучесть металла. При этом напряжения в образце (или детали) могут быть ниже не только предела текучести, но и предела пропорциональности, соответствующих температуре эксперимента или эксплуатации. Указанное явление носит название ползучести. Для стали ползучесть проявляется лишь при высокой температуре (ориентировочно выше 300°), а для некоторых цветных металлов и сплавов с этим явлением приходится считаться при слегка повышенной и даже при комнатной температуре. [c.78]

Для пластмасс, имеющих более сложную структуру п нелинейную форму зависимости деформаций от напряжений, в случае сочетания кратковременной и длительной нагрузок, после перераспределения нагрузки в результате процесса ползучести (рис. 16) от длительной нагрузки будут получены наибольшие напряжения а, равные [c.70]

Пластмассы с нелинейной зависимостью деформаций от напряжений при кратковременном действии нагрузки. Теоретически у двухфазных пластмасс зависимость деформаций от нагрузки должна быть линейной как при длительном, так и при кратковременном режиме загружения, для чего следует только соблюдать достаточно высокую скорость загружения. Однако практически к кратковременным нагрузкам относятся, например, такие нагрузки, как крановые, приложение которых происходит в течение 2—3 мин и более. Монтажные нагрузки тоже прикладываются не мгновенно. В процессе приложения возрастающих нагрузок деформация ползучести накапливается и, хотя зависимость ее от фиксированной нагрузки линейная, при непрерывном загружении получается искривление диаграммы напряжение — деформация . [c.73]

Опыты по изучению ползучести показали, что она наблюдается при любых напряжениях, даже таких, которые при кратковременном действии нагрузки вызывают только упругие деформации. Результаты испытаний представляют в виде кривых ползучести, т. е. кривых зависимости деформаций от времени (рис. 16.2). [c.433]

Разрыв при кратковременной ползучести тесно связан с процессом ползучести, однако при этом зависимость напряжений и темпе-затуры от времени такова, что элемент разделяется на две части. Лри этом напряжения и температура, как правило, таковы, что период установившейся ползучести очень непродолжителен или совсем отсутствует. [c.21]

При применении механического ускорения в процессе испытаний на ползучесть уровни напряжений при лабораторных испытаниях значительно превышают ожидаемые расчетные напряжения, так что предельные расчетные деформации достигаются гораздо быстрее, чем в реальных условиях. Данные, полученные при механическом ускорении, вычерчиваются, как показано на рис. 13.3, в виде семейства кривых зависимости напряжения от времени для различных значений деформации при одной и той же постоянной температуре. Как видно из рисунка, при этом методе может быть использована кривая, соответствующая разрыву при кратковременной ползучести. Кривые для различных постоянных значений деформации вычерчиваются до значения времени, соответствующего продолжительности лабораторных испытаний, а затем экстраполируются до расчетного срока службы. Точка, в которой кривая для предельной расчетной де( юрмации достигает расчетного срока службы, определяет расчетное напряжение (см. рисунок). [c.435]

Метод термического ускорения предполагает проведение лабораторных испытаний при температурах, намного превышающих ожидаемые эксплуатационные температуры. Как показано на рис. 13.4, результаты представляются графически в виде семейства кривых зависимости напряжения от времени для различных значений температуры при одной и той же постоянной для всего семейства деформации ползучести. Можно отметить, что при этом допустимо также использование данных о разрыве при кратковременной ползучести. Кривые вычерчиваются до значения времени, соответствующего продолжительности лабораторных испытаний, а затем экстраполируются до расчетного срока службы. Точка, в которой соответствующая расчетному значению температуры кривая достигает расчетного срока службы, определяет расчетное значение напряжения (см. рисунок). [c.437]

Аналогичным образом могут быть построены и реономные варианты рассмотренных моделей разложение напряжения на слагаемые (А4.11), реологический закон (А4.13), дифференциальная связь (А4.15) дополнительного напряжения с неупругой деформацией и варианты для функции ф — (А4.16), (А4.17) или (А4.18). Все три варианта описывают анизотропное упрочнение при ползучести, при этом скорость установившейся ползучести равна нулю. В варианте (р = (р(а) (А4.16) ползучесть при каждом заданном уровне а отражается так же, как при ф = onst, но зависимость ф от напряжения позволяет описывать различие темпа изменения скорости ползучести на первой стадии при разных Уровнях напряжения. Например, при высоких уровнях а отража-накопление деформации с почти постоянной скоростью, характерное для кратковременной ползучести. Практически ана- [c.137]

Как показаио в [8], ура1внение кратковременной ползучести при Г=7 о можно записать в виде либо экспоненциальной, либо степенной зависимости скорости ползучести от напряжения [c.92]

Однократное ступенчатое изменение напряжений. Ползучесть. При работе силовых установок пусковые режимы, характеризуемые кратковременным возрастанием температуры и напряженности деталей, сменяются длительными регкимами с более умеренными температурами и напряжениями. Для оценки влияния предварительных нагрузок проводят испытания, при которых действие начального напряжения в течение времени сменяется действием напряжения вплоть до разрушения. Затем оценивают изменение кривых ползучести и времени до разрушения при вследствие действия Оц по сравнению с кривыми ползучести и временем до разрушения при без предварительного действия а . Влияние предварительных нагрузок на последующее поведение материала оказывается )азличным в зависимости от уровня начального напряжения ( . Результаты исследования влияния на ползучесть перехода с меньшего напряжения на большие, проведенного на сплаве ЖС6КП при Т = 900° С и ступенчатом изменении напряжения СО =27 кгс/мм до Оз = 34 кгс/мм ,.а затем до = 40 кгс/мм , представлены на рис. 4.1 в виде соответствующих участков кривых ползучести. При ступенчатом увеличении напряжений скорость ползучести в первый момент после перехода на новый (больший) уро- [c.37]

Экспериментальные исследования кратковременной ползучести различных материалов при одноосном растяжении позволили установить, что в определенном диапазоне температур и напряжений первая стадия на кривых ползучести отсутствует и начальные участки кривых ползучести являются прямыми. Этот диапазон температур и напряжений может быть представлен на диаграмме в координатах температура , напряжение а (рис. 12.21). Линия АВ на этой диаграмме представляет график зависимости предела прочности материала от температуры, и выше этой линии нагружение без мгновенного разрушения невозможно. Линия СО отделяет область (слева от нее), в которой ползучесть практически не наблюдается. Оставшаяся область ВСО, в которой ползучесть существенна, может быть разделена на две. При меньших напря жениях и температурах (область РЕСО) существует первая стадия ползучести, при больших (область ВЕР) ползучесть протекает без первой стадии. [c.295]

При кратковременном разрыве, когда можно пренебречь фактором времени, оценка е помощью того или иного критерия прочности величины дает ответ на вопрос о влиянии вида напряженного состояния на сопротивление разрушению. В условиях ползучести влияние вида напряженного состояния на долговечность можно определять с помощью уравнений температурно-силовой зависимости прочности, используя в качестве напряжения величину <Тэкв- Все критерии прочности выражают зависимость о-э в от характеристик напряженного состояния при Т= onst, что сужает область применения уравнения долговечности. [c.148]

Заметная временная зависимость сопротивления термической усталости в интервале средних температур связана с особенностями протекания высокотемпературной пластической деформации [2]. При меньших температурах временная зависимостиь проявляется слабо вследствие незначительной скорости процессов ползучести и релаксации напряжений. При больших температурах термические напряжения очень быстро полностью релаксируют и дальнейшая выдержка становится несущественной, так как образец уже практически разгружен. Кроме того, в опасном интервале температур характеристики длительной пластичности металла, как правило, снижены в наибольшей степени по сравнению с характеристиками кратковременных испытаний. Следует отметить, что последнее положение является дискуссионным. [c.40]

Данная концепция получила определенное развитие в работе [23], где она применяется к расчету турбинного диска. Здесь принято, что на этапах нагрева сопротивление материала деформированию определяется диаграммой кратковременного деформирования, не изменяющейся от цикла к циклу. При стационарных режимах, когда уровни температур могут /быть выше, а градиенты ниже, чем на первом этапе, сопротивление деформированию определяется изохронной кривой ползучести [51, 61], соответствующей суммарному времени прошедших циклов (ее параметры —предел ползучести, предел длительной прочности — естественно, убывают с числом циклов). Последняя кривая аппроксимируется кусочно-линейной зависимостью по заданному допуску на деформацию ползучести (как показано на рис. 4) аналогично тому, как это делается при замене реальной кривой кратковременного деформирования некоторой близкой диаграммой упругоидеальнопластического тела. Такой подход приближенно отражает наиболее существенную особенность характеристик кратковременного и.длительного деформирования переход от медленного увеличения необратимых деформаций к б ыстрому (т. е. от малых значений dzldo к большим) при превышении напряжениями некоторого характерного значения. [c.23]

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

Резкое повышение интереса к динамическим задачам в механике грунтов относится к сороковым годам. Оно было обусловлено возникновением-практических задач, потребовавших количественной оценки результатов действия интенсивных кратковременных нагрузок на грунты (взрыв, ударное трамбование грунтов, проникание твердых тел в грунт и т. п.). Особенность этих задач состоит в том, что действующие на грунт напряжения оказываются намного (на порядки) превосходящими уровни напряжений, характерные для традиционной инженерно-строительной практики,, и меняются в широком диапазоне значений. В этих задачах, как правило, динамическое воздействие существенно отлично от вибрационного (обычно это однократное ударно-волновое воздействие) и виброэффекты описанного выше характера не имеют места. Однако кратковременность и большая скорость приложения нагрузки приводят к тому, что механические характеристики грунта оказываются, вообще говоря, отличными от статических., Это связано, очевидно, с тем, что в рассматриваемых условиях все медленно развивающиеся во времени эффекты (фильтрация жидкости, ползучесть скелета и т. п.) оказываются замороженными . Поэтому для получения фактических сведений о динамических характеристиках грунтов оказываются необходимыми динамические эксперименты. С другой стороны, ясно, что в целом характер зависимостей между параметрами, определяющими механические свойства грунтов, будет таким же, что и в статике. Поэтому здесь также возникают проблемы описания деформационных и прочностных свойств грунта в рамках представлений, подобных имеющимся в статике. [c.223]

Величину Бо(.т> теоретически соответствующую моменту времени / = О, называют пластической деформацией ер, а изменение остаточной деформации с течением времени — деформацией ползучести е . Разделение остаточной деформации на пластическую часть и на деформацию ползучести, вообще говоря, является условным, так как в действительности для получения любой остаточной деформации напряжение какое-то время должно действовать. Поэтому для определения деталей, кратковременно нагружаемых при высоких температурах, приходится использовать прямые экспериментальные зависимости бдст меняющихся напряжений и температур. Однако для большинства деталей машин длительного действия время нагружения и перехода с режима на режим обычно существенно меньше времени эксплуатации на рабочих режимах. Развитие пластических деформаций в процессе быстрого (в пределе — мгновенного) нагружения и нарастание деформаций ползучести с течением времени-связаны с различными физическими процессами, описьшаются особыми (хотя и имеющими общие моменты) зависимостями и поэтому могут рассматриваться раздельно. Для каждого материала существует область температур и напряжений, ниже которых ползучесть вообще не играет роли, так что воет гР независимо от времени действия напряжений. [c.132]

Регистрация деформаций и усилия во времени при работе на установке УИМКДН производится с помощью, электронного самопишущего потенциометра ЭПП-09МЗ. При этом в стадии неустано-вившейся ползучести запись измеряемых параметров производится непрерывно, а на стадии установившейся ползучести — периодически (для проверки постоянства скорости деформации). При обнаружении существенного изменения скорости непрерывная запись изменения во времени изучаемых параметров возобновляется. В результате испытаний пород на ползучесть устанавливаются зависимости объемных деформаций от времени при определенном уровне интенсивности напряжений (Ji = a0i (а — коэффициент, указывающий, какую часть постоянное деформирующее напряжение составляет, от кратковременной прочности породы Огс при тех же термодинамических параметрах аои и t). Кроме того, при этих [c.55]

Явление ползучести. Действие нагрузки на большинство металлических и неметаллических материалов вызывает увеличение де рмации во времени. Это свойство обычно называют ползучестью независимо от того, при каких температурах и уровнях напряжений > она происходит. Закономерности, которым подчиняются процессы ползучести при постоянных температурах и напряжениях, могут меняться в зависимости от уровня температур [ползучесть низкотемпературная (О < Т < 0,257 пл), при средних температурах (0,257 пл < Т < 0,57 л) и высокотемпературная (Г > 0,57пл)], уровня напряжений (<г > <Гу и < <Гу) длительности испытаний [ползучесть кратковременная (т < [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...