Кинетические уравнения ползучести

КИНЕТИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ ПОЛЗУЧЕСТИ 619 [c.619]

Кинетические уравнения ползучести [c.619]

Рассмотрим кинетические уравнения ползучести, в которых учитывается параметр, характеризующий поврежденность оз (см. п. 2.6.2). Если считать, что и в общем случае со представляет собой скалярную величину, то, например, вместо (2.6.38) будем иметь систему [c.120]

Уравнение (18.5.1) записан для изотермических условий, температуру можно ввести в правую часть в качестве третьего аргумента. Единственное достоинство столь примитивной теории состоит в ее простоте, но это достоинство нельзя сбрасывать со счета. Кривые ползучести многих конструкционных материалов оказываются весьма причудливыми, особенно если процесс ползучести сопровождается фазовыми переходами. Описать эти кривые при помощи какой-либо логически безупречной теории, например теории упрочнения, в том или ином варианте было бы чрезвычайно сложно. С другой стороны, гипотеза упрочнения, принимающая материал однопараметрическим и меняющим структурное состояние (но не фазовый состав) только вследствие деформации, к таким сложным материалам просто непригодна для них следует строить кинетическое уравнение по типу (18.3.1) и [c.624]

При высоких напряжениях (выше примерно G) степенная зависимость нарушается, измеренные скорости деформации оказываются существенно выше, чем рассчитанные по уравнению (1.25). Вероятно, при таких напряжениях наблюдается переход от ползучести, контролируемой переползанием, к термически активированному скольжению, совмещенному с переползанием дислокаций, что отражается в первую очередь на условиях формирования дислокационных структур (рис. 1.11, б). Скорость такого переходного типа ползучести может быть описана кинетическим уравнением, аналогичным выражению (1.17) для скольжения, т. е. с экспоненциальной зависимостью от напряжения [37, 38] [c.24]

Например, кинетическое уравнение Л. М. Качанова (меру поврежденности tj) мы уже обсуждали выше) принято в виде, позволяющем усмотреть аналогию между процессами ползучести и разрушения. [c.597]

Заметим, что аналогичное разделение свойств (и накапливаемых повреждений) в теории малоциклового разрушения является общепринятым. Отсюда возникла мысль использовать новые параметры состояния, характеризующие циклические деформационные свойства, для определения циклической повреждаемости. На этой основе предложено кинетическое уравнение (см. 27), дающее описание процесса накопления повреждений в цикле. При относительной простоте это уравнение позволило отразить влияние этапов ползучести и неизотермического нагружения при вполне удовлетворительном соответствии экспериментальным данным. [c.141]

Большинство существенных особенностей в поведении материалов таких конструкций можно учесть введением в определяющие уравнения структурных параметров [391. Примерами таких параметров являются q п q , а также работа пластической деформации или деформации ползучести и т. и. Введение в теории пластичности и ползучести микронапряжений или эквивалентных им по смыслу параметров тоже можно рассматривать как одну из реализаций этого подхода. Однако, как отмечено в [39], имеющихся экспериментальных данных пока недостаточно для выбора наилучшей комбинации структурных параметров и кинетических уравнений, описывающих их изменение в процессе деформирования. [c.53]

Таким образом, область применимости вариантов теорий пластичности и ползучести и соответствующих кинетических уравнений накопления повреждений весьма ограничена. [c.248]

Для изотермической ползучести при стационарном напряженном состоянии, для которого а > О и отсутствует залечивание повреждений, интегрирование кинетических уравнений и уравнений поведения дает уравнение кривой длительной прочности [c.270]

Большой интерес представляет введение в кинетическое уравнение состояния параметра повреждаемости [7, 14], что дает возможность описать и кривую длительной прочности и третью стадию кривой ползучести, однако решение задач разрушения деталей на основе этих уравнений пока затруднительно. [c.199]

Используемые в настоящее время для практических расчётов теории пластичности, ползучести и неупругости, обобщённые на неизотермическое нагружение, могут привести к достоверным результатам только в узко ограниченных условиях — при нагружениях близких к простым и стационарным. Раздельное рассмотрение процессов пластичности, ползучести и накопления повреждений без учёта их взаимного влияния свойственно практически всем применяемым в расчётах теориям. Практически не рассматриваются такие важные аспекты, влияющие на накопление повреждений, как охрупчивание и залечивание. Всё это существенно ограничивает области применимости используемых в расчётах теорий пластичности, ползучести и кинетических уравнений накопления повреждений (критериев разрушения). [c.6]

К настоящему времени разработаны различные подходы к описанию смешанного разрушения, основанные на тех или иных предположениях относительно структуры уравнений ползучести и структуры кинетического уравнения (см., например, [29], 167] и др.). [c.199]

До сих пор мы рассматривали применение энтропийного критерия к оценке длительной прочности упруговязких материалов, для которых известен закон ползучести. Вместе с тем энтропийный критерий применим и в случаях хрупкого разрушения при длительном нагружении. Чтобы применить критерий к этому случаю, необходимо располагать кинетическими. уравнениями, описывающими процесс образования трещин и других дефектов в ма-. териале, находящемся под действием силовых или тепловых нагрузок. Такие кинетические уравнения предлагались различными авторами, однако они весьма сложны и этот вопрос здесь рассматриваться не будет. [c.218]

Для конструкционных металлов и сплавов под деформациями ползучести обычно понимают деформации, неограниченно развивающиеся во времени при достаточно высоких температурах. В рамках механики сплошной среды процессы ползучести конструкционных металлов можно описать с помощью механического уравнения -состояния и системы кинетических уравнений для определения параметров, характеризующих рассматриваемое состояние. [c.3]

Здесь 8 у = (8 .у) + (8 у) — полные составляющие деформаций ползучести. Потенциал ползучести / может зависеть не только от интенсивности скоростей деформаций, но и от ряда параметров (параметра Одквиста, времени и др.). В потенциал ползучести можно включить несколько переменных — структурных параметров [168]. Изменение любого -го структурного параметра описывается кинетическим уравнением [168] [c.386]

Рассмотрим возможность отражения разупрочнения при помощи теории структурных параметров. Для простоты примем один структурный параметр, зависящий от деформации ползучести и времени, кинетическое уравнение для которого в случае одноосного напряженного состояния согласно формуле (12.10) имеет вид [c.282]

Следует иметь в виду, что в настоящее время ряд вопросов физической теории разрушения твердых тел еще требует своего решения. Так, еще не решен окончательно вопрос о связи между процессами деформирования и разрушения твердых тел, в частности вопрос, какой из этих процессов и при каких условиях является ведущим. Согласно кинетической теории прочности в твердом теле под нагрузкой одновременно развиваются процессы как деформирования, так и разрушения, связанные между собой. Связь этих процессов характеризуется, например, тем, что произведение долговечности т, определяемой уравнением (4), и скорости деформирования (скорости установившейся ползучести e), определяемой уравнением (5), является постоянной величиной, не зависящей от температуры и напряжения [c.24]

Существующие к настоящему времени методы прогнозирования характеристик ползучести и длительной прочности обобщены в [322—324]. Разработана система определения деформационно-силовых критериев работоспособности материала с использованием структурно-кинетического и вероятностного подходов к прогнозированию прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению материалов для ресурса эксплуатации 100—200 тыс. ч и более. Рекомендуются смешанные структурные и деформационные испытания до разрушения в большом количестве для статистического определения пяти—шести коэффициентов сложных рабочих уравнений. [c.204]

Исследования длительной прочности в процессе ползучести при постоянном растягивающем напряжении показали, что в определенном интервале напряжений кинетика процесса разрушения следует обычной зависимости кинетических процессов, описываемой уравнением Аррениуса [c.244]

Различают твердофазное и жидкофазное спекание. Твердофазное спекание — это спекание без образования жидкой фазы, сопровождающееся ростом межчастичных контактов за счет протекания в спекаемом теле молекулярно-кинетических процессов, важнейшие из которых химические реакции на поверхностях и границах раздела, объемная и поверхностная диффузия, ползучесть, рекристаллизация, перенос атомов через газовую фазу и др- Основные уравнения, предложенные различными авторами [2.18, 2.31—2.35] для характеристики процесса спекания, приведены в табл. 2.16. Константы, входящие в уравнения, зависят от условий процессу спекания и свойств порошка. Значения постоянных определяют экспериментально. [c.103]

Проблема термоцпклической прочности является комплексной проблемой, включающей в себя три основных вопроса. Первый вопрос заключается в разработке уравнений состояния, способных с удовлетворяющей инженерную практику точностью описать кинетику напряженно-деформированного состояния, процессы пластичности и ползучести при переменных нагрузках и температурах. Уравнения состояния должны включать параметры, характеризующие процесс накопления повреждений и разрушения материала. Второй вопрос заключается в выборе физически обоснованной меры повреждаемости материала, характеризующей кинетику разрушения материала на различных стадиях процесса деформирования, и разработке соответствующих кинетических уравнений, устанавливающих связь между указанной мерой и параметрами процесса. Третьим вопросом является формулировка соответствующих гипотез, связывающих кинетику процесса деформирования и накопления повреждений с типом разрушения, и критериев разрушения, связывающих параметры напряженно-деформированного состояния и меры повреждаемости для критических состояний материала. При решении указанных трех проблем должна учитываться существенная нестационарность нагрун<ения н нагрева Б условиях малоциклового термоусталостного разрушения, а формулировка соответствующих уравнений и критериев должна опираться на современные представления физики твердого тела о микро- и субмикроскопическом механизмах пластических деформаций и накопления повреждений в материале [42—64 . [c.141]

Зависимость эквивалентной скорости деформаций ползучести от эквивалентного напряжения, температуры, параметра Удквиста и других структурных параметров определяется уравнением состояния и соответствующими кинетическими уравнениями. [c.124]

По рассмотренной выше схеме требуется поцикловое экспериментальное описание кривой длительного циклического деформирования и невозможно рассмотреть сопротивление деформированию, исходя из некоторых фундаментальных характеристик пластичности и ползучести. БоЛее перспективна разработка кинетических уравнений состояния или реологических моделей. Вместе с тем, использовав условия подобия и установив связи характеристик циклической пластичности и ползучести с [c.208]

Разработка моделей поведения материалов с учетом накопления повреждений, введение параметров повреждаемости и кинетических уравнений были начаты в теории ползучести [142]. Обобщение этого способа на анизотропные и композиционные материалы осуществляется пзггем введения тензора повреждаемости [121], с помощью которого осредненно учитываются накопление и развитие повреждений в материале в виде мпкротрещин с учетом их ориентации. Следует заметить, что функциональные связи и параметры, определяющие такие кинетические уравнения, сильно зависят от индивидуальных свойств конкретного материала и требуют большой экспериментальной обработки. В то же время при проектировании элементов конструкций из различных изотропных однородных и композиционных материалов необходимо использовать простые феноменологические модели разрушения, B03M0HtH0, менее точные в количественном отношении, по качественно отражающие характер процесса разрушения при деформировании широкого класса материалов. [c.31]

Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., с. С использованием простых моделей изложены основные идеи, положенные в основу описания различных процессов раарушения твердых тел. Рассмотрены основы линейной механики разрушения, вязкое разрушение при повышенных температурах, идея введения кинетических уравнений для описания явлений ползучести и длительной прочности, методы описания нелинейной наследственности. Уделено внимание некоторым современным проблемам разрушения композитных материалов. Для научных сотрудников, инженеровГ аспирантов и студентов, интересующихся проблемами прочности твердых тел. Ил. 52, Библиогр. 22 назв. [c.2]

Наиболее полно процесс ползучести конструкционных металлов мож но описать с помощью механического уравнения состояния Ю. Н. Работнова [40] и системы кинетических уравнений для определения параметров, характеризующих рассматриваемое состояние. При этом скорость ползучести р определяется напряжением а, температурой и структурными параметрами, которые в процессе ползучести изменяются в соответствии с кинетическими уравнениями. При описании длительной прочности чаще всего используют структурный параметр (г ), который является некоторой мерой растресканности материала. Каждому состоянию растресканности приписывается значение из диапазона при этом [c.12]

Проблемы увеличения ресурса оборудования ставят перед исследователями реологических свойств материалов задачи совершенствования существующих феноменологических теорий деформирования и разрушения при ползучести с учетом кинетики развития микромеханизмов разрушения, полиморфизма разрушения и стабильности параметров уравнений состояния в процессе длительной эксплуатации. В практическом отношении наиболее перспективны теории типа теории Работнова со структурными параметрами [42], характеризующими меру повреждаемости, и системой неголо-номных дифференциальных соотношений — кинетических уравнений повреждаемости. Эти теории удобно применять к длительным экспериментам на ползучесть, так как они позволяют учитывать полиморфизм микроразрушения при ползучести. [c.21]

Условие независимости кинетики образования и развития микропроцессов разрушения при ползучести приводит к простейшим феноменологическим моделям, пригодным для практических расче- тов. Пусть 8 — скорость деформации ползучести ю — напряжение , 0)1 и 0)2 — повреждаемости, возникающие соответственно от максимальных нормальных и касательных напряжений а — интенсивность напряжений а, 6, с, т, п, /е, < , г, 5 — константы. Пренебрегая упрочнением на первой стадии процесса (справедливо д я длительной высокотемпературной ползучести), можно записать следующую систему кинетических уравнений [c.22]

Рассмотрим необходимость ис-йользования системы трех кинетических уравнений для описания процессов ползучести и разрушения. Первое уравнение ползучести (2,1) представляет собой простейший вариант теории течения со структурными параметрами, отражающими процессы разупрочнения, происходящие в результате повреждаемости от нормальных и касательных напряжений. Существующие испытательное оборудование и средства регистрации деформации позволяют оценивать скорость ползучести" при ожидаемом значении 10- ч с точностью не более 10—15%. В связи с этим в рамках развиваемой модели участок установившейся ползучести можно интерпретировать как период времени, в течение которого развитие процессов повреждаемости не приводит к увеличению скорости ползучести более чем на 10—15%. На рис. 2.3 приведены зависимости мгновенной скорости ползучести от времени для стали 20Х12ВНМФ при 550, 565 и 580° С на базе испытаний 10 ч. При 550 С, когда развитие повреждаемости, протекает в рамках одного механизма на указанной базе испытаний, время перехода к ускоряющейся ползучести монотонно увеличивается с уменьшением напряжения. При 580° С, когда повреждаемость на базе 10 ч развивается как в результате отрыва, так и в результате сдвига, имеет место неоднозначная зависимость времени перехода к ускоряющейся ползучести от времени испытания. [c.25]

Изменение температурно-силового режима нагружения эксплуатируемых агрегатов приводит, как правило, к интенсивным струк-1урно-фазовым преобразованиям в материале, что затрудняет описание с заданной точностью процесса ползучести или оценку времени до разрушения с помощью известных кинетических уравнений состояния, [c.70]

Аршакуни А. Л. Векторный вариант гипотезы упрочнения и кинетические уравнения высокотемпературной ползучести. — Проблемы прочности, 1981, № 1, с. 31—35. [c.97]

Сопоставление кривых накопления повреждений на молекулярном, надмолекулярном и макроскопическом уровнях показало, что рост повреждений развивается подобно кривым ползучести, и, начиная с некоторого момента, является самоускоренным. Это позволяет более обоснованно подойти к построению кинетических уравнений. [c.285]

Как уже отмечалось в предыдущем параграфе, Ю. Н. Работновым [24] была предложена более общая теория, согласно которой в потенциал ползучести, кроме интенсивности скоростей деформаций ползучести, может быть включено несколько параметров, которые названы структурными. Кинетическое уравнение (12.10) для к-то структурного параметра приведено в предыдущем параграфе. Если за структурный параметр принять параметр Удквиста, получим изложенную выше теорию упрочнения. [c.280]

В ряде работ на различных металлах и сплавах проводились исследования зависимости т от напряжения [1—4] и температуры [4—8]. Было найдено, что с ростом температуры величина т уменьшается от 1 до О, но значения 1, 2/3, 1/2 являются наиболее характерными в том смысле, что они сохраняются в значительных интервалах Г и сг. Переход же между этими значениями происходит в сравнительно узких температурных диапазонах [8]. Физическая интерпретация уравнения (1) для т, равных 1, 2/3 и 1/2, дана в работах [9—11]. Однако вопрос об областях существования различных значений т (т. е. о границах применимости известных кинетических закономерностей) остается мало изученным. Из-за влияния на процесс ползучести многих факторов, относительная роль которых зависит от условий испытания, результаты исследований различных авторов трудносопоставимы. [c.199]

В уравнениях (4.12) и (4.13) для циклически разупрочыяюще-гося материала с возрастающей шириной петли вследствие проявления циклических свойств и эффекта ползучести кинетическая функция F (к) имеет вид [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...