Ползучесть и вязкоупругость

Модели ползучести и вязкоупругости [c.130]

МОДЕЛИ ПОЛЗУЧЕСТИ И ВЯЗКОУПРУГОСТИ 131 [c.131]

Механика разрушения в настоящее время становится всеобъемлющей наукой о твердом теле, вбирающей в себя подобно полноводной реке многочисленные и разрозненные частные дисциплины о твердом теле теорию упругости, теорию пластичности, теорию ползучести и вязкоупругости, сопротивление материалов и др. Конечной целью механики разрушения является оптимальное проектирование конструкций. [c.3]

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]

В предыдущем разделе уже указывалось, что композиты при деформировании ведут себя часто как вязкоупругие. Следовательно, среди характеристик композитов представляют интерес такие характеристики, как деформации ползучести и предел ползучести. Обозначим через е деформацию ползучести при действии некоторого напряжения. Эту деформацию можно представить в виде функции [c.139]

Следует заметить, что основное распространение получила теория вязкоупругости при медленных процессах деформирования, что привело к развитию теории ползучести и ее приложений в различных областях техники и строительства. В данной области теории вязкоупругости получено много важных результатов [1, 2, 5, [c.3]

Простая ползучесть может быть упругой и пластической. При упругой ползучести (линейная вязкоупругость) деформации, воз- [c.109]

Другим обобщением ЛМР является теория неупругого разрушения, в которой исследуется процесс разрушения при наличии вязкоупругих деформаций ползучести. Неупругому разрушению, часто наблюдаемому при высокотемпературном нагружении, предшествует зависящий от времени докритический рост трещины, который следует отличать от докритического роста трещины из-за преобладающих пластических деформаций, увеличивающихся с ростом нагрузки. К сожалению, состояние окрестности вершины трещины при неупругом разрушении сложным образом зависит от деформаций ползучести и деформаций пластических. [c.50]

Ползучесть и релаксация напряжений характеризуют поведение материала при длительных механических воздействиях и их оценка имеет большое практическое значение. Особенный интерес для специалистов по применению полимеров в условиях длительного нагружения представляет оценка их ползучести. Анализ ползучести и релаксации напряжения весьма интересны также с точки зрения теории вязкоупругости. [c.51]

Радченко В.П., Самарин Ю.П. Структурная модель стержневого типа для описании одноосной пластичности и ползучести материалов //Прочность, пластичность и вязкоупругость материалов и конструкции.-Свердловск, 1986.-С, 109-115. [c.279]

Разумеется, механизмы замедленного разрушения различны для различных материалов, нагрузок, условий эксплуатации и т. д. К числу наиболее распространенных видов замедленного разрушения относится, например, усталостное разрушение, разрушение от действия агрессивных сред, разрушение к условиях ползучести, дли-вязкоупругих полимерных материа- [c.134]

Величины r(i, т) и R t) называются соответственно ядром и функцией релаксации, ибо они отражают свойство вязкоупругого материала уменьшать напряжения при постоянной деформации. Величины K t,x) и П(0 называются соответственно ядром и функцией ползучести, и они отражают свойство вязкоупругого материала увеличивать деформацию под действием постоянной нагрузки. [c.26]

В реальных элементах конструкций ползучесть и релаксация как реономные свойства материала проявляются одновременно, взаимосвязанно. Их можно отразить аналитически, вводя время t в связь напряжений и деформаций твердого тела. Предложенный Больцманом способ описания этой взаимосвязи основан на предположении о влиянии всего предшествующего времени действия напряжений на деформацию в данный момент. Подобные среды называются линейными вязкоупругими наследственного типа. [c.48]

Из этого уравнения видно, что изменение объема монолитного материала ev связано со знаком напряжений и свойствами ползучести и релаксации композиции в различных направлениях. Следует также отметить, что деформация гхх всегда приводит к увеличению объема по сравнению с изменением объема монолитного материала, однако при этом влияние типа разрушения (сдвиг, отрыв или комбинированное разрушение от сдвига и отрыва) может быть выражено соответствующими значениями гхх" и причем при сдвиговом разрушении, так же как и при вязкоупругих деформациях, ц/ = 1и" = 0,5. В этом случае не происходит изменения объема материала (рис. 1, график 2). [c.15]

Одной из характерных проверок механических свойств является исследование ползучести и длительной прочности. При этом особое значение придается проверке методов математического описания результатов с целью дальнейшего их использования в расчетах и оценке возможности экстраполяции результатов. При описании ползучести используется методика подбора простых формул, описание на основе теоретических предпосылок о взаимодействии и совместном деформировании элементов структуры и методика линейного или нелинейного вязкоупругого деформирования. [c.22]

Предлагаемая читателю книга касается общих идей науки, которую принято называть механикой деформируемого твердого тела, от термин, быть может, и не столь распространенный, объединяет такие понятия, как сопротивление материалов, теория упругости и пластичности, теория вязкоупругости (или наследственной упругости, если следовать определению, данному известным итальянским математиком Вито Вольтерра), теория ползучести и другие разделы, а со сравнительно недавнего времени — и механику разрушения. [c.7]

Представленные задачи можно условно разделить на четыре класса. Это контактные задачи теории вязкоупругости неоднородных стареющих тел, задачи контактных взаимодействий эволюционных систем с учетом ползучести и старения, контактные задачи механики растущих тел и нелинейной теории ползучести. Подобного рода задачи часто встречаются при расчетах оснований и фундаментов, шахт и горных выработок, при оценке осадок и кренов объектов, возводимых в непосредственной близости друг от друга, при расчетах гидростанций, противооползневых сооружений и плотин, мерзлых грунтов, ледяного покрова и деталей, работающих при высоких температурах. [c.5]

Теорема 1.1 Если напряженно-деформированное состояние стареющего вязкоупругого тела обусловлено только поверхностными fi(x,t) и объемными (х,г) силами, то напряжения с учетом ползучести и старения материала совпадают с напряжениями, найденными из решения упругомгновенной задачи, а деформации и перемещения могут быть получены в результате преобразования соответствующих упругомгновенных величин оператором (I — Ь). [c.34]

Теорема 1.2 Если напряженно-деформированное состояние стареющего вязкоупругого тела вызвано только вынужденными деформациями вij(x,t) и перемещениями Vi(x t), то деформации и перемещения с учетом ползучести и старения материала совпадают с деформациями и перемещениями упругого тела, а напряжения могут быть найдены в результате преобразования оператором JБ( )(I + N)E (t) напряжений, найденных из решения упругомгновенной задачи. [c.35]

Рассмотрим задачу о вдавливании гладкого жесткого штампа силой Р( ) с эксцентриситетом ее приложения e(t) в неоднородное стареющее вязкоупругое двухслойное основание в слзгчае плоской деформации (рис. 2.1). Будем считать, что верхний слой неоднородный стареющий по глубине и описывается уравнениями состояния (1.30), (1.31) гл.1. Кроме того, коэффициенты Пуассона деформации ползучести и упругомгновенной деформации материала слоя равны и не зависят от времени (см. (1.34) гл.1). [c.42]

Отмеченные выше результаты были распространены в [31] на случай линейной вязкоупругой среды с ФНВ произвольной формы. Отдельно было рассмотрено включение, разупрочняющееся при ползучести, и исследованы обратные задачи о выборе внешних воздействий, приводящих к оптимальным путям деформирования включения (при которых, например, в заданном интервале времени деформации ползучести достигают требуемых значений при наименьшей поврежденности) и его разрушения вследствие ползучести (например, когда требуется разрушить включение в заданном временном интервале при наименьшей затраченной энергии или при заданных в момент разрушения деформациях при наименьшей продолжительности процесса или с минимальными энергетическими затратами). [c.780]

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]

При решении линейных и нелинейных вязкоупругих соотношений особую роль играют методы определения характеристик материала, которые в случае уравнения наследственного типа сводятся к отысканию ядер ползучести и релаксации. Если ядра заданы аналитически, то их параметры определяют путем аппроксимации соответствующих экспериментальных данных. Из-за [c.33]

Принципиальное различие упруговязких и вязкоупругих систем проявится также в период разгружения, или упругого (эластического) восстановления. У первых систем деформация частично обратима (деформация ползучести), а частично необратима (деформация течения), поэтому первоначальное состояние после снятия напряжения полностью не восстановится (необратимая деформация сохранится, вследствие чего она носит также название остаточной). У вторых систем произойдет полное восстановление. В обоих случаях восстановление происходит во времени. На рис. 1.3.2 иллюстрировано поведение обеих систем. [c.35]

Решение конкретных задач на основе интегральных уравнений состояния сопровождалось развитием операторных методов. Правила обращения различных интегральных операторов в зависимости от свойств ядер ползучести и релаксации для решения задач линейной теории вязкоупругости развиты в ряде работ, например в теории наследственной упругости [38] (см. Приложение II). [c.46]

Материалы с содержанием триола до 0,25 экв. дол. при комнатной температуре находятся в высокоола1стичном состоянии и ведут себя вполне упруго. Материалы с содержанием трпола выше 0,4 экв. дол. находятся в стеклообразном состоянии. Это жесткие материалы, подобные эпоксидным и позволяющие замораживать деформации. Материалы с содержанием триола от 0,25 до 0,4 экв. дол. находятся в переходном состоянии и пригодны для изучения задач ползучести и вязкоупругости. [c.24]

Традиционным подходом к решению задач упруговязкоплас-тичности (наличие мгновенной пластической деформации и деформации ползучести) при переменном во времени термосиловом нагружении является комбинация двух отдельных задач — упругопластической и вязкоупругой. Найденные из первой задачи пластические деформации являются начальными деформациями для задачи вязкоупругости, решение которой осуществляется численным интегрированием во времени уравнений ползучести с применением шагово-итерационной процедуры метода начальных деформаций [10]. Как видно, такой метод исключает возможность анализа НДС элемента конструкции, когда пластическое (неупругое) деформирование материала обеспечивается мгновенной пластической деформацией и деформацией ползучести одновременно. Для решения подобного рода задач можно использовать подход, разработанный в работах [43, 44]. Он основан на введении мгновенных поверхностей текучести, зависящих не только от неупругой деформации (неупругая деформация равна сумме мгновенной пластической деформации и деформации ползучести далее неупругую деформацию будем называть пластической), но и от скорости деформирования. В этом случае решение вязкопластической задачи сводится [c.13]

Теория ползучести — одно из направлений механийй дефор- мируемого твердого тела, которое сложилось за последнее время. Она занимает свое место рядом с такими разделами механики, как теория упругости и теория пластичности. Ползучесть влияет на прочность и устойчивость конструкций и деталей машин. Поэтому расчет соору кений на прочность с учетом свойств ползучести материала приобретает первостепенное значение для современной техники. Однако теория ползучести является не только основой для создания методов расчета элементов конструкций и деталей машин, работающих в сложных эксплуатационных уело- -ВИЯХ. Теория ползучести, обладая своеобразным полем зрения , служит для понимания того, как выбрать тот или Иной материал для данной конструкции, в каких условиях его нужно испытывать, какие требования необходимо предъявлять к технологии возве- дения сооружений или изготовления различных элементов конструкций и деталей машин. Бот почему за последнее время вышел в свет целый ряд фундаментальных исследований и монографий, посвященных теории ползучести и теории вязкоупругости как у нас в стране [216, 302, 307, 336, 399, 415], так и За рубежом [63,261,479,556,594,611,632]. [c.7]

Зависящие от времени эффективные характеристики ползучести и релаксации могут быть найдены либо обращением преобразования Карсона, либо квазиупругим методом. В последнем случае для нахождения этой зависимости необходимо заменить упругие характеристики фаз соответствующими модулями релаксаций и вязкоупругими податливостями. Основываясь на математических аспектах этого метода, а также на результатах, полученных Шепери [86, 87] и Симсом [106] при его применении, можно утверждать, что в большинстве случаев точность метода вполне удовлетворяет обычным инженерным требованиям. [c.151]

Соотнои ения (5.1) — (5.5) можно использовать в квази-упругих методах [6] для расчета эффективных релаксационных свойств (е = onst) и свойств ползучести (а = onst). Рассмотрим, в частности, композит с упругими волокнами и вязкоупругой матрицей, поведение которой описывается податливостью при одноосной ползучести Dm t) и коэффициентом Пуассона Vm t). По определению, Dm t) есть отношение продольной деформации к напряжению, причем одноосное напряжение а приложено в момент времени = О и затем поддерживается постоянным vm t) — коэффициент Пуассона, определяемый из того же испытания. В свою очередь податливость матрицы при сдвиговой ползучести 3m(t) находится из выражения [c.182]

Таким образом, для описания деформирования круговой трехслойной линейно вязкоупругой пластины достаточно ядра ползучести и восьми экспериментальных функций g n t)- Если среди корней имеются кратные, то количество этих функций соответствен н о у м ен ьшается. [c.332]

Эти результаты в предположении о таком же законе ползучести и постоянном активационном объеме были экстраполированы в нижнюю мантию. Поэтому, несмотря на тот факт, что результаты анализа вязкоупругого послеледникового поднятия Скандинавского и Канадского щитов хорошо согласовались с представлением о примерно постоянной вязкости в мантии, равной 10 —10 П, тогдк многие считали, что вязкость с. глубиной возрастает до очень больших величин, делая конвекцию в нижней мантии невозможной. Мнение о том, что конвекция происходит только в верхней мантии, недавно подверглось резкой критике, и сейчас большинство геофизиков считают, что конвекция происходит и в нижней мантии и либо охватывает всю мантию целиком, либо происходит отдельно в верхней и нижней мантии [79, 10S, 187,. 264, 281, 312, 346]. Ясно, что задача определения зависимости вязкости от глубины включает определение зависимости скорости ползучести от давления, и мы рассмотрим ее в этом контексте в 5.3.1. Однако необходимо иметь в виду, что характер зависимости вязкости от глубины также сильно зависит от профиля TeMnepjaTy- [c.170]

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]

В главе 1 излагаются основы теории вязкоупругости неоднородных стареющих тел. Приводятся общие определяющие соотношения и их модификации. Исслецуются структуры ядер ползучести и релак- [c.7]

В главе излагаются основы теории вязкоупругости неоднородных стареюпщх тел. Характерными для таких тел являются свойства ползучести и изменения механических характеристик их материалов с течением времени, т.е. старения. Поэтому при описании поведения стареющих тел существенными оказываются два момента времени это момент изготовления элемента тела, начиная с которого происходят изменения его механических свойств, и момент начала загружения или приложения нагрузки, с которого элемент и начинает собственно деформироваться. [c.11]

В настоящей главе приведены принципы соответствия для однородно стареющих тел, материалы которых имеют равные и постоянные коэффициенты Пуассона деформации ползучести и упругомгно-веьшой деформации, либо проявляют при всестороннем сжатии упругое поведение. Изложение других принципов соответствия ( для тел со специальным видом неоднородности, нелинейных вязкоупругих тел, в случае больших деформаций) можно найти в [38]. [c.32]

Ядра ползучести и релаксации. Для. приложений теории вязкоупругости существенное значение имеет выбор ядер, достаточно хорошо воспроизводящих свойства реальных материалов. Л. Больцман считал, что ядро ползучести обладает сильной особенностью типа (i — т) , что приводит к противоречию. По-видимому, Г. Дуффинг впервые применил ядра со слабой особенностью, а именно (i — т) (—1, < а 0). В исследованиях советских авторов было уделено большое внимание выбору и исследованию специальных слабосингулярных ядер, описывающих чрезвычайно быстрое нарастание деформации ползучести вначале и асимптотическое стремление ее к некоторому предельному значению. Г. Л. Слонимский (1939) и А. П. Бронский (1941) предложили ядро следующего вида [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...