Явление ползучести и релаксации напряжений

Явления ползучести и релаксации напряжений особенно заметно проявляются в различных полимерах, используемых в качестве конструкционных материалов при изготовлении деталей машин и элементов строительных конструкций. [c.66]

Иными словами, между актом приложения нагрузки и моментом наступления в деформированном материале равновесного состояния проходит достаточно большой отрезок времени. Процессы установления равновесия, временной ход которых определяется перегруппировкой частиц под действием теплового движения, являются релаксационными. Релаксационная природа — основная особенность высокоэластической деформации резины, определяющая ее основные физико-механические свойства. Вследствие релаксационных процессов, протекающих в резине при деформации, проявляются явления ползучести и релаксации напряжения, уровень которых в свою очередь определяет долговечность материала. Проявление того или иного эффекта зависит от режима деформации резины. В зависимости от частоты деформирования различают статический и динамический режимы нагружения, а в зависимости от способа деформирования — режимы постоянной нагрузки или постоянной деформации. [c.25]

Как уже было сказано, у некоторых цветных металлов явление ползучести может иметь место даже при комнатной температуре. Однако у стали, чугуна и ряда цветных металлов и сплавов ползучесть может возникнуть лишь при нагреве их выше некоторой, определенной для каждого металла, температуры (углеродистые стали и чугун — выше 300—350°, легированные стали — выше 350—400°, легкие сплавы — выше 50—150° и т. п.). При температурах ниже указанных явление ползучести у этих металлов не наблюдается. Вместе с тем, при температуре, равной или превышающей ту, при которой в данном металле возможно явление ползучести, ползучесть возникает лишь при напряжениях выше некоторой, определенной для каждого металла, величины. Явление релаксации напряжений наблюдается, примерно, при тех же температурах и напряжениях, что и явление ползучести [2]. Сказанным выше подтверждается, что для сталей существует область температур (до 300°) и напряжений, при которых можно применять скрепленные и совмещенные цилиндры, не опасаясь явлений ползучести и релаксации напряжений. [c.98]

При температуре выше 300° С отказываться от учета влияния явления ползучести и релаксации напряжений нельзя. При учете влияния высокой температуры (выше 300° С) и долговременной нагрузки в скрепленных стальных цилиндрах на ползучесть и релаксацию напряжений необходимо учитывать следующие обстоятельства. [c.106]

Что есть обшего и в чем заключается различие явлений ползучести и релаксации напряжений [c.468]

Прй деформировании у стеклопластиков в большей степени, чем у металлов и сплавов, проявляются временные эффекты. Уже при нормальной температуре у стеклопластиков наблюдаются явления ползучести и релаксации напряжений с возрастанием температуры эти процессы усиливаются. [c.39]

Постепенное однократное изменение температуры, которое приводит к возникновению стационарного температурного поля и статических напряжений, обусловливающих при относительно высоких их значениях и большой длительности действия явления ползучести и релаксации. [c.25]

Вместе с тем напряженное состояние при изгибе открывает перед исследователем широкие возможности для изучения явлений ползучести и релаксации в чистом виде. Поэтому в последнее время горячие механические испытания на изгиб начинают приобретать все большее распространение. [c.227]

Ползучесть и релаксация — проявление свойства тела изменять свое напряженно-деформированное состояние во времени. Но эти проявления обнаруживаются в определенных частных случаях режима ползучесть — в случае постоянства напряжений и релаксация — в случае постоянства деформаций. Возможны и более сложные режимы, при которых изменению подвергаются как напряжение, так и деформация, а в ряде случаев и температура. Характер явления в этих случаях еще более сложен. Иногда процессы, происходящие в материале и в условиях этих сложных режимов, также называют ползучестью (в обобщенном смысле). [c.305]

Едва ли есть необходимость упоминать о том, что явление медленной ползучести в металлах и поликристаллических веществах при повышенных температурах нельзя описать теми простыми средствами, которые мы здесь рассматривали. Это объясняется двумя важными причинами, а именно 1) для названных веществ зависимость напряжений от скоростей деформаций существенно нелинейна и 2) в этих веществах возникают пластические деформации, а упрочнение и размягчение (рекристаллизация), происходящие с течением времени при умеренно высоких температурах, влияют на ползучесть и релаксацию. Тем не менее следует указать, что путем надлежащей комбинации двух принципов суперпозиции, использованных при выводе равенств (4.3), (4.4) и (4.20), определяющих соответственно вязко-упругое и стойко-вязкое поведения, можно в какой-то мере [c.212]

В процессе проектирования деталей машин, работающих при высоких температурах, необходимо выполнять специальные расчеты, так как поведение металлов под напряжением в этих условиях отличается от их поведения при нормальной температуре. При повышенных и высоких температурах особое значение приобретают явления ползучести металлов и релаксации напряжений. [c.51]

Однако следует сразу отметить, что податливость и модуль релаксации существенно зависят от температуры Т, т. е. П = = П ( , Т) и R = R (t, Т). С повышением температуры эффект ползучести и релаксации возрастает. Это дает возможность использовать опыты при повышенных температурах на значительно более коротких отрезках времени для прогнозирования реологических явлений на длительное время. В основу такого прогнозирования положен принцип температурно-временной аналогии, который утверждает, что кривые ползучести (или релаксации напряжений) при температурах > Тц и Гг > могут быть совмещены с кривой при температуре Го путем их смещения вдоль оси логарифма времени (рис. 74) на определенные отрезки ф (Г). Это означает, что [c.161]

В паровых турбинах, работающих при начальных температурах порядка 500—580°С, ползучесть металла проявляется также и в уменьшении с течением времени напряжений в деталях, имеющих натяг. Это явление носит название релаксации напряжений. При релаксации напряжений происходит переход упругих деформаций в пластические, причем полная деформация детали, представляющая собой сумму упругой и пластической деформации, не изменяется. Переход упругих деформаций в пластические приводит к ослаблению посадки дисков и втулок на роторе турбины, уменьшению напряжений в болтах и шпильках фланцевого соединения. Ослабление напряжений в болтах и шпильках может привести к нарушению плотности горизонтального разъема турбины и к пропариванию его. [c.72]

Как следует из изложенного, модель тела Кельвина в отличие от моделей тел Максвелла и Фойгта отражает обе стороны явления ползучести — собственно ползучесть или последействие и релаксацию напряжений, а также явление обратной ползучести. Однако экспериментальные исследования ползучести большинства материалов не согласуются количественно с результатами, полученными на основе модели тела Кельвина. [c.376]

Проводится также эксперимент, в некотором смысле обратный эксперименту по релаксации напряжений. Это явление известно под названием ползучести в этом случае определяется деформация образца при постоянной нагрузке. В таких экспериментах предыстория деформирования заранее не известна, и, таким образом, их результаты не приводят к каким-либо полезным предсказаниям поведения материала при любых условиях течения, отличных от реализуемых в этом эксперименте. [c.177]

Процесс, обратный явлению ползучести, но неразрывно с ним связанный, называется релаксацией и состоит в том, что в деформированном теле происходит снижение уровня напряженного состояния. Этот процесс проще всего проиллюстрировать на примере стержня, концы которого закреплены от продольных смещений после начального удлинения стержня на Д/(,. В упругом стержне при этом в начальный момент времени появится сила = ЕАМ И. [c.75]

Обычно в тех материалах, в которых проявляется свойство ползучести, наблюдается и другое явление, называемое релаксацией напряжений. [c.418]

В рассмотренных выше случаях ползучесть проявлялась изменением величины деформации при постоянной нагрузке. Однако она может проявляться и иным образом. Например, если принудительно деформировать образец, то с течением времени напряжение в нем будет убывать (при неограниченном времени испытания оно может вообще исчезнуть). Это явление носит название релаксации (т. е. расслабления). [c.161]

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]

Квазиоднородный подход, не обеспечивая глубокого понимания поведения композита, не позволяет учесть ряд его особенностей. Например, композиты могут проявлять свойство ползучести при отсутствии каких-либо нагрузок в направлении армирования. Коэффициенты термического расширения композитов зависят в ряде случаев от времени и температуры, хотя составляющие их компоненты такими свойствами и не обладают [12]. Подобное явление связано с релаксацией термических напряжений в полимерной матрице. [c.250]

Первое СОСТОИТ в том, что при действии постоянных сил деформация с течением времени нарастает. Это явление принято называть ползучестью. Если тело получило некоторую деформацию, которая поддерживается постоянной, то усилия в ней постепенно ослабевают. Это второе проявление временного характера зависимости между силами и перемещениями получило название релаксации напряжений. В дальнейшем под термином ползучесть мы будем понимать все механические явления, для которых существен фактор времени. [c.752]

Расчет шпилек (болтов), работающих при высокой температуре металла, осложняется явлением релаксации напряжений, которое заключается в том, что с течением времени напряжения в шпильке уменьшаются вследствие ползучести металла. Затяжка при этом уменьшается и фланцевое соединение может стать неплотным. Поэтому периодически через 1—2 года нужно подтягивать шпильки. [c.396]

Постоянные для определения напряжений и деформаций при явлениях релаксации напряжений и ползучести [c.118]

Равенства (VI. 3) и (VI. 4) позволяют преобразовать уравнения, выведенные на основании теории упругости, и применить их для расчета напряжений или деформаций, которые имеют место при явлениях релаксации напряжений или ползучести. [c.118]

Явление релаксации заключается в понижении начальных напряжений затяжки вследствие непрерывной ползучести. Релаксацию напряжений учитывают начиная с температур I = = 300 °С — для конструкционных сталей и I = 150 °С — для легких сплавов. [c.355]

Если нагрузить тело и зафиксировать нагрузку на определенном уровне, то с течением времени деформации могут увеличиться. Такое явление называется ползучестью. С другой стороны, если деформации тела в течение определенного периода времени остаются неизменными, то внутренние силы и напряжения в теле могут уменьшиться. Такое явление называется релаксацией напряжений. [c.8]

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]

Авторы, не ограничиваясь обсуждением ползучести при одноосном напряженном состоянии, попутались рассмотреть весь круг проблем высокотемпературной прочности. К ним относятся ползучесть в условиях многоосного напряженного состояния и при циклических напряжениях, высокотемпературное растяжение, релаксация, высокотемпературная усталость, термическая усталость. Причем характерной особенностью является то, что эти явления рассмотрены, главным образом, с точки зрения механики процессов. [c.9]

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]

ГЛАВА XIII ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ТЕОРИИ ПОЛЗУЧЕСТИ 1. Явление ползучести и релаксации напряжений [c.245]

При Г > Тс кристаллизация уменьщает податливость при ползучести, скорость ползучести и релаксации напряжения и увеличивает релаксационный модуль. Для объяснения этих явлений предложено несколько теорий [140—146]. Эффект кристаллизации уподобляют сшиванию при иммобилизации полимерных цепей в кристаллитах или эффекту наполнения, полагая, что [c.75]

Динамические характеристики оптию-механических свойств полимеров в значительной мере могу т отличаться от статических из-за влияния временного фактора. Так, при действии кратковременных имульсных нагрузок процессы, связанные с регистрацией в модели оптической картины полос, длятся от нескольких микросекунд до сотен микросекунд. В этом случае обычные квазистатические испытания на ползучесть и релаксацию напряжения не могут отражать сути происходящих при динамическом воздействии явлений, протекающих в полимерном материале. [c.254]

ВЯЗКОУПРУГОСТЬ — свойство материалов твёрдых тел (полимеров, пластмасс и др.) сочетать свойства упругости и вязкости. В данном случае напряжения и деформации зависят от истории протекания процесса нагружения (деформации) во времени и характеризуются поглощениел энергии на замкнуто.м цикле деформации (нагружения) с постеленпым исчезновоннем деформации при полном снятии нагрузки. При этом чётко выражены явления ползучести материала и релаксации напряжений. [c.374]

Хотя известно, что температура оказывает существенное влияние на пластическое поведение реального материала, в теории пластичности часто принимают условие изотермии и считают температуру просто параметром. Точно так же на практике в общепринятой теории пластичности обычно пренебрегают влиянием скорости нагружения на диаграмму напряжение—-деформация. В соответствии с этим пластические деформации считаются не зависящими от времени и изучаются отдельно от таких явлений, как ползучесть и релаксация. [c.250]

Явление ползучести можно рассматривать либо как простое течение металла под действием длительно приложенных напряжений, либо как сложное явление, слагающееся из двух чередующихся противоположных процессов упрочнения и разупрочнения. Вместе с большинством исследователей мы придерживаемся последней точки зрения. В качестве упрочняющих или разупроч-няющих факторов, влияющих на ползучесть и релаксацию, первостепенное значение имеют нак 1еп при пластическом деформировании металла рекристаллизация при нагреве на температуру испытания структурные изменения в сплаве развитие диффузионных процессов. [c.85]

У многих материалов (полимеры, бетон, металлы при повышенной температуре) в эксплуатационных условиях закон связи а(е) существенно зависит от времени. Изменение напряжений и деформаций во времени при постоянных внешних нагрузках называют ползучестью (явление ползучести можно обнаружить при растяжении материалов даже в условиях нормальной температуры). Так, при растяжении образца для снятия показаний тензометров приходится, как правило, приостанавливать процесс нагружения либо по силам, либо по деформациям. Такая остановка в упругой области практически не приводит к изменению показаний во времени. Если остановка происходит в пластической области, то для машин кинематического типа (e = onst) благодаря вязкости материала происходит заметное самопроизвольное падение напряжений (рис. 1.12), т. е. релаксация. При нормальной температуре Та напряжение а асимптотически стремится к [c.37]

Кроме того, для деталей, работающих в условиях повышенных температур, надо учитывать изменение механических свойств материалов, с тем чтобы при изменившихся свойствах не было нарушения прочности и жесткости. Сказанное относится в основном к деталям, подвергающимся температурным Еоздействиям сравнительно непродолжительное время для деталей, длительно работающих при высоких температурах, например для деталей паровых турбин, надо учитывать явление ползучести, т. е. непрерывного возрастания пластических деформаций при постоянных напряжениях, или явление релаксации, выражающееся в том, что при постоянных деформациях происходит падение напряжений. [c.325]

Наряду с усталостными явлениями при теплосменах, происходящих в отсутствие внешних силовых воздействий, может наблюдаться еще и постепенное накопление пластических деформаций в тех направлениях, по которым эти деформации не стеснены имеющимися закреплениями испытуемого образца или конструкционного элемента. Появление таких деформаций связывают с несколькими причинами [13, 20]. Одной из них является локальная высокотемпературная и циклическая ползучесть, сопровождающаяся релаксацией возникающих в каждом цикле само-уравновешенных напряжений первого и второго рода. Общим итогом этих локальных деформаций ползучести, протекающих главным образом в моменты повышения температуры, является нарастающее от цикла к циклу макроскопическое формоизменение тела. Одностороннее накопление макроскопических мгновеннопластических деформаций может иметь место также при сочетании термоциклирования с мягким силовым нагружением (например, случай циклических теплосмен в образце, растянутом силой веса некоторого груза). [c.30]

Явления релаксации напряжений и ползучести, наблюдаемые у конструкционных металлов и сплавов (сталь, чугун, бронза, латунь, дуралюминий и т. п.) лишь при высокой температуре, у полимерных материалов проявляются при нормальной температуре. По данным ASTM уменьшение напряжений в вязко-упругих телах, к которым относятся полимерные материалы, при постоянной деформации может быть выражено формулой [c.117]

На серийных турбоустановках промышленные исследования выполняются с целью выяснения причин отклонений, которые проявляют себя на более поздних этапах эксплуатации. К таким процессам следует отнести не только традиционную повреждаемость, связанную с явлениями ползучести или циклической усталости материала, но также и другие явления, которые отражаются в той или иной мере на надежности и экономичности турбоагрегата. Так, например, в последнее время особое внимание уделяется вопросам повреждаемости из-за малоцикловой усталости, обусловленной наличием циклических термонапряжений. Другим примером может служить тот факт, что постепенная релаксация напряжений в паропроводах со временем сказывается на состоянии тепловых расширений элементов турбины. [c.26]

В связи с явлением ползучести в титановых сплавах при нормальной температуре и напряжениях меньше Оо,2 имеет место релаксация напряжений. При испытании на релаксацию величина накопленной деформации весьма близка к деформации ползучести, которая накопилась бы при непрерывном действии постоянного напряжения, равного полусумме начального и конечного напряжений, как это было показано в работе [17]. Релаксация интенсивно протекает в первые минуты и часы испытаний, а затем затухает. Процесс релаксации протекает в том же диапазоне напряжений, в котором наблюдается ползучесть. В связи с этим условный предел ползучести (0,5—0,7)ао 2 в зависимости от легирован-ности сплава является одновременно и условным пределом релаксации напряжений, а релаксационная стойкость может оцениваться по результатам испытаний на ползучесть. [c.128]

Вязко-упругие свойства материалов проявляются также и в других опытах. На рис. 22.20 показан стержень, предварительно растянутый и закрепленный по торцам. В таком опыте деформация с течением времени остается постоянной (е = onst), а напряжения уменьшаются. Это явление называется релаксацией напряжений. Уменьшение напряжений в этом опыте можно объяснить следующим образом. Если в формуле (22.48) положить 8 = onst, то рост деформаций ползучести со временем должен привести к уменьшению напряжений а. [c.520]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...