Ползучесть и релаксация в твердых телах

Ползучесть и релаксация в твердых телах [c.518]

В своей монографии Статистические методы в строительной механике В. В. Болотин поэтому поводу пишет Статистическая теория деформирования и разрушения твердых тел позволила бы сединой точки зрения описать процессы пластической деформации, ползучести и релаксации, хрупкого разрушения и накопления повреждений при циклических нагрузках. Пользуясь статистической теорией, можно было бы естественным путем получить все соотношения для феноменологических теорий пластичности, ползучести и усталости, о которых в настоящее время приходится догадываться, отправляясь от более или менее ограниченного числа экспериментальных фактов. Не будет преувеличением сказать, что статистическая теория сыграет в будущем для науки [c.539]

Главное, что будет излагаться в этой книге, по существу, состоит из трех основных частей 1) основные понятия о перемещениях, внутренних напряжениях, деформациях и работе внутренних сил, а также о процессе нагружения малого элемента твердого тела 2) основные механические свойства твердых тел, такие, как упругость и идеальная пластичность, текучесть, ползучесть и релаксация, вязкость и динамическое сопротивление, усталость и разрушение 3) основные кинематические и геометрические гипотезы, упрощающие математическую постановку задач о напряжениях, деформациях, перемещениях и разрушениях твердых тел при различных внешних воздействиях, а также основные уравнения и методы решения задач о деформации и прочности тел. Методы сопротивления материалов отличаются от более строгих методов теории упругости и пластичности в основном введением ряда упрощающих предположений кинематического и геометрического характера и, тем не менее, в большинстве случаев оказываются достаточно точными. [c.12]

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]

Предметом теории пластичности является изучение более широкого по сравнению с теорией упругости комплекса вопросов механики деформируемого реального твердого тела. Помимо наиболее разработанного направления — исследования малых упруго-пластических деформаций (как правило, при приближенно постоянной температуре процесса и без учета влияния фактора времени), в математической теории пластичности разрабатываются и другие направления, получившие наименование теории вязко-пластического течения, теории ползучести и релаксации и др. [c.16]

В континуальной механике деформационное поведение материалов описывается с помощью воздействия сил, которые в твердых телах создают деформации различного характера. Различают идеализированные схемы такого поведения упругость, пластичность, ползучесть, релаксацию и их комбинации. Однако, как показали исследования, решение проблемы разрушения невозможно без учета структуры материалов и особенности ее изменения на всех уровнях, включая строение атома, молекулярную, кристаллическую и дислокационные структуры, полосы скольжения, субзерна и полосы деформации. [c.23]

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]

В однородных и изотропных твердых телах явление релаксации напряжений можно рассматривать как процесс ползучести при изменяющемся во времени напряжении и неизменной суммарной деформации. В этом случае для любого момента времени справедлива общая зависимость [c.42]

Установившееся резание есть процесс непрерывного контактирования материала обрабатываемой детали и режущего инструмента. Вследствие непрерывности процесса резания, при малых колебаниях режущей кромки все просветы между ней и деталью непрерывно заполняются металлом, поэтому для определения сил резания полезна модель твердого тела, используемая в теории сплошной среды. Ползучесть или демпфирование в линейной модели твердого тела описываются уравнением о = е + е, а релаксация — уравнением а + п<г = Ее. Уравнение, объединяющее 88. , [c.88]

Как известно, все металлы (а также и другие твердые тела и коллоидные структурированные системы) подвержены ползучести, являющейся выражением релаксации, но в условиях постоянного приложенного напряжения. [c.61]

Это рассуждение вызывает некоторые сомнения. На самом деле, достаточно медленный процесс изменения внешних параметров, при котором тело проходит через цепь равновесных состояний, всегда обратим. Весь вопрос в том, что такое достаточно медленный процесс. Для твердого тела характерное время такого процесса должно быть велико по сравнению со временем релаксации. Деформированное состояние твердого тела (за исключением всестороннего сжатия) не является состоянием полного термодинамического равновесия и, строго говоря, пока действуют приложенные напряжения, вообще не может быть равновесным. Эта неравновесность и связанное с ней медленное изменение состояния не проявляются вовсе при кратком приложении нагрузки, причем продолжительность действия нагрузки, совместимая с предположением о несущественности неравновесности, возрастает при уменьшении нагрузки. Именно в этом смысле можно говорить, что при малых нагрузках тело ведет себя упруго. При большей продолжительности действия нагрузки (или, если задаться продолжительностью действия, то при больших нагрузках) неравновесность успевает проявиться в виде пластического течения, а при еще больших нагрузках — в виде ползучести твердого тела. Подробнее см. Ландау Л. Д., Лиф-шиц Е. М., Статистическая физика, стр. 55—58.— Прим. перев. [c.12]

Среди вискозиметров разных типов наибольшее значение имеют ротационные и капиллярные приборы. Важная особенность ротационных вискозиметров заключается в том, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, релаксации напряжения, сдвиговой прочности, тиксотропии и т. д.) в упругих жидкостях и у материалов, занимаюш,их промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Поэтому ротационные приборы имеют основное значение для характеристики механических свойств очень широкого круга материалов в текучем состоянии — от полимерных систем и пиш,евых продуктов до расплавов шлаков и стекол. [c.3]

Иными словами, твердые тела одновременно обладают некоторым сопротивлением начальной пластической деформации или пределом текучести (в этом их отличие от собственно жидкостей) и существенной зависимостью этого сопротивления от скорости (т. е. вязким поведением, подобно поведению вязких жидкостей). Явление по,тзучести, т. е. постепенного нарастания остаточной деформации во времени при достаточной температуре, есть важнейшее проявление вязко-пластических особенностей материалов. Подобно теориям пластичности (см. п. 5) на основе механики сплошных однородных сред, развиты математические теории ползучести, на основе которых проведены многочисленные расчеты [15]. Они позволили определить кривые релаксации по кривым ползучести (и наоборот), рассчитать ползучесть при сложных напряженных состояниях для труб под внутренним давлением, пластин, оболочек, вращающихся дисков и т. п. Далее, по кривым ползучести при простом напряженном состоянии (обычно при растяжении) и постоянной температуре рассчитана [c.138]

Линейная теория изотропной вязкоупругой среды относится к твердым телам со свойствами, которые в области малых деформаций весьма близки к свойствам полимерных материалов натурального и синтетического каучуков, аморфных полимеров с малыми и большими молекулярными весами, полимеров в композиции с другими волокнами и других. В зависимости от температуры для этих материалов характерны стеклообразные состояния при низких температурах, когда они почти идеально упруги, и высокоэластические состояния при повышенных температурах, когда они значительно деформирутся при малых напряжениях и имеют сильно выраженные временные свойства (релаксации, ползучести). Таким образом, все промежуточные состояния относятся к области практически распространенных температур. Теория относится и к другим телам как приближенно аппроксимирующая их peo-номные свойства. [c.242]

Можно утверждать, что в силу сложной геометрии и сложного характера нагружения упругих резиновых элементов муфт, специфики материала (слабая сжимаемость, большие деформации и перемещения, повышенная сколонность к релаксации, ползучести, саморазогреву при циклическом нагружении и т. д.) задача создания методов расчета муфт рассматриваемого типа может считаться одной из самых сложных в механике деформируемого твердого тела, со своими специфическими приемами и методами, во многом отличными от используемых при расчетах металлических изделий. Естественно, что эффективное решение этих задач возможно лишь при использовании в качестве инструмента исследования резиновых упругих элементов муфт самых современных методов механики сплошной среды. Одним из таких методов является, как известно, метод конечных элементов (МКЭ). Основные положения этого метода применительно к расчету резинотехнических изделий изложены ниже. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...