Потеря устойчивости тел в условиях ползучести

Еще одним представляющим интерес явлением является потеря устойчивости при ползучести. Иногда в конструкции, спроектированной так, чтобы противостоять потере устойчивости, в некоторых эксплуатационных условиях начинают проявляться эффекты ползучести, которые приводят к значительным изменениям размеров и выпучиванию. Это явление называется потерей устойчивости при ползучести, а время, которое требуется для того, чтобы нагруженная конструкция приняла критическую конфигурацию и потеряла устойчивость, называется критическим временем. Хотя к настоящему времени получены решения нескольких задач о потере устойчивости при ползучести [81, вопрос этот очень сложен и общие решения пока неизвестны. Подробное обсуждение проблемы потери устойчивости при ползучести выходит за рамки этой книги. [c.568]

Таким образом, в условиях ограниченной ползучести материала и геометрической нелинейности удается установить предел длительной устойчивости <7 кр и критическую деформацию 0кр (или Акр). Так как ползучесть ограниченная, при q<.q Kp и t x> система переходит из положения М в положение М (рис. 16.14), где деформация 0< 0кр. Система устойчива на бесконечном интервале времени. Если q>q Kp, несмотря на затухание скорости ползучести, характерное смещение фермы за конечное время достигает критического значения 0кр (или Акр) и создаются условия для потери устойчивости. Тогда при ( кр 9кр в условиях ограниченной ползучести является правомерной постановка вопроса об определении критического времени кр, необходимого для достижения критической деформации. [c.364]

Несущая способность элементов конструкций включает в себя множество аспектов, связанных с разрушением материалов в результате растрескивания, потери устойчивости, усталости и ползучести при статическом и динамическом нагружении в условиях инертной или коррозионной окружающей среды и нагрева. Процесс разрушения волокнистых композиционных материалов еще более усложняется наличием множества независимых и взаимно накладывающихся форм разрушения, таких в частности, как излом волокон, потеря устойчивости отдельных волокон, рас- [c.63]

Наряду с теорией длительного разрушения (накопления повреждений и трещинообразования) существует и другой способ оценки долговечности элемента материала, не имеющий прямого отношения ни к физическому разрушению, ни к потере устойчивости равномерного вязкопластического деформирования с локализацией деформаций в виде шейки или вздутости (см. п. 1.3). Долговечность при ползучести, протекающей при постоянном условном напряжении, рассматривается как время, за пределами которого этот деформационный процесс, описываемый определенным уравнением механических состояний, теоретически не может продолжаться. Критический момент можно определить различными способами, в зависимости от применяемого типа уравнения механических состояний. Традиционный и простейший подход состоит в следующем (ср. [71, 991). Допустим, что процесс ползучести при линейном напряженном состоянии в условиях постоянства растягивающей силы (или иначе — постоянства условного напряжения) описывается уравнением (2.52). Истинное напряжение изменяется при этом по закону [c.108]

Первый подход связан с исследованием деформирования в условиях ползучести оболочек с начальными несовершенствами. При этом развитие во времени основного (моментного) состояния может привести к их выпучиванию [5, 13, 40, 60, 76, 86, 87, 93]. Начальные прогибы могут задаваться как осесимметричными, так и неосесимметричными (для замкнутых цилиндрических оболочек). Учет в исходных соотношениях геометрической и (или) физической нелинейности приводит к тому, что при достижении некоторого критического времени кр прогиб (его скорость) неограниченно возрастает, что и принимается в качестве критерия потери устойчивости. Следовательно, определение кр формально аналогично определению верхней критической нагрузки в задачах об устойчивости в большом гибких упругих оболочек. Такие задачи предлагается относить к задачам о выпучивании [51]. [c.6]

Результаты численного анализа ползучести относительно подъемистых тонких оболочек вращения, приведенные в данной главе и параграфе 1 главы III, не дают оснований для однозначного вывода о связи критического времени с параметром подъема над плоскостью (при фиксированных значениях внешней нагрузки) и условиями опирания края, так как для них возможна реализация неосесимметричной потери устойчивости, которая предшествует осесимметричному хлопку. Вопрос об оценке устойчивости таких оболочек на определенном временном интервале должен решаться путем численных исследований с использованием обоих критериев. [c.90]

Потеря устойчивости тонкостенных элементов аппарата в условиях ползучести может произойти с течением времени при сколь угодно малой нагрузке (при отсутствии определенной критической нагрузки). Поэтому целью проверки на устойчивость сжатой тонкостенной цилиндрической оболочки при ползучести является определение критического времени действия нагрузки. [c.243]

Формула для критического времени выведена в предположении, что потеря устойчивости происходит в условиях длительной ползучести, когда деформацией ползучести, накопленной за первый период, можно пренебречь по сравнению с общей деформацией элемента. [c.265]

Потеря устойчивости тел в условиях ползучести 149 [c.149]

Свойство ползучести проявляют многие конструкционные материалы. Бетон и полимеры ползут при нормальной температуре, металлы —при ВЫСОКОЙ температуре. Накопление деформаций в процессе ползучести может приводить к существенному искажению формы элементов тонкостенных конструкций выпучиванию, потере устойчивости. В связи с широким применением таких конструкций в различных областях техники проблема устойчивости в условиях ползучести привлекает внимание исследователей, и этой проблеме начиная с 50-х гг. посвящено значительное число публикаций. Для исследования устойчивости конструкций в условиях ползучести предлагались различные подходы. По Некоторым вопросам этой проблемы до настоящего времени нет единой точки зрения. В настоящей работе делается попытка отразить основные направления этих исследований. [c.246]

В другой постановке того же типа, предложенной Джерардом [222], по изохронным кривым определяется секущий модуль и соответствующее критическое напряжение в условиях ползучести как функция времени. В этой постановке для сжатого стержня деформация, накопленная к моменту потери устойчивости в процессе ползучести, оказывается равной критической деформации при упругой потере устойчивости [223]. Постулирование Джерардом независимости величины критической деформации от величины нагрузки явилось основой для ряда работ, в которых эта концепция была распространена на устойчивость в условиях ползучести пластин и оболочек [224—230, 310]. Для подтверждения этой концепции экспериментальные исследования устойчивости стержней, пластин и оболочек в условиях ползучести проводились как Джерардом и его последователями [225, 226, 228, 230, 276, 277, 180], так и во многих более поздних работах [5, 9, 34, 75, 80, 112,113,152,153,164,198,214,255]. [c.256]

Та же методика расчета устойчивости в условиях ползучести распространяется на случай совместного действия осевого сжатия и внутреннего давления (для тонких оболочек при умеренном давлении). На рис. 9 показаны результаты срав-иения расчета и эксперимента для этого случая, проводившихся в работах [100, 101]. Испытывались оболочки из Д-16Т h = 0,5 мм, R = 88 мм, L = 425 мм, Т — 250 °С. Критическое напряжение при упругой потере устойчивости без вну- [c.284]

Интересные результаты испытаний на сжатие в условиях ползучести тонких цилиндрических оболочек из композитного материала и стеклопластика даются в [163] и в [103]. Результаты исследования форм выпучивания показывают, что в процессе ползучести первоначальные вмятины растут, но в момент хлопка происходит их перестроение и форма потери устойчивости оказывается примерно такой же, как и при быстром нагружении. Авторы этих работ отмечают, что эти факты не подтверждают так называемую гипотезу резонанса функции неправильности с формой потери устойчивости. [c.289]

Подход к определению несущей способности сварных конструкций может быть различным. Наиболее характерно определение несущей способности из условия образования текучести в основном сечении элементов или из условия разрушения. Несущую способность определяют также из условия распространения трещин, из условия ограниченной ползучести при высоких температурах потери устойчивости ограничения предельных перемещений (требования к жесткости) сочетания различных случаев предельных состояний. [c.85]

В оболочках под воздействием внешних нагрузок, меньших критических значений при мгновенном деформировании, в условиях ползучести происходит существенная эволюция напряженно-дефор-мированного состояния, что в некоторый (критический) момент времени может привести к потере устойчивости. В связи с этим иссле-. дования изгиба и устойчивости при ползучести имеют вамсное научное и практическое значение. [c.3]

В настоящей монографии приведены результаты численного и экспериментального исследования термоползучести гибких пологих замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине оболочек вращения переменной толщины, выполненных из изотропных и анизотропных материалов, обладающих неограниченной ползучестью. В главе I дан краткий анализ подходов к решению задач изгиба и устойчивости тонких оболочек в условиях ползучести. Глава II посвящена построению вариационных уравнений технической теории термоползучести и устойчивости гибких оболочек и соответствующих вариационной задаче систем дифференциальных уравнений, главных и естественных краевых условий, разработке методики решения поставленной задачи. Вариационные уравнения упрощены для случая замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине осесимметрично нагруженных пологих оболочек вращения, показаны некоторые особенности алгоритма численного решения. Результаты решений осесимметричных задач неустаповившейся ползучести и устойчивости замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине сферических и конических оболочек постоянной и переменной толщины приведены в главе III. Рассмотрено также влияние на напряженно-деформированное состояние и устойчивость оболочек при ползучести высоты над плоскостью, условий закрепления краев (при постоянном уровне нагрузки), уровня и вида нагрузки, дополнительного малого нагрева, подкрепления внутреннего контура кольцевым элементом. Глава IV посвящена численному исследованию возможности неосесимметричной потери устойчивости замкнутых в вершине изотропных и анизотропных сферических оболочек в условиях ползучести. Проведено сопоставление теоретических и экспериментальных дан-лых. [c.4]

При использовании бифуркационного критерия потери устойчивости (в условиях мгновенного деформирования или ползучести) на каждом шаге по ведущему параметру решения (прогибу, нагрузке или времени) после определения параметров, описывающих основное состояние оболочки, проверяем возможность перехода оболочки от основной осесимметричной к бесконечно близкой циклически симметричной форме, которой соответствует наличие ненулевых вещественных решений однородного вариационного уравнения (П.58) или системы Ритца (П.38) с коэффициентами (П.63), что имеет место при обращении в нуль определителя системы. Возможность бифуркации и форму потери устойчивости (/) численно фиксируем по перемене знака определителя системы (П.38) на некотором шаге по ведущему параметру для некоторого номера гармоники I, который последовательно выбирается из заранее обусловленного диапазона целых чисел, начиная с нуля. [c.51]

П. т. используется для анализа напряжённо-деформированного состояния и времени работоспособности элементов конструкций, материал к-рых обладает свойствами ползучести и длит, прочности. Соотношения (1), (2) дополняют систему ур-ний равновесия и совместности до полной. В условиях ползучести при пост. внеш. воздействиях может со временем произойти потеря несущей способвостя отд. элементов конструкций и конструкции в целом. Это относится, в частности, к потере устойчивости элементов типа арок и оболочек, где возможна потеря устойчивости при нагрузках, существенно меньших, чем вызывающие мгновенную потерю устойчивости при нагружении. Важное значение имеют расчёты длит, прочности, когда возможно наступление мгновенного разрушения при длит, эксплуатации в условиях стационарного режима нагружения. П. т. позволяет найти оптиы. режимы ряда технол. процессов высокотемпературной обработки металлов, изготовления композитных материалов и оценить временные процессы при деформации грунтов, ледников и др. природных сред. [c.10]

Оба осложняюш,их фактора нередко выступают во взаимодействии, и тогда задачи становятся особенно трудными. Среди них следует прежде всего выделить контактные задачи о системах блоков при сложных, нетрадиционных условиях на границах взаимодействия, учитывающ,их необратимые контактные подвижки, разупрочнение и уплотнение либо разуплотнение на контактах. Подобные проблемы практически недоступны для других методов, тогда как с помощью МГЭ их можно пытаться решать, поскольку МГЭ в прямом варианте разрывных смеш,ений по самой своей структуре подходит для их решения — в ГИУ входят именно те величины, которые связываются контактными условиями. Поэтому можно ожидать прогресса в численном решении этих проблем и задач смежного класса — так называемых задач приведения , состоящих в нахождении эффективных макроскопических характеристик неоднородных сред по свойствам составляющих их элементов (блоков) и контактов. Вероятно также продвижение в задачах о плоских и пространственных системах блоков, лишь частично разделенных трещинами, в задачах о потере устойчивости при разупрочнении материала внутри блоков и при срывах сцепления на контактах — эти проблемы очень важны для горной геомеханнки и геотектоники. Вполне возможным будет развитие МГЭ и в приложениях к задачам нелинейной ползучести, распространения волн в нелинейных и неоднородных средах, при исследовании разрушения с учетом микроструктуры материала и в других областях. Для решения большинства этих проблем окажется полезным упоминавшееся объединение МГЭ и МКЭ. [c.276]

В первом случае разрушение огневой стенки камеры вызывается ее прогрессирующим перегревом из-за ухудшения теплосъема при закоксовывании поверхности стенки, обращенной к жидкости из-за разложения углеродосодержащих горючих. Ухудшение теплосъема и перегрев стенки при слишком высоких температурах возможен также при возникновении пленочного кипения в охлаждающем тракте. Кроме того, в этих условиях развивается газодинамическая эрозия размягченной огневой стенки высокоскоростным газовым потоком, приводящая к ее утонению и пролизам. Все эти процессы быстро приводят к потере устойчивости и прогару огневой стенки. При использовании покрытий огневой стенки, например, при ее хромировании, термостойкость огневой стенки определяется термо стойкостью хромового покрытия и после его разрушения за несколько десятков секунд происходит прогар медной стенки. Как показывает опыт, за такое короткое время, явления водородной хрупкости металла и ползучести не успевают развиваться и разрушение огневой стенки происходит по классической схеме с проплавлением металла без изменения его структуры. Поскольку ре- [c.98]

Известны случаи малого вл11яния запаса упругой энергии на величину максимальной нагрузки (прочность) и при испытании тонкостенных оболочек и образцов другой формы до разрушения однако во всех случаях с ростом запаса упругой энергии скорость процесса пластической деформации существенно увеличивается. ГТостепенные нарушения прочности (в отличие от потери устойчивости), в большей мере характеризуют материал, степень неравномерности сопротивления нагружению Ю объему образца и в меньшей — зависят от свойств испытательной машины и других условий нагружения, от размеров тела и т. п. факторов. Отметим, что многие практически применяемые критические характеристики (критическая температура хрупкости, температура появления кристаллического излома, переход от установившейся к заключительной стадии ползучести и др.) отображают начало перехода в закритическое состояние по деформации или по разрушению и, таким образом, должны быть отнесены к группе характеристик потери устойчивости. [c.78]

Испытание на устойчивость дает возможность определять несущую способность тонкостенных элементов (Стоек, профилей, труб) при сжатии их продольной силой [13, 14]. Метод позволяет производить оценку материалов, предназначенных для элементов конструкций, работающих на продольный изгиб, путем испытания тонкостенных стержней с различной формой поперечного сечения и различной длины. Испытания проводятся с учетом предполагаемых условий эксплуатации при однократном и длительном нагружениях, при комнатной и повышенных температурах, до разрушени (до потери устойчивости) или прекращаются при достижении определенной степени деформации. Для испытания на устойчивость при однократном приложении нагрузки используются универсальные машины или прессы, при длительном нагружении — машины рычажного типа, предназначенные для испытаний на длительную прочность и ползучесть, которые в этом случае снабжаются специальными реверсорами. [c.52]

Кесткое закрепление в приспособлении не только на время сварки и остывания изделия, но и при термической обработке для снятия остаточных напряжений. позволяет у.меньщить остаточные деформации изгиба и потери устойчивости. При расчете таких прпспособлений в дополнение к сказанному для случая 2 необходима проверка на жесткость в условиях выдержки в печи под действием сил тяжести, когда предел текучести металла оказывается заметно меньшим и происходит ползучесть металла. [c.236]

П. т. близко примыкает к пластичности теории. П. т, даст возможность рассчитать деформации ползучести и перераспределение напряжений с течением времени (в частности, релаксацию напряжений). В условиях ползучести потеря устойчивости равновесия происходит при нагрузке, меньшей критической эйлеровой нагрузки, и зависит от длительности точения нри меньшей нагрузке потеря устойчивости происходит через более длит, промежуток времени. В связи с этим вместо определения критич, нагрузки возникает задача опрсделоиия времени до момента потери устойчивости при заданной нагрузке (критич, времени потери устойчивости). Прочность также зависит от длительности воздействия нагрузки (т, н, длительная прочность) одна из задач II, т, состоит в расчете времени разрушения. [c.90]

И. Определите промежуток времени т, когда нагретый до 315°С дуралю-миновый стрингер потеряет устойчивость в условиях установившейся ползучести от напряжения а = 250 кГ1см . Эйлерово критическое напряжение стрингера При г—О Оз = 1000 кГ/см Модуль упругости = 4,4-10 кГ1см коэффициент /1=2.9-10 (см /кГ) и показатель ползучести л = 3. (Ответ. т = [c.71]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...