Деформационные свойства материалов

Установка для исследования прочностных п деформационных свойств материалов в агрессивных средах при постоянной нагрузке с электрической регистрационно-измерительной системой показана на рис. 19. Для наблюдения кинетики роста трещин и распределения напряжений в образце на установке монтируют поляризационный микроскоп, для чего металлические стаканы для жидкой среды заменяют специальными кюветами из оптического ненапряженного стекла. Плоские образцы из стеклопластика испытывают при одностороннем воздействии жидкой среды на установке, показанной на рис. 20. [c.56]

Рис. 19. Установка для исследования прочности и деформационных свойств материалов в агрессивных средах при постоянной нагрузке с электрической регистр ационно-измерительной системой

По данным экспериментов были получены характеристики статической прочности и пластичности (табл. 10.1), а также данные по прочностным (кривые малоциклового разрушения) и деформационным свойствам материалов в условиях симметричного жесткого и мягкого режимов нагружения. [c.202]

Ранее было показано (см. разд. 4.2 и 4.3), что условия нагружения (форма цикла, частота, температура) влияют на циклические и статические деформационные свойства материалов, а правило суммирования всегда остается одним и тем же в случае отсутствия значительных структурных изменений накопленное повреждение (или долговечность) может быть оценено по зависимости (4.52) и (4.53), а при интенсивном протекании структурных изменений (деформационное старение, рекристаллизация, фазовые и аллотропические превращения и т. д.) в зависимости (4.52), (4.53) должны быть введены поправки в виде сомножителя Ор/ор (см. зависимости (4.25) и (4.26)). [c.191]

Большое теоретическое и практическое значение имеет другая особенность структурной модели, выделяющая ее среди всех других известных способов математического описания процессов деформирования, — моделирование физической неоднородности среды в виде конструкционной неоднородности. Каждый элемент объема неоднородно деформируемого тела представляет гипотетическую идеально вязкую, статически неопределимую конструкцию аналогичную конструкцию представляет и все тело. Значит, закономерности поведения реальных тел могут исследоваться на базе анализа идеально вязких конструкций деформационные свойства материалов являются их частным случаем. И хотя книгу можно разделить на две [c.9]

Деформационные свойства материалов, отражаемые принципом подобия [c.58]

VI 1.1. Особенности установок для исследования прочностных и деформационных свойств материалов в жидкостях и парах [c.220]

А1.2. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ [c.17]

Деформационные свойства материалов, также как и прочностные свойства, имеют весьма важное значение для покрытий. Показателями деформационных свойств [c.19]

Расчет на прочность машин, сосудов, аппаратов и трубопроводных систем из стеклопластиков и пластмасс нефтеперерабатывающей и химической промышленности включает определение напряженно-деформированного состояния конструкции по заданной геометрической форме, нагрузке и деформационным свойствам и установление условий безопасной эксплуатации в течение заданного срока службы по прочности, устойчивости, жесткости и т. п. Для решения этих задач необходимы математическое описание деформационных свойств материалов и расчет механической надежности конструкции. Основными особенностями деформационных свойств стеклопластиков и пластмасс являются анизотропия и ползучесть. Эти свойства необходимо учитывать при расчете конструкций. [c.5]

Коэффициент Пуассона, характеризующий изменение объема при деформировании термопластичных полимеров, как и другие показатели деформационных свойств материалов, зависит от скорости деформирования, величины деформации и температуры. Коэффициент Пуассона термопластичных полимеров I и II групп, определенный в стандартных условиях, находится в интервале 0,3—0,4 (например, для ПММА — 0,35, ПС — 0,305, ПВХ — 0,35, для ПА-6 — 0,4). Коэффициент Пуассона полимеров III группы при 20 °С обычно больше 0,4 и с увеличением содержания аморфной фазы приближается к 0,5. [c.38]

Деформационная (или механическая) составляющая коэффициента трения является линейной функцией от Л/г и определяется на основании соотнощения (У.9). Величина Л/г зависит от щероховатости контртела, физико-механических свойств материалов пары и нагрузки. Она определяется по формуле (1П.З). [c.99]

Энергия разрушения определяется либо как работа, необходимая для образования единицы новой поверхности трещины, либо как энергия, поглощенная вновь образованной поверхностью разрушения и приходящаяся на единицу площади. Для определения энергии разрушения материалов было предложено много различных форм образцов [10] с острой трещиной, которая во всех случаях наносится до испытаний. При вычислении энергии разрушения необходимо знать силу, требуемую для развития острой трещины, ее длину, модуль упругости материала, размеры образца и соответствующее уравнение, связывающее эти параметры. Необходимо также следить за тем, чтобы длина трещины и размеры образца были в интервале справедливости используемого уравнения в соответствии с деформационными свойствами исследуемого материала. Для испытаний керамик и хрупких полимеров широко используется двойная консольная балка, что обусловлено разработкой различных методов получения в материале острых трещин [61]. [c.18]

Согласно теории временной прочности ( 1.14) при выдержке тела под напряжением в нем накапливаются дефекты, приводящие в конце концов к образованию трещин критического размера и наступлению стадии быстрого разрушения. Такое накопление дефектов происходит, в частности, при термоциклировании. Кроме того, могут возникать дополнительные внутренние напряжения из-га наличия градиента температуры внутри однородных областей структуры, Наконец, у таких материалов, как полимеры, в области низких температур возрастает модуль упругости и снижаются деформационные свойства вплоть до перехода их в хрупкое состояние. [c.86]

В 1963 г. в Институте машиноведения автором и Г. Е. Вишневским создана установка типа ИМАШ-П , предназначенная для определения прочностных и деформационных свойств образцов листовых композиционных материалов при растяжении, сжатии и изгибе в условиях автоматически программируемого одностороннего нагрева до 1300° С со скоростью нарастания температуры до 50 град/с на воздухе и в защитной атмосфере с одновременным наблюдением и регистрацией макро- и микроструктурных осо- [c.174]

Различия в деформационных свойствах и теплостойкости связующих отражаются и на характере разрушения стеклопластиков АГ-4С и ЭФ-С при нагреве. Особенности процесса разрушения указанных материалов в зависи- [c.269]

При исследовании изменения прочности и деформационных свойств полимерных материалов в агрессивных средах наибольшее распространение получили два основных типа испытаний испытания на растяжение (изгиб) при постоянной нагрузке или при постоянном напряжении и испытания на растяжение (изгиб) при постоянной деформации. В первой группе испытаний в качестве параметров процесса разрушения выбирают время для полного разрушения стандартного образца при разных нагрузках (напряжениях) или время до появления видимых поверхностных трещин критическую деформацию разрушения критическое напряжение, на котором через определенное время появляются видимые трещины. Основными параметрами второй группы испытаний являются время растрескивания определенного числа деформированных образцов в жидкой среде скорость разрастания трещин в образце. [c.56]

Нанесение на чертежах обозначений покрытий. Правила нанесения на чертежах изделий всех отраслей промышленности обозначений покрытий (защитных, декоративных, электроизоляционных, износоустойчивых и т. п.), а такл е показателей свойств материалов, получаемых в результате термической и других видов обработки [химико-термической, деформационного упрочнения (наклепа) и т. п.) установлены стандартом [160]. [c.376]

Изменение под облучением механических свойств материалов в быстрых реакторах-размножителях является проблемой еще более серьезной, чем в случае тепловых реакторов. Поведение активной зоны реактора контролируется радиационным и термическим крипом и деформацией, обусловленной распуханием. Важно, чтобы эти деформационные механизмы были поняты в их зависимости от температуры, плотности потока, флюенса, напряжения и других [c.9]

Обнаруженная обратная зависимость прочностных свойств от скорости активного растяжения при исследовании основного металла и металла сварного шва представляет особый интерес. Проявление такой зависимости подтверждает принципиальную важность исследования физико-механических свойств материалов в процессе облучения при температурах 0,3—0,47 пл, когда определяющими считаются кратковременные, а не длительные прочностные свойства. Аномальное поведение основного металла при флюенсе 0,5 10 нейтр. см- и металла сварного шва при флюенсах 0,5 10 и 2 10 нейтр. см- связано, вероятно, с переходом от дислокационно-субструктурного механизма деформационного упрочнения в необлучаемых образцах к диффузионно-дислокационному механизму в процессе облучения. Последний обусловлен диффузионной релаксацией напряжений в деформируемых материалах и проявляется в виде обратной скоростной зависимости физико-механических свойств [4]. Проявлению действия механизма диффузионно-дислокационного упрочнения способствует миграция избыточных точечных дефектов, образующихся при облучении. Необходимым условием диффузионно-дислокационного упрочнения является также постоянство скорости деформирования, обеспечивающее равенство между внутренним сопротивлением деформированию и прилагаемой растущей нагрузкой [4]. Как показано в [5], при этом происходит перераспределение примесей в неоднородном поле внутренних напряжений и их релаксация вследствие направленной (восходящей) диффузии. Такое перераспределение, наряду с процессами микротекучести и диффузионного залечивания очагов разрушения, повышает структурную однородность решетки и лежит в основе программного упрочнения кристаллических тел [4]. Характерно, что обратная скоростная зависимость прочностных свойств [c.109]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

Поскольку материал М рассматривается как некоторая идеализация, позволяющая отразить деформационные свойства реальных конструкционных материалов, существенный интерес представляет вопрос о соотношении моделируемой неоднородности и реальной, или иначе о соизмеримости соответствующих микронапряжений. Такая оценка может быть проведена с использованием энергетических представлений, а именно понятия скрытой энергии деформации [6]. [c.176]

Влияние жидких сред на прочностные и деформационные свойства полимерных материалов часто пытаются исследовать после выдержки образцов той или иной формы в течение определенного времени в жидкости. Затем образец осушают фильтровальной бумагой и проводят испытания на разрывной машине (ГОСТ 2020-72). Метод может быть полезен при сравнительной оценке химической стойкости полимерных материалов в различных средах. [c.46]

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы содержат матрицу, в которой равномерно распределены дисперсные частицы, не взаимодействующие активно с матрицей. Так как в таких материалах основную силовую нагрузку несет матрица, то тонкодисперсные частицы, равномерно распределенные в ней, препятствуют движению дислокаций до температуры начала плавления и тем самым способствуют повышению всех прочностных и деформационных свойств. При нормальных и высоких температурах прочностные характеристики дисперсно-упрочненных материалов линейно зависят от формы и размеров зерен и могут быть с известным приближением рассчитаны по эмпирическим формулам. Они также зависят от температуры и скорости деформации. В дисперсно-упрочненных композиционных материалах взаимодействие компонентов должно быть минимальным. К этому классу композиционных материалов можно также отнести материалы, в которых матричная и упрочняющая фаза состоят из более крупных частиц. [c.239]

Химическая стойкость полимерных материалов зависит от их природы, строения, химического состава и может быть оценена количественно по кинетическим, диффузионным, сорбционным, механическим и другим параметрам. Однако такие данные пока немногочисленны и поэтому используют качественные оценки стойкости материалов. Обычно применяется трехбалльная шкала (ГОСТ 12020—72) по изменению прочностных и деформационных свойств материалов при воздействии среды. Ранее оценка химической стойкости проводилась по изменению массы полимера. В связи с тем, что в литературе приводятся также данные по изменению массы полимера, в табл. 4 дается оценка стойкости по механическим свойствам материалов и по изменению массы. Рядом с баллом стойкости приводятся буквенные обозначения, которые [c.5]

Оценка несущей способности элементов конструкций при малоцикловом нагружении основана на анализе напряженного и деформированного состояния в зонах концентрации напряжений (деформаций) с использованием кинетики циклических деформационных свойств материалов по числу циклов нагружения и соот-иетствующих критериев разрушения. Изменение деформационных характеристик зависит как от условий нагружения, так и от структурного состояния материала и может характеризоваться либо увеличением (разупрочняющиеся материалы), либо уменьшением (упрочняющиеся материалы), либо неизменностью (циклически стабилизирующиеся материалы) ширины петли гистерезиса с ростом числа циклов нагружения с заданной амплитудой нагрузки (напряжение) в цикле. [c.6]

Закон Гука, гипотеза плоских сечений и принцип Сен-Венана — все это стадо достоянием инженеров лишь после десятилетий многократных, многовариантных опытов над стержневыми образцами различных материалов. Результатом этих исследований стали также обоснованные правила сравнительных испытаний образцов материалов с точки зрения их прочности и деформационных свойств. Супщствуют национальные и международные стандарты на форму и размер образцов, на конструктивные варианты способов их нагружения, на процедуры самих испытаний. [c.47]

Рассмотренные три подхода для расчета деформаций в слоях при помощи классической теории слоистых сред предполагают неизменными свойства материалов при любых уровнях приложенной нагрузки. Здесь снова при вычислении напряжений в слоях используется предположение о линейной упругости. Композиты часто в действительности обнаруживают нелинейность механических свойств, поэтому расчетные методы, пренебрегающие этим обстоятельством, могут привести к неверным результатам. Однако учет нелинейности значительно усложняет анализ напряженного состояния композита. Поэтому Коул [36] предложил использовать для расчета поверхностей прочности условные характеристики материала слоя, полученные путем некоторого занижения экспериметально определенных предельных характеристик. Предельные кривые на рис. 4.4 построены именно таким образом и, следовательно, отражают прочностные свойства материала с некоторым запасом, компенсирующим погрешности расчета, вследствие пренебрежения нелинейностью деформационных характеристик. [c.168]

В работе [123] предлагается метод расчета длительной малоцикловой прочности сильфонных компенсаторов с учетом влияния высоких температур и времени нахождения под нагрузкой. Расчет основан на использовании разработанных в Институте машиноведения деформационно-кинетических критериев длительной малоцикловой прочности [232, 241] и метода решения задачи о напряженно-деформированном состоянии сильфонного компенсатора при длительном циклическом нагружении [140], а также данных о механических свойствах материалов в указанных условиях. Осущест- [c.198]

Наиболее ценную информацию о прочностных свойствах металлов и сплаюв может дать сопоставление изменений кинетики деформационной структуры испытываемого образца с изменением уровня его механических характеристик. При этом наиболее достоверными окажутся сведения о прочностных и пластических свойствах материалов, полученные при условии приближения размеров образца к стандартным, поскольку влияние масштабного фактора при анализе данных о небольших образцах может существенно затруднить обработку экспериментального материала. [c.155]

Для решения указанных выше задач ранее были предложены различные оригинальные устройства и установки. Например, экспериментальная установка, созданная в Институте проблем прочности АН УССР [74], позволяет проводить исследование механических свойств стеклопластиков в условиях чистого изгиба, а также определять зависимость прочностных и деформационных свойств этих материалов от величины односторонних поверхностных тепловых потоков и от времени их воздействия. [c.174]

Имеющиеся данные [1, 4, 7, 11] для разных по свойствам материалов и при различных режимах термомеханического нагружения подтверждают возмояшость и перспективность деформационно-кинетического подхода в линейной форме для оценки малоцикловой прочности при неизотермическом нагружении в широком диапазоне изменения температур и сочетания режимов теплового и механического циклов. [c.43]

Рассмотрим материал, обладающий анизотропией прочности, которая в большинстве случаев сочетается с анизотропией деформационных свойств материала. Допустим, что материал составлен из матрицы, армированной перекрестными взаимно перпендикулярными волокнами. Отнесем систему армирующих волокон к осям XYZ так, что сопротивление растяжению или сжатию элемента материала с гранями, параллельными координатным плоскостям, будет в направлении одной из осей, например ОХ, наибольшим (вследствие наибольшей плотности расположения волокон), в направлении оси 0Y — ниже (вследствие меньшей плотности), а по оси 0Z, где может совсем не быть арматуры, — наименьшим. Анизотропия такого типа называется ортогональной, а соответствующие композитные материалы, которые встречаются наиболее часто, — ортотропными. Оси XYZ называются главными осями анизотропии, которые в общем случае конечно не совпадают с главными осями напряжений. Сбпротивления сдвигу, т. е. действию касательных напряжений, в главных плоскостях анизотропии XOY, YOZ к ZOX различны, но предельные значения касательных напряжений Oij = Oji не зависят от их направления, что не имеет места в том общем случае, когда оси XYZ не являются главными осями анизотропии. Будем считать, что при испытании образцов данного материала в главных плоскостях анизотропии могут создаваться статически определимые и коя- [c.85]

Таким образом, анализируя рассмотренные выше экспериментальные данные по малоцикловому деформированию при мягком режиме нагружения с временными выдержками на экстремумах нагрузки (см. рис. 4.8—4.10), можно видеть, что как температура испытаний, так и форма цикла накладывают свои особенности на кинетику деформаций в этих условиях. В общем случае для комнатной и умеренных температур кинетика ширины петли пластического гистерезиса и односторонне накопленной в циклах деформации ё > описывается зависимостями (2.10) и (2.18). Причем для циклически упрочняющихся материалов в двойных логарифмических координатах, что соответствует степенному виду кинетической функции, они представляют собой прямые ниспадающие линии (рис. 2.3, в), а для циклически разупрочняющихся материалов в полулогарифмических координатах — прямые восходящие линии (рис. 2.3, а), отвечающие экспоненциальному виду этих зависимостей. Как показывают приведенные выше экспериментальные данные для высоких температур и сложной формы цикла нагружения, в этих условиях наблюдается более сложный характер поведения деформационных характеристик. Так, уже при 450 С сталь Х18Н10Т обнаруживает в исходных циклах некоторое упрочнение, переходящее затем на основной стадии процесса деформирования в циклическое разупрочнение, причем это характерно как для нагружения с треугольной, так и с трапецеидальной формами цикла. Если при t = 450° С степень разупрочнения еще невелика, то с повышением температуры до 650° С, когда начинается интенсивное проявление в материале температурно-временных эффектов, кинетика деформаций становится ярко выраженной и в существенной степени зависящей от времени, формы цикла и уровня нагружения. Указанные обстоятельства не учитываются зависимостями (2.10), (2.18) и для их описания было предложено [13] связать параметры этих уравнений с механическими свойствами материалов, а последние рассматривать зависящими от температуры и времени нагружения. [c.79]

В работах Генки, Мазинга, Хоффа, Милейко, Кадашевича и Новожилова и др. (более полно развитие данного подхода изложено в обзорах [1, 2]) структурные модели использовались для качественной иллюстрации различных особенностей деформационного поведения материалов. Однако уже начиная с исследований Н. Н. Афанасьева, Дж. Бесселинга, В. С. Зарубина они рассматриваются как определенные математические модели в непосредственной связи с проблемой расчета конструкций, изготовленных из конкретных материалов и подверженных соответствующим воздействиям. Отсюда, в частности, возникает задача надлежащего экспериментального определения функций, содержащихся в уравнениях состояния (задача идентификации структурной модели по отношению к конкретному материалу). Весьма существенным преимуществом предлагаемого варианта модели циклически стабильной среды является наличие в уравнениях состояния всего лишь двух определяющих функций. Одна из них характеризует физические свойства подэлементов (реологическая функция), в то [c.169]

Представленный выше вариант структурной модели среды предназначен для качественного и количественного описания деформационных свойств циклически стабильных (стабилизированных) материалов при различных типах регулярного и нерегулярного нагружения. Исключение из рассмотрения эффектов, связанных ( процессом изотропного циклического упрочнения, позволило обеспечить обозримость полученных качественных результатов, простоту решения задачи идентификации модели. Изотропное [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...