Механические теории ползучести

Механические теории ползучести [c.233]

МЕХАНИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПОЛЗУЧЕСТИ [c.235]

Механическая теория ползучести может оказаться полезной не только в технических приложениях, но и при анализе другого круга задач, о которых здесь следует по крайней мере упомянуть. Можно вызвать остаточные деформации в поликристаллических неметаллических твердых (хрупких) веществах, не доводя их до разрушения, т, е. эти вещества можно привести в пластическое состояние. Поэтому можно ожидать, что при длительном воздействии напряжения при повышенной температуре они будут обнаруживать, аналогично тягучим металлам, свойства медленной ползучести. Рассмотренные условия имеют место на больших глубинах в естественных горных породах, в твердых верхних слоях земной коры (следует иметь в виду наличие геотермического градиента в наружных слоях земной коры, где при увеличении глубины на каждые 100 м температура возрастает в среднем на 3°С). Таким образом, теория ползучести металлов может пролить свет на родственные законы медленной текучести горных пород и на некоторые фундаментальные проблемы геомеханики, такие, как медленные процессы деформации глубинных слоев земной оболочки, связанные с образованием горных хребтов за долгие геологические эпохи. Можно также рассмотреть движение материков под влиянием лунного притяжения, обусловленное повышенной подвижностью слоев горных пород на глубинах 40—50 км, где температура достигает высоких значений порядка 1200—1500° С, и другие проблемы геомеханики. [c.624]

Явление ползучести в узком смысле слова состоит в том, что тело,, подверженное действию постоянных нагрузок, медленно деформируется во времени. Задача механической теории ползучести состоит в установлении определяющих уравнений, связывающих механические параметры состояния — напряжения и деформации. Эти соотношения должны существенным образом содержать некоторые временные операторы — дифференциальные или интегральные. Процесс ползучести часто заканчивается разрушением тела, поэтому в идеале механическая теория разрушения должна содержать в себе элементы, позволяющие предсказывать момент разрушения. [c.120]

Одновременно перед конструкторами встал вопрос о том, каким образом использовать имеющиеся материалы в конструкции, как оценить, допустимый предел температур и напряжений для обеспечения заданной долговечности. Для этого оказалось необходимым построение механической теории ползучести. Испытания материалов на ползучесть по некоторым стандартным методикам велись промышленностью в большом объеме, задачей этих испытаний была выработка некоторых условных критериев стойкости сплава по отношению к ползучести и сравнительная оценка пригодности тех или иных материалов для данных условий эксплуатации на основе этих критериев. Большой опытный материал, накопленный в результате испытаний такого рода, естественно, должен был быть положен в основу при создании механической теории. Однако этого было недостаточно, для создания и обоснования механической теории необходимы специальные целенаправленные эксперименты принципиального характера. Основные вопросы, которые подлежали выяснению в первую очередь, были следующие. [c.121]

Современное развитие механической теории ползучести определяется существенным расширением круга ее приложений. Появление транспортных [c.121]

Книга представляет собой объединение элементов сопротивления материалов, теории упругости, теории пластичности, теории ползучести, вязкоупругости и механики разрушения. При изложении материала акцент делается на связь между физическими и механическими теориями. [c.235]

Основная задача нелинейной теории ползучести неоднородно-стареющих тел состоит в установлении определяющих уравнений, связывающих механические параметры состояния — напряжения и деформации. В этих уравнениях связь между деформациями ползучести и напряжениями будет нелинейной, что справедливо в широкой области изменения напряжений для многих стареющих материалов [98, 388]. [c.21]

Сформулируем вытекающие из механических соображений ограничения на закон ползучести, при которых имеет место асимптотическая устойчивость рассматриваемой задачи теории. ползучести. Обозначим область, занятую телом, через О. [c.39]

Механические закономерности деформирования и соответствующие теории ползучести рассмотрены в разд.2. Для расчетов деталей машин и элементов конструкций с неоднородными полями напряжений можно использовать простейшие теории ползучести. По теории старения с использованием кривых ползучести и релаксации строят изохронные кривые деформирования (ряс. 3.1.5). Для конструкционных металлических материалов их можно аппроксимировать степенным уравнением (3.1.8) с показателем упрочнения m—f T), снижающимся с увеличением т. При этом значения и также уменьшаются по степенному закону [4]. [c.133]

При у" = о, что соответствует затвердеванию жидкости в элементе 2 вязкого трения (см.рис.4.5.6), скорости деформации ползучести при неизменных <5у уменьшаются по абсолютному значению по мере упрочнения материала, а после разгрузки отдых материала сопровождается обратной ползучестью. Если к тому же элемент сухого трения 4 в механическом аналоге на рис.4.5.6 оказывается неподвижным относительно направляющих, то мгновенные пластические деформации не возникают, а поведение материала описывается одним из вариантов технической теории ползучести - теорией упрочнения в виде соотношения (4.5.79), причем компоненты ру [c.245]

При f" = О, что соответствует затвердеванию жидкости в элементе 2 вязкого трения (см. рис. 3.5, а), скорости деформации ползучести при неизменных падают по абсолютному значению по мере упрочнения материала, а после разгрузки отдых материала сопровождается обратной ползучестью. Если к тому же элемент 4 сухого трения в механическом аналоге (см. рис. 3.5, а) оказывается неподвижным относительно направляющих, то мгновенные пластические деформации не возникают, а поведение материала описывается одним из вариантов технической теории ползучести — теорией упрочнения в виде (3.33), причем компоненты являются однозначными функциями ejf и Т. После разгрузки в результате обратной ползучести неупругие деформации постепенно исчезают, т. е. материал ведет себя как нелинейное вязкоупругое тело. [c.139]

Исходя из равенства (IV.45) с учетом выражений (IV.47), (IV.54), (1V.55) покомпонентную запись физических зависимостей энергетического варианта теории ползучести и длительной прочности анизотропных сред, обладающих механической асимметрией свойств, запишем следующим образом [c.112]

Цель теории ползучести определить функциональную зависимость величин /г и кг от соответствующих механических и структурных факторов для каждой серии возможных (в этих условиях) термически активируемых дислокационных реакций. В настоящей работе обсуждается высокотемпературная ползучесть, контролируемая диффузионными процессами, которые приобретают существенную значимость при температурах выше 7г пл. При этих температурах скорость ползучести всегда определяется одним или несколькими диффузионно контролируемыми механизмами. Известное исключение составляют закономерности высокотемпературной ползучести для монокристаллов А1 1], Мд [2] и 2п [3]. Причины этого пока не выяснены. Возможно, что при испытании монокристаллов А1 и не образуется таких [c.250]

Для описания механического поведения льда при одноосном растяжении будем пользоваться определяющим соотношением нелинейной теории ползучести [c.6]

Несмотря на сложность тепловых явлений, имеющих место в поликристаллических металлах при длительном воздействии напряжения при высокой температуре ), вызывающем изменения атомной структуры зерен и межзеренного вещества, не прекращаются попытки согласовать между собой экспериментальные данные, полученные в упомянутых выше различных видах испытаний, и вывести из них более общие механические зависимости, которые можно было бы положить в основу рабочей теории ползучести металлов. Для чистых стабильных поликристаллических металлов при относительно не слишком высоких температурах (т. е. в области, где преобладающим фактором является упрочнение) можно принять в качестве подходящего предположения, что при одноосном растяжении или сжатии изменениям остаточной деформации г" и скорости деформации [c.621]

Механические модели деформируемого тела и наследственные теории ползучести [c.327]

При изучении ползучести технических сплавов также встречаются разные обстоятельства. Существуют материалы, структурно устойчивые в данном интервале температур и времен ползучесть таких материалов описывается относительно простыми соотношениями, и для них может быть построена механическая теория. Значительно сложнее обстоит дело с теми сплавами, которые в процессе ползучести при высокой температуре претерпевают фазовые превращения. Описание ползучести таких материалов в терминах механики встречает значительные трудности. В различных температурных диапазонах, как это следует из физических исследований, преобладают различные атомно-дислокационные механизмы ползучести, поэтому уравнения ползучести могут существенно меняться в зависимости от области их приложения. [c.120]

Получение характеристик ползучести, релаксации и длительной прочности отдельных материалов применительно к конкретным техническим объектам. Обычно целью таких исследований является установление некоторых условных, сравнительных характеристик, позволяющих выбирать материал для заданных условий эксплуатации. С развитием механической теории эти характеристики стали полагаться в основу расчетов > [c.132]

Вывод механических уравнений ползучести для материалов, подверженных старению (в частности, для бетона),— задача трудная, так как процесс ползучести в бетоне протекает не только сложно, но и своеобразно н зависит от многих факторов. Если стремиться учесть в механических уравнениях ползучести все особенности этого явления (как главные, и второстепенные), то мы не сумеем построить математическую модель такого упруго-ползучего телл, а следовательно, не сумеем получить и замкнутую систему механических уравнений теории ползучести. [c.170]

Вопросы развития медленных механических процессов в грунтах во времени. Описанные выше две задачи о деформируемости и прочности грунтов являются основными для приложений. В ряде случаев развитие деформаций в грунтах и достижение предельных по прочности или устойчивости состояний в грунтовых основаниях и массивах протекают в течение длительных промежутков времени, значительно превосходящих время приложения внешних нагрузок. Это обусловлено процессами ползучести минерального скелета и движением воды в поровом пространстве деформирующегося грунта. Изучение и количественное описание этих процессов требуют привлечения методов теорий ползучести и фильтрации с учетом реальных свойств, характеризующих деформируемость и прочность грунтового скелета. [c.204]

Явление ползучести может быть описано также при помощи механических моделей тел и наследственных теорий ползучести, которые можно рассматривать как обобщение механических моделей. Наследственные теории ползучести нашли применение в расчетах элементов конструкций из полимерных материалов и бетонов, а также в описании ползучести грунтов и горных пород. Имеются отдельные попытки использования наследственных теорий (в нелинейных вариантах) в расчетах конструкций из металлов. [c.370]

Для сварных соединений с неоднородным полем начальных собственных напряжений и неоднородными механическими свойствами изменение напряженного состояния имеет много специфического по сравнению с традиционными примерами, рассматриваемыми в теории ползучести. [c.445]

Механикой называют область науки, цель которой — изучение движения и напряженного состояния элементов машин, строительных конструкций, сплошных сред и т. п. под действием приложенных к ним сил. Современное состояние этой науки достаточно полно определяется ее основными составными частями общей механикой, к которой относят механику материальных точек, тел и их систем, сплошных и дискретных сред, колебания механических систем, теорию механизмов и машин и др. механикой деформируемых твердых тел, к которой относят теории упругости, пластичности, ползучести, теорию, стержней, ферм, оболочек и др. механикой жидкости и газа с разделами газо- и аэродинамика, магнитная гидродинамика и др. комплексными и специальными разделами механики, в частности биомеханикой, теорией прочности конструкций и материалов, экспериментальными методами исследования свойств материалов и др. [c.4]

Результаты и методы теории упругости не всегда достаточны для оценки прочности конструкций и для разрешения многих важных практических вопросов. На практике часто требуется уметь учитывать механические и тепловые свойства твердых тел, связанные с нелинейной упругостью, электродинамическими эффектами и с термодинамической необратимостью процессов деформирования, требуется рассматривать пластичность, ползучесть и релаксацию, усталость и т. д. Для учета и описания подобных явлений необходимо вводить другие теоретические модели сплошных сред. [c.410]

Механическое поведение материала, находящегося в условиях циклического нагружения и высоких температур при наличии выдержки, может быть отражено на основе деформационной теории малоциклового нагружения [139] и теории старения [167]. Возможность такого подхода к решению задач циклической ползучести показана в [65]. Предлагаемые в этой работе уравнения состояния экспериментально обоснованы. [c.202]

В книге приведены общие соотношения для расчета гармонических составляющих э.д.с. накладного датчика в зависимости от коэрцитивной силы, остаточной и максимальной индукции ферромагнитных материалов при одновременном воздействии Переменных и постоянных полей. Даны рекомендации по выбору оптимальных значений намагничивающих полей и конструктивных элементов датчиков. Рассмотрены основные типы феррозондов с поперечным и продольным возбуждением. На основании общих соотношений теории дислокаций описаны процессы упрочнения, ползучести, изменения магнитных и механических свойств металлов при деформации и усталости нагружения. Даны рекомендации по применению методов и приборов по контролю качества термообработки и упругих напряжений, однородности структуры. [c.2]

Во второй части представлены результаты изучения физических свойств, кристаллической и дислокационной структуры металлов при деформации и термической обработке. На основе общих положений теории дислокаций описаны процессы упрочнения и ползучести, изменения магнитных, электрических и механических свойств при статическом и циклическом нагружении. Показано, что характером тонкой кристаллической структуры определяются свойства магнитомягких материалов и макроскопическая неоднородность. [c.4]

Задача механической теории ползучести состоит в установлении определяющих уравнений, связывающих механические параметры состояния — напряжения и деформации. Эти соотношения должны содержать некоторые вре.менные операторы дифференциальные или интегральные.. Процесс ползучести часто заканчивается разрушением тела, поэтому в идеале механическая теория ползучести должна содержать в себе элементы, позволяющ Ие предсказывать момент разрушения. [c.247]

Теория ползучести как раздел механики деформируемого твердого тела сформировалась сравнительно недавно. Первые исследования в этой области относятся к двадцатым-тридцатым годам общий характер их определяется тем, что проблема ползучести представляла большую важность для энергомашиностроения и инженеры были вынуждены искать простые и быстро ведущие к цели методы решения практических задач. В создании основ теории ползучести большая роль принадлежала тем авторам, которые внесли существенный вклад в формирование современной теории пластичности, отсюда общность многих идей и подходов. В нашей стране первые работы по механической теории ползучести принадлежат Н. М. Беляеву (1943), К. Д. Миртову (1946), к концу сороковых годов относятся первые исследования Л. М. Качанова, Н. Н. Малинина, Ю. Н. Работнова. [c.122]

Химические реакции принадлежат к термически активируемым процессам, поэтому принято относить результат механического воздействия к изменению энергетического активационного барьера химической реакции. При этом предположение о линейной зависимости уменьшения аррениусовской энергии активации (энергетического барьера) термически активируемого процесса от величины растягивающего напряжения обычно вводится произвольно (теории ползучести металлов, уравнения долговечности полимеров и т. д.) или в лучшем случае как первое приближение разложения неизвестной зависимости в ряд Тэйлора. Формализм такого подхода не позволяет раскрыть физический смысл коэффициентов в соответствующих уравнениях (в том числе активационного объема) и более того приводит к противоположному результату при замене растягивающих напряжений сжимающими (вопреки эксперименту) растяжение подлежащей разрыву химической связи увеличивает мольный объем веществ в активирован-i HOM состоянии и согласно классическому уравнению Вант-Гоффа для зависимости константы скорости реакции от давления сжимающее давление должно тормозить реакцию, т. е. сдвигать химическое равновесие в сторону рекомбинации связей. [c.4]

Изложены теория деформаций и напряжений, вариационные принципы, критерии и теории пластичности, теория ползучести, методы решения задач пластичности и ползучести прочность и разрушение, термолрочность механика композиционных материалов и конструкций (модели, прочность и деформативность) колебания механических систем с сосредоточенными и распределенными параметрами, включая азрогидромехаиические колебания, параметрические и автоколебания, нелинейные колебания, удар, принципы линейной и нелинейной виброизоляции устойчивость упругих и упрутогшастических механических систем. [c.4]

В настоящее время неясно, какое обобщенное уравнение наиболее приемлемо в тех случаях, когда механическое уравнение состояния и уравнение, основанное на теории деформационного упрочнения, не применимы. Можно предположить, что одним из подходящих способов рассмотрения является анализ с помощью обобщенного уравнения ползучести, основанного на теории ползучести с возвратом, описанногов разделе 3.1. В связи с этим выразили [55, 77, 78] скорость деформации е в виде функции напряжения а, температуры Т и внутреннего напряжения течения а [c.129]

В работах В. М. Александрова, Н. X. Арутюняна [10] и В. 1У1. Александрова, Е. В. Коваленко [15] рассматривается относительно тонкий слой льда, лежащий на гидравлическом, стержневом или двухслойном упругом основаниях. Двухслойный пакет представляет собой упругий слой, покрытый стержневым слоем. Физико-механические свойства льда описываются уравнениями нелинейной теории ползучести со степенной связью между интенсивностью девиатора скоростей деформаций и интенсивностью девиатора напряжений. Коэффициент Пуассона для льда принимается постоянной величиной. Исследуется процесс квазистатического нагружения нормальными усилиями поверхности слоя льда или квазистатического вдавливания в поверхность жесткого штампа. При этом гидравлическое основание описывается соотношением основания Фусса-Винклера, а стержневое и двухслойное — уравнениями линейной теории упругости. Рассматриваемые плоские контактные задачи сведены к нелинейным уравнениям, которые содержат интегральные операторы по координате и дифференциальные по времени. Найдены асимптотические решения этих уравнений для относительно малого и большого времени. [c.464]

В теории ползучести большое внимание уделяется как построению общих соотношений для неуиругих сред, так и выбору конкретных определяющих зависимостей. Проблема состоит в том, чтобы определяющие уравнения не только достаточно хорошо описывали наблюдаемые в экспериментах явления, но и были удобны нри практическом пспользовапип в расчетах. В теории ползучести существует несколько подходов построения общих соотношений. Одним из наиболее развитых подходов является теория механического уравнения состояния, развитая в монографии Ю. П. Работнова [ ]. В этом варианте теории ползучести скорость деформации ползучести выражается в явном виде как функция напряжения, температуры п параметров, характеризующих структурные особенности материалов. [c.365]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...