Теории ползучести при сложном напряженном состоянии

Одной из основных гипотез, лежащих в основе теории ползучести при сложном напряженном состоянии, является предположение о существовании потенциала скоростей деформаций. Это есть лишь гипотеза, и достаточно произвольная. Она не является законом природы и не следует ни из принципов термодинамики, ни из законов механики. В теории пластичности аналогичные гипотезы допускают, [c.34]

В основу большинства теорий ползучести при сложном напряженном состоянии положена гипотеза о существовании такой функции напряжений Ф (а ), называемой потенциалом ползучести, при которой [c.174]

Общие положения теории ползучести при сложных напряженных состояниях близки к общим положениям теории термопластичности [c.176]

Решение задач расчета деталей, находящихся в условиях сложного напряженного состояния, требует знания закономерностей ползучести при сложном напряженном состоянии. Подобно теориям пластичности теории ползучести при сложном напряженном состоянии основаны на некоторых умозрительных соображениях, лишь частично подтверждаемых опытом. Сложность задачи создания универсальной теории ползучести, пригодной для [c.98]

Наиболее простой теорией ползучести при сложном напряженном состоянии является теория установившейся ползучести изотропного материала. Эта теория основана на следующих допущениях 1) изменения объема являются упругими 2) главные направления тензора напряжений и тензора скорости деформации ползучести совпадают 3) интенсивность скоростей деформаций ползучести является однозначной функцией интенсивности напряжения. [c.99]

Недостаток степенного закона состоит в том, что dv/do = Q при а = 0. Аналогичный факт в нелинейной теории упругости при степенном законе приводит к бесконечно большой скорости распространения волны. В задачах теории ползучести также иногда возникают противоречивые ситуации, устранение которых, впрочем, труда не составляет. Зато при решении задач о ползучести при сложном напряженном состоянии степенной закон имеет ряд серьезных преимуш еств, благодаря которым он очень широко применяется в настоящее время. [c.617]

При решении задач ползучести и устойчивости гибких оболочек используем физические зависимости теории течения в сочетании с гипотезами течения и упрочнения, Анизотропию при ползучести следует учитывать исходя из основных положений анизотропной теории пластичности [9, 69], в частности из модифицированных уравнений изотропной ползучести при сложном напряженном состоянии. Эти модификации состоят во введении параметров анизотропии, что эквивалентно замене интенсивности скоростей деформаций и напряжений на соответствующие квадратичные формы, в которые входят параметры анизотропии, а также в формулировке определенных условий и гипотез. [c.15]

Экспериментальные исследования поверхностей текучести прж сложном нагружении и переменных температурах в настоящее время выполнены недостаточно полно. Указанное обстоятельство объясняется сложностью учета в экспериментах временных эффектов при повышенных температурах [38—41]. В еще большей степени это относится к исследованию закономерностей ползучести при сложном напряженном состоянии и переменных температурах [19, 41]. В работе [41] авторы на основании проведенных экспериментов по кратковременной ползучести алюминиевого сплава при двухосном напряженном состоянии и резких изменениях температуры и напряженного состояния обсуждают концепцию о поверхности ползучести, аналогичную поверхности текучести в теории пластичности, и ее движении и изменении в зависимости от деформации ползучести. При этом термин поверхность пол- [c.138]

Имеются и другие [24] фундаментальные исследования ползучести при сложном напряженном состоянии. Можно отметить, что в большей части работ установлена пригодность теории Мизеса, выражаемой с помощью уравнения (4.41). Однако при точном анализе закономерностей ползучести следует учитывать, что помимо третьего инварианта девиатора напряжений на кинетику деформации могут оказывать влияние [25] анизотропия материала и гидростатическая компонента напряжения, т. е. первый инвариант девиатора напряжений [c.106]

Постановка задачи. Данная работа содержит результаты экспериментального исследования ползучести при сложном напряженном состоянии, целью которого являлось, с одной стороны, получение характеристик ползучести и проверка существующих гипотез ползучести, а с другой — поиски путей построения теории, описывающей поведение. металла в условиях неустановившейся ползучести при сложном напряженном состоянии. [c.100]

Использование теории ползучести для практических расчетов требует умения находи ь характеристики материала, входящие в определяющие уравнения, которые описывают деформирование как при одноосном, так и при сложном напряженном состоянии. В первом случае константы материала находятся непосредственно из экспериментальных данных путем их обработки. Полученные таким образом характеристики материала далее используются для нахождения коэффициентов, входящих в уравнения, описывающие ползучесть при сложном напряженном состоянии. Если для нахождения постоянных материала конкретного варианта физических соотношений, описывающих одномерную ползучесть, можно предложить несколько методик, то для определения коэффициентов уравнений ползучести при сложном напряженном состоянии существует единый подход. Он заключается в сравнении уравнений при сложном напряженном состоянии, когда принимается не равной нулю только одна из компонент тензора напряжений, с уравнениями одноосной ползучести. Для анизотропного материала эта процедура повторяется для всех главных направлений анизотропии, а также для направлений, не совпадающих с главными. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен ниже. [c.113]

Ползучесть при сложном напряженном состоянии. Известные гипотезы ползучести, описывающие связь между такими параметрами ползучести, как ее скорости, напряжения, деформации и время, разработаны на основании результатов испытаний при одноосном растяжении. Возможность использования при расчете сложного напряженного состояния основных теорий ползучести, разработанных на основании результатов испытаний на одноосное растяже- [c.27]

Им же рассмотрена возможность распространения на ползучесть при сложном напряженном состоянии деформационной теории пластичности. В Качестве варианта деформационной теории предложена гипотеза старения, в соответствии с которой зависимость между деформациями и напряжениями, может быть описана изохронными кривыми деформации, т. е. кривыми при фиксированном значении времени. В качестве зависимости, инвариантной к напряженному состоянию при постоянном времени, принимается где i, Ог — интенсивности деформаций и напряжений соответственно. [c.28]

В последнее время в расчетах на ползучесть при сложном напряженном состоянии часто используется деформационная теория. Постулируя независимость функции ei = f (aj) от вида напряженного состояния, можно для расчетов при неодноосных нагружениях использовать теории ползучести, предложенные для случая одноосного напряженного состояния, подставив вместо деформаций интенсивность деформаций, а вместо напряжений — интенсивность напряжений. Так, например, используя теорию старения, уравнение состояния при неодноосном нагружении запишем в виде [c.170]

Большинство деталей, работающих при высоких температурах, находится в условиях ползучести при сложно-напряженном состоянии, в то время как в качестве критериев жаропрочности используются характеристики ползучести, полученные на основании испытаний при чистом растяжении. Механизм пластической деформации в условиях ползучести даже при простом растяжении весьма сложен, и существующие многочисленные теории пока еще не могут дать исчерпывающего объяснения сущности процесса ползучести. При сложно-напряженном состоянии механизм ползучести значительно усложняется. Поэтому возникает необходимость исследования ползучести при различных способах нагружения, в том числе и при сложно-напряженном состоянии, в разработке новых методов исследования и в создании новых образцов оборудования для испытаний. [c.50]

Напомним, что в теории установившейся ползучести при сложном напряженном состоянии обычно используются квазилинейные уравнения установившейся ползучести [c.367]

Экспериментальные исследования ползучести материалов при сложном напряженном состоянии еще не завершены. Поэтому определяющие соотношения строятся по аналогии с теорией пластич- [c.312]

Для определения компонент тензора деформаций при сложном напряженном состоянии необходимо знать значение коэффициента Пуассона ц для данного материала, так как измерение поперечной деформации представляет собой технически трудную задачу. В теории ползучести нет единого мнения о величине этого коэффициента. Многие авторы принимают fx=0,5, считая деформацию ползучести пластической. [c.238]

Следует указать, что характеристики динамической ползучести подтверждаются [59, 60] и при сложном напряженном состоянии, полученном в ре-зультате взаимного наложения высокочастотного и статического напряжений кручения. На рис. 4.35 приведены результаты подобных экспериментов на малоуглеродистой стали. Расчетные величины, определены с помощью теории Мизеса Ое4 и tgj — эквивалентные статические напряжения соответственно растяжения и кручения, при которых возникает такая же осевая деформация и деформация сдвига за одинаковое время, что и при действии напряжения Og, описываемого уравнением (4.87). [c.123]

Закономерности ползучести при переменном напряжении при сложном напряженном состоянии по существу аналогичны описанным. Экспериментально исследовали [80, 81, 82] ползучесть при переменных циклических напряжениях с изменением главных осей напряжений. Показали, что теория деформационного упрочнения, распространенная на сложное напряженное состояние, не дает удовлетворительного объяснения результатов экспериментов. На рис. 4.46 приведены результаты испытаний на ползучесть тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали при совместном воздействии напряжений растяжения и кручения. В этом случае эквивалентное напряжение постоянно о = = (o -)-Зт ) кривая ползучести, рассчитанная с помощью теории деформационного упрочнения, показана на рисунке штриховой линией. Однако в действительности скорость переходной деформации при изменении главных осей напряжений увеличивается деформационное упрочнение и возврат в направлениях, составляющих угол 45 с направлением осей, почти не связаны. [c.130]

В книге изложены современные теории ползучести и прочности в условиях ползучести при одноосном напряженном состоянии и распространение их на общий случай неодноосного напряженного состояния. Приведены результаты экспериментальной проверки этих теорий. Описаны экспериментальные исследования кратковременной ползучести и прочности сталей и сплавов в случае больших деформаций при высоких температурах. Сформулированы условия локализации деформаций при ползучести как в общем случае сложного, так и в частном случае простого нагружения при различных напряженных состояниях. [c.7]

Дополнение. Релаксация при сложном напряженном состоянии может нарушить условия работы деталей машин. Высокие давления, удерживающие на валах плотно посаженные путем прессовой или термической посадки металлические диски, колеса, трубы или ступицы, могут понизиться вследствие действия повышенных температур. Эти явления навели Дэвиса ) на мысль обобщить теорию осесимметричных состояний плоской деформации вязко-упругого вещества путем постулирования (взамен линейной зависимости между остаточными скоростями деформации и напряжениями) степенного закона ползучести, отражающего поведение многих ковких металлов. При этом максимальные касательные напряжения Хт = Ч2 о1—ат) = 12 выражаются через максимальные остаточные скорости сдвига следующим образом [c.260]

Для расчетов при сложном напряженном состоянии необходима теория, которая позволила бы по данным опыта на одноосное растяжение судить о скоростях и деформациях ползучести в условиях сложного напряженного состояния. Такие теории, предложенные до 1940 г., можно разбить на две группы. [c.170]

В третьем разделе приведены основные законы и уравнения теории установившейся и неустановившейся ползучести, методы их применения при расчете элементов конструкций с учетом деформаций ползучести и решения краевых задач, а также методы расчета на прочность стержней, стержневых систем, цилиндров, пластин и дисков, работающих в условиях ползучести. Наиболее подробно рассмотрены законы и уравнения теории ползучести, применяемые при сложном напряженном состоянии твердого деформируемого тела. [c.12]

Эксплуатационные нагрузки, действующие на элементы конструкций из полимерных материалов, нередко претерпевают изменения. Отсюда возникает необходимость в разработке методов расчета деформационных и прочностных свойств полимеров при переменных напряжениях. В настоящее время достаточно полно рассмотрены возможности описания механического поведения полимеров в условиях изменяющихся нагрузок при одноосном напряженном состоянии с помощью линейной теории вязкоупругости и различных вариантов нелинейной теории вязкоупругости [71, 138]. Наибольший практический интерес представляют случаи нагружения при сложном напряженном состоянии. Однако сведений о ползучести полимеров при сложном напряженном состоянии и переменных напряжениях, а также о методах теоретического описания опытных данных в научно-технической литературе крайне мало. [c.146]

Как показывают эксперименты, реологическую связь между напряжениями и деформациями при сложном напряженном состоянии стеклопластиков удобнее задавать, основываясь на наследственной теории ползучести анизотропных сред, разработанной И. И. Гольденблатом в [21]. [c.45]

Ползучесть и длительная прочность при сложном на> пряженном СОСТОЯНИИ. Как мы видели, ползучесть есть одно из проявлений пластичности механизм ползучести, по существу, не отличается ОТ механизма обычной пластической деформации, поэтому при формулировке законов ползучести в сложном напряженном состоянии мы будем пользоваться теми же идеями и теми же гипотезами, ЧТО и для пластичности. Так же, как н для пластичности, существуют различные теории ползучести, которые дают в общем близкие результаты. Та теория, которая будет изложена ниже, является распространением теории пластического течения Сен-Венана с ассоциированным законом распределения скоростей. Согласно теории Сен-Венана пластическое состояние осуществляется тогда, когда наибольшее касательное напряжение достигает предельного значения, ЭТО значение сохраняется в процессе пластической деформации постоянным, сама пластическая деформация представляет собою чистый сдвиг. Таким образом, если принять, как обычно, Oi a, o то [c.448]

Раздел V (главы 13—14) посвящен изучению основ теории вязкоупругости и ползучести металлов при простом и сложном напряженном состоянии. [c.4]

Постановка задачи изгиба и устойчивости тонких оболочек в условиях ползучести и методика ее решения обусловлены во многом физическими зависимостями, описывающими реологические свойства материала, т. е. используемой теорией ползучести. Эти теории строятся аналогично теориям пластичности на основе обобщения результатов опытов при одноосном деформировании (принятия той или иной гипотезы) на случай сложного напряженного состояния. При этом в зависимости от формулировки физических соотношений из значительного числа теорий ползучести выделяются два типа деформационные и теории течения. Первые устанавливают связь между девиаторами тензора напряжений и деформаций, вторые — между девиаторами тензора напряжений и скоростей деформаций. [c.14]

Вполне естественно ожидать, -что такое же положение существует и в теории ползучести. Поэтому было решено дальнейшее исследование по ползучести при переменных нагрузках в условиях сложного напряженного состояния проводить при пропорциональном нагружении. Случай пропорционального нагружения имеет самостоятельное значение в теории ползучести, примером может служить ползучесть при постоянных нагрузках. Кроме того, если будет создана теория ползучести для пропорционального нагружения, то она также, как в теории пластичности, может стать пробным камнем при построении теории ползучести при произвольном законе нагружения. [c.106]

Используем для неодноосного напряженного состояния технические теории ползучести (старения, течения и упрочнения), сформулированные в гл. 12 для одноосного напряженного состояния. Поскольку деформация ползучести, как правило, необратима, то все гипотезы теории пластичности могут быть применимы для описания ползучести в условиях сложного напряженного состояния. При этом принимается гипотеза о существовании потенциала скоростей деформаций ползучести /, причем компоненты скоростей деформаций ползучести определяются по формуле 1102] [c.385]

При расчете элементов конструкций на ползучесть в условиях сложного напряженного состояния широко используются теории пластичности [13, 17]. [c.391]

Задачи теории упругости неоднородных тел могут быть применены также при исследовании напряженно-деформированного состояния сред с более сложными соотношениями между напряжениями и деформациями — пластических, вязко-упругих и обладающих свойствами ползучести. [c.46]

При повышенных температурах возникает явление ползучести материала, которое, как известно, приводит с течением времени изменению напряженного состояния тела от начального упругого к состоянию установившейся ползучести. Точное решение конкретных задач с учетом ползучести связано с большими математическими трудностями (сложная структура уравнений ползучести и большого разброса данных). Поэтому при решении рассматриваемой задачи будем исходить из более простых приближенных формулировок основных уравнений теории ползучести. [c.21]

Главным источником Погрешностей в расчетах напряжений при температурах более 300- 400 С является несовершенство учета пластических деформаций, которые могут происходить при переменных высоких температурах с различным вкладом процесса ползучести и процесса релаксации. Хотя существует ряд технических теорий ползучести [180], предоставляющих возможность воспользоваться любой информацией (как кривыми ползучести, так и кривыми простой релаксации) для вычисления напряженного состояния при сложных путях изменения деформаций в различных точках тела, тем не менее в практическом плане этот вопрос остается слабо разработанным. Во-первых, как правило, неясно, какой теории отдать предпочтение. Во-вторых, существующие теории предназначены для постоянных [c.120]

Большинство работ по ползучести посвящается одноосному растяжению. Меньшее внимание уделяется экспериментальному изучению ползучести в условиях объемнога напряженного состояния. В существующих работах по этому вопросу, как правило, рассматривается установившаяся ползучесть [1, 2, 3, 5]. Исследования по неустановившейся ползучести при сложном напряженном состоянии исчисляются единицами [4]. Величиной возврата обычно пренебрегают. Надежной теории, описывающей одновременно ползучесть и возврат, в настоящее время нет. Поэтому в данной работе делается попытка построить теорию, описывающую полный процесс ползучести. Ползучесть металлов и сплавов является сложным реологическим явлением. Ее изучение облегчается возможностью построения моделей с реологическими свойствами, аналогичными свойствам реального материала. Элементы модели являются символами, а модель служит только для вывода реологического уравнения. Из экспериментов видно, что всю деформацию ползучести е—( (рис. 1) можно считать состоящей из трех компонент упругой ез, возвращающейся ег и остаточной е ь Аналогами этих деформаций будут соответственно модели гукова, ньютонова и кельвинова тел. [c.150]

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]

Исследуя процесс ползучести при сложном напряженном состоянии, воспользуемся соотношениями теории упруго-пластическнх деформаций. Интенсивность деформаций ползучести определим в виде [c.123]

Для проверки отдельных аспектов теории ползучести и установления критериев релаксационной стойкости материалов ставились опыты по изучению релаксации напряжений при сложном напряженном состоянии. Работы, посвященные этому вопросу, в литературе уже обсуждались [382]. Здесь рассмотрим опыты, проведенные в Институте проблем прочности АН УССР на цилиндрических и трубчатых образцах из сталей ЭИ612 и Х18Н9Т при температуре 650 С 332, 333]. [c.375]

Проведенные экспериментальные исследования длительной прочности при сложном напряженном состоянии позволяют определить время до разрушения изделий различной формы в условиях сложного и неоднородного напряженного состояния. Обычный подход состоит в том, что на основе какой-либо теории ползучести находится величина наибольшего нормального напряжения, которая сопоставляется с кривой длительной прочности, найденной в результате эксперимента. По кривой длительной прочности назсодится время до разрушения. Такой способ носит, очевидно, условный характер, так как совершенно не принимается во внимание треш ино-образование. При расчетах по теории старения это учитывается лишь частично. [c.432]

Обычные кривые ползучести, например, для материала ХН77ТЮР при 600° С (рис. 3.5, а к б) строят в координатах eg, t при различных фиксированных напряжениях и температурах. В соответствии с теорией старения семейство таких кривых может быть представлено в форме кривых растяжения (сто, Во) для различных температуры и времени (рис. 3.5, виг соответственно) 0 = /(< 0. Т, t), т. е. в виде изохронных кривых ползучести. Кривые, соответствующие t = О (нулевому времени), представляют собой диаграмму растяжения. Обобщение на сложное напряженное состояние производится аналогично тому, как это делалось [c.76]

Вопросы длительной прочности композиционных материалов по сравнению с ползучестью изучены к настоящему времени значительно меньше. Это объясняется тем, что на композиционные материалы трудно переносить некоторые известные теории, разработанные для однородных материалов. Например, для армированных материалов неясен физический смысл коэффициентов, входящих в формулу С. Н. ЖуркЬва (4.1). Не всегда можно распространить на материалы типа стеклопластиков физические теории хрупкого, вязкого или смешанного разрушения, предложенные, например, в работе [67]. Длительная прочность композиционных материалов мало исследована даже при простейших деформациях. Особенно труден этот вопрос при наличии сложного напряженного состояния, причем это в одинаковой мере относится и к теоретическим, и к экспериментальным исследованиям. [c.137]

Нестационарная ползучесть при знакопеременных напряжениях и сложном напряженном состоянии. Чтобы распространить модифицированную теорию наследстЬенного влияния на знакопеременное нагружение при одноосном напряженном состоянии, в уравнении [c.240]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...