Термодинамика ползучести

Уравнение (18.4.1) иногда называют уравнением состояния при ползучести, но этот термин в теориях, использующих термодинамику, имеет несколько иной смысл. Существенно подчеркнуть, что параметром упрочнения является именно деформация ползучести р в ранних работах эта оговорка часто не делалась и за параметр упрочнения принималась полная деформация (иногда за вычетом упругой части). Опыты показывают, что мгновенная пластическая деформация, если она невелика—порядка 1—2%,— не оказывает упрочняющего влияния на последующую ползучесть. Это можно объяснить некоторой разницей механизма мгновенной пластической деформации и пластической деформации, происходящей в процессе ползучести. В первом случае, если пластическая деформация невелика, она происходит в результате локализованного скольжения по пачкам плотно расположенных плоскостей скольжения в кристаллических зернах, при этом большая часть объема металла остается недеформированной, а следовательно, неупрочненной. Ползучесть происходит в результате скольжения по атомным плоскостям, распределенным по объему равномерно и на близких расстояниях величина сдвига в каждой плоскости невелика, но достаточна для создания равномерного упрочнения. [c.621]

Для некоторых сред получены термодинамические потенциалы, которые могут быть использованы в различного рода вариационных методах при решении ряда задач теории ползучести стареющих тел. Сформулированы ограничения на упругие и реологические характеристики стареющих материалов, в частности, на их модуль упругомгновенной деформации Е (t), меру ползучести С I, т) и меру релаксаций Q (i, т), накладываемые вторым началом термодинамики. [c.75]

Выше, при определении времени до разрушения, рассматривался процесс накопления повреждений, развивающихся на фоне-деформаций ползучести. Оба эти процесса (накопление повреждений и ползучесть) являются типичными термодинамически необратимыми процессами. Вследствие этого представляется естественным при исследовании прочности вообще и длительной прочности в особенности воспользоватьсй понятиями и методами термодинамики необратимых процессов В настоящее время можно указать несколько работ этого направления [8], [311, [32], [44], [79], [80], [84], [88]. [c.207]

Достижение предельного состояния при реализации критического распределения напряжений и деформаций на фронте трещины характеризует переход к глобальному (нестабильному) разрушению. Однако в зависимости от условий нагружения при росте трещины могут реализоваться условия для локальной нестабильности разрушения. Наиболее полно спектр пороговых значений К , отвечающих смене диссипативных структур, реализуется при циклическом нагружении и постоянной нагрузке низкого уровня. Как уже отмечалось в предыдущей главе, микроразрушение отрывом связано с достижением критического соотношения теоретических прочностей на сдвиг и на отрыв, контролируемого постоянной Л= [Lm/H G/E], полученной на основе идеи о независимости удельной энергии разрушения от вида подводимой энергии. Эта идея отражает принцип самоорганизации процессов диссипации энергии в металлах и сплавах при том или ином виде воздействия. Термодинамические аспекты этой идеи развиты В. В. Федоровым [110]. Согласно его концепции, критерием повреждаемости локального объема является критическая плотность внутренней энергии At/ , накопленной при его предельной деформации. Это позволило с единых позиций рассмотреть кинетику повреждений металлов и сплавов при ползучести, усталости, статическом деформировании, трении и т. п. Концепция с позиций термодинамики объясняет постоянство критической плотности энергии деформации и ее независимость от внешних факторов, что согласуется с концепцией [71]. [c.112]

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 связи с этим в последние годы ясно выявилась необходимость введения в преподавание в высших учебных заведениях курса механики сплошной среды как общей основы для развития термодинамики, теории электромагнетизма, гидродинамики, газовой динамики, теории упругости, теории пластичности, теории ползучести и многих других разделов физики и механики. Общность и неразрывная связь перечисленных выше различных на первый взгляд разделов механики и физики заставляют нас рассматривать их как единое целое. [c.6]

Вывод уравнений теорий пластичности и ползучести на основе термодинамики [c.101]

Эксперименты с анизотропными (ориентированными) полимерами, используемыми или сами по себе, или в качестве составных частей композита, при определенных условиях могут обеспечить проверку корректности положений термодинамики необратимых процессов. Например, низкоплотный полиэтилен холодной вытяжки является вязкоупругим и в известной мере анизотропным [20, 21]. Можно было бы проверить основные положения термодинамики необратимых процессов на полиэтилене, когда свойства вязкоупругости материала в значительной мере 0 бусл0вливаются ползучестью В кристаллических областях. Движение в этих областях опреде- [c.112]

Хотя временных постоянных (времен релаксаций и запаздывания), строго говоря, может быть очень много, функции ползучести и релаксации часто можно аппроксимировать конечными экспоненциальными рядами (как правило, из 10—20 членов), в которых временные постоянные выбираются без учета термодинамических соображений (см., например, [83]). Критерии, гарантирующие положительность экспоненциальных коэффициентов, найденных методом коллокаций (вычерчивания кривой по точкам [83]), были даны в работе [35]. Следует добавить, что коэффициенты в уравнениях (74) и (75), выведенные из положений термодинамики, могут быть отрицательными, кроме диагональных компонент ijij(t) и Sijij(t) (по i и / суммирование не проводится). [c.132]

Большое значение термодинамика деформаций имеет в термо-ползучести. Как это будет показано ниже (гл. III), она , в частности, накладывает существенные ограничения на характер определяющих уравнений термоползучести, при которых оказывается возможным описание релаксационных процессов. [c.30]

В рамках принятой картины эволюция дефектов, определяющая процесс ползучести, представляется следующим образом. При нагрузке в области неэргодичности Т < Т сг) за микроскопическое время Tq устанавливается термодинамическое равновесие в каждой из подсистем дефектов, отвечающих областям Г . Затем происходит перекрытие этих областей, отвечающее движению в ультраметрическом пространстве структурных уровней. Геометрическим образом такого пространства является дерево Кейли, приведенное на рис. 38 б. Здесь структурные уровни изображаются горизонтальными линиями, узлы дерева отвечают дефектам данного типа, связь между ними указывают ветви дерева. Рис. 38 показывает соответствие между иерархическим деревом и фрактальной зависимостью термодинамического потенциала в конфигурационном пространстве состояний. Впервые концепция ультраметрического пространства и соответствующая ей фрактальная термодинамика использовались для описания критически замедленной эволюции спиновых стекол, обладающих однородным ультраметрическим пространством [85]. В отличие от них дефекты кристаллического строения представляют, как будет видно далее, сильно неоднородную иерархическую систему. [c.283]

После краткого обзора термодинамики и кинетики фазовых переходов приводится экспериментальное подтверждение существования пластичности превращения в металлах и керамиках. Рассмотрена макроскопическая модель Гринвуда и Джонсона, которая является развитием моделей мягкой, или предельной, ползучеста . В этой модели внутренние напряжения, вызванные изменением объема зерен, превышают предел текучести твердого тела и вызывают в нем пластическое течение при малых внешних напряжениях. Представлены микроскопические модели, в которых внутреннее напряжение ослабдеа дислокациями, перемещающимися под действием приложенного напряжения. [c.238]

Из термодинамики необратимых процессов известно, что в замкнутой системе скорость протекания различных процессов уменьшается и стремится к постоянной величине или к нулю [8] этому положению соответствуют (если пренебречь рассеянием тепла из системы) такие процессы, как релаксация напряжений, первая и вторая стадия ползучести и др. Чтобы без внешнего подгружения скорость деформации в системе увеличилась, необходим источник упругой энергии внутри самой системы. Следовательно, возрастанию притока энергии, необходимому для разрушения, должны способствовать какие-то процессы, происходящие с течением времени в самой системе. Поскольку общее количество энергии, заключенное в системе, по условию не может измениться, то может произойти только перераспределение энергии. Перераспределение упругой энергии в неподгружаемой напряженной системе вызывается локализацией процесса деформации и разрушения в наиболее напряженных объемах с течением времени. Остальной объем системы становится энергетическим источником по отношению к зонам локальных изменений. Упругая [c.152]

Существование потенциалов Ф и С/, строго говоря, не является следствием каких-либо общих законов механики или термодинамики, однако некоторое обоснование сделанной гипотезы может быть достигнуто в рамках термодинамики необратимых процессов в результате обобщения принципа Онзагера. В направлении построения термодинамической теории пластичности и ползучести был выполнен цикл работ А. А. Вакуленко (1958, 1961, 19ХХ), причем им рассматривались и более общие реологические соотношения. [c.124]

Механика деформируемого твердого тела в пастоягцее время должна рассматриваться как единая наука, объединяюгцая ряд научных дисциплин, которые по сложившейся исторически традиции излагаются и изучаются в соответствии со следуюгцей схемой теория напряжений п деформаций сплошных тел, основные физические законы сохранения, термодинамика сплошных сред, теория упругости, теория пластичности, теория вязкоупругости и паследствеппой упругости, теория ползучести п механика разрушения твердых тел. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...