Расчеты при учете ползучести материалов

Г лата 12 РАСЧЕТЫ ПРИ УЧЕТЕ ПОЛЗУЧЕСТИ МАТЕРИАЛОВ [c.243]

Ниже рассмотрены основные методы расчета напряжений и деформаций в конструкциях с учетом упругости, пластичности и ползучести материалов, использованные в работе при расчетах элементов конструкции. [c.127]

Основным результатом проведенных р этих работах исследований явилась полная диаграмма приспособляемости, изображенная на рис. 6. В работе [187] эта диаграмма была обобщена с учетом ползучести. С этой целью изохронная кривая ползучести аппроксимировалась идеализированной диаграммой подобно тому, как было сделано в [23] при расчете дисков. Полученные результаты распространены на случай развитого знакопеременного течения, хотя в данных условиях использование изохронных кривых может приводить к существенным ошибкам вследствие взаимного влияния процессов пластического деформирования и ползучести, происходящих в разных направлениях. Авторы работы [187] принимают, что деформация, накопленная к моменту приспособляемости (или неупругой стабилизации), равна допуску, по которому производится схематизация диаграммы деформирования. Поскольку деформированное состояние оболочки ТВЭЛ близко к однородному, это допущение представляется приемлемым. Некоторые результаты работ [84, 85, 187] были включены в американский КОД по проектированию сосудов давления в атомной энергетике [79]. Отметим также, что в материалах и программах прошедших четырех международных конференций по строительной механике в реакторостроении (1971, 1973, 1975, 1977 гг.) уделено значительное внимание теории приспособляемости, рассматриваемой в качестве одного из основных направлений при анализе поведения конструкций в условиях циклических механических и тепловых воздействий. [c.43]

Конструирование и изготовление этих ответственных элементов конструкций нередко ведется эмпирическими методами — путем последовательного усовершенствования опытных образцов используются также приближенные расчеты на основе теории упругости или теории ползучести, при этом исходные положения и гипотезы часто принимаются без достаточного экспериментального обоснования. Это объясняется недостаточными сведениями о деформативных и прочностных свойствах различных классов полимерных материалов и отсутствием надежных методов расчета с учетом фактора времени. [c.3]

В настоящее время конструирование и изготовление ответственных элементов конструкций из полимеров нередко ведется эмпирическими методами — путем последовательного усовершенствования опытных образцов используются также приближенные расчеты на основе теории упругости или теории ползучести, при этом нередко исходные гипотезы принимаются без достаточно экспериментального обоснования. Недостаточные знания деформационных и прочностных свойств полимерных материалов и отсутствие надежных методов расчета с учетом временной зависимости прочности в значительной степени сдерживают широкое применение их в технике. [c.18]

Аналогично, для расчета на износ поверхностей деталей машин на основе исходных закономерностей изнашивания материалов были разработаны методы, учитываюш,ие различные условия контакта и конструктивные особенности сопряженных деталей 1146]. Типичным построением инженерных методов расчета деталей машин на прочность и деформацию, на износ, на ползучесть и т. д. следует считать такое, при котором на основе физической картины процесса на микроучастке объема рассматриваются процессы с учетом размеров, конфигурации и условий работы всей детали. [c.61]

Проведенные экспериментальные исследования позволили установить характер реальных реологических функций для конструкционных сплавов в соответствующих рабочих диапазонах температур. С учетом этих данных оказалось возможным сформулировать обобщенный принцип подобия, охватывающий как склерономные, так и реономные свойства циклически стабильных материалов. Соответствующие уравнения состояния отражают систему довольно простых правил, позволяющих со степенью приближения, вполне достаточной для инженерных расчетов, определить ход диаграммы деформирования и кривой ползучести при произвольной истории пропорционального повторно-переменного нагружения. [c.169]

В связи с этим максимальные упругие напряжения, очевидно, не определяют несущей способности корпуса и при пластичном материале й статической нагрузке могут быть достаточно высокими, но не превосходящими предел текучести и предел длительной прочности. Однако более подробный анализ прочности корпуса с учетом влияния упомянутых выше факторов, позволяющий детально проследить изменение напряженного состояния конструкции во времени, весьма важен. Поэтому особенно большое значение имеет разработанная в последнее время в ЦКТИ [68] программа расчета корпуса турбины для состояния не-установившейся ползучести. Программа предусматривает изменение температуры по толщине стенки и вдоль образующей корпуса и позволяет рассчитывать оболочку с произвольным очертанием меридионального сечения. Методика дает возможность определять напряжения и деформации конструкции за весь срок службы конструкции. [c.401]

Раздельное рассмотрение процессов пластичности и ползучести без учета их взаимного влияния свойственно практически всем применяемым для расчетов теориям. Не находит отражения в существующих теориях и чувствительность конструкционных материалов к виду напряженного состояния, которая проявляется при неупругом поведении материала и в еще большей мере при его разрушении. [c.248]

Из рассмотренных выше влияний времени на механические свойства материалов наибольшее значение для расчета на прочность большинства деталей машин, конструкций и сооружений, находящихся в условиях статического нагружения, имеют ползучесть и длительная прочность. При этом для учета явлений длительной прочности, за отсутствием систематизированных данных, пользуются эмпирическими формулами и правилами, выведенными на основе специализированных испытаний. Явление релаксации в чистом виде не встречается, и, как правило, это явление имеет малое значение по сравнению с явлением ползучести. В большинстве случаев на детали машин и конструкций действуют определенные нагрузки, а кинематические связи, наложенные на эти детали, обычно таковы, что преобладающими оказываются явления ползучести и течения с некоторой скоростью деформации. [c.232]

Известно также, что приведенные в справочной литературе данные о механических свойствах пластмасс, в том числе и полиамидов, отражают кратковременную прочность этих материалов без учета длительного воздействия нагрузок, явления ползучести и других факторов. До настоящего времени конструкторы еще не располагают достаточными данными и методами расчета на прочность и долговечность многих пластмассовых деталей, вследствие чего при их изготовлении необходимые расчеты вообще не производятся, а размеры определяются путем повторения размеров и формы соответствующих металлических деталей. [c.29]

В начале главы отмечались особенности влияния гидростатического давления на механические свойства полимерных материалов. Возникает естественный вопрос, как учитывать эти особенности при расчетах элементов конструкций из полимерных материалов, эксплуатирующихся при действии различных сред с высоким гидростатическим давлением. Одна из первых попыток оценки влияния гидростатического давления предпринята в [ПО, 1121. В [62, 113, 1171 выполнено описание вязкоупругих свойств полимеров при сдвиге и растяжении с наложением гидростатического давления и решен ряд задач с учетом влияния первого инварианта тензора напряжений на характеристики напряженно-деформированного состояния [102, 1131. При решении задач вязкоупругости принимается, что материалы являются несжимаемыми либо по отношению к всестороннему сжатию ведут себя упруго. Такие подходы к решению задач объясняются [117] отсутствием данных по исследованию объемной ползучести полимеров. [c.170]

Пренебрежение к учету влияния тепловых факторов может привести к чрезмерному и неравномерному нагреву деталей механизма и нарушению нормального их взаимодействия. При этом могут возникнуть следующие вредные явления а) уменьшение зазоров между деталями (в подшипниках, в направляющих) и ухудшение условий и свойств смазки, и, как следствие, повышенный износ и заедание трущихся поверхностей б) нарушение точности работы механизма вследствие смещения деталей, вызванных неравномерным нагревом их или различной величиной температурных коэффициентов расширения материалов сопряженных деталей в) снижение коэффициента трения во фрикционных передачах, муфтах и тормозах г) понижение несущей способности (прочности) деталей. Расчет стальных и других металлических деталей, работающих при температуре выше 200° С и деталей из легких сплавов и пластмасс — выше 100—150° С, связан с учетом явлений ползучести и релаксации материала и рассматривается в специальной литературе. [c.183]

Основные особенности расчета при учете ползучести материалов показаны в следующем рримере расчета. [c.246]

При учете ползучести в зависимостях между напряжениями и деформациями в явном или неявном виде приходится учитывать время. В расчетах конструкций [19, 62, 110, 135, 142], отвлекаясь от физического содержания процесса, используют феноменологические теории, основой для построения которых являются результаты испытаний на ползучесть образцов. Из многих типов поведения материалов во времени под действием нагрузки при расчете конструкций на устойчивость в условиях ползучести, принципиальное значение имеют два основных типа материал обладает свойством ограниченной ползучести и материал обладает свойством неог раниченной ползучести. К материалам первого типа относятся бетоны и полимеры, к материалам второго типа — металлы при высокой температуре, [c.246]

Необходимо особо отметить, что если к среднему напряжению добавляется небольшое циклическое напряжение А =0,25), то в некоторых случаях,тДлительная прочность выше, чем в случае приложения. только, среднего напряжения. Можно считать [2], что это связано с дисперсионным упрочнением, происходящим в некоторых материалах при динамической нагрузке. Штриховые и штрих-пунктирные линий на этом рисунке являются расчетными линиями, полученными. С учетом упрочнения при динамической ползучести до разрушения, Положение этих линий характеризует зависимость отклонения экспериментальных данных от величин, рассчитанных с помощью уравнения (5.2), от времени. Экспериментальные результаты при отношении напряжений А = усталостного разрушения. Усталостная прочность рассматривается в гл. 6 при описании высокотемпературной усталости. [c.133]

При назначении расчетных характеристик пластмасс наиболее сложным является учет влияния продолжительности действия нагрузки. Как известно, ползучесть конструкций из традиционных материалов расчетом непосредственно не учитывается. Только в случае определения расчетных сопротивлений древесины на основное сочетание нагрузок (собственный вес и снеговая нагрузка) введен понижающий коэффициент 0,67, на который умножен предел прочности. Когда характер на1грузок резко отличается от основного, дополнительно вводятся другие понижающие или повышающие коэффициенты. Недостатком этого способа учета ползучести является неопределенность основ1ного сочетания нагрузок. Снеговая нагрузка и по величине и по продолжительности в различных климатических поясах СССР имеет различное значение, в то время как расчетные сопротивления принимаются во всех случаях одинаковыми. [c.60]

В работе И. И. Кийсса (1949) приводится расчет железобетонных балок с учетом ползучести бетона й основания исходя из условия равенства кривизны балки и поверхности основания. Для решения исходного уравнения И. И. Кийсс пользовался приближенными методами. В качестве приложения им рассмотрена задача, в которой основание является слоистым. При решении задач старение материалов балки и основания не учитывалось. [c.202]

Обсуждение статической неопределимости закона распределения напряжений по поперечному сечению стержня показало, что при наличии в стержне отверстий, выточек и тому подобных нерегулярностей формы возникает резкая неравномерность распределения напряжений со значительными пиками вблизи указанных нерегулярностей. Это явление носит па. атптконцгнтрации напряжений. Оно обнаруживается не только при осевой, но и при всех других видах деформации стержня, а-также при деформации элементов любой формы (не только стержневых). С этим явлением приходится считаться как при конструировании элементов конструкций и деталей машин, так и при расчете их. Выявить распределение напряжений с учетом их концентрации можно двумя путями теоретическим и экспериментальным. Теоретический путь основан на применении теории сплошных сред (теории упругости, теории пластичности, теории ползучести — в зависимости от свойств материала), в которой вместо гипотез геометрического характера используются дифференциальные уравнения совместности деформаций, а равновесие соблюдается для любого бесконечного малого элемента тела, а не в интегральном (по поперечному сечению) смысле, как это делается в сопротивлении материалов. [c.99]

Предположение о несжимаемости материалов при ползучести с большой степенью точности выполняется для большинства металлов и сплавов. Однако при этом допущении не удается описать такое часто встречающееся у легких металлов и их сплавов явление, как неодинаковость поведения при растяжении и сжатии. Это связано с тем, что в рамках тензорно-линейных уравнений состояния, записанных выше, не учтено влияние на ползучесть нечетного инварианта тензора напряжений. Для учета разносопротивляемости при ползучести большинство авторов используют первый инвариант тензора напряжений [71, 137]. Имеются работы, где для этих целей привлекается третий инвариант девиатора напряжений [58, 177]. Различные реологические модели сред и их практическое применение при расчетах элементов машиностроительных конструкций рассмотрены в монографии [166]. Следует отметить исследования, проведенные в работе [137], предоставляющие широкие возможности для построения соотношений теории ползучести, учитывающих разнообразные эффекты, свойственные современным конструкционным материалам. [c.108]

При расчетах на прочность в некоторых случаях необходим учет скорости нагружения, так как в реальных условиях процессы деформирования происходят с самыми различными скоростями, от крайне малых (например, в условиях длительной ползучести) до весьма высоких скоростей (например, в тех случаях, когда процессы пластической деформации и разрушения заканчиваются в ничтожные доли секунды). Основную-массу работ в этом направлении составляют экспериментальные исследования, связанные с определением механических свойств динамически деформируемых материалов. Наиболее полный обзор проведенных в этом направлении исследований можно найти у Л. П. Орленко (1964), а также в книге П. М. Огибалова и И. А. Кийко (1966), где приведены сведения относительно поведения материалов при сверхинтенсивных воздействиях. [c.462]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...