Испытания на ползучесть при постоянном напряжении

Метод, позволяющий одновременно испытывать несколько образцов в течение продолжительного времени, широко применяется при определении длительной прочности. Обычно при экспериментах по этому методу удлинение не измеряется (в Японском промышленном стандарте JIS Z 2272—1968 в Методике испытаний металлических материалов на длительную прочность при растяжении требования относительно измерения удлинения не содержится). Однако, по-видимому, при построении кривой ползучести каким-либо простым методом необходимо с определенной точностью измерять удлинение. В любом случае даже испытания с ручным приводом в течение длительного времени дают ценные результаты. Еще более эффективными являются испытания на ползучесть при постоянном напряжении и на длительную прочность с регулированием нагрузки. [c.56]

Этот метод аналогичен методу определения коэффициентов а и Р, выражающих зависимость скорости ползучести от напряжения по уравнениям (3.14)—(3.16) при обычных испытаниях на ползучесть при постоянных напряжении и температуре. Применимость этого уравнения ограничена случаями, когда величина ёо и V, входящие в уравнение (3.24), не зависят от температуры, когда внутренние напряжения малы или постоянны, механизм деформации не изменяется во всем интервале температур испытания. На рис. 3.25 показан пример, когда с помощью параметра, позволяющего скорректировать изменение температуры во времени, [c.74]

Для определения функций изотропной и анизотропной ползучести используются данные при испытаниях на ползучесть при постоянном напряжении растяжения и релаксацию напряжения при постоянной деформации растяжения. [c.110]

Указанные свойства устанавливаются специальными опытами нестационарного характера и полностью не могут быть выявлены испытаниями на ползучесть при постоянных напряжениях и температурах. Однако поскольку испытание при постоянном напряжении начинается с внезапного приложения нагрузки, то начальный (не-установившийся) участок кривых ползучести несет определенную информацию и о нестационарных свойствах материала. [c.230]

Тогда можно отметить, что при испытаниях на ползучесть при постоянной нагрузке скорость установившейся ползучести е связана с напряжением а уравнением [c.51]

Рассмотрим вначале процесс ползучести при постоянном во времени напряжении. В наиболее распространенном испытании на ползучесть при постоянной во времени силе напряжение можно считать постоянным, как уже отмечалось выше, при деформациях, не превышающих 5 %. [c.12]

Рис. 4.4. Схемы испытания на ползучесть при постоянном растягивающем напряжении

Выше указывалось, что при проведении испытаний на термомеханическую малоцикловую усталость при высокой температуре применяют два сравнительно простых режима комбинированный с длительной выдержкой (при Тп,а ) между отдельными циклами изменения температуры или деформации, т. е. цикл с ползучестью в условиях релаксации напряжений, и комбинированный с чередованием циклов изменения температуры или нагрузки (деформации) и периодов статического деформирования в условиях ползучести при постоянном напряжении. [c.171]

Описанную кривую ползучести можно наблюдать не только при напряжениях растяжения (деформации растяжением), но и при сжатии, изгибе или сочетании различных видов нагружения. Однако испытания на ползучесть проводят в основном при одноосном растяжении, поэтому ниже за исключением особо оговоренных случаев рассматривается ползучесть при растяжении. В настоящее время для испытаний на ползучесть применяют главным образом машины рычажного типа (рис. 3.2) с отношением плеч рычага 1 10 или 1 20. Обычно испытания на ползучесть при растяжении проводят при постоянной нагрузке. Следовательно, в процессе испытаний образец вытягивается, площадь поперечного сечения уменьшается, поэтому истинные напряжения увеличиваются. На рис. 3.1, а показано различие кривых ползучести при постоянной нагрузке и при постоянном напряжении. Если обозначить начальное (номинальное) напряжение условную деформацию е , истинное напряжение ст, истинную (логарифмическую) деформацию е, то из условия постоянства объема а = = 71 (1 + е ) = о е . [c.51]

На рис. 4.41 приведены результаты испытаний на ползучесть с циклом напряжений III (см. рис. 4.29). Испытания проводили со знакопостоянным циклом напряжений ст ,ах = 200 МН/м , Отш = О- Доля времени приложения максимального напряжения т/р варьировали (50, 10 и 1 %) путем изменения периода р при постоянном времени приложения а ах (т = 144 мин). При уменьшении х/р, т. е. при увеличении продолжительности снятия напряжения, возникает большая деформация по сравнению с ползучестью при постоянном напряжении. Аналогичные закономерности обнаружили и при изменении т при постоянном периоде р. [c.126]

На рис. 4.43 показано изменение деформации технически чистого титана (0,04 % Fe, 0,0093 % Н, 0,096 % О, 0,0042 % N) при испытаниях на ползучесть при 100 и 500 °С при периодическом нагружении (г/ э = 50 %, р = I мин). На рис. 4.43, а деформация, возникающая при нагружении в каждом цикле, превышает возврат деформации при разгрузке скорость ползучести относительно чистого времени нагружения становится больше, чем скорость ползучести при непрерывном нагружении с постоянным напряжением. На рис. 4.43, б оба вида деформации взаимно компенсируются, скорость ползучести при периодическом нагружении приближается к нулю. Зависимость отношения скоростей ползучести ij технически чистого (99,64 %) и высокочистого (99,99 %) алюминия от периода р представлена на рис. 4.44. Отношение скоростей ползучести определяется как [c.128]

Результаты, показанные ка рисунке, значительно различаются в зависимости от того, принимали ли в качестве времени до разрушения обш,ее время приложения нагрузки или чистое время приложения напряжений растяжения. В последнем случае время до разрушения приближается к времени до разрушения при ползучести при постоянном напряжении, в частности, образцов, с надрезом. На рис. 5.8 показано, что при циклической ползучести нержавеюш,ей стали 316 время до разрушения, если определять это время суммированием времени приложения напряжений растяжения а , почти не зависит от величины напряжений сжатия 0(. и определяется только напряжениями растяжения. Необходимо отметить, что указанное время до разрушения почти не зависит от амплитуды полной деформации. Кроме того, из представленных результатов следует, что если считать, что напряжения сжатия не оказывают непосредственного влияния на время до разрушения при циклической ползучести, то повреждения ползучести при высокотемпературной малоцикловой усталости с заданной амплитудой деформации (т. е. при испытаниях с циклическим изменением деформации) определяются как [c.136]

Она должна дать возможность на основании простейших испытаний материала, например, на основании экспериментального изучения ползучести при постоянном напряжении, описать деформирование материала в общем случае изменяющихся во времени напряжений и деформаций, а также обеспечить определение закона изменения деформаций по заданному закону изменения напряжений и наоборот. В частном случае она должна позволить построить кривые релаксации по серии кривых ползучести. [c.19]

I Как отмечалось в 1, при испытании на ползучесть в случае постоянной во времени растягивающей силы напряжение можно приближенно считать постоянным только при малых деформациях, обычно не более 5 %. При больших деформациях за счет уменьшения площади поперечного сечения напряжение увеличивается во времени, и, следовательно, процесс ползучести протекает при изменяющихся во времени напряжениях. Поэтому для исследования его можно использовать ту или иную теорию ползучести и построить теоретическую кривую ползучести при деформациях, больших 5 %, на основании результатов испытания на ползучесть при деформациях, меньших 5 %, когда напряжение можно считать постоянным 13, 50]. [c.44]

Д ш понимания физических процессов, связанных с высокотемпературной деформацией кристаллов, мы должны прежде всего описать реологическое поведение твердого тела, используя механические и физические переменные (напряжение, деформацию, температуру, давление...). Это описание дается определяющими уравнениями, полученными по результатам механических испытаний. В настоящей главе мы рассмотрим в общем виде необходимее для этого основополагающие понятия напряжение, деформацию и различные реологические определяющие соотношения. При высоких температурах многие материалы вязко текут, поэтому соотношения для вязкости особенно важны. Описываются и сравниваются между собой основные методы механических испытаний ползучесть при постоянном напряжении, деформация при постоянной скорости деформации и релаксация напряжений. Анализируется роль переменных в определяющем уравнении время — кинематическая переменная, которая появляется в явном виде только при неустановившейся ползучести деформация обычно не является хорошей переменной, кроме случая, когда она совпадает со структурными переменными скорость деформации и напряжение. Минимальная скорость ползучести, скорости установившейся и постоянно-структурной ползучести, как правило, соответствуют разным условиям, и их нельзя путать. Мы будем здесь иметь дело с однородной деформацией, однако полезно вкратце рассмотреть критерий неоднородности (т. е. локализации) деформации. Сдвиговая локализация представляет собой пластическую неустойчивость, которая проявляется как падение напряжения на кривых напряжение— дефо )мация. [c.11]

Рассмотрим, например, случай испытаний на растяжение при постоянной скорости деформации (при испытаниях на ползучесть выводы аналогичны). Для приращения деформации вдоль кривой напряжение — деформация из уравнения (1.35) имеем [c.48]

При испытаниях на ползучесть при температуре от 570 до 600 и напряжении от 63,7 до 245 МПа длительностью до 1000 ч ширина переходной зоны практически остается постоянной, составляя 10--15 мкм. Об этом свидетельствует характер распределения никеля, хрома и кремния в переходной области. Слабое проникновение в сталь никеля и кремния связано с тем, что бор, обладая малым ионным радиусом, диффундирует в решетку железа, уплотняет ее, и вследствие этого тормозится диффузия в нее других элементов. [c.65]

Основным первичным результатом испытания на ползучесть при заданной температуре и постоянном т>Ткр является кривая ползучести в координатах относительная де- формация — время. Эту кривую строят по данным систематического измерения дефор-мации (обычно относительного удлинения б) образца в процессе испытания. Изменение характера кривых ползучести с повышением температуры испытания при постоянном напряжении показано на рис. 116. Кривая типа ОЛВ получается в результате низкотемпературной (логарифмической) ползучести, ОА ВСО и ОА"С — при высокотемпературной. [c.249]

Ползучесть. При умеренно высоких температурах под постоянной длительно действующей нагрузкой в твердых телах наблюдается непрерывное течение. Когда образец из легированной стали, нагретый до 500° С, медленно пластически деформируется под постоянной растягивающей силой достаточной величины, то это явление называют ползучестью. В технических лабораториях подобные длительные испытания на ползучесть при растяжении обычно продолжаются в течение нескольких месяцев. С механической точки зрения ползучесть металлов при умеренно высоких температурах относится к явлениям вязкости аморфных тел, описанных вкратце в гл. И, хотя законы, выражающие зависимость скоростей ползучести от напряжений, для этих двух групп твердых тел различны. Обычно деформация ползучести в изображается на графике в зависимости от времени I, причем нагрузка сохраняет постоянное значение. Пример таких кривых ползучести б=/(г) для различных значений напряжений а представлен на фиг. 19 по данным опытов Гейзера (исследовательская лаборатория Вестингауза), полученным для свободной от примеси кислорода меди при 200°С. Общая деформация ползучести состоит из упругой деформации е =(з/ и пластической части деформации г". При сравнительно малых напряжениях обычно можно различить 3 различных участка кривой ползучести. Первый участок заметно искривлен и отражает стадию первичной ползучести. В течение второй стадии ползучести кривая ползучести почти совершенно выпрямляется. Прочные металлы могут деформироваться годами с постоянной скоростью. Хороший пример прямолинейного участка кривой ползучести дан на фиг. 20, воспроизводящей ползучесть углеродистой стали с содержанием 0,35% углерода при 454° С [c.35]

Поэтому экспериментально определяют кажущиеся величиныэнер-гии активации. Наиболее] простым экспериментальным методом определения энергии активации ползучести является проведение нескольких испытаний на ползучесть при постоянном напряжении, но при различных температурах. Определив скорость ползучести при некоторых величинах деформации, рассчитывают энергию активации по уравнению [c.74]

Iga (Ige), который дает совершенно иные кривые и иные зна- чения показателя чувствительности напряжения к изменению скорости деформации. В испытаниях на ползучесть при постоянных напряжениях можно сопоставлять значения скорости ползучести в квазистационар ном режиме и значения напряже- [c.45]

Рис. 16.4. Годограф, соответствующий испытанию на ползучесть при постоянном напряжении сг = onst.

Если поверхность напряжений существует, то длительным испытаниям на ползучесть при постоянном напряжении, очевидно, будут соответствовать линии уровня сг = onst на поверхности напряжений F. Линии годографа гг" = ф(б"), как проекции линий уровня на плоскость е", и", дают топографическое представление поверхности o = F ",u"), аналогичное представлению поверхностей на географических картах. Поверхности напряжений F в тех случаях, когда можно считать, что они существуют, являются полезным средством наглядного предста- [c.630]

Следует отметить, что точки, соответствующие скоростям, имеющим место в стандартных длительных испытаниях на ползучесть при постоянном напряжении а = onst, ложатся на эту кривую, причем обычно попадают на участок слева от точки перегиба В i). [c.650]

Обработка и описание результатов опытов по испытаниям материалов на одномерную ползучесть ведутся различными путями, в соответствии с чем получаются условия, определяющие название тойг или иной теории одномернной ползучести. Так как фактически данные определенной серии опытов на ползучесть при постоянном напряжении можно с достаточной степенью точности выбором функций и параметров уложить в рамки различных теорий, то в качестве основных критериев правильности теории принимаются следующие 1) соотношения, полученные в опытах при постоянном напряжении (нагрузке), должны описывать поведение образца и при изменяющемся в ходе испытания напряжении (нагрузке), которое можно проконтролировать экспериментально 2) на основании данных опытов на ползучесть можно предсказать поведение материала при различных постоянных скоростях деформации 3) из соотношений, описывающих результаты опытов на ползучесть, можно получить зависимости напряжения от времени при постоянном удлинении для каждой заданной температуры, которые согласовывались бы с данными опытов на релаксацию. Разумеется при этом, что зависимость параметров в соотношениях каждой теории определена так, что эти соотношения описывают результаты опытов на ползучесть при различных постоянных температурах испытания (испытания при изменяющейся в ходе опыта температуре, как правило, не проводились). [c.233]

Для кратковременных испытаний при постоянной температуре скорость ползучести лропорциональна квадрату приложенного напряжения для обоих направлений ориентации образцов. При постоянном напряжении скорость ползучести непрерывно возрастает с повышением температуры и не имеет минимального значения, соответствующего максимуму на кривой предела прочности при растяжении. Для одной из партий графита, испытанного при 2650° С, было обнаружено, что предварительный нагрев образцов до температуры, превышающей температуру испытания, снижает скорость ползучести при постоянном напряжении. [c.67]

На рис. 3.3 в качестве примера приведены экспериментальные результаты, иллю-стрирующ,ие описанные положения. Показатель степени а, входяш ий в уравнения скорости ползучести (3.1) и (3.3), является постоянной материала, выражающей зависимость скорости ползучести от напряжения. Этот показатель имеет величину >3, обычно 10, причем чем больше эта величина, тем больше разница результатов испытания при постоянной нагрузке и постоянном напряжении. На рис. 3.4 представлены результаты испытаний на ползучесть при растяжении с постоянной нагрузкой и на ползучесть трубчатых образцов с постоянным внутренним давлением. На этом рисунке штриховая и сплошная линии являются кривыми ползучести, рассчитанными на основе уравнения (3.4) по оси абсцисс отложено отношение действительного текущего времени измерений ко времени до разрушения. [c.52]

Лри ограниченных значениях ст и ё и сравнительно высоких температурах вклад мгновенной пластической деформации в суммарную неупругую деформацию оказывается небольшим. Диаграмма изотермического растяжения, полученная экспериментально в таких условиях, уже не дает возможности выделить явно зависимость мгновенной пластической деформации от действующего напряжения. Это, в свою очередь, затрудняет обработку результатов испытаний на ползучесть при наличии начальной пластической деформации и достоверное построение кривых ползучести. Такая диаграмма представляет собой функцию а == а (е, Т) или обратную ей 8 = = е (ст, Т), построенную (в зависимости от условий испытания) либо при ё = onst (постоянная скорость движения захватов испытательной машины), либо при а == onst (постоянная скорость возрастания нагрузки) [27]. Например, представленные на рис. 3.2 экспериментальные диаграммы растяжения меди снимались при а =< 100 МПа/с. Несмотря на то что такая скорость является довольно высокой, учет ее при расчете по упрощенной модели (крестики на рис. 3.2) лучше приближает результаты к экспериментальным данным (сплошные кривые), чем принятая выше аппроксимация диаграмм растяжения в виде двухзвенных ломаных особенно при более высоких температурах, когда сильнее сказывается влияние ползучести. [c.133]

Кривые ползучести при постоянных напряжениях, полученные из уравнения (8) (использовались приведенные выше параметры),, совпадают с точностью до разброса, цмеющего обычно место в испытаниях на ползучесть, с опытными. ЭтО следует из рис. 1, где условию постоянства напряжений удовлетворяют первые участки кривых. [c.105]

На рис. 1, 2, 3 черными кружками обозначены экспериментальные точки сем.ейства кривых ползучести при постоянных напряжениях. Эти точки получены путем осреднения результатов 10—20 испытаний (кривые представлены штриховыми линиями). [c.175]

Приведем результаты испытаний на ползучесть при одноосном рас-тяжении, проведенных в Институте механики МГУ. Испытан 21 трубчатый образец (внешний диаметр 12, толщина стенки 0,5 мм, рабочая длина 70—100 мм) из коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т одной плавки. Температуру в течение испытаний поддерживали постоянной (850 С). Нагрузка на образец — постоянная растягивающая. Основные деформации определяли с помощью тензодатчиков, которые наклеивали на упругие элементы, связанные с образцом и вынесенные из печи. На рис. 1.1 сплошными линиями показаны кривые одноосной ползучести р( ) при различных начальных напряжениях ао (цифры на кривых — номер образца). Средние для каждого напряжения сто значения времени разрушения и соответствующей деформации р приведены в табл. 1.1. [c.5]

При монотонно невозрастающих напряжениях S t, t)= onst и модель (3.2) эквивалентна уравнению теории упрочнения (3.1)-[1]. В инженерных расчетах для определения постоянных коэффициентов в математических моделях можно использовать результаты только механических испытании на ползучесть. При этом модели следует считать эквивалентными, если деформации ползучести, [c.62]

За последние 20—30 лет накоплено много наблюдений, относящихся к длительным испытаниям на растяжение при ползу чести и на длительную прочность. В этих опытах (1) растянутые образцы поддерживались при постоянных значениях нагрузки и температуры в течение нескольких недель и месяцев, и строились соответствующие кривые ползучести в зависимости от времени t, е"=/(0- Наряду с такими стандартными испытаниями на длительную ползучесть проводились также (2) испытания растянутых образцов при постоянной скорости удлинения и (3) испытания на релаксацию, в которых определялось убывание нагрузки с течением времени / при условиях, когда полное относительное удлинение при растяжении (равное сумме упругой деформации е и остаточной деформации или деформации ползучести е") поддерживалось постоянным, т. е. е = е + 4-е"=(т/ + е" = соп81. Во всех перечисленных типах стандартных испытаний температура 0 поддерживалась постоянной. Кроме того, проводились (4) испытания на ползучесть при растяжении при постоянном напряжении а, но при медленных колебаниях температуры 0 между некоторыми верхним и нижним пределами (5) испытания при сложном (двухосном) напряжен- [c.620]

Одним из наиболее распространенных методов специальных испытаний на ползучесть является испытание трубчатых образцов на кручение. Практическая его ценность заключается главным образом в том, что при кручении касательные напряжения, возникающие в стенке трубчатых образцов, совпадают по направлению с тангенциальными напряжениями в цилиндрических сосудах и трубах, работающих под внутренним давлением. Кроме того, процесс кручения сравнительно легко осуществим, и созданные образцы машин для испытаний на ползучесть при кручении довольно просты по конструкции. Большинство из них — машины горизонтального типа, принципиально не отличающиеся от машин обычного типа. Имеются гакже машины и вертикального типа (например машина конструкции А. М. Бор-здыка). Почти во всех машинах нагружение образца скручивающим моментом производится при помощи блока постоянного радиуса и набора грузов. Величина деформации кручения в наиболее совершенных образцах машин измеряется зеркальным экстензометром, дающим наибольшую точность в измерении угла кручения. [c.50]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...