Нелинейная ползучесть материалов

Если опыт на растяжение происходит на машине силового типа с постоянной скоростью а, то при остановке процесса наблюдается самопроизвольное увеличение деформации (линия ММ на рис. 1.13). Это явление называется последействием. Оно является частным проявлением ползучести материалов. Различают ограниченную ползучесть (кривая I), когда e(t) асимптотически стремится к некоторому пределу е > и неограниченную (нелинейную) ползучесть (кривая 2), завершающуюся разрушением. [c.38]

Нелинейная ползучесть. Для многих материалов, особенно при повышенных температурах, последний член в формуле (6.32) не может быть представлен в виде произведения двух функций а / (/). Такой наиболее общий вид ползучести называют нелинейной ползучестью. Для практических расчетов в этом случае пользуются одним из следующих двух способов. Согласно первому, основанному на теории старения, принимают, что [c.163]

Перенесение результатов испытаний с модели на, натуру при использовании материалов модели, проявляющих нелинейную ползучесть, рассмотрено в работе [3]- В случае применения материалов модели), проявляющих линейную ползучесть, методика перехода от модели к натуре не отличается от принятой для линейно упругих тел. [c.121]

Определение напряжений общепринятым методом непосредственного решения, при применении которого решается система уравнений трех категорий — равновесия, совместности деформаций и реологического, в общем случае учета действительных свойств материалов сопряжено с практическими трудностями. Так, при реологическом уравнении, учитывающем нелинейную ползучесть и допущение о простом последействии, задача сводится к сложным не-классифицируемым интегральным уравнениям. Только в случае введения различных упрощающих предпосылок, часто не соответствующих действительности, можно тем или иным доступным способом решить соответствующее уравнение [2, 3]. В частности, в случае допущения о простом последействии задача решается в квадратурах только при принятии экспоненциальной формы, записи и линейности простой ползучести [4]- [c.140]

Далее перейдем к рассмотрению материалов, которые обладают одновременно свойствами нелинейной ползучести и старения. В этом случае соотношения, аналогичные (1.1), будут иметь вид [1] [c.453]

Представленные в книге исследования объединены одним названием — Контактные задачи теории ползучести . Основное свойство материалов рассматриваемых здесь контактирующих тел — это свойство линейной или нелинейной ползучести. Органически связаны с ним свойства неоднородности и старения (изменения физикомеханических характеристик материалов с течением времени). Совокупность указанных свойств присуща не каким-либо экзотическим материалам, а всем хорошо известным бетону, древесине, льду, полимерам, пластмассам, грунтам и многим другим. [c.6]

Воздействие температурного поля приводит к увеличению областей пластического деформирования материалов (рис. 10.7 б). На этих рисунках темные точки и прямоугольники обозначают соответственно нелинейную ползучесть (вязкоупругость) и пластические деформации в начальный момент, светлые добавляются за 30 мин. [c.243]

Для вязкоупругих материалов интегральные соотношения типа (16.3) и (16.6) достаточно точно отражают зависимость между деформациями и напряжениями во времени при изменении последних в соответствующих границах. В области нелинейной ползучести подобных универсальных зависимостей, которые бы удовлетворительно описывали процесс деформирования различных материалов, при разных законах изменения напряжений в различных температурных условиях нет. Объясняется зто тем, что явление нелинейной ползучести чрезвычайно сложно и зависит от многих факторов. [c.462]

Определению параметров, характеризующих рост трещины в упругих нелинейно вязких материалах, посвящено большое число как теоретических, так и экспериментальных работ. Лишь малая их часть может быть представлена исследованиями [ ], [ ], [ ], [ ], [ ], [ ], [ ], [ ], [ ], [ ]. Так в [ ] приведен обзор параметров, используемых для описания роста трещин в упругих нелинейно вязких материалах. В случае упругих нелинейно вязких сред только один параметр, например, коэффициент интенсивности напряжений К или J-интеграл, не может использоваться для характеристики скорости роста трещины, поскольку существуют три характерных режима маломасштабная ползучесть, развитая ползучесть и переходный режим от первого предельного случая ко второму. Переходный режим устанавливается в зависимости от характерного размера области ползучести по сравнению с размерами образца. Исторически первым инвариантным параметром, введенным для случая установившейся ползучести, является С -интеграл (см. ). [c.348]

Настоящая глава посвящена построению теории ползучести неоднородно-стареющих тел. Приводится интегральная форма линейных и нелинейных уравнений состояния, определяющих связь между напряжениями и деформациями. Дается постановка основных краевых задач теории ползучести для наращиваемых тел, подверженных старению. Исследуется структура ядер ползучести и релаксации, отражающих наиболее характерные особенности деформирования стареющих материалов во времени. Устанавливаются достаточные условия ограниченности и асимптотической устойчивости решений краевой задачи теории ползучести для неоднородно-стареющих тел с односторонними связями как внутри, так и на границе этих тел. [c.12]

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]

Возвращаясь к основным определяющим уравнениям (2.5), (2.6) и (2.8) нелинейной теории ползучести неоднородно-стареющих тел, отметим следующее. Для стареющих материалов, у которых время упругого последействия или время релаксаций зависит от напряжений а, кривые ползучести, на основе которых [c.25]

В настоящей главе приведены основные принципы соответствия для задач линейной и нелинейной теории ползучести стареющих материалов как для однородных, так и для неоднородных тел, а также даны методы их реализации. [c.277]

В работах [182, 193, 254, 333, 336] для нестареющих вязко-упругих материалов получены представления, позволяющие при определенных условиях решение некоторых задач теории ползучести выразить через решение соответствующих задач для нелинейно-упругого тела. [c.293]

Р о 3 о в с к и и М. И. О нелинейных уравнениях ползучести и релаксации материалов при сложном напряженном состоянии.— ЖТФ, 1955, [c.326]

Области на границе зерен материала, которые обладают заметной локальной ползучестью при рабочих уровнях макронапряжений в материале, сглаживают микронапряжение (подобно кобальту в цементированном карбиде). При этом если толщина граничных слоев мала, ползучесть материала на макроуровне практически отсутствует [3]. Применительно к композитам из сказанного можно сделать следующий вывод значительная местная неупругость волокна, матрицы или поверхности раздела между ними должна играть чрезвычайно важную роль для композита в целом. Причем не важно, проявляется это или нет в виде заметной нелинейности на диаграммах нагрузка — перемещение (или о(е)) образцов или конструкций. [c.14]

В рассмотренном нелинейном анализе предполагалось, что в материале отсутствуют сложные взаимодействия характеристик. То есть деформации ползучести, возникающие в результате действия усадочных напрял<еннй, не оказывают влияния на нелинейные кривые а(е) компонентов композита, на вид критерия пластичности и законы течения компонентов. [c.279]

Во-первых, всюду, где это специально не оговорено, материал считаем линейно упругим (изотропным или анизотропным). Конечно, многие практически важные задачи устойчивости деформируемых тел требуют учета более сложных реологических свойств (нелинейная упругость, пластичность, ползучесть и т. д.). Но для тонкостенных элементов силовых конструкций из современных высокопрочных материалов это ограничение вполне обосновано. Как правило, работоспособность таких конструкций определяется их устойчивостью в упругой области. Кроме того, для правильной постановки и решения задач устойчивости деформируемых тел с другими реологическими свойствами необходимо понимать формулировки и решения задач устойчивости для линейно-упругого тела. [c.35]

Во многих исследованиях предполагалось, что ползучесть описывается линейными законами вязкоупругости и наследственности, свойственными материалам с ограниченной ползучестью (бетон, полимеры). В меньшей степени использовались нелинейные законы, характерные для материалов с неограниченной ползучестью (металлы при повышенных температурах). Малоизученными остаются также вопросы, связанные с влиянием дополнительного температур- [c.3]

На основе испытаний образцов для каждого уровня напряжений получены статистические облака реализации случайной функции Численное построение кривых ползучести, т. е. уравнений регрессии по имеющемуся статистическому материалу, проводилось по методу наименьших квадратов с параболической и линейной аппроксимацией для первого — нелинейного и вто-)ого — линейного участков кривых, расчет — на ЭЦВМ V1-222 с помощью программы, приведенной в работе [1]. [c.92]

В связи с рассмотренными особенностями деформирования и разрушения резьбовых соединений, работающих в широком диапазоне температур, важное значение может иметь температурный фактор, способствующий возникновению дополнительных деформаций ползучести, снижению усилий предварительного затяга п накоплению длительных статических и циклических повреждений. Оценка сопротивления малоцикловому разрушению резьбовых соединений при высоких температурах может быть осуществлена по критериям длительной циклической прочности (см. гл. 2, 4 и 11). Понижение температур эксплуатации приводит к возможности возникновения хрупких разрушений резьбовых соединений на ранних стадиях развития трещин малоциклового нагружения. Это требует изучения трещиностойкости конструкционных материалов (предназначенных для изготовления резьбовых соединений) с применением соответствующих критериев линейной и нелинейной механики разрушения [19, 12]. [c.211]

Заключение. Уравнение Больцмана пригодно для описания линейных законов деформирования. Реальные материалы нередко характеризуются нелинейной зависимостью деформации от напряжения (см., например, уравнение ползучести в 70, уравнение вязко-пластического течения в 71). [c.310]

С повышением температуры прочностные и упругие свойства полимерных матриц и адгезия их к волокну постепенно снижаются вплоть до температуры стеклования, в результате чего понижается несущая способность композиционных материалов, особенно при сжатии и сдвиге, увеличиваются ползучесть и нелинейность диаграмм напряжения. Для изделий, длительно работающих при температуре выше 200 С, эпоксидные связующие заменяют более термостойкими, в основном полиимидными. [c.586]

Кроме сказанного выше, обратим внимание на следующее важное обстоятельство. Нелинейные уравнения теории ползучести (2.5), (2.6) или (2.8), строго говоря, применимы лишь в случае отсутствия разгрузок. В самом деле, опытами [17, 23] установлено, что в области нелинейной ползучести для таких типичных стареющих материалов, как бетон, полимеры и ряд других, последействия в них и после разгрузки при различных уровнях напряжения не следуют тому же нелинейному закону, по которому развиваются деформации пoJПзyчe ти при нагружении их согласно уравнениям (2.5), (2.6) или (2.8) нелинейной теории ползучести. Более того, на основании некоторых предварительных данных представляется возможным полагать, что явления последействия в стареющем материале при его разгрузке в области высоких напряжений по своему характеру будут протекать ближе к линейному закону, хотя при этом по-прежнему будет иметь место неполная обратимость деформации ползучести. Поэтому нелинейная теория ползучести неоднородно-стареюпдах тел, основанная на исходных уравнениях состояния (2.5), (2.6) или (2.8), т. е. на допущении подобия кривых ползучести, и не учитывающая явление смягчения нелинейности деформации ползучести стареющего материала со временем, а также различия между эффектами нагрузки и разгрузки, является хотя и важным, но лишь первым шагом в создании нелинейной теории ползучести нёоднородно-стареющих тел. [c.26]

Воздействие температурного поля qt приводит к увеличению областей пластического деформирования материалов (рис. 6.18 5) за счет уменьшения предела текучести и порогового значения интенсивности деформаций для физической нелинейности. На рис. 6.18 темные точки и прямоугольники обозначают соответственно нелинейную ползучесть (вязкоупругость) и пластические деформации в начальный момент, светлые — добавки за 30мин. [c.350]

Учет ползучести при сжатии в поперечном направлении осуществляется следующим образом. Используя запись закона да )ормирования для поперечного сжатия в виде дифференциального уравнения нелинейной реологической модели типичного тела, получим уравнение осесимметричной задачи, в котором левая часть, записанная через Ог> аналогична соответствующему уравнению относительно Ог нелинейно-упругой задачи намотки, а правая часть, выраженная через а , может для данного момента времени < считаться заданной. Таким образом, непрерывный процесс намотки заменяется мгновенным наложением витка толщиной Дгг и выдержкой в стационарном состоянии в течение времени ДЛ соответствующему реальному времени непрерывной намотки этого витка. Вычисленные значения методом, аналогичным использованному при построении дискретно-кольцевой модели намотки нелинейно-упругих материалов, умноженные на приращение времени Ы, позволяют определить новое напряженное состояние, предшествующее намотке уже следующего витка и т. д. Полученное распределение напряжений после намотки с конечной скоростью и последующей релаксацией (ускоряемой при разогреве) находится в вилке между распределением напряжений при мгновенной намотке (мгновенная изохрона о — е ) и последующей релаксацией бесконечно медленной намотки (изохрона Ог — Ъг при I оо). [c.466]

Нелинейное поведение материалов может привести к изменению жесткости конструкции под действием приложенной нагрузки. Так, нелинейная зависимость деформации от напряжения для пластичных и сверхэла-стичных материалов заставляет конструкцию различным образом реагировать на внешние силы уровень остаточной деформации определяется величиной приложенных сил и температурным режимом. Нелинейные эффекты, вызванные ползучестью и вязкопластичным (вязкоэластичным) поведением материалов, могут зависеть от времени и скорости нагружения, температурного режима и величины нагрузки. Распухание материалов под действием частиц деформирует конструкцию, причем величина деформации является функцией температуры, времени, потока нейтронов и величины приложенных сил. [c.14]

В случае стационарной трегцпны в упругом нелинейно вязком материале скорости деформаций ползучести превалируют над скоростями упругих деформаций и поэтому последними пренебрегают. Вследствие этого напряжения у вер-гпппы трегцпны имеют особенность регпеппя HRR г ф n/(n+i) [c.358]

Гл. б посвящена принципам соответствия в теории ползучести Стареющих материалов. Приведены основные принципы соответствия для задач л инейной и нелинейной теории ползучести старею- [c.10]

При больпшх напряжениях соотношения между напряжениями и деформациями для таких материалов становятся нелинейными. В связи с этим возникает необходимость нелинейной теории ползучести неоднородно-стареющих тел. [c.21]

Подводя итог изложенному, можно сказать, что рассмотренный комбинированный подход, объединяющий метод конечных элементов и анализ слоистой среды, является приемлемым для прогнозирования свойств слоистых композитов при простых температурно-силовых воздействиях, когда материал матрицы нелинейно упругий и чувствителен к ползучести, Применение этого подхода к боропластикам на эпоксидном связующем подтвердило оценки уровней усадочных напряжений в этих материалах, полученные при помощи линейного термоупругого анализа. Усадочные напряжения, определенные с учетом ползучести для типичного цикла отверждения слоистого композита, могут в зависимости от схемы армирования составлять по величине от 80 до 100% усадочных напряжений, рассчитанных при помощи линейного термоупругого анализа. Величина усадочных напряжений, по-В1 димому, не чувствительна к небольшим изменениям скорости охлаждения композита. Однако нагрев выше температуры отверл<дения (повторный) приводит к значительному увеличению усадочных напряжений. [c.283]

Если проследить за эволюцией сопротивления материалов за последние 40 лет, то легко заметить общую тенденцию, направленную к переходу от решения задач строительного профиля к более общему машиностроительному. Сопротивление материалов заметно обогатилось, стало многообразнее и насыщеннее. В него вошли вопросы усталостной прочности и динамики. В современных учебных курсах нашли свое отражение теории пластичности и ползучести. Введены основные задачи теории нластин и оболочек, анализ которых прежде традиционно относился к теории упругости. В ближайшее время следует ожидать внедрения в сопротивление материалов некоторых элементов нелинейной теории упругих систем. [c.11]

На рис. 4.6 показана установка на экспериментальном образце датчика ползучести. Испытания проводят при скорости нагрузки 1 мм/мин. В ходе испытаний замеряют нагрузку, изменение точки приложения нагрузки, перемещение раскрытия (межклиновое расстояние). Пластмассы, армированные стекловолокном, представляют собой материалы, которые обладают нелинейными характеристиками. [c.82]

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]

Прагер [8] вывел уравнение, описывающее в общем виде соотношение между напряжением и деформацией при пластической деформации деформационно упрочняемых материалов. Это уравнение основано на теории общей деформации и не связано с теорией приращения деформации. Однако, как указано в разделе 4.1, ползучесть характеризуется закономерностями, аналогичными закономерностям нелинейной упругости. Поэтому скорость ползучести часто рассматривают [9, 11 ] с позицией теории общей деформации. В связи с этим в настоящем разделе авторы обсуждают обобщенное уравнение, описывающее соотношение напряжение—скорость ползучести с помощью теории Прагера. [c.102]

В книге приводится методологически последовательная постановка геометрически и физически нелинейных задач механики деформируемого твердого тела, в том числе задачи о потере устойчивости и контактных взаимодействиях тел. Уравнения формулируются относительно скоростей или приращений неизвестных величин. Приводятся слабые формы уравнений и вариационные формулировки задач. Рассматривается применение метода конечных элементов к решению квазистатических и динамических задач. Используются следующие модели материалов изотропная линейно-упругм, несжимаемая нелинейно-упругая Муни — Ривлина, упругопластическая, термоупругопластическая с учетом деформаций ползучести. Приводятся процедуры численных решений нелинейных задач, основанные на пошаговом интегрировании уравнений равновесия (движения). Рассматриваются особенности процедур численного решения задач о потере устойчивости и контакте тел. [c.2]

Книга состоит из двух частей. В первой части изучаются уравнения нелинейного деформирования твердых тел как в начальной, так и в актуальной конфигурации. Рассмотрены различные определения тензоров деформаций и напряжений. Приведены альтернативные формы уравнений равновесия (движения) и формулировки этих уравнений относительно скоростей. Представлены определяющие соотношения для различных моделей материалов (упругие, упругопластические, термоупругопластические с учетом деформаций ползучести). Отмечается, что для каждой модели материала и/или для каждой степени нелинейности из всех возможных формулировок уравнений выгоднее использовать од- [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...