Ползучесть механическая

Выражением релаксационного характера механических свойств полимеров являются гакие широко известные факты как трудность достижения равновесного значения высокоэластической деформации, медленное увеличение деформации при постоянной нагрузке (ползучесть), убывание напряжения со временем в деформированном образце (релаксация напряжения), различие в напряжении при одной и той же величине деформации в случае нагружения и в случае разгружения (механический гистерезис и связанные с ним тепловые потери), отставание при периодическом деформировании деформации от напряжения и, как следствие этого, существование так называемого тангенса угла механических потерь. [c.41]

Выше мы кратко рассмотрели зависимость от молекулярной структуры эластомеров технологических свойств сажевых смесей и основных физико-механических свойств вулканизатов. Можно указать на ряд других свойств резин, имеющих важное значение при конструировании различных резино-технических изделий, такие как усталостная выносливость, ползучесть, остаточные деформации и др., улучшение которых связано с получением однородных материалов — однородных сеточных структур, что в свою очередь, опирается на внедрение каучуков с определенным молекулярным составом. Весьма существенным является также использование растворимых вулканизующих групп и интенсификация процессов смешения. [c.92]

В криогенной технике и при установке аппаратов под открытым небом в районах, где бывают сильные морозы, имеет значение нижний температурный предел применения материала. Механические свойства углеродистых сталей ухудшаются при низких температурах вследствие снижения ударной вязкости. Углеродистые стали обыкновенного качества применяют при температуре не ниже —20°С, марганцовистые стали — до —70°С при более низких температурах — хромоникелевые стали. Верхний температурный предел применения углеродистых и марганцовистых сталей не превышает 475°С. При более высокой температуре резко падает их механическая прочность и появляются признаки ползучести. [c.15]

Жаропрочностью называют способность металла сохранять при высоких температурах достаточно высокие механические свойства длительную прочность и сопротивление ползучести. [c.16]

Отказ (событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния), вызванный деформацией и разрушением металла оборудования, называют механическим отказом (МО). Признаками МО (недопустимое изменение признаков нормальной работы объекта) являются снижение рабочего давления и производительности, выход продукта на поверхность и др.. При этом за критерии МО (признаки отказа, которые являются необходимыми и достаточными для суждения о нарушении работоспособности) принимаются недопустимые по условиям эксплуатации простой объекта, утечка продукта и др. Под характером МО понимается конкретное материальное изменение объекта при его переходе в неработоспособное состояние, например, разгерметизация (свищ, разрыв), чрезмерная деформация (потеря устойчивости первоначальной формы) и др. Причинами МО являются процессы накопления повреждений (усталость, коррозия, ползучесть, термическая флуктуация, старение). Повреждения вызывают отказ, когда какой-либо его характерный параметр (например, длина трещины) достигает своего некоторого предельного (критического) значения. Последствия отказа [c.62]

Проверка адекватности модели кинетики набухания осуществлялась на основании экспериментальных данных о положении оптической и фазовой границ. Для проверки адекватности использовался средний квадрат отклонения между экспериментальными и расчетными данными положения оптической и фазовой границ. Результаты проверки показывают, что моделирование деформации механических свойств полимера в процессе его ограниченного набухания, основанное на представлении системы сополимер — растворитель как сплошной среды с одним внутренним релаксационным процессом, вполне допустимо (погрешность не превышает +9%). Параметрами реологических уравнений являются модуль упругости среды и кинетический коэффициент ползучести, характеризующий внутреннюю подвижность макроцепей сополимера. Наряду с этим предлагаемая модель допускает (при необходимости) дальнейшее уточнение характеристик среды на основе более углубленного исследования реологических свойств системы сополимер — растворитель . [c.328]

Из винипласта можно изготовлять аппаратуру, работающую при температуре от +50 до —20" С, но не несущую механических нагрузок, вызывающих ползучесть винипласта. Аппарату [c.413]

Рациональное применение присадок для смазочных масел основывается на связи между качеством присадок и необходимым уровнем улучшения качества смазочного масла. Этот уровень определяется предельным состоянием, достигаемым машиной или механизмом и устанавливаемым по различным видам износа механический износ, усталостные разрушения, ползучесть, старение материала, коррозионный износ, химический (коррозионно-механический) износ и др. Химический износ особенно значителен при использовании присадок химического действия. [c.129]

Концентраторы напряжения (отверстия в теле детали, резкие переходы от более толстого к тонкому сечению, механические надрезы, трещины и др.) могут существенно снизить прочность некоторых материалов, поэтому образцы испытывают на чувствительность к надрезу и трещи. е. Длительное воздействие статических нагрузок и повышенной температуры вызывает необходимость проведения испытаний на ползучесть. Проводятся испытания на износ и истирание, на коррозионную усталость и склонность к коррозионному растрескиванию, на термостойкость и другие виды испытаний. [c.276]

Материалы для изготовления сосудов и аппаратов высокого давления следует выбирать в соответствии со спецификой их конструктивного исполнения, изготовления и эксплуатации, а также с учетом возможного изменения исходных физико-механических свойств материалов, находящихся под коррозионным воздействием обрабатываемой среды в условиях данного химико-технологического процесса. Так, при обработке водородсодержащих веществ на работоспособность аппарата оказывает особое влияние водородная коррозия, а при рабочих температурах выше 350 °С — ползучесть материала (стали). Кроме того, всегда нужно стремиться к низкой стоимости оборудования. Поэтому при выборе материалов предпочтение [c.118]

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что независимо от марки материала (сталей, сплавов титана) при N л5 3...4-10 значение деформаций при разрушении одинаково. Формулы (298) и (299) и кривые допускаемых напряжений следует использовать для оценки прочности элементов аппаратов при раздельном или совместном действии циклических, механических и термических напряжений при условии, что рабочая температура не вызывает изменения механических свойств материала или ползучесть. [c.216]

Расчет теплообменников, работающих при давлении ниже 14 атм и температуре ниже 150° С, обычно сводится к непосредственному расчету на прочность. При возрастании температуры выше 150° С — 315° С (в зависимости от материала) взаимосвязь между допускаемым напряжением и механическими свойствами конструкционного материала становится все более сложной, особенно если давление велико и теория тонких оболочек не дает уже хорошей аппроксимации. На рис. 7.17 приведены некоторые показатели прочности типичной углеродистой стали как функция температуры. Заметим, что все пять параметров [кратковременный предел прочности, кратковременный предел текучести, длительная прочность при 10 ч, условный предел ползучести до 1% за 10 ч и условный предел ползучести до 1% за 10 ч (около 12 лет) быстро падают с возрастанием температуры выше 425° С. На практике ограничение по ползучести обычно более важно, чем по длительной прочности, поэтому расчетные напряжения от давления выбирают обычно из условия получения деформации ползучести не более 1% за 10 ч. К сожалению, данные по измерению ползучести за 10 ч очень скудны, так как для получения их требуется 12 лет. Таким образом, приходится пользоваться кривыми ползучести 1% за 10 ч или допускать, что скорость ползучести не зависит от времени, и пользоваться кривыми для скорости [c.154]

Разметка коллектора также выдвигает ряд важных вопросов. Опыт приварки труб к трубной доске свидетельствует о том, что для рассматриваемых труб малого диаметра с тонкими стеиками минимальное расстояние между трубами в трубной доске должно быть не меньше 2,5 мм. Столь малая величина требует решения ряда сложных конструкторских проблем, связанных с напряжениями в трубной доске. Конструкция должна выдерживать перепад давлений как в рабочих условиях, так и при нерасчетных режимах. Часто имеется возможность спроектировать станцию таким образом, что перепад давлений в трубной доске на высокотемпературном конце теплообменника в обычных условиях будет мал. В результате напряжения в горячей трубной доске будут лежать в допустимых пределах, несмотря на малые значения допускаемых напряжений в этом диапазоне температур. Перепад давления и результирующие напряжения в холодной трубной доске будут значительно больше, но при этом допускаемые напряжения из-за меньших рабочих температур металла будут больше. Однако обе трубные доски должны быть спроектированы с учетом аварийных обстоятельств, таких, как внезапный останов насоса в любом из контуров или плохое управление процессами, которые приводят к перепадам давлений, значительно превышающим номинальные. Механические расчеты показали, что толщина плоской трубной доски должна быть в пять — восемь раз больше толщины цилиндрических коллекторов, иа которые не действуют изгибающие усилия. Кроме того, в результате ползучести и изгиба плоских трубных досок под действием перепада давлений возникает изгиб труб, что, в свою очередь, вызывает появление трещин в сильнонапряженных участках труб вблизи трубных досок. Подобных трудностей можно избежать, применяя цилиндрические коллекторы, поскольку никакая пластическая деформация цилиндрического барабана не изменяет его геометрии и конфигурации труб. [c.274]

Из сказанного выше следует, что прочность коагуляционных структур значительно ниже прочности структур с непосредственным сцеплением частиц между собой. Прослойки среды в местах контактов, играя роль смазочного материала, обеспечивают подвижность отдельных элементов структуры. Материалы с такой структурой обладают высокой пластичностью и способностью к, ползучести при небольших напряжениях сдвига. Таким образом, увеличивая или уменьшая толщину прослоек среды в местах контакта частиц или изменяя их гидродинамические свойства с помощью некоторых добавок (модификаторов), можно в широки.ч пределах регулировать механические свойства коагуляционной структуры материала. [c.384]

Полное изучение объемно-механических свойств включает в себя, оценку упругих свойств, ползучести и течения смазок. Однако, поскольку в условиях эксплуатации смазки подвергаются действию нагрузок, значительно превышающих их предел упругости, в качестве основных реологических характеристик смазок приняты предел прочности при сдвиге или предельное напряжение сдвига т и эффективная вязкость т). [c.359]

Механические модели режима ползучести [c.219]

Рис. IV.И. Детализованная механическая модель вязкоэластичного режима эмульсии В/М для линейного участка кривой ползучести.

Способность металла противостоять газовой коррозии определяется его жаростойкостью. Другой важной характеристикой металла при его взаимодействии с горячими газами является жаропрочность — способность металла сохранять механическую прочность и хорошо сопротивляться ползучести при высоких температурах. Многие металлы, например алюминиевые сплавы, вполне жаростойки при 400—450° С, но не жаропрочны. [c.25]

Чисто эластическое деформирование механически полностью обратимо и не связано с разрывом цепи или ползучестью. Однако в реальном каучуке, как и в любом вязкоупругом твердом теле, энергетическое и энтропийное упругое деформирование представляет собой вязкое течение. Отсюда следуют релаксация напряжения при постоянной деформации, ползучесть при постоянной нагрузке и диссипация энергии при динамическом воздействии. Поэтому при моделировании макроскопических механических свойств вязкоупругих твердых тел даже в области деформации, где отсутствует сильная переориентация цепей, следует использовать упругие элементы с демпфированием, содержащие пружины (модуль G) и элементы, учитывающие потери в зависимости от скорости деформирования (демпфер, характеризующийся вязкостью ti). Простейшими моделями служат модель Максвелла с пружиной (G) и демпфером (ti), соединенными последовательно, и Фохта—Кельвина с пружиной (С) и демпфером, соединенными параллельно. В модели Максвелла время релаксации равно t = t]/G, а в модели Фохта—Кельвина то же самое время релаксации более точно называется временем запаздывания. В феноменологической теории вязкоупругости [55] механические свойства твердого тела описываются распределением основных вязко-упругих элементов, характеризуемых в основном временами релаксации т,-. Если известны спектры молекулярных времен релаксации Н(1пт), то с их помощью в принципе можно получить модули вязкоупругости [14Ь, 14d, 55]. Зависимый от времени релаксационный модуль сдвига G t) выражается [c.39]

В заключение данного раздела можно сказать, что не столь уж очевидно, что нагружение и разрыв цепей определяют ползучесть неориентированных полимеров. Механизм размягчения (общий для всех линейных полимеров [122, 128]), обусловливающий переход от замедленной ползучести к ускоренной ползучести, обычно связан с сегментальным движением и изменением межмолекулярного притяжения, а не с уменьшением длины цепей или их прочности. Исследование образования свободных радикалов при ползучести неориентированных полимеров, выполненное Янсоном и др. [125], пока еще также неубедительно. С учетом примесных радикалов в ПВХ данные авторы получили значительное уменьшение скорости ползучести ( в 10 раз). Однако они утверждают, что нельзя отделять эффект стабилизации материала от эффекта его механического усиления [125]. [c.289]

Основной характеристикой физико-механических свойств материала труб является жаропрочность, определяемая его химическим составом и способом изготовления. Жаропрочность характеризуется текучестью и ползучестью материала, вызываемых пластической деформацией. Для труб печей пиролиза допускается деформация в 5% [6 . [c.197]

Определяющее уравнение ЛВУ. Единичный элемент Фойхта. В механической модели Фойхта (см. рис. 6.6, б) полное напряжение есть сумма напряжений в пружине и в поршне. С другой стороны, деформация обоих компонентов модели одинакова и равна полной деформации. Используйте эти факты для построения определяющего уравнения единичного элемента Фойхта. Решите полученное дифференциальное уравнение для случая ползучести (т О, / < 0 т = То, t > 0) и получите уравнение (6.4-3). [c.177]

Реологическая кривая у (т) реальной тиксотропной системы может быть более сложной и содержать ряд различных участков (стадий). Так, 6 %-ная (по весу) суспензия бентонитовой глины обнаруживает при наименьших значениях т механически обратимое упругое последействие в практически неразрушенной структуре (рис. 5, стадия I) затем — медленное вязкопластическое течение ( ползучесть по Шведову — II) далее — бингамовское течение в энергично разрушаемой структуре (III) и наконец, эйнштейновское течение в полностью разрушенной структуре (IV). [c.312]

ПОЛИМЕРНЫЕ АРМИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛЫ — полимеры, содержащие волокнистые или другие наполнители. Благодаря армированию значительно повышается механическая прочность, ударная вязкость, динамическая устойчивость и теплостойкость полимеров, снижается их ползучесть. В качестве волокнистых наполнителей применяют обычно волокна, жгуты, нити, ткани, полотно, маты и др. Наибольшей механической прочностью и жесткостью обладают стекло- и асбопластики, широко применяемые в различных отраслях техники в качестве конструкционных материалов. Углепластики применяют в ракетной технике благодаря их высокой теплостойкости (см. Стеклопластики). [c.197]

Кроме указанных механических характеристик, при выборе сталей для изготовления элементов аппаратуры, работающих при повыпюиных температурах, необходимо знать такие свойства, как ползучесть и длительная прочность материала, склонность к тепловой хрупкости, релаксации, чувствительность к старению, стабильность структуры, а для аппаратуры, работающей при пониженных температурах — склонность к хладноломкости. [c.5]

Обычные методы кратковременных испытаний в условиях повышенных температур не дают возможности выявить действительные механические свойства сталей и не позволяют правильно судить об их прочности и пластичности. В связи с этим, выбирая допускаемые напряжения при высоких температурах, следует учитывать нзмеиенпя комплекса механических свойств, т. е. не только изменения предела прочности, предела текучести, но и длительную прочность и склонность стали к ползучести, релаксации. При определении работоспособности стали в данных условиях необходимо учитывать также и ряд таких факторов, как склонность к тепловой хрупкости, графнтизации, старению и пр. [c.9]

Стали теплоустойчивые, механические свойства их изменяются незначительно с повыиюнием температуры отличаются высокими сопротивлением ползучести и пределом длительной ярочности. Их легируют молибденом, вольфрамом и ванадием. Наиболее эффективно повышает теплоустойчивость стали молибден (табл. 4). Однако применяют также и безмолибденовые теило- [c.15]

Ускорение ползучести в условиях действия адсорбционноактивных сред отмечалось неоднократно. В работе [261] рассматривается один из возможных механизмов влияния снижения свободной поверхностной энергии на некоторые механические характеристики твердых тел, в том числе и на скорость ползучести. Сущность механизма заключается в том, что свободная поверхность, наряду с межзеренной, рассматривается как основной источник точечных дефектов (вакансий) в объеме поликристалла. Мощность этого источника зависит от равновесной концентрации С - изломов на поверхностных ступенях атомарной высоты. Элементарный акт образования вакансии на поверхности заключается в переходе атома твердого тела на излом атомарной ступени. Следовательно, поток вакансий с поверхности кристалла в его объем должен возрастать при уменьшении поверхностной энергии о в соответствии с выражением 1п (—с1кТ). [c.90]

Механический износ проявляется также в пластической деформации деталей, подверженных нагрузкам. Например, валы кроме износа поверхностей трения подвергаются кручению и изгибу. Шпонки и шпоночные пазы подвергаются пластической деформации вследствие перегрузки соединения, некачественной сборки или в результате появления ударных нагрузок на шпоночное соединение. Любое болтовое соединение находится под воздействием статической нагрузки. Величина нагрузки определяется усилием затяга соединения. Переменная температура и переменное давление в аппарате приводят к появлению динамических нагрузок, под воздействием которых возникает усталость металла и удлинение болтов с искажением профиля резьбы. Пластические деформации при тепловом воздействии связаны с ползучестью металла. Для углеродистых сталей ползучесть проявляется при температурах, превышающих 375 °С, для легированных — более 420 °С. [c.39]

Выбор материала диктуется, конечно, не одними только соображениями об учете ползучести, но также и условиями коррозии (в частности, в синтезе аммиака — водородной коррозии), жарохрупкости и т. д. Рассмотрение этих вопросов не входит в наши задачи н составляет предмет курса Химическое сопротивление материалов и специальных курсов оборудования. Явление же ползучести, как видно из предыдущего, тесно связано с одним из основных вопросов механического расчета — выбором допустимых напряжений. [c.340]

Молибден является тяжелым металлом его плотность равна 10,2 Мг м . Температура плавления молибдена 2010° С. Молибден обладает достаточно хорошими физико-механическими свойствами, в особенности сопротивлением ползучести при высоких температурах. Предел прочности листового материала 1200 Мн/м , относительное удлинение 10—12%, твердость 1900 Мн1м , коэффициент теплопроводности 181,5 втЦм- град) при 2ГС и 108 вт1 м град) при 838° С. [c.292]

Ползучесть — свойство металлов медленно пластически деформироваться при постоянном напряжении, причем при высоких температурах она наблюдается при напряжениях гораздо ниже предела текучести. Для нес езаводской аппаратуры допускается скорость ползучести 10 —Ю" мм/(мм-ч). При высоких температурах может происходить понижение механических свойств материалов вследствие структурных и фазовых превращений, поэтому для работы аппаратов при высоких температурах требуются специальные жаропрочные стали с высокой механической прочностью, с высоким сопротивлением ползучести. [c.174]

Адсорбционно-сольватные слон и диснерсионная среда НДС пг()ают роль смазочных слоев и определяют вместе с тем подвижность ССЕ, пластичность и ползучесть НДС даже ири малых напряжениях сдвига. Медленно развивающиеся и спадающие после снятия нагрузки обратимые деформации сдвига характерны не для ССЕ, а для образованной из ССЕ решетки (или каркаса) с тонкими прослойками среды по участкам контакта. Такие пространственные структуры (решетки) обладают тиксотропными свойствами, т. е. способны к обратимому восстановлению после механического разрушения. [c.129]

Размеры рассмотренных участков реологической кривой могут быть самыми различными в зависимости от природы системы и условий, при которых проводят испытания механических свойств (например, температуры). В коагуляционных структурах систем с твердой дисперсной фазой предел упругости растет с увеличением концентрации частиц и межчастичного взаимодействия. В этом же наиравлении уменьшается область текучести. Для материалов, имеющих кристаллизационную структуру, например для керамики и бетонов, характерны большая (по напряжениям) гуковская область деформаций и практическое отсутствие области текучести — раньше наступает разрушение материала (хрупкость). Поэтому им не свойственны ни ползучесть, ни тиксотропия. Для полимеров с конденсационной структурой наиболее типичны релаксационные явления, включая проявление эластичности, пластичности и текучести. Доля Гуковской упругости в них возрастает с ростом содержания кристаллической фазы. Наличие области текучести у полимеров объясняют разрушением первоначальной структуры и возникновением определенного ориентирования макромолекул, надмолекулярных образований и кристаллитов. По окончании такой переориентации наблюдается некоторое упрочнение материала, а затем с ростом напряжения материал разруилается. В какой-то степени промежуточными реологическими свойствами между свойствами керамики и полимеров обладают металлы и сплавы. У них меньше области гуковской упругости (по напряжениям), чем [c.380]

Объбмно-механические свойства смазок описываются несколькими способами, в том числе реологической кривой зависимости скорости (точнее, градиента скорости) деформации от напряжения сдвига т (рис. 97). При нг1пряжениях сдвига выше предела упругости структурного каркаса смазки испытывают очень медленно протекающие необратимые деформации течения (ползучесть). Однако поскольку деформации происходят в самом каркасе, то смазка сохраняет целостность. Поскольку на участке кривой Т1— Т2 все разрушенные связи практически мгновенно восстанавливаются, то скорость течения смазок пропорциональна напряжению сдвига. [c.358]

ИХ беспрепятственный рост в продольном направлении. Макро-скопичеокие механические свойства (деформация при разрыве, кратковременная и долговременная прочность, энергия разрыва) в какой-то степени зависят от числа трещин серебра на площади (поверхности), но все же они сравнимы с соответствующими свойствами хрупкого твердого тела, с деформацией при разрыве, составляющей, 4—5%, и с низкой энергией разрущения. Чтобы заметно увеличить макроскопическую податливость при ползучести и энергию, требуемую для разрыва, следует стимулировать образование больших количеств трещин серебра во всем объеме образца и препятствовать их преждевременному разрыву. Обе цели достигаются путем использования гетерофазных сополимеров или соединений полимеров. [c.385]

Кристаллические стереорегулярпые полимеры имеют более высокую температуру плавления и меньшую ползучесть, чем кристаллические атактические полимеры, а механическая прочность их много выше. На основе стереорегулярных полимеров получены высокопрочные теплостойкие волокна и пленки. [c.59]

Деформационные свойства, в том числе механические потёри, являются проявлением релаксационных свойств полимеров. Влияние механических потерь на процесс разрушения поставило более широкую проблему о взаимосвязи релаксационных свойств (деформационных) и процессов разрушения в полимерах. Эта важная проблема находится в стадии развития как в теоретическом [10 11.20], так и в экспериментальном плане [11.21 11.22]. Так, замечено, что прочность испытывает на температурной зависимости скачкообразные изменения при температурах у- и -релаксационных переходов, когда изменяется молекулярная подвижность в цепях полимера. В стеклообразном состоянии существует ряд характерных температур (релаксационных переходов), в которых долговечность претерпевает изменение. Для исследования природы деформация и разрушения полимера в стеклообразном состоянии изучались ползучесть, долговечность, разрывное напряжение и ширина линии ЯМР в широком температурном интервале. Установлены следующие принципиальные положения. [c.317]

Было замечено, что критерий Бейли становится неприменимым для расчетов числа циклов до разрушения пластмасс, если увеличиваются частота и число циклов до разрушения. Основная причина этого — локальные повышения температуры в вершинах трещин вследствие многократных передеформаций зоны микропластичности . При этом температура образца в целом заметно не увеличивалась, но локальные перегревы достигали 20—50 К. Но при более жестких режимах деформации идет разогрев и материала в целом. Наложение на статическую дополнительной периодической нагрузки вызывает явление виброползучести. Основные причины эффекта— разогрев материала вследствие механических потерь. В начале действия вибраций, когда не произошло заметного разогрева, скорость ползучести не изменялась, но затем резко возрастала на 2—3 порядка, при этом заметно повышалась температура материала. [c.330]

Классическая механика однофазных (атомных) сред выделяет следующие важнейшие свойства физических беспоровых тел упругость, вязкость, пластичность, прочность, ползучесть, релаксацию и др. Эти свойства называются механическими. Все дисперсные системы в разной степени обладают указанными выше механическими свойствами однофазных тел. [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология