Кривая развития ползучести

Однако и в области линейной вязкоупругости природа ползучести имеет сложный характер в связи с проявлением у- и Р-процессов релаксации наряду с медленным протеканием а-процесса релаксации, приводящим к развитию высокоэластической деформации. Песчанская и Степанов [47] наблюдали у термопластичных пластмасс на температурной кривой скорости ползучести при низких температурах ступеньки, которые соответствовали релаксационным у-, Р-переходам. Имеется несколько узких интервалов температур, в которых наблюдается резкое изменение кривых ползучести. В этих же интервалах существенно изменяется ширина линии спектра ЯМР. У пластмасс эти эффекты наблюдали в широком интервале температур (от —200 до 150°С) [47]. Одна из причин развития ползучести пластмасс состоит в образовании и раскрытии так называемых крейзов (микротрещин серебра ) [48]. [c.214]

На рис. 2 приведено сопоставление кинетических кривых развития пластической деформации никеля НП-1 и роста прочности соединения никеля с медью МБ при различных давлениях для температур 750 и 900° С. Анализ кривых показывает, что пластическая деформация, накопленная за период активного деформирования, зависит от величины приложенного давления. Прочность соединения, достигнутая за этот отрезок времени, колеблется в широких пределах и также зависит от величины приложенного давления в соответствии со значениями накопленной деформации. Дальнейший рост прочности соединения полностью определяется характером развития пластической деформации никеля. В том случае, когда параметры процесса таковы, что после этана неустановившейся ползучести развитие пластической деформации практически прекращается (рис. 2, /, кривые 2—4 и рис. 2, II, кривая 4), кинетические кривые роста прочности имеют затухающий характер. В случае, когда этап установившейся ползучести характеризуется определенной скоростью деформации (рис. 2, /, кривая 1 и рис. 2, //, кривые 1—3), кинетические кривые роста прочности имеют тенденцию монотонного увели- [c.203]

Обращает на себя внимание затяжной скачкообразный неуста-новившийся режим ползучести для малых напряжений.. Например, на кривой 1 в течение первых часов наблюдается затухающее развитие деформации, поэтому обычно на этом этапе исследователи прерывают наблюдение. Затем отмечается возрастание скорости деформации и вновь ее уменьшение. Такие подъемы (ступени) повторяются и далее, пока при наблюдениях свыше 30 ч не устанавливается линейный ход вязкого течения. При снижении температуры ступенчатость процесса выражена отчетливее, а при повышении температуры, как и при увеличении напряжения, это явление постепенно исчезает, что объясняется постепенным разрушением надмолекулярных структур. Наблюдаемые подъемы деформационных кривых эластомеров соответствуют временам порядка 10 —10 с и свидетельствуют о дискретности их надмолекулярных структур и спектра времен релаксации, связанных с медленными физическими релаксационными процессами. [c.137]

На рис. 9.5 показана кривая ползучести для модели Максвелла (с последующим сокращением образца после нагрузки). Видно, что модель Максвелла не отражает основной особенности кривой ползучести — наличия участка замедленного развития упругой деформации. В реальном полимере упругая деформация развивается не мгновенно, как в пружине, а замедленно, так как перемещение сегментов тормозится вязким сопротивлением среды. [c.123]

Изучая кривые течения, построенные из данных кинетики развития деформации при разных постоянных напряжениях, автор показал, что у битумов при постоянной температуре имеются две области условно упругая и пластической ползучести, разделенные критическим граничным напряжением — пределом текучести Рк-В условно упругой области при кратковременном наложении малых по величине напряжений, ниже предела текучести, развиваются весьма малые обратимые деформации. Однако длительное действие этих напряжений вызывает медленное течение, что характеризует область не как истинно упругую, а как условно упругую, для которой можно измерить высокую истинную вязкость. Переход из этой области в область пластической ползучести осуществляется в узком интервале напряжений. При этом градиент скорости лавинно увеличивается, что указывает на разрушение части связей, образующих пространственную структуру битума. Дальнейшее разрушение имеет место и в области пластической ползучести. Эффективная вязкость является итоговой характеристикой процессов разрушения и тиксотропного восстановления разрушенных связей системы при ламинарном течении с заданным градиентом скорости. [c.73]

Дальнейшее уменьшение напряжений практически не изменяет относительных удлинений при разрыве (кривые 4, 5, 6). На кривых ярко выражены два участка участок упругой деформации и установившейся ползучести. Третий участок—интенсивного развития деформации, как правило, отсутствует. [c.86]

Другой подход к проблеме длительной прочности твердых тел основан на феноменологическом анализе и использовании методов механики сплошной среды . В работе хрупкое разрушение рассматривается независимо от процесса ползучести и связывается с процессом трещинообразования, развивающимся во времени. Принимается , что процесс развития трещин в основном не влияет на деформацию ползучести, а если такое влияние и существует, то кривые ползучести, по которым устанавливаются уравнения ползучести, отражают суммарный эффект. [c.434]

Прочностные показатели жестких сшитых пенопластов примерно на 25% выше по сравнению с несшитыми [17]. Исследование кривых ползучести ПВХ-пенопластов показало [191, 368, 369], что в зависимости от величины нагрузки характер развития деформаций ползучести может значительно измениться (рис. 4.16). [c.298]

На рис, 9 представлены образцы кривых в области, далекой от момента разрушения. Кривая 1 описывает большие начальные дефор.мации при малой скорости развития деформаций, что характерно для высокоэластических материалов. Кривая 2 характеризует переходную область из стеклообразного состояния в высокоэластическое. Кривая 3 характеризует материалы с высоким значением модуля упругости и большой скоростью ползучести, что свойственно кристаллическим термопластам в области перехода от стеклообразного состояния к вязко-текуче.му. Кривая 4 типична для стеклообразного состояния любых материалов. Графики, представленные на рис 9, отличаются от кривых на рис. 8 тем, что первые из них получены при значительно меньших напряжениях, приблизительно соответствующих применяемым в реаль- [c.37]

Разрушение материала представляет собой внешне наиболее резко выраженное достижение критических условий, определяющих предел работоспособности материала. Во многих практически важных случаях налагаются иные условия, до которых допустимо нагружение изделия, эксплуатируемого как элемент конструкции. Здесь принципиально важны два случая ограниченность величины деформации или требование поддержания передаваемого усилия на заданном уровне. Развитие деформации при задании напряжений в области вынужденно-эластического состояния стеклообразных полимеров связано с ползучестью материала. При каждом заданном напряжении нарастание деформации происходит вначале медленно, но после некоторого момента времени выделяемого на деформационной кривой (рис. VI.17) с большей или меньшей определенностью, раз-240 [c.240]

Многочисленные эксперименты по релаксации напряжения и ползучести полимеров свидетельствуют о том, что кривая релаксации (ползучести) состоит из двух отчетливо выраженных участков — участка быстрого спада напряжения (быстрого развития деформации) и участка медленного спада напряжения (медленного развития деформации). Схематически это изображено на рис. 5.1. Однако попытки описать эти кривые с помощью только двух времен релаксации (илн запаздывания), как правило, оканчиваются неудачей, поскольку привлечение только двух этих параметров не позволяет с достаточной точностью описать промежуточный участок релаксационных кривых. Для более точного описания этих кривых используют спектр времен релаксации (или запаздывания), например дискретный спектр, определяемый по Тобольскому — Мураками [48] и Бартеневу — Брюханову [49]. Следует заметить, что появление спектра времен релаксации было обосновано Каргиным и Слонимским при анализе предлогженной ими мпогоэлементной модели полимер-яого тела [50—52]. [c.152]

На рис. 1.7 схематично показано, как в произвольной точке К на кривой ползучести полную деформацию можно разделить на составляющие еь 62, 63. Здесь выбран такой (момент времени, задолго до которого завершилось развитие деформации ег. Отрезок АВ представляет равновесную высокоэластическую деформацию при напряжении оо, в первом приближении можно считать, что величина ег при заданном сто не зависит от Г. [c.19]

При циклическом воздействии сварочного давления (рис. 1, а, б, кривые 1 и 2 ) после снятия нагрузки в металле, с установившейся дислокационной структурой, в течение времени разгрузки активно протекают процессы возврата, т. е. устраняются барьеры, образовавшиеся за время развития предшествующей пластической деформации. Новое нагружение первоначальным давлением приводит к тому, что процесс пластической деформации вновь обусловлен действием механизмов с низкой энергией активации. Таким образом, в течение всего времени процесса (после каждого разгружения) постоянно проявляются новые периоды активной деформации и этапы неустановившейся ползучести, т. е. имеет место непрерывное восстановление высокой скорости пластической деформации. Прирост пластической деформации в результате циклического воздействия давления с повышением температуры (при одинаковой длительности нагрузки) увеличивается. Это объясняется тем, что нри повышении температуры полнота протекания процессов возврата и вклад термической активации в развитие пластической деформации увеличиваются. [c.202]

С тех случаях, когда развитие пластической деформации пикеля на этапе установившейся ползучести не происходит (рис. 2, а, кривые 2—4 и рис. 2, б, кривая 4), к ривые роста прочности соединения имеют затухающий вид. Объясняется это тем, что атомы никеля, находящиеся в состоянии физического контакта с атомами меди, не активируются. Некоторый рост прочности [c.205]

Зависимость общей относительной деформации линейного полимера от Времени при постоянном напряжении а-г выражается кривой ползучести, представленной на рис. 70 На Этой кривой участок ОАВВ соответствует изменению относительной деформации при на )у-жейии, а участок ОСЕ — прн разтружении- Из рисунка видно, что после приложения напряжения деформация развивается мгновенно до величины ОЛ, затем развитие деформации во времени ВЫ р а жается выпуклой (по отношению к оси орди- [c.177]

Разрушение образцов происходит при величине равномерного удлинения, которая примерно постоянна Разрушению предшествует появление третьего участка на кривой ползучести, но в данном случае это происходит не за счет изменения площади поперечного сечения образца, а за счет развития трещин по границам зерен структуры металла, которые сливаются в микротрещины. Данный процесс наблюдается во всем объеме нагруженной области уже при деформациях порядка 1 2%. [c.397]

Предполагая, что за время процесса сварки порядка 1 мин физический контакт (независимо от параметров сварки) успевает полностью образоваться, проанализируем кинетические кривые роста прочности и развития пластической деформации (рис. 2) иа последуюш их этапах процесса. Очевидно, после образования полного физического контакта объемы металлов, прилегающие к зоне соединения, в процессе сварки будут пластически деформироваться в соответствии с законами по.лзучести. Поэтому для последующих периодов времени можно проводить сопоставление кинетических кривых развития пластической деформации и роста прочности. Анализ данных показывает, что наиболее интенсивный рост прочности соединения имеет место на этапе пе-установившейся ползучести никеля, в течение которого срабатывают все пиз-коэнергетические источники дислокаций. Скорость пластической деформации на этом этапе характеризуется непрерывным уменьшением вплоть до этапа установившейся ползучести. Начало установившейся ползучести определяется достижением равновесия между частотой зарождения двинчущихся дислокаций и скоростью их аннигиляции. [c.205]

Для стеклообразных полимеров особенно важна способность выдерживать длительное действие внешней силы (нагрузки) при сохранении размеров в заданных пределах. Это определяется величиной и закономерностями ползучести. На рис. 10.6 показаны кривые ползучести полистирола при разных нагрузках. Видно, что при нагружении мгновенно увеличивается длина образца за счет развития упругой деформации (деформация пружины). Далее развивается замедленная упругость, качественно аналогичная развитию высокоэластической деформации (элемент Кельвина — Фойхта). Эта замедленная упругость характеризует развитие вынужденно-эластической деформации. Далее возможны два случая либо деформация перестает увеличиваться после достижения определенной величины, либо она развивается непрерывно. В первом случае мы говорим, что имеет место затухающая ползучесть, во втором случае — незатухающая ползучесть. Последняя развивается как за счет истинно необратимой, так и за счет замедленной вынужденноэластической деформации без образования шейки. Полимер может применяться как конструкционный материал только в том случае, если под действием заданной нагрузки в нем развивается затуха- [c.151]

Например, в случае суперсплава с крупным зерном (поведение I типа) на воздухе наблюдается ускоренная ползучесть и разрушение образца в результате распространения одпой-двух трещин, образующихся на внешней поверхности (рис. 13, а). В вакууме (рис. 13, б) разрушение происходит в результате объединения многочисленных полостей, образовавшихся в местах стыка трех зерен внутри образца. На воздухе трещины зарождались в местах пересечения границ зерен с поверхностью (где в результате окисления происходило обеднение выделениями) и распространялись по гра1П1цам зерен. Еще одна интересная особенность результатов, полученных на воздухе,— наличие ступенек иа участках ускоренной ползучести (см. рис. 3 и 4). По-видимому, они связаны с легким образованием трещин в местах выхода межзеренных границ на поверхность (этому соответствуют резкие перепады ступенек) и последующим замедлением или даже прекращением их развития (относительно плоский участок ступеньки). Притупление трещин происходит в окисленном и лишенном фазы у поверхностном слое (рис. 14). Такое прерывистое развитие трещин продлевает продолжительность стадии ускоренной ползучести. Этот эффект имеет, по-видимому, динамический характер, поскольку при испытаниях в вакууме предварительно окисленных образцов такой ступенчатой кривой ползучести не наблюдалось, хотя скорость ползучести и была уменьшена присутствием окалины. При вакуумных испыта- [c.42]

Примером развития релаксации служит работа шпилек фланцевых соединений. Для обеспечения плотности этих соединений шпилькам придают первоначальный натяг путем затяжки гаек. Однако напряжения в шпильках, вызванные натягом, со временем снижаются, так как упругая деформация переходит в пластическую. Практически ощутимая релаксация развивается в сталях при тех же температурах, что и ползучесть. Релаксационные кривые для стали марки 25Х2МФА, применяемой для шпилек фланцевых соединений при температуре теплоносителя не выше 530° С, представлены на рис. 2-12. Термическая обработка — [c.39]

Характерно, что такое же действие на ползучесть монокристаллов свинца— смещение предела текучести и всей реологической кривой (но в обратном направлении — в сторону больших напряжений) вызывают твердые пленки соответствующей толщины на поверхности образцов, например, окиси свинца или поликристаллического цинка. Эти результаты в сопоставлении с известными данными о пластифицировании металлов при адсорбции органических ПАВ поаволяют уточнить наши представления о роли поверхностного потенциального барьера, препятствующего движению дислокаций в приповерхностном слое металла, и о механизме адсорбционного пластифицирования, который состоит в облегчении перемещения дислокационных сегментов в относительно глубоком приповерхностном слое (например до десятков микрон), что обусловливается при понижении свободной поверхностной энергии соответствующим уменьшением работы глементарного акта развития новых мо-нoaтOlJныx ячеек новерхности при ее прочерчивании точками выхода дислокаций. [c.163]

По кривым ползучести можно проанализировать температурную зависимость деформаций начальных (деформации в момент приложения нагрузки) и разрушающих (деформации при разрушении) [103, 104]. На примере эпоксидного клея ЭПЦ-1 показано, что до 60 °С наблюдается линейная зависимость разрушающей деформации от температуры, а выше 60 °С зависимость нелинейна. Ранее отмечалось, что в этом же интервале температур и при тех же уровнях нагрузки от линейного закона отклоняется температурная зависимость разрушающих напряжений при постоянной нагрузке. Развитие деформаций при пульсирующей нагрузке по сравнению со статической значительно ускоряется. В качестве примера можно привести (рис. 8.13) данные А. С. Прокофьева для клееной древесины при статической ползучести и виброползучести (частота 600 циклов/мин) [37, 107]. ,4 [c.248]

Ядро ползучести (4.38) удовлетворяет этим условиям, однако не вполяе точно описывает кривые ползучести на всех участках. Вопрос выбора ядер для решения различных задач теории ползу-чесш достаточно сложен, его изучали Ю. Н. Работнов [50, 53], М. А. Колтунов [54], А. Р. Ржаницын [55] и другие исследователи. Учитывая, что ползучесть ориентироваиных стеклопластиков в направлениях армирования невелика, можно пользоваться упрощенными формулами (4.26) или (4.30), где ядро принято в виде (4.38). Эти выражения применимы в том случае, когда равновесное состояние материала еще не установилось и в расчете необходимо учесть кинетику развития высокоэластической деформации. Если равновесное состояние установилось, целесообразно применять значения длительных модулей упругости в виде [c.210]

С развитием пластической деформации связывают такие свойства материала, как хла-дотекз аесть или ползучесть. На рис. 32 представлены кривые ползучести пентона при различных температурах и нагрузках в течение длительного времени [4, 159]. Видно, что ползучесть невелика и при высоких температурах — порядка 100 °С. [c.50]

Рассмотрим область допустимых значений деформации, в которой должны находиться величины е р. Для этого обратимся к обычным кривым ползучести. Опыт показывает, что быстрое развитие деформации начинается лишь после некоторого периода ее очень медленного развития и сопровождается скачкообразным изменением состояния тела. Практика изучения кривых ползучести, а также данные полученные в последнее время, показывают, что в общем случае кривая ползучести может быть подразделена на три участка (см. рис. П.30). Последний участок отражает быстрое развитие деформации, т. е. размягчение материала. Этот третий участок кривой ползучести, наступающий через определенный промежуток времени действия напряжения, соответствует некоторой величине деформации, которую обозначим через е р (см. рис. П.30). Скачкообразное изменение деформации при прохождении ее через е р наблюдается не только в частном случае изотермической ползучести при а = onst, но и в любом режиме механического и теплового воздействия. [c.405]

В одном случае, когда скорость релаксации сравнительно невелика, кривая быстро становится пологой, что свидетельствует о достаточно высоком напряжении в образце. Релаксационная кривая 2 (рис. 59) в некоторый момент времени пересекает кривую статической усталости /, построенную для условий ползучести (а = сопз1). В заштрихованной области разрушение образца неизбежно. Вполне вероятно, что оно может произойти и до пересечения кривых. В микромасштабе описанное явление сопровождается все более ускоряющимся развитием усталост- [c.129]

Конечные значения скорости проникновения микроразрьшов, равно как и изученное Регелем изменение длин поверхностных микроразрьшов, показывают, что развитие разрывов происходит аналогично ползучести полимеров. При этом снова можно заметить, что более высокое напряжение приводит к возникновению меньшего количества развиваюш,ихся микроразрывов (это соответствует более короткому времени жизни образца). Кривая 7 отражает развитие отдельного микроразрыва, взятого из семейства микроразрывов, развитие которых отражает кривая 6. [c.246]

Наряду с определением термомеханических кривых для исследования релаксационных свойств полимеров широко используют измерения изотермических зависимостей функций, характеризующих вязкоупругое поведение материала, от времени (или частоты деформирования). В принципе эти измерения могут проводиться при любых условиях нагружения, но поТпричине простоты последующей обработки экспериментальных данных наибольшее распространение получили методы, связанные с исследованием а) ползучести — развития деформации во времени е (t) при постоянном напряжении Од = onst б) релаксации — спада напряжения во времени о (г) при поддержании постоянной деформации Ец = onst [c.143]

В некоторых случаях для хрупких и высокоэластических полимеров опыт на ползучесть при достаточно высоких напряжениях заканчивается разрушением образца в результате образования и развития в нем трещин. При этом на кривых ползучести наблюдается область, где скорость ползучести не уменьшается, как на начальном участке, а наоборот возрастает вплоть до момента разрушения образца. Этот последний участок незначителен у хрупких пластмасс, у которых кривая ползучести перед разрушением лишь незначительно загибается вверх. Но для эластомеров, в особенности высоконаполнбнных [41], участок возрастающей скорости пол-з учести, т. е. перегиб яа кривой ползучести, появляется задолго до раарушения образца и после него деформации воЗ растают очень сильно, увеличиваясь иногда по сравнению с деформацией в точке перегиба в несколько раз. [c.187]

Исследования [2], подтвержденные опытными данными [4], свидетельствуют, что процесс ползучести полимербетона при фиксированных напряжениях, превышающих длительную прочность характеризуется выпукло-вогнутыми кривыми, точки перегиба которых располагаются примерно на одном уровне, соответствующем величине напряжения (точки А, Б, рис. 1,6). Следовательно, в координатной системе а — е эти точки перегиба должны соответствовать вертикальной линии Kod (рис. 1,а). Очевидно, что в состояниях, соответствующих участку кривой Kd, примыкающему к точке d, практически из работы выключаются податливые связи, и внешняя нагрузка полностью воспринимается лишь упругими частицами [2]. Состояние, соответствующее точке К (рис. 1,а), характерно тем, что все структурные фазы (упругая, вязковысокоэластическая) полимербетона оказывают сопротивление возрастающей нагрузке. Одновременно в этом предельном состоянии образуются микродефекты, разрушаются жесткие связи упругой фазы с опережающим развитием пластических деформаций (в интервале от точки К до линии Kod). Вследствие выключения из работы упругих частиц внутренние усилия перераспределяются между структурными составляющими. Это сопровождается интенсивным развитием вязко-высокоэластических деформаций, которые вызывают по существу текучесть материала. Полимербетонныи образец при этом способен оказывать некоторое сопротивление возрастаю- [c.57]