Деформация ползучести

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 случаях, когда общая деформация ползучести несущественна, а деталь работает под напряжением при высокой температуре, определяющей величиной для выбора значения допускаемого напряжения является предел длительной прочности. Пределом длительной прочности называют отношение к начальной площади поперечного сечения образца нагрузки, под действием которой образец доводится до разрыва за определенный промежуток времени при заданной температуре. [c.11]

Рис. 8.34. Поперечная деформация ползучести е трубки из ПВХ при (Т = = 42 МПа и 7 = 20 С [109].

Рис. 33. Деформация ползучести (е) графита марки ГМЗ при температуре 2200 °С и растягивающих нагрузках, МПа

Пределом ползучести (условным) называют напряжение, которое вызывает общую деформацию ползучести 1% (А/ = 0,010 за определенное время (обычно т равно 10 или 10 ч). Следовательно, величина предела ползучести определяется скоростью ползучести [c.9]

Отметим, что давление определяется вязкими напряжениями больше, чем силами инерции, так как большинство течений жидких полимеров является течениями с деформацией ползучести. Наконец, можно записать уравнение движения [c.330]

На рис. 154 представлена кривая ползучести нагретого образца. Тангенс угла наклона касательной к кривой на рис. 154 с осью абсцисс выражает в масштабе скорость деформаций, равную скорости деформации ползучести, [c.220]

Наиболее изученной является степенная зависимость минимальной скорости деформации ползучести от напряжения [c.220]

Процесс хрупкого и вязкохрупкого разрушения рассматриваем как процесс возникновения и развития трещин в условиях ползучести. Предполагаем, что развитие трещин не влияет на деформацию ползучести. [c.222]

Еще более простой и более доступный метод расчета деформации ползучести элементов инженерных конструкций опирается на линейно-логарифмическое приближение для модуля ползучести E t) [c.281]

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]

Зависимость 1п — т дает прямую линию прп больших значениях т, пз которой могут быть вычислены время отдельного запаздывания (т ) и деформация ползучести I [c.218]

Ослабление при ползучести присуще не только термопластичным материалам. В качестве примера в гл. 1 приведены морфологические структуры разрушения при ползучести труб из ПВХ, подверженных воздействию различных по величине напряжений. При достаточно высоких напряжениях (а = = 50 МПа) имеет место небольшая деформация ползучести, а ослабление труб из ПВХ оказывается хрупким. В таком случае говорят о прочностной долговечности при хрупком разрушении (рис. 1.1). При умеренных значениях напряжения (42 МПа), действующего продолжительное время, трубы подвергаются сильной пластической деформации, т. е. в таком случае говорят о деформационной долговечности при вынужденной эластичности (рис. 1.2). При более низких значениях напряжения (а <20 МПа) ослабления либо не наблюдается совсем в течение времени проведения эксперимента, либо действует конкурирующий механизм образования треи ины при ползучести (рис. 1.3). [c.278]

Кинетика развития-высокоэластической деформации эластомеров и их концентрированных растворов характеризуется четким разделением быстрой и медленной стадии деформации, ибо время запаздывания, характеризующее быструю деформацию, отличается на 8—10 порядков от времени, характеризующего последующую медленную высокоэластическую деформацию (ползучесть). Аналогичное четкое разделение двух видов деформации наблюдается для процесса свободного сокращения предварительно деформированных образцов. Согласно данным релаксационной спектрометрии, из структурной модели эластомеров ясно, что быстрой деформации соответствует а-переход со средним временем релаксации свободных сегментов порядка 10- —10 с (при 293 К), а медленной физической релаксации в этих же условиях соответствуют Яг-процессы с временем релаксации 10 —10" с. Следовательно, в эластомерах [c.132]

Эти значения подставляют в уравнение (IV.27). Если оно не точно описывает форму экспериментальной кривой, следует построить зависимость 1п Q — — т, чтобы определить значение времени второго запаздывания [х ) и второй деформации ползучести (/г)-Этот график также должен быть линейным прп больших значениях т и условии, что >Т2- Подобно этому, если оказывается необходимым, может быть определено время третьего запаздывания (Тз) путем построения зависимости 1и Q — отт. [c.218]

Зависимость на рис. IV.8 является линейной даже при низких значениях т. Деформация ползучести этой эмульсии онределяется уравнением [c.219]

Деформация ползучести стремится увеличить площадь полосы поглощения 975 см высоконагруженной цепи ПП за счет менее напряженных сегментов [6, 35], что дополнительно подтверждает гипотезу о том, что искажение полосы действительно вызвано сдвигом частот, а не образованием новых осцилляторов. [c.237]

К Хрупкому происходит В том случае, если температура понижается и (или) скорость нагружения возрастает до необходимого значения. Структурное ослабление, связанное с продолжительной деформацией ползучести, вызывает в конце концов состояние локальной вынужденной эластичности. Поперечная деформация ползучести рассмотренной выше трубы из ПВХ при av — 42 МПа представлена иа рис. 8.34. Хорошо видны характерные участки кривой ползучести мгновенная (упругая) деформация ео, основная фаза уменьшения скорости деформации, вторая фаза постоянной скорости деформации и третья фаза — ускоренной ползучести. В пределах последней фазы скорости ползучести велики, а материал пребывает в состоянии вынужденной эластичности. Подобное состояние обычно легче всего достигается для наиболее сильно напряженного материала, т. е. для образца с наименьшим поперечным сечением. [c.279]

Рис. 34. Деформация ползучести (е) графита марки ГМЗ при растягивающей нагрузке 11,5 МПа и температуре 2400 °С в зависимости от давления среды (аргона) / - 100 кПа 2 - 21 кПа 3 - 0,4 Па [52]

В соответствии с геометрическим строением элементов твердой фазы выделяются корпускулярные, губчатые, сетчатые, пластинчатые, волокнистые п другие типы структур, в пределах которых также существует множество разновидностей. К корпускулярным структурам, например, относят тела, в которых поры образованы промежутками (пустотами) между компактными частицами, составляющими скелет тела, а поры губчатого строения представляют собой каналы и иолостп в сп.тошном твердом теле. Возможны смешанные структуры, в которых содержится несколько типов элементов. По принципу дополнительности аналогичная к.тассп-фикация справедлива и для описания пространства пор. Принцип дополнительности играет основную роль прп выборе моделей для описания физико-химических явлений и процессов в пористых средах. Например, при описании таких явлений, как фильтрация, диффузия, капиллярная конденсация, капиллярное всасывание, высыхание, электропроводность и т. п., используются модели, описывающие строение пространства пор, тогда как для решения задач прочности, деформации, ползучести, коррозии, отвердевания и т. п. 1юп0льзуются в основном модели строения твердого скелета. [c.127]

Из предыдущих рассмотрений следует, что значения у для ПММА, ПВХ, ПЭ могут быть с трудом объяснены с позиций разрыва цепей, если не допускать существования чрезвычайно высоких концентраций напряжения. В случае ПВХ величина у соответствует (1,7 нм) , что указывает на вовлечение больших областей в процесс активации ползучести. Тот факт, что данные всех типов разрушения ПВХ описываются одним уравнением, по-видимому, свидетельствует о том, что в этом случае все типы разрушения зависят от деформации ползучести. Если структурное ослабление вызывается ползучестью, то окончательное ослабление может быть трех видов, например хрупким разрушением при больших напряжениях, пластическим ослаблением или развитием трещины при ползучести. Поскольку последний [c.285]

Типичные кривые деформации ползучести отечественного графита марки ГМЗ приведены на рис. 33. Среда, в которой проводятся испытания, оказывает существенное влияние на полученные результаты. Так, согласно приведенным в работе [52] данным, снижение давления аргона в установке привело к резкому возрастанию скорости ползучести. При испытании в вакууме появилась третья стадия ползучести (рис. 34). Представленные кривые (кроме области ускоренной ползучести) удовлетворительно аппроксимируются уравнением логарифмической ползучести, описывающем ползучесть металлов и сплавов [c.83]

Условия применения битумов предъявляют два основных требования к их механическим свойствам а) отсутствие хрупких изломов при минимальной температуре и б) ограниченная постоянная деформация (ползучесть или текучесть) при максимальной температуре, встречающейся в практике. [c.74]

Длительное воздействие высоких температур на углеграфитовый материал, находящийся в напряженном состоянии, вызывает его необратимую пластическую деформацию — ползучесть. [c.24]

Условным пределом ползучести называется такое напряжение, которое соответствует скорости ползучести, равной 10 или 10- мм/( мм-ч), т. е. вызывает деформацию ползучести, равную 1%, за время соответственно 10 000 или 100 000 ч. В зависимости от времени деформации условный предел ползучести обозначается Стпю или 0Л1О- Он определяется опытным путем для каждой 1у арки стали и используется тогда, когда важно ограничить общую деформацию детали. [c.19]

Важнейшим параметром в уравнении (15) является допускаемое напряжение 3 в металле, которое в весьма сильной степени зависит от точного значения температуры металла трубы. Следовательно, обязательной предпосылкой для надежной работы радиант-ных нечей является существование достаточно точного и надежного метода расчета температуры металла печных труб. Важное значение температуры металла отчетливо видно из рис. 5, где показана типичная зависимость между температурой и допускаемым напряжением (ведущим к деформации ползучести 1% за 10 тыс. час.) для легированной стали, содержащей 4—6% хрома и 0,5% молибдена. Быстрое падение допускаемого напряжения в металле с повышением температуры характерно для большинства легированных металлов, применяемых для высокотемпературных процессов. [c.56]

Например, в проволоке из нержавеющей стали после выдержки без нагрузки при температурах 1000°С величина деформации ползучести, вызванная напряжением роста оксида, достигала 2% [134]. [c.31]

О. Процессы теплопереноса в ограниченных ка>1алах гр 1 стационарном течении жидкости без выделения тепла за счет вязкой диссипации. Здесь представлены решения уравнений теплопереноса для стационарного неизотермического течения в трубах и щелях при постоянных температуре стенки и тепловом потоке. Предположим, что нагрев при выделении теплоты за счет внутреннего трония не имеет значения, т. е. Оп< 1, так что можно пренебречь последним членом в правой части (21). В дополнение к сказанному выше следует заметить, что так как большинство потоков полимеров является потоками с деформацией ползучести, то мы выбираем Не =--0 кроме того, мы вводим силу тяжести в член уравнения, учитывающий давление, и принимаем где I — длина трубы или щели. Тогда интересующие нас уравнения принимают следующий вид [c.331]

Детальный реологический анализ может быть проведен способом, прп котором деформация ползучести изменяется со временем, рпс. IV.6 иллюстрирует вид кривой деформации ползучести для вязкоэластичного режпма. Она может быть разделена на три характерных области. [c.216]

В момент Tl приложения нагрузки происходит деформация еь которой соответствует условно-мгновенный модуль упругости ) = Я/е . В дальнейшем под действием неиз.менного наиряжсиия развивается деформация, называемая ползучестью, В результате ползучести деформация цементного камня нод постоянной нагрузкой продолжается в течение нескольких лет. Если нагрузку снять в момент времени тг, то упругая деформация ei исчезает со скоростью звука. Затем относительно медленно снимается деформация б2, которой соответствует модуль медленной эластической деформации Ег=Р г2- Процесс снятия деформации еа называется упругим носледействнем. Остаточная деформация йз остается как результат ползучести. Эта необратимая деформация является следствием нарушения части контактов в структуре. Пластическая (необратимая) деформация появляется мгновенно, если приложенное напряжение превышает предел истинной упругости цементного камня. Чем моложе структура цементного камня, тем меньше Ei и тем больше способность цементного камня к пластической деформация ползучести. [c.134]

Длинные и гибкие цепи полимера способствуют монотонному частично неупругому деформированию материала при постоянной нагрузке, а именно деформации ползучести. В статистических теориях разрушения обычно специально не рассматривается степень деформации при ползучести. Можно напомнить (разд. 3.4, гл. 3), что кинетическая теория Журкова и Буше также не учитывает деформацию ползучести как один из видов деформирования. В теории Сяо—Кауша, разработанной для твердых тел, не обладающих сильной неупругой деформацией, рассматривается зависимость деформации от времени, которая считается, однако, следствием постепенной деградации полимерной сетки. Буше и Халпин специально рассматривают макроскопическую ползучесть, чтобы учесть соответствующие свойства молекулярных нитей, которые в свою очередь оказали бы влияние на долговечность материала. Согласно их теории, запаздывающая реакция матрицы каучука или термопласта вызывает задержку (вследствие влияния на /ь) роста зародыша трещины до его критического размера. [c.278]

К измеряемым макроскопическим параметрам, влияющим на развитие усталости материала, относятся деформация ползучести и скорость деформации [72, 116, 122, 123, 147]. Миндел и др. [122] изучали скорость ползучести в зависимости от деформации при чистом сжатии поликарбоната. Эти же авторы обнаружили, что эффективность усталостного нагружения возрастает благодаря увеличению скорости деформации после каждого перерыва нагружения. Поскольку величина деформации, после которой начинается ускоренная ползучесть, остается постоянной (8,8%), выносливость снижается. Ползучесть при растяжении часто вызывает усталостное ослабление полимеров. В 1942 г. Буссе и др. [72] предложили данный механизм для полиамида, хлопчатобумажного волокна и вискозы. Брюллер и др. [147] утверждали, что циклические деформации ползучести рассчитываются с помощью принципа суперпозиции Больцмана. [c.302]

Рис. I. Изменение деформации ползучести силикаюполимер-бетонов (составы 1,2,3,4) при сжатии

На графиках зависимостей можно выделить три характерных учасгка. На первом участке наблюдается снижение всех параметров. За 10 тыс.ч. предел прочности снижается в два раза при резком уменьшении относительного удлинения. Эти две зависимости идентичны и характерны для процесса ползучести [24,25]. Поскольку деформации ползучести для высоколегированных сталей становятся заметными при достижении температуры плавления [25, го можно констатировать, что наблюдается перегрев металла труб выше 1000 °С. Деформации ползучести, как правило, начинаются на границах зерен в виде взаим1 ого скольжения и накопления микропор, как это видно на фотографии микроструктуры стали (рис 3.61). Поэтому разрушение при ползучести носит межкристаллитный характер. [c.246]

Деформация ползучести Микрометрирование по реперам, геодезический контроль, тензометрирование [c.30]

Степенной характер зависимости скорости ползучести от напряжения свидетельствует о том, что ползучесть обусловлена механическим отрывом дислокаций и их последующим перемещением в поле напряжений медленными вначале, при малых напряжениях из-за их релаксации, а затем более быстрь1м. При этом показатель степени т 3,7. Такая же степенная зависимость от приложенного напряжения (с показателем степени 3,8) была получена в одной из ранних работ по измерению деформации ползучести графитов марок ГМЗ и ПГГ при температурах 1800-2300 °С и растягивающих нагрузках 12—25 МПа. [c.83]

Релаксация деформации (ползучесть). Если к полимеру т1риложить оиределеииое напряжение и поддерживать его постоянным, то деформация во времени будет увеличиваться. [c.250]

Для большинства деталей теплооб-менпых аппаратов и котлов деформация ползучести не имеет существенного значения, так как по условиям эксплуатации их размеры могут увеличиваться в довольно ширО Ких пределах. Поэтому детали теплообменных аппаратов обычно рассчитывают не по пределу ползучести, а ио пределу длительной прочности. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология