Испытание материалов на долговечность

Уравнение Журкова было изучено в условиях одноосного растяжения при постоянном напряжении. Если известны константы этого уравнения, можно предсказать долговечность полимерного тела при любых постоянных температурах и напряжениях. Однако на практике материалы подвергаются воздействию самых раз нообразных статических и переменных нагрузок и температур Это вызывает необходимость предсказать долговечность полимер ного тела при таких переменных режимах нагружения и темпе ратурного воздействия без длительных лабораторных испытаний Тогда долговечность полимерного материала (время жизни tp) определяется из соотношения [c.76]

Долговечность полимерных материалов, зависящая от их природы и физико-химических свойств среды, определяется сорбцией и диффузией среды, тепловыми флуктуациями и гетерогенными химическими реакциями. Наложение термофлуктуациопиых, адсорбционных и химических процессов и разница в скоростях нх протекания приводят к экспериментально наблюдаемому перегибу линий долговечности в агрессивных средах ио сравнению с испытаниями иа воздухе. Это обстоятельство требует осторожного отношения к ирименению различных эксиресс-методов и экстраполяции результатов, полученных ири таких форсированных испытаниях, особенно при высоких значениях напряжений, для прогнозирования длительной работоспособности материала, т. е. при небольших значениях механических напряжений. Как показывает анализ многочисленных экспериментальных исследовапий, полная и достоверная оценка практической пригодности и работоспособности напряженных конструкционных пластмасс в агрессивных средах может быть произведена при уровнях механических напряжений в диапазоне 20— 60 % от разрушающих. В этом диапазоне разрушение происходит за время, в течение которого наблюдают практическое насыщение материала жидкой средой и совместный эффект воздействия механического и химического факторов на кинетику разрушения. Экстраполяция этого участка общей кривой долговечности в область низких напряжений для прогнозирования длительного срока эксплуатации материала может привести к занижению времени и, следовательно, к повышению ресурса эксплуатации и надежности конструкции. Совместное решение двух экспоненциальных уравнений, описывающих долговечность в агрессивной среде и на воздухе, дает возможность определить напряжение, выше которого агрессивная среда не оказывает влияния иа характер разрушения материала. [c.43]

Изменения материала, происходящие под действием напряжения во времени, являются необратимыми. Так, если определить долговечность материала Тр, а в другом случае выдержать его при том же постоянном напряжении сначала в течение времени ть снять напряжение и дать отдых в течение нескольких суток, а затем снова продолжить испытание на долговечность в течение времени Гг до разрушения, то оказывается, что Тр = Т1 "Ь %2- Это свидетельствует о том, что при воздействии напряжения происходит накопление необратимых изменений, приводящее в конечном итоге к разрушению материала, хотя образец мог находиться под нагрузкой не непрерывно. [c.41]

Отклонение от экспоненциальной зависимости долговечности связано с изменением свойств материала во время испытаний [10, с. 16771. Можно согласиться с авторами, которые считают [370, с. 7611, что высокая долговечность ориентированного полиметилметакрилата обусловлена не только предварительной вытяжкой, но и тем, что в течение самого испытания материал дополнительно вытягивается и упрочняется. В области низких напряжений фактически испытываются образцы, подвергнутые не только предварительной, но и дополнительной вытяжке, так как большие деформации происходят задолго до разрушения. [c.115]

Виды разрушений сосудов. Для большинства сосудов, предназначенных для работы при высокой температуре, наиболее важными видами разрушений, которые следует принимать во внимание, является образование трещин в зонах с высокими местными напряжениями и в области сварных швов. Выше рассматривались методы расчета напряжений и деформаций, возникающих в таких локальных конструктивных элементах сосуда, как штуцера и опоры. Рассмотрим,каким образом сочетать эту информацию с известными характеристиками длительной прочности материала, с тем чтобы рассчитать требуемую долговечность сосуда. Хотя указанные выше трещины и могут делать сосуд непригодным для дальнейшей службы, заключение о возникновении катастрофического разрушения сосуда является неправильным. Распространение трещин из высоконапряженной зоны зависит от таких факторов, как особенности формы, размеры участка и вязкость материала при высокой температуре, причем ни один из них не определяется простыми испытаниями материала при одноосном- нагружении. [c.104]

В настоящее время большое значение придается гарантийным срокам, которые устанавливаются поставщиком для каждого изделия, что в определенной степени зависит от надежности и долговечности машины, аппарата и изделия. Для определения надежности и установления гарантийного срока аппарата необходимы соответствующие испытания материала и готового изделия. Все керамические изделия необходимо испытывать на термическую и механическую прочность и определять на стендах все технические параметры. На комбинате проводятся такие испытания, однако необходимо уточнить их методику. [c.12]

Испытание на долговечность при кратковременном нагружении проводится, как правило, после получения данных о временной зависимости прочности при обычных временах разрыва. Поэтому экстраполируя, экспериментатор может заранее оценить нагрузку, при которой ожидается быстрое разрушение материала. Это дает возможность выбирать желательную чувствительность динамометра. Для этого к мембране датчика подвешивается соответствующий груз и ступенчатым аттенюатором на осциллографе устанавливают удобный и достаточно крупный (60—80 мм) масштаб отклонения луча для данной нагрузки. Увеличивая и уменьшая в небольших пределах нагрузку, производят калибровку вертикального смещения луча по силе. После этого мембрану датчика соединяют легкой металлической тягой (заменяющей зажим с образцом) с рабочей катушкой динамика и, пользуясь осциллографом как измерителем статических нагрузок, устанавливают силу тока в катушке так, чтобы получить механическую силу нужной величины. Затем ток выключают, испытуемый образец с зажимами соединяют с мембраной датчика и рабочей катушкой динамика и переводят работу осциллографа на режим ждущей развертки. При работе с многократной ждущей разверткой или при съемке осциллограммы разрыва на непрерывно движущуюся пленку длительность отдельной строки устанавливается равной 10 ч-50 мсек. После того как регистрирующее устройство подготовлено к работе, включают ток в катушку и разрывают образец. [c.34]

Методами механики разрушения установлены закономерности распределения упруго-пластических напряжений и деформаций в конструктивных элементах с технологическими дефектами, в том числе с угловыми переходами с нулевым и ненулевым радиусом сопряжения в вершине, а также их несущей способности и долговечности. Предложен метод расчета предельных состояний сварных сосудов с поверхностными дефектами. Произведена количественная оценка параметров диаграмм длительной статической и циклической трещиностойкости материала в условиях ВПМ. Объяснен механизм образования на диаграммах длительной статической трещиностойкости участков независимости скорости роста трещин от коэффициента интенсивности напряжений (плато). Теоретически и натурными испытаниями обоснованы методы обеспечения работоспособности сварных соединений со смещением кромок, основанные на регулировании свойств, размеров и формы зон с различным физико-механическим состоянием. Сформулированы закономерности накопления повреждений в материале в процессе гидравлических испытаний оборудования с целью выявления и устранения дефектов. [c.6]

Впервые вакуумные установки для испытаний на долговечность были использованы в работе [99], чтобы доказать, что временная зависимость прочности не связана только с действием на нагруженный материал окружающей среды, а наблюдается и при испытаниях в достаточно глубоком вакууме. Эти первые установки изготовлялись из стекла. [c.36]

Данные о распределении серии образцов по долговечностям, полученные при обеспечении постоянства условий испыгания, дают информацию о степени дефектности материала и качестве изготовления образцов. Интересные сведения в этом отношении могут быть получены путем повторных испытаний на долговечность оставшихся после разрыва кусков образцов. Если разрыв при первом испытании произошел по какому-то уникальному весьма опасному дефекту, то оставшиеся после разрыва участки образца могут оказаться более прочными, чем исходный образец. Если же исходный образец был достаточно однородным, то повторные опыты с оставшимися после первого испытания участками образца должны указать на определенную потерю ресурса долговечности. Исследования подобного рода выполнялись в работе [182]. [c.107]

Предел прочности при растяжении сгр является основным показателем прочности материала, называемым иногда временным сопротивлением. В соответствии с временной зависимостью прочности напряжение меньше предела прочности приводит к разрушению за время, превышающее длительность испытания, при котором был получен этот показатель. Очень часто при испытаниях на долговечность применяемое напряжение оценивают в процентах от предела прочности, называя последний при этом кратковременной прочностью. Однако необходимо иметь в виду, что вследствие временной зависимости прочности величина предела прочности зависит от скорости деформирования в процессе испытания с повышением скорости деформирования значение предела прочности повышается). [c.22]

Следует также заметить, что когда проводят испытания на долговечность в жидких средах, в образце будут создаваться напряжения набухания за счет диффузии среды в материал, учет которых затруднен условиями испытаний. В этом случае улитка Журкова не будет обеспечивать постоянства напряжений. [c.134]

Приведенные экспериментальные данные показывают, что ориентированный полиметилметакрилат значительно лучше сопротивляется разрушению при статических растягивающих нагрузках, чем изотропный. Отступление от экспоненциальной зависимости Буссе-Журкова связано с изменениями свойств материала во время испытаний . Это явление иа блюдается и при испытаниях ориентированного полиметилметакрилата. Существенное отличие ориентированного материала от обычного заключается в значительном увеличении развивающихся за время испытания вынужденноэластических деформаций. При низких напряжениях, когда отступления от экспоненциальной зависимости особенно заметны, образцы большую часть времени опыта находились в сильно деформированном состоянии. Поэтому можно согласиться с авторами, что высокие долговечности ориентированного полиметилметакрилата обусловлены не только предва рительной вытяжкой, но и тем, что в течение самих испытаний материал дополнительно вытягивается и упрочняется . [c.112]

В конструкции, показанной на рис. Х.18, отжимной палец /, соприкасающийся с пластиной всасывающего клапана, находится под воздействием пружины 3, которая, противодействуя клапанным пружинам, создает избыточную силу, препятствующую закрытию всасывающего клапана. Если эта избыточная сила меньше максимальной от разности давлений на пластины клапана, то клапан закрывается на части хода и дальше остается закрытым под действием давления сжимаемого в цилиндре газа. Момент закрытия определяется натягом пружин <3. Величину натяга изменяют, воздействуя различным давлением на мембрану 6, соответственно которому сжимается пружина 5. Малая масса отжимных пальцев в конструкции рис. Х.18 не приводит к существенному снижению долговечности клапанных пластин и позволяет применять динамический отжим в компрессорах с частотой вращения 6—10 сек . Положительные результаты были получены в исследованиях отжимных устройств с пальцами из капролона. Этот антифрикционный материал надежно работает без смазки и отличается малой плотностью, составляющей 1140 кг/м . Регулирующий орган с отжимными пальцами из капролона оказался надежным в длительных испытаниях на компрессоре с частотой вращения 12 сек . [c.549]

Однако разрушение битума, особенно при смешении или контакте с определенными материалами, может произойти достаточно быстро. Для оценки разрушающего действия микроорганизмов на битумные материалы может быть использовано испытание на погружение в почву. Но это испытание не позволяет сделать оценку долговечности материала. Поэтому необходимо провести более фундаментальные исследования разрушения битумов под действием микроорганизмов. [c.193]

Существует общее мнение о том, что ослабление под действием периодически повторяющейся нагрузки происходит при меньших значениях напряжения, чем напряжения при статических условиях нагружения (ползучесть) или при плавно нарастающем деформировании (вытяжка). Чем ниже уровень напряжения, при котором испытывается материал, тем большее число N циклов нагрузки он выдерживает. Однако полное время ( , которое утомляемый образец находится под нагрузкой, обычно много меньше долговечности материала при статических условиях нагружения. Поэтому перемена знака нагрузки или перерывы при нагружении ускоряют потерю работоспособности перемена знака нагрузки или перерывы между нагружениями являются элементами испытания на усталость. Можно утверждать, что эффект ускорения усталости путем перемены знака нагрузки должен быть связан с двумя характерными свойствами материала [c.290]

Но для расчета напряженно-деформированного состояния на действующей конструкции необходимо точное знание всех термомеханических режимов эксплуатации либо текущей диаграммы нагружения. Знание исходных на момент изготовления конструкции механических свойств металла недостаточно, так как они в процессе эксплуатации существенно изменяются. Проведение стандартных механических испытаний на действующей конструкции невозможно, поэтому в настоящее время расчет напряженно-деформированного состояния для оценки долговечности осуществляется с использованием данных о свойствах материала в исходном состоянии, что не обеспечивает необходимую точность. [c.209]

Сопротивление коррозионной усталости зависит также от величины амплитуды циклического деформирования. Рост амплитуды ведет к увеличению интенсивности электрохимических (локальная коррозия и наводороживание) процессов в вершине трещины, снижая тем самым время до разрушения. Со снижением амплитуды уменьшается интенсивность электрохимических процессов, но с увеличением времени до разрушения повышается И время контакта со средой, т. е. увеличивается роль электрохимических процессов, протекающих во времени. По> тому влияние величины амплитуды деформирования на сопротивление сталей коррозионной усталости неоднозначно и определяется условиями испытаний. Известно, что с ростом агрессивности среды воздействие амплитуды циклического деформирования на долговечность материала снижается. При малоцикловой коррозионной усталости с увеличением амплитуды отрицательное воздействие среды ослабевает, и, начиная с некоторого (критического) значения амплитуды, среда практически уже 52 [c.52]

Наибольшее внимание в монографии уделяется физическим и физико-химическим аспектам проблемы прочности высокоэластических материалов, так как этот подход дает наибольшие возможности для выяснения механизма разрушения, а следовательно, дает основу для выбора путей упрочнения материалов и создания обоснованных методов их испытания. Особо выделяется кинетический характер процесса разрушения под действием напряжений и теплового движения (флуктуационный механизм разрушения), а также взаимосвязь долговечности при статических и динамических режимах деформации. Следует подчеркнуть, что приводимый по этим вопросам фактический материал по резинам [c.7]

Исключительный интерес представляет простейший режим постоянных растягивающих нагрузок, так как относительно него имеется определенная ясность (см. гл. I и VI). Возникает вопрос, можно ли, зная временную зависимость прочности прн этом режиме испытания, расчетным путем определить долговечность материала прн любом другом режиме. Ответ на этот вопрос имеет огромную практическую важность. [c.188]

Конструкционная прочность по своей природе является величиной, которая имеет рассеяние, поскольку имеют рассеяние свойства материала и размеры. Отсюда следует, что уровень рассеяния различных видов прочности может оказаться существенно разным. Например, если ведется оценка прочности по предельному состоянию наступления текучести стенки сосуда, работающего под давлением, то рассеяние будет находиться в пределах рассеяния свойств металла по и толщины листового металла. Для многих марок металла это рассеяние обычно невелико. Если же оценка прочности будет проводиться по предельному состоянию разрушения сосуда, изготовленного из высокопрочной стали, чувствительной к концентрации напряжений, то рассеяние будет зависеть от концентрации напряжений, которая в свою очередь зависит от радиусов закруглений в зонах концентрации. Рассеяние в этом случае окажется более значительным. Сравнение по долговечности при испытании сосудов при переменном давлении даст еще большее [c.42]

По результатам испытаний составляется сводный протокол, в который заносятся исходные данные (марка материала, термообработка, тип заготовки, место и ориентация вырезки образцов, форма, размеры и маркировка образца, условия испытаний) о серии образцов, данные об амплитудах напряжений (деформаций) и долговечности, [c.212]

Использование пенополистирола в качестве конструкционного материала требует детального изучения его прочностных свойств при различных видах напряженного состояния 2 32.38,39 дтом важно знать, как изменяется прочность во времени при различных температурах. В работе описано изучение длительной прочности пенополистирола при различных температурах в условиях растяжения и сдвига при различной плотности материала. Образцы для испытания на долговечность в условиях растяжения имели толщину 3 мм, а по форме не отличались от образцов, предназначенных для определения прочностных характеристик эластичных пеноматериалов [c.131]

Механические свойства металла наряду с комплексом нагрузок, действующих на трубопровод, и совокупностью конструктивных параметров, являются определяющими факторами долговечности рассматриваемых транспортных систем. Выше показано (см. п. 1.3), что трубопровод во время эксплуатации подвергается действию повторно-статических нагрузок, связанных с изменением во времени внутреннего давления перекачиваемого продукта, и в нем имеются, кроме того, зоны повышенной нагруженности, необходимо проведение испытаний материала труб как в области статики, так и в условиях малоцикловой усталости. Ниже рассматриваются методические особенности исследований малоцикловой усталости трубных сталей 14ХГС, 17ГС и стали производства ЧССР (далее — ЧС) после длительной эксплуатации (24 года). [c.402]

Нелинейность зависимостей 1дт(а). Эффект искривления зависимостей lgт(a) в области малых а не следует смешивать с явлением нелинейности зависимости lgт(a), связанным с нестабильностью структуры исследуемых материалов и проявляющимся во всем диапазоне долговечностей как при малых, так и больших напряжениях (примеры —на рис. 210). На возможность подобного рода усложнений временной зависимости прочности указывалось еще в [68], где в качестве примера материала, существенно изменяющего свое строение в процессе испытаний на долговечность, приведен синтетический каучук. Дальнейшие исследования показали, что криволинейная зависимость lgт( т) вообще характерна для полимеров в высокоэластическом состоянии, и исследованию особенностей температурно-силовой зависимости этих резинообразных материалов посвящено большое количество работ, подытоженных в специальной монографии [190]. Здесь мы поэтому не будем останавливаться на изложении соответствующих экспериментальных данных. Можно лишь указать, что зависимость т(а, Т) для таких материалов в [187—190] [c.373]

Независимо от того, каков характер разрушения, ему практически всегда предшествует некоторая деформация. Даже в случае хрупкого разрыва можно наблюдать локальные деформации в отдельных точках на поверхности разрушения. В условиях испытаний на долговечность при а = onst развивается ползучесть материала. Оказывается, что долговечность полимера определенным образом связана со скоростью ползучести. В работах 7 можно найти следующую зависимость [c.431]

Стабильность холодильного масла в контакте с холодильным агентом в присутствии медного и стального ка тализаторов в течение 14 сут при температуре 180° С устанавливается по наблюдаемому визуально отсутствию омеднения стальной пластины [48]. Согласно работе [122] устойчивость хладона по отношению к маслу можно определять и по наличию в масле смолистых веществ. Методы лабораторных, стендовых, промышленных испытаний, испытаний на долговечность хладонов, масел, маслохладоиовых смесей, системы хладон — масло — материа-,лы довольно подробно рассмотрены в работах [80, 121]. [c.37]

Задаваясь определенным постоянным значением а (или г), можно определить время воздействия деформирующей силы, необходимое для разрушения образца. Прочность при таком испытании характеризуется долговечностью, т. е. временем Хр, прошедшим от начала действия деформирующей силы до разделения образца на части при условии а=соп51. Определение долговечности производится обычно при практически мгновенном наложении деформирующего напряжения, значение которого вплоть до разрушения образца сохраняется постоянным. Долговечность зависит не только от свойств материала, но и от температуры и приложенного деформирующего напряжения. [c.16]

В связи о многообразием неметаллических материалов и различным поведением их в коррозионных средах до настоящего времени не разработаны единые, унифицированные методы испытаний неметаллов на стойкость н кЬрр03И01Ш0Чу разрушению. Для этих цепей ис-г/ользуется целый рдц методов, применение которнх зависит от природы материала. При этом 01сутствуют четкие рекомендации по оценке химической стойкости, позволяющие прогнозировать долговечность материалов в условиях контакта с рабочими средаши [c.35]

При высоких температурах и давлениях не происходит обезуглероживания жаропрочных материалов, а давление в макро- и микродефекТах кристаллической решетки, ответственное за охрупчивание материала, не превышает парциального давления на границе раздела газ- металл. Поэтому при испытаниях различных хромоникелевых сталей на длительную прочность под действием одинакового давления водорода следует ожидать примерно одинакового снижения долговечности. Это подтверждено испытанием (рис. 4.65) трубчатых образцов из жаропрочных сталей и сплавов (12Х18Н10Т, Х15Н26В2М4Б и Х20Н77Т2ЮР) на длительную прочность под действием внутреннего давления водорода 30 МПа при температурах 700 и 900 °С. [c.268]

Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Современные методы механики деформируемого твердого тела позволяют прогнозировать долговечность конструкций на основе расчета напряженно-деформированного состояния для любой точки конструкции. Но для расчета напряженно-деформированного состояния на действующей конструкции необходимо точное знание всех термомеханических режимов эксплуатации либо текущей диаграммы нахружения. Знание исходных на момент изготовления конструкции механических свойств металла недостаточно, так как они в процессе эксплуатации существенно изменяются. Проведение стандартных механических испытаний на действующей конструкции невозможно, поэтому в настоящее время расчет напряженно-деформированного состояния для оценки долговечности осуществляется с использованием данных о свойствах материала в исходном состоянии, что не обеспечивает необходимую точность. [c.5]

В связи с тем что скорость коррозии малоуглеродистой стали СтЗкп при испытаниях в растворе муравьиной кислоты имеет тот же порядок, что и при испытании в водопроводной воде, и не зависит от концентрации муравьиной кислоты, при конструировании агрегатов для внесения химконсервантов можно использовать сталь СтЗкп. Этот материал при толщине стенки емкости 3—4 мм обеспечит долговечность изделия не менее 6 лет. [c.77]

МЕХАНЙЧЕСКИЕ СВОЙСТВА материалов, определяют их поведение под действием мех. нагрузки. Основные М. с. твердых тел-деформационные (жесткость, пластичность, ползучесть, твердость, предельные деформации при разрушении б), прочностные (предел прочности ст, долговечность, усталостная прочность, работа разрушения при ударном воздействии), фрикционные (коэф. трения и износа) для жидкостей основное Ш.с.-вязкость. Значения показателей М.с. не являются физ. постоянными в-ва они могут зависеть от формы и размеров изделия, условий испытания, состава окружающей среды, состояния пов-сти испытуемого образца, фазового и релаксац. состояний материала, определяемых его предысторией, составом, структурой. Поэтому для сравнения разл. материалов по М. с. важно строго стандартизировать условия и режим их определения. [c.76]

Здесь р, N 0, у, гт11 - константы у = 0,91 для низколегированных сталей - (3 = 0,2 N 0 = 225 П11 = 0,215. Константа р учитывает степень снижения долговечности из-за накопления повреждений в металле в области критических дефектов в процессе гидравлических испытаний. При Р = 1 по формуле (1.11) получаем долговечность труб с критическими дефектами без учета эффектов повреждаемости материала при проведении гидравлических испытаний. [c.738]

Первое свойство выражается в значитботьном разбросе результатов испытаний, далеко выходящем за пределы ошибок измерений. Вследствие этого прочность резины как материала обычно характеризуется средним значением прочности с непременным указанием средней квадратичной величины отклонения, или эквивалентного показателя, характеризующего разброс результатов отдельных испытаний. Сказанное относится п к долговечности материала. Поэтому данные по прочности и долговечности обычно приводятся как средние значения, полученные при испытании от 3—5 до 20 и более образцов, в зависимости от требований точности определения этих величин. [c.157]

Контрольное значение долговечности обычно определяется в результате специального зкспернментального исследования конкретного вида статической усталости. Образцы для таких испытаний получают из кондиционного материала. Условия контрольных испытаний долж- [c.254]

Испытания проводят при 60 °С в игепале. В зависимости от типа материала автор метода рекомендует пять уровней начальных напр5Гжений, равномерно увеличивающихся от 1,4 до 7,2 МПа. При указанных температуре и нагрузках максимальная долговечность не превышает 500 ч. [c.257]

По результатам испытаний серии образцов составляется сводный про окол, включающий исходные данные (марка материала. термообработка, тип заготовки, место и ориентация вырезки образцов, форма, размеры и маркировка образца, тип машины, усгговия испытаний) о серии образцов, данные об амплитудах деформаций, напряжений, долговечности до образования трещин п о константах уравнений диаграмм деформирования. [c.209]