Металлы временная зависимость прочност

Временная зависимость прочности при статической нагрузке называется статической усталостью материала, временная зависимость прочности при динамической нагрузке — динамической усталостью материала. Часто оба эти явления называют утомлением материала. Явления статической и динамической усталости наблюдаются при деформации металлов, силикатных стекол, пластических масс, волокон, резин и других материалов, в связи е чем было введено понятие долговечности. [c.192]

В соответствии с современными представлениями прочность твердого тела в значительной мере определяется наличием и характером различных дефектов как на поверхности, так и внутри тела. При этом решающее влияние на прочность оказывают температура, приложенное напряжение и время действия нагрузки. Временная зависимость прочности твердых тел проявляется практически для всех материалов силикатных стекол, полимеров, металлов и т. д. [c.109]

В хрупких аморфных твердых телах в процессе нагружения не возникают дислокационные сдвиги, как у металлов. Поэтому и механизм действия поверхно стно-активной среды в этих случаях более простой. На рис. 22 изображена временная зависимость прочности силикатного стекла в атмосферных условиях (кривая /) и в вакууме (кривые [c.41]

В работах [10, 11] изложены результаты исследования длительной прочности различных металлов, сплавов и полимеров в стеклообразном состоянии. В этих работах было установлено, что в широком диапазоне времен нагружения в области температур, при которых в процессе деформирования структура материалов существенно не изменяется, временная зависимость прочности твердых тел хорошо описывается уравнением [c.74]

Недостатком теории Гриффита является то, что она не учитывает термофлуктуационные процессы, развивающиеся в полимерах при деформации, влияние которых зависит от времени приложения напряжения и скорости его действия. Многочисленные исследования показали, что при данном разрушающем напряжении прочность тела зависит от времени действия нагрузки. Временная зависимость прочности, получившая название статической усталости, наблюдается в металлах, ионных кристаллах, силикатных стеклах, полимерах, т. е. в материалах различной природы и структуры. [c.216]

В многочисленных работах было показано, что существование временной зависимости прочности является не случайным фактом, характерный лишь для некоторых материалов (как предполагали раньше), а наблюдается для всех твердых тел (полимерных и неполимерных) и связано с самой природой разрушения. Долговечность всех испытанных материалов (металлов, пластмасс, волокон и др.) экспоненциально уменьшается с ростом напряжения (при статическом нагружении) и зависит от температуры и свойств материала. При постоянной температуре долговечность (по Журкову) определяется следующим соотношением [c.141]

Исследованию температурно-временной зависимости прочности металлов и сплавов посвящено значительное количество работ. Указания на явление временной зависимости прочности металлов имелись уже давно, например, в работах [27, 45—48], однако систематические исследования этого явления начаты только с 1953 г. в работах [68, 91, 92, ИЗ—156]. [c.66]

Обширными исследованиями температурно-временной зависимости прочности металлов, сплавов и полимеров было установлено, что между временем до разрушения образцов, растягивающим напряжением и температурой опыта имеется однозначная связь, которая выражается уравнением [c.75]

В заключение следует заметить, что температурно-временная зависимость прочности не является исключительной особенностью полимеров. Она имеет место и для других типов материалов, но отличается механизмом процесса разрушения (например, для металлов разрушение обусловлено процессом распада кристаллов, что проявляется в значении величины Uq, равной энергии сублимации). Однако у полимеров температурно-временная зависимость прочности выражена особенно ярко по сравнению с другими материалами и поэтому приобретает большое значение. [c.276]

Однако эти гипотезы, высказанные достаточно давно, не могут в настоящее время претендовать на исчерпывающее объяснение временной зависимости прочности у широкого круга веществ. Трудно допустить, например, чтобы химическое воздействие среды могло быть общей причиной временных эффектов прочности. Тот факт, что зависимость прочности от времени наблюдается у большого числа различных веществ резин, пластмасс, стекол, фарфора, металлов, ионных кристаллов и других веществ с различными физико-химическими свойствами,— делает маловероятными объяснения, основанные на представлении об определяющей роли внешнего химического воздействия на разрушение. Даже если учесть только исследования, проведенные в атмосферных условиях, перечисленные вещества обладают различной стойкостью по отношению к компонентам, входящим в состав воздуха. Тем не менее, как в случае материалов малоустойчивых, так и стойких по отношению к окружающей среде, временная зависимость прочности наблюдается. Влияние окружающей среды на прочность в ряде случаев несомненно имеет место [70, 71], однако универсальность временных эффектов позволяет утверждать, что воздействие среды не может быть их общей причиной. Эти соображения, как будет показано ниже, подтверждаются прямыми опытами, в которых временная зависимость прочности обнаружена и при испытаниях в вакууме и инертных средах [99, 101, 102]. [c.14]

Испытания на электродинамической разрывной машине дают возможность получить сведения о временной зависимости прочности в области малых времен, от нескольких секунд до нескольких миллисекунд. Поскольку измерения производятся в режиме постоянной силы, полученные результаты непосредственно дают зависимость времени жизни напряженного образца от нагрузки или от величины условного напряжения. При малых разрывных деформациях, как это имеет место для жестких наклепанных металлов и хрупких полимеров, условное и истинное напряжения практически совпадают. В случае сильно деформи- [c.34]

К настоящему времени в результате этих исследований температурно-временная зависимость прочности обнаружена на большом числе металлов и сплавов, различных по своему кристаллографическому строению, исходной дислокационной структуре, дефектности и физико-механическим свойствам. [c.67]

Дальнейшее развитие исследований температурно-временной зависимости прочности металлов и сплавов было направлено на выяснение влияния структуры металла и легирующих добавок на основные параметры уравнения (4) то, Uq, у, определяющие долговечность, в надежде получить на основе таких исследований дополнительную информацию об атомном механизме процесса разрушения. Исследованиям подобного рода был посвящен ряд работ [113—128]. [c.69]

Подобные же заключения о влиянии легирования и других видов обработки металлов на параметры уравнения (4) сделаны и для ряда других металлов и сплавов, исследование временной зависимости прочности для которых проводилось позже в работах [123—128]. Все данные этих исследований сведены в табл. 4. [c.73]

Первые исследования были выполнены с этой целью на монокристаллах металлов. Температурно-временная зависимость прочности в работе [116] была изучена на монокристаллах алюминия (имеющего ГЦК-структуру), и было показано (рис. 40), что для монокристаллов, как и для поликристаллов, соблюдается [c.86]

Как известно, в полиэтилене можно обнаружить определенное число винильных, эпоксидных, карбонильных и карбоксильных групп [42—46]. Их количество бывает максимальным, когда применяют порошкообразный полиэтилен. Именно поэтому в данном случае наблюдается максимальная адгезионная прочность. Очевидно, присутствие некоторого количества полярных групп в полиэтилене, а также увеличение их содержания в результате окисления обеспечивают возникновение между полимером и металлом ион-дипольного взаимодействия и водородных связей. Резкое увеличение адгезии при окислении полиэтилена указывает па решающую роль именно этого типа сил. Не исключена также возможность образования химических связей между полярными группами окисленного полиэтилена и окисной пленкой металла [47—50, 152]. В пользу этого предположения свидетельствуют данные об энергии активации разрушения адгезионной связи полиэтилена со сталью, рассчитанные по температурно-временной зависимости адгезии. Эта величина составляет 25—38 ккал/моль [47, 48], что говорит о возникновении между адгезивом и субстратом химических связей. [c.298]

Температурно-временная зависимость прочности, как уже отмечалось, наблюдается не только в таких материалах, как металлы, полимеры, металлические и неметаллические монокристаллы, но и в более сложных по строению и составу гетерогенных и композиционных материалах, имеющих, как известно, важное практическое значение. [c.92]

Проводимые таким образом прочностные расчеты не соответствуют современным научным представлениям о прочности материалов, поскольку в них не учитывается продолжительность действия нагрузки. Согласно современным представлениям, при очень длительном действии нагрузки любые по величине напряжения приводят к разрушению. Однако для большинства металлов это не имеет практического значения из-за чрезвычайно быстрого возрастания времени до разрушения при незначительном уменьшении напряжения ниже предела прочности. Поэтому появление новых представлений о прочности не отразилось на существующих методах расчета, "применяемых к традиционным конструкционным материалам. По отношению же к пластмассам временная зависимость прочности проявляется очень резко, что существенно ограничивает применимость формул сопротивления материалов для расчета изделий из пластмасс. [c.12]

Временная зависимость прочности—характеристика механического разрушения, присущая всем материалам и обусловленная самим механизмом разрыва. Это было показано в ряде работ, выполненных Журковым с сотр. Авторы изучали временную зависимость прочности на образцах в виде тонких пластин в условиях однородного одноосного растяжения, которое создавалось грузом, подвешенным к образцу. Способ нагружения соответствовал условию поддержания в образце постоянного (во время эксперимента) напряжения, значение которого рассчитывалось на истинное сечение образца в растянутом состоянии. Образцы деформировались однородно без образования шейки, и линия разрыва проходила нормально к оси растяжения. Измерялись долговечности (тр) резины из бутадиен-стирольного каучука, целлулоида, фосфористой бронзы, ацетата целлюлозы, поли- и монокристаллов металлов, стекол и др. Материалы для опытов выбирались так, чтобы их физико-химические и механические свойства варьировались в возможно большей степени. [c.130]

В принципе окиси четырехвалентных металлов могут быть как катионо-, так и анионообменниками в зависимости от основности центрального атома металла и относительной прочности связи металл — кислород и кислород — водород в гидроксильной группе. До настоящего времени все еще не ясно, ка- [c.118]

С. Н. Журков и Т. П. Санфирова [565, с. 237] показали, что для металлов значение Uq близко к энергии сублимации. Они считают, что /о равно энергии химических связей. Из зависимостей (V.6) и (V.7) вытекает температурно-временная зависимость прочности твердых тел [c.230]

Температурно-временная зависимость прочности гелей казеина. В последние годы стали известны многие факты, показывающие, что напряжение не является единственным фактором, вызывающим механическое разрушение [2831. Оказалось, что при заданном напряжении прочность зависит от длительности пребывания исследуемого материала в напряженном состоянии. Как правило, образец, разорванный за короткое время, обнаруживает повышенную прочность по сравнению с таким же образцом, разорванным лтедлеино. Временная зависимость прочности при статической нагрузке, получившая название статической усталости материала, наблюдалась многими исследователями. Такое явление было обнаружено в силикатных стеклах, пластмассах, металлах. [c.120]

Влияние температуры. Исследование влияния температуры на возникновение щелочных хрупких разрушений показало, что в случае отсутствия поляризации от внешнего источника тока между логарифмом Ьремени до разрушения и величиной обратной абсолютной температуре ИТ) существует прямая зависимость. При этом чем выше абсолютная температура, тем меньше протекает иремени до разрушения образцов (фиг. 6). Такого рода зависимость соответствует общим представлениям, увязывающим прочность металла с его основными физическими свойствами. Полагая, что металл по своим свойствам приближается к некоторому идеальному металлу, у которого прочность зерен несоизмеримо выше межкристаллической прочности, между напряжением а [4] и временем до разрушения принимают следующее соотношение [c.374]

Кинетическая модель. Опыт показывает, что прочность твердых тел зависит не только от температуры, но и от времени действия нагрузки. Так, образец, разорванный (при Т — onst) за короткое время, обладает повышенной прочностью по сравнению с таким же образцом, разорванным за больший промежуток времени. Зависимость прочности от времени при статической нагрузке, получившая название статической усталости материала, наблюдалась многими исследователями в стеклах, полимерах, металлах, ионных кристаллах и т. д. Влияние времени на прочность модель Гриффитса не объясняет. В модели Инглиса—Зинера временная зависимость прочности связывается с перераспределением со временем напряжения в отдельных областях напря- [c.182]

Справедливость уравнений (8.12) и (8.13) проверялась на большом числе различных полимерных материалов, металлах, стеклах. В настоящее время имеется много экспериментальных данных, подтверждающих временную зависимость прочности, лредсказываемую этими уравнениями. [c.293]

Исследовапия температурно-временной зависимости прочности широкого круга материалов (металлов, ионных кристаллов, силикатных стекол и полимеров) привели к установлению общей для всех твердых тел закономерности, связывающей долговечность т с действующим напряжением а и темн-рой Т (в К). Измерения проводились на установках, обеспечивающих в течение всего опыта постоянство темп-ры и механпч. напряжения. Диапазон измепеиия Д. достигал 10 порядков — от 1 мсек до 10 Мсек (от 10 до 10 сек), области темп-р и напряжений были также достаточно широки. [c.377]

В противоположность представлениям о критическом характере разрушения многие экспериментальные факты показывают, что напряжение не является и, в принципе, не может являться единственным параметром, определяющим условия разрушения твердого тела. Оказывается, что тело может разрушаться при нагрузках, значительно меньших предела прочности, но через некоторое, иногда очень длительное время. При заданном напряжении прочность твердого тела зависит от продолжительности действия нагрузки. Чем дольше тело находится в напряженном состоянии, тем меньшая нагрузка необходима для его разрзгшения, и, наоборот, — чем меньше приложенное напряжение, тем дольше время жизни тела до его разрушения. Временная зависимость прочности при статической нагрузке была обнаружена уже сравнительно давно для силикатных стекол , металлов полимеров монокри- [c.140]

В работе [22] изучена временная зависимость прочности и ползучести ряда металлов и сплавов. Были рассчитаны энергии активации разрушения 7о и ква-зивязкогр течения и , а также коэффициенты у и у1 в уравнении (2.7). Ниже приведены результаты расчетов коэффициентов у и уь энергии активации механического разрушения С/о, квазивязкого течения С/т и сублимации Рсуб некоторых металлов и сплавов [c.79]

Выше рассмотрены экспериментальные данные по изучению температурно-временной зависимости прочности главным образом гетерогенных и поликристаллических материалов (поликристаллических металлов, сплавов, полимеров). Для этих материалов, казалось бы, допустимо предположение о справедливости гипотезы Маргетройда и др. [72, 73], рассматривающей временную зависимость прочности не как проявление кинетической природы процесса разрушения, а как следствие специфических для тел сложного строения факторов, снижающих со временем (за счет деформирования) предел прочности. [c.85]

В целом, имеющиеся к настоящему времени сведения о температурно-временной зависимости прочности различного рода монокристаллов указывают, что и для этих сравнительно совершенных по строению, негетерогенных тел в определенном интервале а и Г справедливо общее уравнение для долговечности. Выводы о структурной чувствительности у и стабильности то и Uo, сделанные ранее на основе испытаний металлов и полимеров, также могут быть распространены и на монокристаллы. [c.92]

Тем не менее, желательно исключить экспериментально возможность коррозионно-адсорбционной интерпретации временных зависимостей прочности. С этой целью были использованы описанные в 3 гл. I установки, позволяющие определять долговечность образцов под нагрузкой в вакууме порядка 10 тор и производить сравнение результатов изучения долговечностей в вакууме и при нормальных атмосферных условиях. Такие сравнительные испытания были проведены на разных материалах поликристаллических металлах [99], полимерах [99, 101], монокристаллах [102]. Некоторые результаты таких опытов для поликристаллического алюминия [99], полиметилметакрилата [101] и монокристаллов Na l [102] приведены на рис. 48. [c.101]

Большое значение будут представлять сопоставительные исследования временной зависимости прочности на группах объектов, внутри которых контролируемым образом варьируется взаимодействие атомов. Так, для металлов (или кристаллов) речь может идти о различных модификациях кристаллической решетки. Для полимеров — сравнительное изучение долговеч- [c.139]

Временная зависимость прочности, обнаруженная и изученная в работах Буссе, Журкова, Голланда, Бартенева, нашла подтверждение в различных исследованиях, проведенных в последнее время на металлах, пластиках, резинах и других материалах. Она является основой современной теории прочности. [c.219]

Часто стеклопластики и конструкции с клеевыми соединениями, находящиеся длительное врехмя под нагрузкой, соприкасаются с водой или другими жидкими средами. Совместное действие воды и нагрузки снижает длительную прочность. Специфика временной зависимости прочности твердых тел в жидких средах может заключаться в том, что экспоненциальная зависимость долговечности выражается прямой с изломами. Это отражает разный характер процессов действия нагрузок и сред. Например, это характерно для чистых полимеров и полимербе-тонов [282, 283]. Существуют, роме того, корреляция между краевым углом смачивания и ползучестью под нагрузкой [284], влияние катодной поляризации металлов на снижение энергии активации разрушения полимерных покрытий [327] и др. [c.214]

Впервые систематическое изучение температурно-временной зависимости прочности твердых тел было проведено С. Н. Журковым и сотр. [88—104]. В ЭТИХ работах был накоплен довольно обширный экспериментальный материал, на основе которого возникли новые представления о разрушении (в частности, разрыве) твердых тел. Согласно этим представлениям, разрыв рассматривается, как некоторый кинетический процесс, а прочность не является какой-то предельной величиной, носяш ей характер константы. В ряде работ С. Н. Журковым и сотр. [88—91] было показано, что время, необходимое для разрыва, для всех испытуемых материалов (металлы, пластмассы, волокна и т. д.) зависит от температуры, при которой производились испытания, и экононенциалвно убывает с ростом напряжения. Согласно С. Н. Жур-кову, время жизни (долговечность) материала при действии постоянного напряжения при определенной температуре описывается следующим соотношением [c.328]

Известно, что твердые тела разрушаются при напряжениях меньше критического. В технике это явление характеризуется усталостью материала. Причем если для металлов под усталостью принято понимать преждевременное разрушение, происходящее только под действием циклических нагрузок (при обычных температурах статическая усталость у них практически не проявляется), то у полимерных материалов наблюдается ярковыраженная статическая и динамическая усталость. Как было показано, статическая усталость у полимерных материалов проявляется в виде временной зависимости прочности. [c.24]

Необходимость учета температурного фактора существенно зависит от металла. Типичными в этом отношении являются черные металлы. Если рассматривать прочность при различных температурах, не привлекая временной фактор продолжительного действия температуры, но иметь в виду возможную концентрацию напряжений в сварных элементах, то зависимость прочности от температуры схематично выразится (рис.2.3.1) двумя линиями линией 1, соответствующей прочности гладкого образца, и линией 2, относящейся к образцу с острым надрезом. Левая часть кривой 2 относится к так назьшаемой низкотемпературной хрупкости, когда металл очень чувствителен к концентрации напряжений. В области, где эта хрупкость отсутствует, прочности гладкого и надрезанного образцов примерно одинаковы. При продолжительном действии температуры и нафузки проявляется ползучесть металла, и прочность определяется пределом длительной [c.16]