Механические и время нагружения

Работы школы академика Журкова в которых разработана новая кинетическая теория разрушения, служат решению задачи целенаправленного повышения прочности. Механическая прочность твердых тел, т. е. способность противостоять, не разрушаясь, действию нагрузки, — важное и общее свойство. Рациональной мерой прочностных свойств является время, необходимое для разрушения, т. е. время пребывания тела в напряженном состоянии от момента нагружения до разрыва. Его принято называть долговечностью тела под нагрузкой. Все это позволяет, опираясь на общую закономерность теплового движения и теорию активационных процессов, рассматривать механическое разрушение твердых тел как временной процесс, в котором термические флуктуации играют решающую роль. [c.266]

Следовательно, увеличение времени действия силы на полимер эквивалентно повышению температуры испытания, и наоборот. Иными словами, один и тот же эффект при механическом воздействии на полимер может быть достигнут медленно действующей силой при низкой температуре или быстродействующей силой при высокой температуре. На этом основан так называемый принцип температурно-временной суперпозиции, связывающий математической зависимостью время действия силы на полимер с температурой. Для появления петли гистерезиса решающее значение имеет соотношение времени действия силы и времени перегруппировок структурных элементов макромолекул (сегментов). На это соотношение можно влиять как изменением времени действия силы, так и изменением температуры, так как релаксационные и гистерезисные явления обусловлены структурными перегруппировками макромолекул. Зависимость проявления релаксационных свойств и гистерезиса от времени действия силы имеет большое значение при работе полимерных изделий или испытании образцов в условиях действия циклических многократно повторяющихся деформаций. Большие гистерезисные потери в первом цикле деформации полимера быстро уменьшаются при проведении второго, третьего и т. д. циклов деформации (рис. 47), После первого цикла деформации структура полимера перестраивается и как бы приспосабливается к новым условиям (величина и время нагружения). Во втором цикле после разгрузки в первом цикле структура полимера не успевает вернуться в исходное состояние, и последующие циклы деформации проходят с уже ориентированным в направлении деформирования полимером, В результате площадь петли гистерезиса уменьшается и механические потери снижаются. Естественно, что такая перестройка характерна для данного вида циклической деформации и при его изменении вновь возрастут гистерезисные потери. [c.102]

При отсутствии данных по фактическим свойствам металла действующего оборудования допускается расчитывать ресурс по формуле (17) и по сертификатным значениям механических характеристик. Однако в этом случае необходимо установить число циклов нагружения за предыдущее время эксплуатации Ко. При этом остаточный ресурс сосуда [c.9]

Локальные молекулярные напряжения частично можно устранить за счет проскальзывания цепей или распутывания молекулярных клубков. В термопластах времена релаксации, соответствующие вязкоупругим деформациям при комнатной температуре, имеют порядок от миллисекунд до минут, т. е. меньше длительности механического воздействия или сравнимы с ней. Тогда при быстром нагружении можно достичь высоких [c.197]

Некоторые данные динамических механических потерь представлены на рис. 8.44. а- и р-максимумы релаксационных потерь при низких температурах для утомленных образцов сравнивались с соответствующими максимумами исходных образцов. Во всех случаях образцы, утомленные при большом числе циклов воздействия (>2000 циклов нагружения при напряжении Смакс/Су > 0,56), разрушались во время динамических испытаний. [c.299]

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]

Понятие о кинетически стабильных элементах структуры в полимерах не имеет строгого количественного критерия, но чем больше т при прочих равных условиях, тем больше кинетическая стабильность данного элемента структуры. Практически же под кинетически стабильными понимаются те флуктуационные структурные элементы, время жизни которых превышает длительность исследуемого процесса. К образованию флуктуационных структур, характеризуемых большей или меньшей кинетической стабильностью, способны все гибкоцепные полимеры, в том числе эластомеры. С точки зрения структурных особенностей эластомеров их можно считать высокомолекулярными жидкостями с более сложной структурой, чем простые жидкости. Эластомеры находятся в жидком агрегатном состоянии, но отличаются очень высокой вязкостью, поэтому их можно назвать полимерными высоковязкими жидкостями. С другой стороны, эластомеры из-за их высокой вязкости при недлительных нагружениях по своим механическим свойствам подобны упругим твердым телам. К твердым телам относятся как кристаллические, так и аморфные тела (стекла). Жидкости характеризуются непрерывно изменяющейся структурой, которая зависит от температуры Т и давления р. Для твердых же тел характерна неизменность структуры в области существования твердого состояния с данным типом структуры. Таким образо , твердое состояние ве-и ества отличается от жидкого не только структурой, но и ее постоянством при изменении внешних условий. При этом для кристаллов характерны наличие дальнего порядка и термодинамическая стабильность, а для стекол — наличие ближнего порядка и кинетическая стабильность (время жизни структурных элементов в стекле обычно существенно выше времени наблюдения). [c.25]

На практике при оценке усталостной прочности, как правило, внешние нагрузки (давление, температура) учитываются, в основном, с точки зрения их влияния на напряженно-деформированное состояние металла и изменения механических характеристик материала. В то же время, наличие в сырье Различных поверхностно-активных веществ определяет возможность возникновения на поверхности контакта металла с сырьем дополнительных эффектов, приводящих к снижению долговечности конструкций, особенно в условиях малоциклового нагружения [c.57]

Таким образом, на основании вышеизложенного может быть сделан вывод о том, что в настоящее время не в полной мере изучены достаточные условия возникновения КР. Последнее, по нашему мнению [22], может быть получено из сравнительного анализа условий работы магистральных трубопроводов, транспортирующих жидкие углеводороды и газ. Так, первые эксплуатируются в условиях жесткого нагружения и характерным для них видом коррозионно-механического разрушения является коррозионная усталость металла. Для вторых, эксплуатирующихся в условиях мягкого нагружения, характерно КР, а не коррозионная усталость. Кроме того, частоты переменных напряжений, действующих на трубопроводы, различны. На маги- [c.82]

Таким образом, расчеты по номинальным напряжениям дают возможность определить основные размеры конструкций толщину, диаметр и др., в то время как расчет по деформационным критериям дает возможность обосновать конструктивные формы (зоны концентрации), режимы теплового и механического нагружения, технологию (сварку, термообработку), уровень дефектоскопического контроля и провести дополнительные расчеты на прочность и ресурс. Требуемые для этих расчетов параметры получают из экспериментальных исследований величин номинальных и местных деформаций, которые могут быть сопоставлены с критериальными деформациями для определения соответствующих запасов прочности. [c.153]

При более низких напряжениях (более пологий участок кривой коррозионной усталости) нагружение образцов также сопровождается резким сдвигом их потенциала в отрицательную сторону на 70-80 мВ (см. рис. 100, / участок кривой 2) из-за разрушения диффузионного слоя и образования в нем микротрещин, развитых относительно слабо, но достигающих основного металла. Значение потенциала возникшей коррозионной системы свидетельствует о том, что в дальнейшем сталь продолжительное время остается полностью защищенной от коррозионного разрушения в результате электрохимического воздействия покрытия. С течением времени потенциал образца сдвигается в положительную сторону вследствие оголения стали при механическом и особенно коррозионном разрушении покрытия, а также из-за экранирования поверх- [c.186]

Изложенная теория, называемая флюктуационной теорией прочности, подтверждается большим экспериментальным материа- лом. Так, в настоящее время при помощи метода инфракрасно спектроскопии показано, что под влиянием нагружения появляются напряжения в химических связях основной цепи полимера. Методом Электронного парамагнитного резонанса (глава XII) показано, что при нагружении образуются свободные радикалы, причем в процессе нагружения сигнал ЭПР растет. Масс-спектроскопические исследования продуктов термодеструкции и механической деструкции одного и того же полимера показали, что спектры, полученные в обоих процессах, совершенно идентичны. Энергии [c.229]

Существует ряд способов интенсификации процесса пропитки вакуумиро-вание ОК перед пропиткой воздействие на ОК повышенным давлением после нанесения на него пенетранта воздействие на ОК во время контакта его с пенетрантом упругих механических колебаний или статистического нагружения, увеличивающего раскрытие дефектов электрическое взаимодействие частиц пенетранта, которым сообщается электрический заряд, с ОК, которому сообщается заряд другого знака воздействие на пенетрант, находящийся вблизи поверхности ОК, УЗ-колебаниями. [c.659]

Методологическое обоснование методов испытаний, позволяющих оценивать и прогнозировать коррозионно-механическую прочность. Преимущественно используемые в настоящее время образцы при одноосном нагружении позволяют получать только сравнитель->1ую оценку материалов и технологию, но не достаточны для оценки работоспособности конструкций. Следует развивать методы испытаний макетов, узлов, образцов, имеющих конструктивное и технологическое подобие с наиболее опасными узлами реальных конструкций с целью отработки конструктивных и технологических решений методы испытаний на основе механики разрушения натурные и стендовые методы испытаний. [c.280]

Применяемые обычно для механических испытаний полимерных материалов машины работают при постоянной скорости перемещения зажимов. Долгое время серийных машин для стандартных испытаний полимеров с постоянной скоростью нагружения не было [50, с. 126]. [c.32]

Временная зависимость прочности — характеристика разрущения, присущая всем материалам и обусловленная самим механизмом разрыва. Применительно к механическому разрушению это было показано особенно убедительно в ряде работ, выполненных С. Н. Журковым с сотр. [10, с. 1677 11, с. 1992 49, с. 68]. 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 в растянутом состоянии. Образцы деформировались однородно без образования шейки, линия разрыва проходила нормально к оси растяжения. Измеря- [c.140]

Оо=3-10 Па. Из рис. III.1, а видно, что кривые ползучести, полученные при разных а, сливаются в. одну кривую через некоторое время после окончания нагружения до требуемой величины 0о- Такой вид кривых ползучести характерен для линейного механического [c.54]

Высокое сопротивление изоляции способствует уменьшению требуемого защитного тока, увеличивает длину зоны защиты и улучшает распределение тока. Для этой цели могут быть применены покрытия, стандартизованные согласно разделу 5. В зависимости от требований при транспортировке, прокладке и нагружении в грунте могут быть выбраны механически прочные полимерные материалы (пластмассы) или же предусмотрены дополнительные защитные мероприятия типа обвертывания войлочными матами. Такие маты должны быть пористыми, чтобы пропускать защитный ток. Менее прочные битумные покрытия могут применяться при укладке трубопровода в грунт без камней. Чтобы не повредить покрытие, при засыпке рва нельзя укладывать крупные (крупнее 5 см) камни с острыми кромками. Для прокладки в каменистых грунтах рекомендуются трубы с полиэтиленовыми покрытиями. Слабым местом обычно является изоляция соединений труб и арматуры, выполняемая непосредственно на строительной площадке. Для нее в настоящее время имеется большое число механически прочных полимерных обвер-тывающих лент. Необходимо тщательно следить за получением ровного обвертываемого покрытия без промежуточных пустот и провисающих [c.250]

В табл. 6 приведены некоторые результаты испытаний на долговечность металла спирально-шовных труб из стали 17Г2СФ при малоцикловом нагружении. Сравнивается металл, вырезанный вдоль и поперек прокатки. Отмечается резкая анизотропия долговечности по этим направлениям у основного металла. Долговечность металла поперек прокатки в три раза ниже, чем вдоль. Наблюдается различие и в изломах. При испытании вдоль прокатки длительное время происходит развитие усталостной трещины (примерно половина числа циклов до разрушения) и затем наступает механический дорыв. При испытании поперек прокатки хрупкое разрушение металла наступает через несколько циклов после обнаружения усталостной трещины. Поперечный сварной шов (геометрический [c.231]

В общем, разрущение металла в условиях коррозионно-усталостного нагружения обусловлено как механическим фактором, так и адсорбционным, и коррозионно-электрохимическим воздействием среды. При многоцикловой усталости коррозпон-но-электрохимическое воздействие среды весьма значительно. При малоцикловой усталости, когда нагрузки на материал выше, а время до разрушения — значительно меньше, определяющую роль играют факторы сугубо механические и адсорбционные, а коррозионно-электрохимическое воздействие среды отходит на второй план. [c.53]

Однако разрывы поверхностных пленок и стойкие полосы скольжения на поверхности металла появляются не сразу. Для их появления необходимы при усталостном нагружении хотя бы несколько десятков циклов деформирования. Таким образом, время до появления на поверхности металла стойких анодных образований, на которых сосредоточивается локальная коррозия, можно считать первым (инкубационным) периодом зарождения трещин. Определяющий фактор на этом периоде — механическое воздействие (деформация). Роль средьг сводится лишь к адсорбционному облегчению разрыва пленок и выхода на поверхность дислокаций, ступеньки от которых складываются в анодные полосы скольжения. [c.62]

Рассмотрим развитие трещины на VI этапе подробнее. Учитывая, что время, ркизни СОП в большинстве случаев превьпиает продолжительность одного цикла усталостного деформирования, равную обратной частоте V", Период коррозионного подрастания трещины в глубь металла за один цикл определяется не t, а обратной частотой. По истечении периода произойдет новый механический скачок трещины и образуется новая СОП. Таким образом, рассчитывая величину по уравнению (15) для коррозионно-усталостного нагружения с обратной частотой меньшей 1, уравнение это следует интегрировать в пределах от О до V . [c.98]

Высказано положение, что при механическом нагружении сталей в агрессивных средах, содержащих ингибиторы коррозии, существует конкуренция двух противоборствующих факторов разупрочнение Материала из-за адсорбционного снижения поверхностной энергии и упрочнение в связи с адсорбционным ингибированием локальной коррозии. Преобладание одного из этих факторов зависит от уровня адсорбщюнной и ингибирующей активности веществ. Так, при явно выраженной химической адсорбции, когда образуются адсорбционные пленки с высокой защитной способностью j преобладает адсорбционное упрочнение. При обратимой (физической) адсорбции, когда ингибирующее действие незначительно, возможно преобладание адсорбционного разупрочнения (тог а проявляется эффект Ребиндера). Поскольку физическая и химическая адсорбции взаимосвязаны и адсорбция во многих случаях обусловливает ингибирование коррозии, эффект Ребиндера вследствие введения в средьг ингибиторов, как правило, не проявляется [69]. В настоящее время подобран ряд достаточно эффективных ингибиторов, существенно повышающих сопротивление металлов и сплавов коррозионному растрескиванию [8,19]. [c.109]

При определенных режимах поляризации можно значительно затормозить или полностью подавить коррозионные процессы. Однако необходимость иметь в виду, что при повышенных плотностях тока на защищаемой поверхности выделяется большое количество водорода. Этот водород не оказывает существенного влияния на долговечность металла, находящегося в коррозионной среде, но неподверженного воздействию механических нагрузок, в то же время может быть причиной коррози-онно-механического разрушения металлов, особенно высокопрочных сталей, в условиях их статического или циклического нагружения. [c.191]

Нагрев за счет механического гистерезиса применяют в экспериментах с низкочастотным циклическим нагружением образцов. Этот процесс является относительно слабоэнергетическим и пригоден в исследованиях по анализу разрушения материалов. Попытки использовать такой способ на практике не получили распространения в силу низкого отношения сигнал/шум. В то же время в последние годы интенсивно разрабатывают процедуру ТК с использованием ультразвукового возбуждения тепловых полей (см. п. 5.9.2), основным преимуществом которой является селективный нагрев специфических дефектов при практически ненагреваемом объекте испытаний. [c.209]

Из изложенного следует, что закономерности динамической и статической усталость резины одинаковы, но статический режим испытания является более мягким по сравнению с динамическим. Неслют-ря на то, что в сгатическил условиях резина находится все время в напряженном состоянии, ее разрушение происходит значительно позднее, чем npi динамических испытаниях, когда резина находится в напряженном состоянии лишь часть времени. Это объясняется, во-первых, тем, что при периодических нагрузках перенапряжения на микродефектах не успевают отрелаксировать за время каждого цикла нагружения, тогда как при статической нагрузке они с течением времени выравниваются и приближаются к равновесному значению Во-вторых, разрушение полимеров при многократных деформациях ускоряется механически активированными химическими ироцесеами . [c.208]

В отличие от листового образца без щва, в процессе нагружения которого вьшучина приобретает форму, близкую к сфере, выпучина образца со сварным щвом такой правильной формы не получает. Отсюда следует, что использование формулы а, = рК/1 при оценке несущей способности сварного соединения в условиях испытания вьшучиванием через круговое отверстие становится неправомочным. В то же время несущая способность стыковогс соединения в условиях двухосного растяжения может быть различной в зависимости от механических свойств отдельных зон соединения, размеров этих зон и наличия или отсутствия усиления шва, а также расположения шва относительно осей главных напряжений при испьгганиях образцов и при работе соединения в конструкции. Поэтому для оценки несущей способности сварного соединения конкретного материала в условиях двухосного растяжения нри а, = в первую очередь испытывают образцы без сварного шва, а полученную зависимость =/(Сз) используют при обработке результатов испьгганий образцов со сварным швом. [c.141]

Выше было показано, что разрушение углового шва при продольном срезе дает однозначный результат, в то время как нагружение его перпендикулярно продольной оси шва дает целую совокупность значений прочности и пластичности в зависимости от угла а (см.рис.8.2.2). Таким образом, постулируется положение, согласно которому для каждого значения угла а необходимо иметь экспериментальное значение механических характеристик, чтобы, зная также значения при у = О, вычислить соответствующие значения характеристик при у / О для кон1фетного а (рис.8.1.6,а). [c.281]

Иногда полагают, что достаточную полноту воспроизведения механического фактора обеспечивает близость размеров образца и реального изделия. Наряду с этим значительное развитие получили испьггания, в которых механический фактор задается испытательной машиной [178]. При испьггании на горячие трещины задавали различные скорости перемещения захватов, а при испьггании на холодные трещины — различные уровни приложенных напряжений. В действительности все эти способы нагружения являются весьма приближенными. Представляется, что термин испьггание на технологическую прочность в целом правильно отражает сущность используемых методов испьгганий, в то время как термин конструкционно-техноло-гическая прочность мог бы отвечать испьггани [м, в которых программа изменения механического фактора во времени воспроизводилась бы с достаточной точностью и соответствовала тому, что происходит в конкретной свариваемой детали. При таком испытании температура выступает как фактор условий окружающей среды и как нагружающий фактор, вызывающий напряжения. [c.465]

Следует различать два аспекта проблемы адгезии. С одной стороны, технолога интересует, какие факторы благоприятствуют установлению адгезионных связей при контакте поверхностей полимерных материалов с поверхностями полимерных или неполимерных тел. Обычно к числу таких факторов относится время контакта, давление контакта, температура контакта и т. п. Естественно, что характер адгезионных связей определяется химическим строением тел. С другой стороны, представляет интерес изучение зависимости механических усилий, прилагаемых для нарушения контакта, от условий эксплуатации температуры, времени действия разрушающего усилия или скорости нагружения, размеров и формы образцов и т. п. В пределах поставленной задачи (исследование закономерностей, определяющих разру- [c.129]

Фундаментальным вопросом механики деформирования и разрушения является вопрос об уравнениях состояния, характеризующих связь между текущими значениями напряжений а и деформацией е [117, 245]. Эта связь в общем случае оказывается достаточно сложной и зависящей от типа конструкционного материала, условий нагружения (температура, скорость деформирования, время выдержки, физико-механические воздействия окружающей среды), характера напряженного состояния, возможных структурных изменений в материале в процессе деформирования и степени развития микро- и макроповреждений. В случае одноосного растяжения гладкого образца с непрерывной регистрацией диаграммы деформирования / ((т, е) до момента разрушения сам факт разрушения фиксируется как конечная точка на диаграмме, хотя процессы микро- и макроразрушения могут начинаться существенно раньше. [c.125]

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]

ГО происхождения наблюдались в местах аварки патрубков [20]. Авария американского реактора 8Ь-1 в эксплуатации произошла в связи с быстрым наращиванием мощности при пуске реактора, вызвавщим существенное повышение давления в корпусе [21], Это привело к срезу отводящих и подводящих патрубков, пластической деформации корпуса, характеризуемой увеличением диаметра на 30—100 мм. Циклическое нагружение элементов реакторов механическими, тепловыми и гидродинамическими усилиями может вызвать образование трещин в антикоррозионных наплавках [21], узлах крепления внутрикорпусных устройств (ВКУ) [9]. Стоимость программ восстановительных работ после таких крупных аварий, как авария на АЭС Три-майл-Айленд (США, 1979 г.), оценивается примерно в 1 млрд долларов, а время выполнения таких работ достигает не менее 5 лет [19]. Обобщение данных о повреждениях несущих элементов атомных энергетических установок показывает [22], что около 40% обнаруженных трещин связано с циклическими повреждениями, около 30% — с коррозионно-механическими, около 17% - с начальной технологической дефектностью. Это свидетельствует о большом числе причин и источников возникновения повреждений, связанных со значительной сложностью как самих конструкций реакторов и технологических процессов при их изготовлении, так и условий эксплуатации. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология