Оглавление:
Ползучесть металлов
- Металлический скрип. Начальная информация о слайдере О чести было сообщено в§ 72. В настоящее время проблема расчета ползучести при проектировании изделий, работающих при высоких температурах, приобрела весьма практическое значение. До недавнего времени ползучесть в основном обнаруживалась в энергетике при проектировании паровых и газовых турбин. Диски и лопатки турбины находятся под воздействием больших нагрузок,
обусловленных центробежными силами, и их долговечность во многом определяется ползучестью. Развитие сверхзвуковой авиации и реактивной техники создало новые проблемы, связанные с ползучестью. Обшивка самолета, корпус ракеты, испытывает значительный аэродинамический нагрев при скоростях, превышающих скорость звука.
Вот основные факты, связанные с ползучестью. Если объект подвергается растягивающей нагрузке, Людмила Фирмаль
приводящей к постоянному напряжению, то с течением времени медленно деформируется, кривая временной зависимости деформации аналогична показанной на рисунке. 285 где E0-мгновенная деформация, график / кривая-это график нестационарной ползучести, возникающей при замедлении скорости, а график I-почти постоянная скорость, и в зависимости от материала, нагрузки и температуры отношение между масштабом кривой и значением каждого участка может быть очень разным. Мгновенная деформация B0 может быть упругой пропорционально напряжению; при больших напряжениях она может быть почти пластичной, то есть в зависимости от напряжения практически нелинейным образом деформируется момент разрыва. T4 * 428 ползучесть и длительная
прочность(глава XVIII Она может быть больше десяти, двадцати лроцентов, может измеряться в долях процента от первоначальной длины, за время до разрушения порядка сотен тысяч часов, разрушение может составлять несколько минут и даже больше. В некоторых случаях второй участок не может быть выделен, и существует только одна область вблизи точки перегиба кривой ползучести, и последняя является такой кривой ползучести (рис. 286)характерен высокий уровень давления. С другой стороны, многие материалы имеют кривую ползучести, как показано
- на рисунке. Двести восемьдесят семь Скорость ползучести становится очень быстрой и постоянной, сохраняя это постоянное значение с течением времени; поэтому практически все деформации до момента возникновения трещины проходят с постоянной скоростью этот тип кривой характерен для длительных испытаний сталей, используемых в турбинной конструкции, уровней напряжений рабочего порядка диска и лопатки. Испытания на ползучесть, которые будут подробно описаны ниже, проводятся в течение некоторого времени, а в некоторых случаях значительно меньше срока службы изделия. Например, паровые турбины
работают годами и десятилетиями, и невозможно проверить материал за это время в заводской лаборатории, обычно продолжительность таких испытаний составляет 2000-5000 лет, поэтому задача экстраполяции кривой ползучести очень важна, то есть можно прогнозировать ползучесть в течение длительного периода на основе относительно короткого периода испытаний. Этот вопрос не нашел подходящего положительного решения для всех материалов и всех условий; авторы предложили эмпирические уравнения для кривых ползучести.
Самый простой способ-экстраполировать, если кривая ползучести имеет форму, показанную Людмила Фирмаль
на рисунке. 287 заключается в том, что первой стадией ползучести пренебрегают, а деформацию целого считают происходящей с постоянной скоростью g>(a). Таким образом, (190.1)§ 190]ползучесть металла 429 Постарайтесь убедиться, что теста достаточно, чтобы надежно получить прямой отрезок и определить его наклон. Исследована зависимость установившейся скорости ползучести от напряжения. Наиболее распространенной эмпирической формулой для функции v (o) является: I (St)=To», (190.2)v(a)-K exp, (190.3)v (o) — k sh-y, (190.4)где A, n, k, s-постоянные значения при данной температуре. Уравнения (190.3) и (190.4) дают примерно одинаковый результат при высоких напряжениях, а при низких напряжениях уравнение (190.3) дает конечную скорость при o=0, поэтому оно обычно неприменимо. Для оценки сопротивления ползучести
материалов вводятся так называемые пределы ползучести. Величина Et обычно принимается равной одному проценту, а время t построения авиационного двигателя, например, назначается равным 100 часам, а для материала стационарной паровой турбины — 100 000 часам. Для определения пределов ползучести, необходимо провести серию испытаний при различных напряжениях. Если продолжительность испытания коротка, используйте кривую ползучести для определения константы одного из выражений установившихся скоростей ползучести или просто постройте график зависимости t>(o)., Поэтому почти предполагается, что вся деформация происходит с постоянной скоростью. Предельное значение ползучести является гораздо более точным способом для конструктора выбрать допустимое напряжение при расчете изделия
таким образом, чтобы изделие не подвергалось недопустимо большим деформациям в процессе эксплуатации, предельное значение ползучести потеряло свое значение как конструктивной характеристики материала, так и при предварительном выборе различных материалов 430 ползучести и долговечности (и гл. XVIII Первый участок кривой ползучести дает достаточно хорошее приближение, если они описываются степенной функцией времени Ан=С(а)/». Индекс Т для большинства материалов колеблется от»=
Смотрите также:
| Влияние концентрации напряжений на усталостную прочность. | Процесс ползучести |
| Усталостная прочность при сложном напряженном состоянии | Длительное разрушение |
