Оглавление:
Влияние фактора времени на работу материала под нагрузкой
- Влияние фактора времени на работу Материал под нагрузкой В предыдущем параграфе учитывалась статическая нагрузка на образец, и натяжение медленно увеличивалось. Если процесс растяжения выполняется за короткое время, пластическая деформация не успевает полностью развиться. Для риса. 56 показаны две диаграммы растяжения пластмассовой стали Ст.3 со статическими нагрузками 1 и 2 очень быстро. Из этих рисунков видно, что прочностные и пластические характеристики одной и той же стали зависят от действующей скорости нагрузки. По мере
увеличения скорости нагрузки пластиковые материалы по своим свойствам приближаются к своим хрупким материалам. В строительных конструкциях нагрузки в принципе меняются медленно и поэтому не учитываются при расчете возможности изменения свойств материала в зависимости от скорости нагружения. В пластмассах прочность на растяжение значительно снижается при длительном воздействии нагрузки. Это характеризуется длинной кривой сопротивления (рис. 57), изменяющей прочность на разрыв как функцию времени.
Где апсм-лимит резистор 60 м немедленная деформация, STPDS — долгосрочный предел сопротивления. На этом графике мы можем отметить три Людмила Фирмаль
области: в зависимости от натяжения точки, лежащей в области, которую растянутый стержень не может воспринимать. Поэтому необходимо различать мгновенную деформацию ЭМГ, возникающую в результате мгновенного приложения нагрузки, и упругой вязкой деформации, сопровождающей длительное воздействие нагрузки EW. Сумма этих деформаций равна длительной деформации: e DL®MG N-®UV- ‘ Если напряжение больше, чем долгосрочный предел
сопротивления, все еще существует пластическая деформация EPL, которая суммируется с EDL для полной деформации: £ этаж е DL е PLV Для риса. 58 показаны диаграммы сжатия ДСП-G вдоль волокон с различными деформациями. Существует значительное влияние на продолжительность загрузки различных материалов. Когда металлический стержень растягивается и остается нагруженным с достаточно высоким напряжением (ниже предела упругости) при определенной высокой температуре, его деформация непрерывно
- увеличивается. Медленный рост пластической деформации изначально называется ползучестью при постоянной нагрузке, которая вызывает только упругую деформацию. В процессе пластической деформации известно, что сталь упрочняется, потому что есть кулак. Однако высокие температуры вызывают размягчение. Это объясняет непрерывность ползучести при высоких температурах. Такая кривая называется кривой ползучести (рис. 59). Сечение кривой ОА соответствует быстрому нагружению образца с упругой деформацией ГУ. Кроме того, на сайте отображается реклама с постоянной нагрузкой (напряжением), и пластическая деформация EP1 постоянно растет. Тангенс наклона касательной к кривой
ползучести при любом нагреве D равен скорости ползучести в этой точке: tg «= = 4- • <2 -3 0> На кривой ползучести AD три стадии ползучести , В соответствии с переходной стадией ползучести, когда скорость ползучести постепенно уменьшается, секция BC соответствует стадии устойчивой ползучести, скорость ползучести является самой низкой и постоянной, секция CD соответствует стадии прогрессивной ползучести, Скорость ползучести снова увеличивается на стадии разрушения, которая заканчивается разрывом образца. Характер отказа зависит от материала и температуры. При температурах выше углеродистой стали (550 ° C)
медь и некоторые сплавы обладают разрушительными пластическими свойствами с Формирование шеи (начиная с точки с кривой ползучести). Людмила Фирмаль
Жаростойкая сталь имеет хрупкие характеристики разрушения без образования шейки. Для каждого материала может произойти ползучесть, выше которой есть определенная температура нагрева. Для углеродистой стали эта температура составляет 300-350 ° C, для легированной стали 350-400 ° C, для легкого сплава 50-150 ° C, некоторых металлов (свинец, цинк, латунь, алюминий), многих пластиков (целлулоид, бакелит, винил). Уже при комнатной температуре 20 ° С форма кривой ползучести изменяется в зависимости от температуры и величины напряжения. Для риса. 60, и 7 \ << T2 <T3 <T4 <T5, что показывает изменение кривой ползучести металла при постоянном напряжении и повышении температуры. Для риса. 60.6 показано изменение кривой ползучести при
постоянной температуре, напряжении ° 1 <^ 2 <a3 <° 4 <° ‘5 * машина с током ползучести металла, плохо изученная в течение этого процесса В машиностроении необходимо учитывать явление ползучести металлов. Например, паровые трубы высокой температуры и давления постоянно увеличиваются в диаметре и могут сломаться при определенных условиях. Расчет ползучести уменьшен, чтобы удовлетворить условию, что максимальная деформация ползучести не превышает определенного значения в течение расчетного срока службы детали. Если в какой-то момент металлический образец находится в состоянии ползучести, он разгрузится (рис. 61). Свернуть сразу с величиной упругой деформации (сегмент / (TG)), а затем постепенно уменьшаться (сегмент K1K2) до определенного предела.
Последнее явление называется обратным ползучестью. Ползучесть бетона обладает демпфирующими свойствами (период распада длится несколько лет). Соответствующая кривая ползучести показана на рисунке. 62 Рис 61А. Для пластиков и полимеров скорость деформации ползучести очень высока, но при разгрузке обратное ползучесть приводит к почти полному восстановлению исходных размеров с <PDS. На постоянных интервалах времени деформация от постоянной нагрузки в ползучести является выражением g / — £ o [1+ (p (/) Дж. (2.31)) E0 — мгновенная деформация нагрузки, а sz — Это деформация. Время загрузки особенно важно для пластиков, которые являются вязкоупругими материалами. Для них ты (2,32) Вот коэффициенты a и b для некоторых пластиков. 8. T a b l I C a8 сырье *
но б Полиамид ……. 0,047 4 10 «Полиэтилен ….. Ферропласт 0,040 10». ……. 0,080 10 «» Важное беспокойство вызывает так называемый упругий результат, увеличивающий упругую деформацию после процесса загрузки и постепенное восстановление деформации после процесса разгрузки. Например, если резиновый образец быстро растягивается в пределах предела упругости, он будет испытывать упругую деформацию во время нагружения (см. Диаграмму растяжения на рисунке). 63). При постоянной нагрузке упругая деформация постепенно увеличивается до некоторого предела и наоборот увеличивается с разгрузкой, часть деформации ej быстро восстанавливается, а другая часть Можно построить кривую роста
упругой деформации с нагрузкой и временем разгрузки, называемую кривой упругого последействия. 64) Из этой кривой видно, что время нарастания упругой деформации C значительно короче, чем время восстановления этих деформаций t2. Явление эластических последствий наиболее ярко проявляется у каучука, поэтому оно прогрессирует очень быстро и легко наблюдается глазом. Это явление выявлено, и оно не ограничивается пластиком, волокном и бетоном. Значение E2. В возможных примерах было описано изменение деформации при постоянной нагрузке. Интересное явление происходит с материалом, когда общая деформация образца не изменяется со временем. В этом случае наблюдается постепенное
падение напряжения при некоторой высокой температуре и высоком начальном напряжении. Постепенное снижение напряжения в течение определенного общего напряжения называется релаксацией. Суть релаксации заключается в том, что упругая деформация частично преобразуется в пластическую и общая деформация не изменяется: Пол е ю ~ E E PL C O н ст. Для каждого материала температура и начальное напряжение, необходимые для релаксации и развития ползучести, примерно одинаковы. Можно построить зависимую от времени кривую напряжения в релаксации. Эта кривая называется кривой релаксации (рис. 65). Сегмент О а соответствует быстрой нагрузке образца с начальным напряжением. Кроме того, в
части AB постоянной общей деформации напряжение увеличивается до постоянной постоянной величины AK. Угол касательной 3 Заказ № 1037 Наклон касательной к кривой релаксации (по модулю) в любой точке равен скорости релаксации в этой точке: сделать дт (2,33) В машиностроении необходимо учитывать явление релаксации металла. Например, очень плотное болтовое соединение котла высокого давления при определенных условиях Чтобы пропустить пар из-за времени и ослабления, необходимо падение давления на стяжной болт. Особую опасность представляет первая стадия релаксации с наибольшим снижением стресса. Эта фаза для разных материалов длится от десятков до сотен часов, в зависимости от температуры и начального напряжения. Пластическая релаксация происходит очень быстро даже при комнатной температуре.
Смотрите также:
