Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Ползучесть

Ползучесть (далее П) материалов, медленная непрерывная пластическая деформация твердого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. П в той или иной мере подвержены все твердые тела — как так и аморфные. Явление П было замечено несколько сот лет назад, однако систематические исследования П металлов и сплавов, резин, стекол относятся к началу 20 в. и особенно к 40-м гг., когда в связи с развитием техники столкнулись, например, с П дисков и лопаток паровых и газовых турбин, реактивных двигателей и ракет, в которых значительный нагрев сочетается с механическими нагрузками. Потребовались конструкционные материалы (жаропрочные сплавы), детали из которых выдерживали бы нагрузки длительное время при повышенных температурах. Долгое время считали, что П может происходить только при повышенных температурах, однако П имеет место и при очень низких температурах, так, например, в заметная П наблюдается при температуре —269 °С, а у — при —169 °С.

  П наблюдают при растяжении, сжатии, кручении и др. видах нагружения. В реальных условиях службы жаропрочного материала П происходит в весьма сложных условиях нагружения. П описывается т. н. кривой ползучести (рис. 1), которая представляет собой зависимость деформации от времени при постоянных температуре и приложенной нагрузке (или напряжении). Ее условно делят на три участка, или стадии: АВ — участок неустановившейся (или затухающей) П ( стадия), участок установившейся П — деформации, идущей с постоянной скоростью ( стадия), CD — участок ускоренной П (Ill стадия), E0 деформация в момент приложения нагрузки, точка D — момент разрушения. Как общее время до разрушения, так и протяженность каждой из стадий зависят от температуры и приложенной нагрузки. При температурах, составляющих 0 4—0,8 температуры плавления металла (именно эти температуры представляют наибольший технический интерес), затухание П на первой ее стадии является результатом деформационного упрочнения (наклепа). Т. к. П происходит при высокой температуре, то возможно также снятие наклепа — т. н. возврат свойств материала. Когда скорости наклепа и возврата становятся одинаковыми, наступает стадия П Переход в стадию связан с накоплением повреждения материала (поры, микротрещины), образование которых начинается уже на и стадиях.

  Описанные кривые П имеют одинаковый вид для широкого круга материалов — металлов и сплавов, ионных полупроводников, полимеров, льда и др. твердых тел. Структурный же механизм П, т. е. элементарные процессы, приводящие к П, зависит как от вида материала, так и от условий, в которых происходит П Физический механизм П такой же, как и пластичности. Все многообразие элементарных процессов пластической деформации, приводящих к П, можно разделить на процессы, осуществляемые движением дислокаций, и процессы вязкого течения. Последние имеют место у аморфных тел при всех температурах их существования, а также у тел, в частности у металлов и сплавов, при температурах, близких к температурам плавления. При постоянных деформациях вследствие П напряжения с течением времени падают, т. е. происходит релаксация напряжений (рис. 2).

  Высокое сопротивление П является одним из факторов, определяющих жаропрочность. Для сравнительной оценки технических материалов сопротивление П характеризуют пределом ползучести — напряжением, при котором за заданное время достигается данная деформация. В авиационном моторостроении принимают время, равное 100—200 ч, при конструировании стационарных паровых турбин — 100 000 ч. Иногда сопротивление П характеризуют величиной скорости деформации по прошествии заданного времени. Скорость  полной деформации e складывается из скорости  упругой деформации и скорости  деформации П

  В. М. Розенберг.

 

  Теория П близко примыкает к пластичности теории, однако в связи с разнообразием механических свойств твердых тел единой теории П нет. Для металлов большей частью пользуются теорией течения:  = f (s, t) (s —- напряжение, t — время), которая удовлетворительно описывает П при напряжениях, изменяющихся медленно и монотонно, но имеет существенно нелинейный характер зависимости  от s.

  Более полное описание П дает теория упрочения:  = f (s,), которая удобна для приближенного анализа кратковременной П при высоком уровне напряжений. Теория упрочения правильно улавливает некоторые особенности П при изменяющихся напряжениях, однако ее применение связано с большими математическими трудностями.

  В механике полимеров обычно пользуются теорией наследственности:

,

где (t - t) т. н. ядро последействия, которое характеризует, в какой мере в момент времени t ощущается влияние (последействие) на деформацию единичного напряжения, действовавшего в течение единичного промежутка времени в более ранний момент t. Т. к. напряжение действует и в др. моменты времени, то суммарное последействие учитывается интегральным членом. Теория наследственности определяет полную деформацию и дает качественное описание некоторых более сложных явлений (например, эффекта обратной П).

  Л. М. Качанов.

 

  Лит.: Работнов Ю. Н., Сопротивление материалов, М., 1962; Розенберг В. М., Основы жаропрочности металлических материалов, М., 1973; Гарофало Ф., Законы ползучести и длительной прочности металлов и сплавов, пер. с англ., М., 1968; Работнов Ю. Н., П элементов конструкций, М., 1966; Бугаков И. И., П полимерных материалов, М., 1973; Качанов Л. М., Теория ползучести, М., 1960; Малинин Н. Н., Прикладная теория пластичности и ползучести, М., 1968; Работнов Ю. Н., Теория ползучести, в кн.: Механика в СССР за 50 лет, т. 3, М., 1972.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 16.08.2017 20:34:09


20:27 Британцы и американцы отвергли обвинения в поставках химоружия в Сирию
20:11 В Крыму высмеяли намерение Ислямова вернуть полуостров силой
20:02 Бойцы ВСУ рассказали о боящихся появляться на передовой командирах
19:59 Кадыров нашел решение проблемы судей в российском футболе
19:33 Пресс-службу Белого дома временно возглавила 28-летняя пиарщица-модель
19:00 Двух девушек попытались продать в секс-рабство в московском кафе