Ползучесть релаксацию

Возможности проблемы расширяются, если учесть случайный характер нагружения. На первом этапе оно может быть схематизировано нагружением блоками с различными ступенями напряжения. Затем можно перейти к генерированию цикл за циклом процесса нагружения (метод, основанный на способе Монте-Карло [8]). Такой подход должен учитывать упрочнение и связанные с ним процессы (ползучесть, релаксация и др.).

В главе IV был показан ряд характерных примеров поведения реальных материалов под нагрузкой во времени (ползучесть, релаксация, упругое последействие, текучесть и т. п.). Исторически отдельные реологические уравнения состояния возникали в связи с необходимостью математического описания такого поведения. Разумеется, наблюденная в опыте картина поведения реального материала изображается не с абсолютной точностью, а приближенно. Фактически реологическое уравнение описывает не реальный материал, а его схему — идеальный материал. Чем

А -- ползучесть, релаксация; В — вынуж-

температурно-временных эффектов (ползучесть, релаксация, ох-рупчивание) как в связи с деформированием, так и в связи с разрушением. В условиях ограниченных значений осевых перемещений имеется возможность пренебречь величиной односторонне накопленной деформации и накоплением квазистатического повреждения в (8.24).

В связи с активизацией развития температурно-временных эффектов (ползучесть, релаксация, структурные изменения и т. д.) существенное влияние начинает оказывать форма цикла нагружения. В результате в практике лабораторных исследований получили распространение методы испытаний с различными формами цикла нагружения, например такими, как показано на рис. 2.14. Проведение испытаний с указанными формами цикла позволяет получить данные о роли временных выдержек на экстремальных уровнях нагрузки, о влиянии знака нагрузки и длительности выдержки при сжатии, о роли вибрационных воздействий на сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению. Такого рода испытания могут проводиться в изотермических (см. гл. 4) и неизотермических (см. гл. 5) условиях нагружения.

Постоянные, входящие в (5), (6) или (9), (10), следует определи гь из эксперимента. Так как эти зависимости являются феноменологическими, то весьма редки те материалы, для которых постоянные имеют те же самые значения как при статических нагрузках (ползучесть релаксация), так и при вибрационных Поэтому постоянные должны быть определены из экспериментов при вибрационных нагрузках Однако непосредственно наблюдать можно только две величины — жесткость (силы при заданных перемещениях и наоборот) и СДЕНГ фазы (площадь петли гистерезиса или технического коэффициента поглощения)

В связи с температурно-временными эффектами различают малоцикловую и длительную малоцикловую усталость. В последнем случае становятся значительными ползучесть, релаксация, непостоянство механических свойств конструкционных материалов и другие особенности высокотемпературного нагружения, реализующиеся с течением времени.

При нагружении в условиях проявления температурно-вре-менных эффектов (ползучесть, релаксация, деформационное старение, полигонизация и другие структурные изменения) параметры, входящие в соответствующие уравнения для описания скорости развития трещин, становятся зависимыми от температуры, времени нагружения, структурного состояния материала и его изменений во времени, а в связи с этим скорость развития трещин также оказывается сильно зависящей от формы цикла и частоты нагружения.

При высоких температурах, когда проявляются температурно-временные эффекты (ползучесть, релаксация, структурные изменения), параметры, входящие в уравнения для описания скоростей развития трещины, становятся зависимыми от времени и условий нагружения, и справедливость имеющихся зависимостей требует дальнейшего экспериментального подтверждения.

Основные закономерности малоциклового деформирования в настоящее время уже достаточно хорошо изучены [7, 35, 43, 44, 101, 122, 123], и результаты этих исследований кратко обсуждены в гл. 1. В данном разделе рассматриваются особенности деформирования и разрушения конструкционных материалов при высоких температурах, когда проявляются температурно-временные эффекты: ползучесть, релаксация и структурные изменения материала. Особое внимание уделено исследованиям при циклическом нагружении в условиях интенсивного деформационного старения, .сопровождающегося сильным изменением прочностных и пластических свойств материала во времени. Причем интенсивность и характер этих изменений зависят также и от условий деформирования, и в первую очередь от формы цикла и частоты нагружения. Учет изменений пластических свойств во времени, определяющих сопротивление материала малоцикловому и длительному статическому разрушению, требует проведения сложных экспериментов в условиях, приближающихся к эксплуатационным, во многих случаях характеризующихся сильным протеканием деформационного старения.

При нагружении в условиях проявления температурно-времен-ных эффектов (ползучесть, релаксация, структурные изменения и др.) параметры, входящие в соответствующие уравнения для описания скорости развития трещин, оказываются зависимыми от температуры, времени нагружения, структурного состояния материала и его изменений во времени, а в связи с этим и сопротивление конструкционных материалов развитию трещин становится сильно зависимым от формы цикла и частоты нагружения.

Сейчас при контроле механических свойств материалов для испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, скручивание, длительную прочность, ползучесть, релаксацию напряжений применяют громоздкое и дорогое механическое оборудование. Пределы прочности, текучести, упругости, относительного удлинения, ударной вязкости определяют на образцах выборочным путем. Но даже у материалов одной марки, плавки, партии механические характеристики могут разниться. Выход подсказывает применение магнитных коэрцитиметров, позволяющих оценивать качество термообработки, твердость и другие механические параметры через коэрцитивную силу ферромагнитного материала. Так проверяется качество углеродистых сталей и других содержащих железо сплавов после термообработки.

Машины фирмы MTS снабжают малой управляющей ЦВМ типа РДР-8Е и поставляют с библиотекой из 23 программ: для статических испытаний с постоянной скоростью деформирования, автоматическим вычислением и печатанием модуля упругости, верхнего и нижнего предела текучести, максимального и разрушающего напряжений, полной деформации, а также значений истинных напряжений в заданных точках, для малоцикловых испытаний в жестком и мягком режимах, при случайном чередовании амплитуд деформаций и при одновременном изменении значений амплитуды силы и деформации по квадратичному закону (управление по Нейберу); для испытаний на ползучесть, релаксацию, образование трещины для определения Кю и др..

Механические и оптические характеристики материалов для моделей, применяющихся при исследованиях поляризационно-оптическим методом, можно определять при испытаниях нескольких видов, среди которых необходимо отметить испытания на ползучесть, релаксацию, при постоянной скорости деформации и при синусоидальных колебаниях. Каждому из этих испытаний присущи свои достоинства и недостатки, а также своя область применения. По мнению авторов, очень прост метод двойного маятника, а даваемые им результаты непосредственно применимы

Нужно подчеркнуть, что при широком использовании пластмасс значительно легче создать автоматический машиностроительный завод. Конечно, эта работа потребует много сил и труда. Нужно учитывать и специфические свойства пластмасс: их тепловое расширение, ползучесть, релаксацию' и многие другие особенности полимерных материалов. Но с помощью науки будут преодолены все трудности и найдены новые решения сложнейших технических задач.

Машина предназначена для статических испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, кратковременную ползучесть, релаксацию и малоцикловую усталость маталлов, конструкционных полимеров и резины в широком диапазоне нагрузок и скоростей деформирования.

Испытания на ползучесть (релаксацию) осуществляют по программе, позволяющей вести нагружение (деформирование) на активном участке с заданной скоростью, обеспечивающей высокую точность (~0,1 %) поддержания нагрузки (деформации) на участке ползучести (релаксации).

К недостаткам полимерных материалов следует отнести: старение, необратимость, малую термостойкость, ползучесть, релаксацию. Их следует учитывать при оценке применимости в каждом конкретном случае.

жает в достаточной степени различия реакции отдельных материалов на действие внешней силы в течение различного времени (при различной частоте), при различном напряженном состоянии и т. п. Поэтому необходимо учитывать результаты более точных и более разнообразных испытаний, какими являются, например, испытания на ползучесть, релаксацию, динамические испытания и т. п.

Температурная зависимость модуля упругости имеет важнейшее значение для понимания механического поведения полимеров. По этой зависимости можно предсказывать ползучесть, релаксацию напряжения и деформационно-прочностные свойства полимеров.

Машина предназначена для статических испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, кратковременную ползучесть, релаксацию и малоцикловую усталость маталлов, конструкционных полимеров и резины в широком диапазоне нагрузок и скоростей деформирования.

Испытания на ползучесть (релаксацию) осуществляют по программе, позволяющей вести нагружение (деформирование) на активном участке с заданной скоростью, обеспечивающей высокую точность (~0,1 %) поддержания нагрузки (деформации) на участке ползучести (релаксации).