Ползучести ползучесть

Для этого изохронную кривую деформирования а* = /(е*) пристраиваем к линии разгрузки^зоциклической ^щаграммьц^фор-мирования так, чтобы начало системы координат а* - е* совместилось с точкой условной разгрузки АО (см. рис. 4.43) при переходе с режима AZ на режим А о . После этапа выдержки температурные нагрузки вызывают упругие деформации (5' — 5"). Поскольку взаимное влияние деформаций пластичности и ползучести отсутствует, в качестве точки начала разгрузки для (k + 1)-го полуцикла можно принять точку 3'.

На кривой В можно наметить следующие основные фазы ползучести: начальная упругая деформация, происходящая почти мгновенно (участок ab); начальная ползучесть, происходящая с уменьшающейся скоростью (be); равномерная ползучесть, происходящая с более или менее постоянной скоростью (cd); конечная ползучесть, которая может протекать различно: или с вновь увеличивающейся скоростью деформации, приводящей к разрыву (de), или с постепенно уменьшающейся скоростью деформации, приводящей к полному „затуханию" ползучести (кривая Б). Наконец, при больших нагрузках может быть получена кривая, подобная кривой Г, в которой участок равномерной ползучести отсутствует.

При расчете реактора следует предусмотреть меры, чтобы температура в центре таблетки на UO2 не приближалась к температуре плавления. Обычно для этого уменьшают диаметр тепловыделяющих элементов, чтобы иметь значительный запас по температуре (хотя в экспериментах появление в центре тепловыделяющих элементов жидкой фазы не приводило к разрушению их). Толщина оболочки обычно ограничена сопротивлением ползучести материала и его коррозионной стойкостью. Однако в реакторе BWR, который работает при относительно невысоком давлении теплоносителя, необходимость в ограничении ползучести отсутствует, так .как давление, создаваемое газообразными продуктами деления, приводит к необходимости увеличить толщину оболочки минимум до i~0,06 см. Оболочка такой толщины недостаточно упруга и может разрушиться при образовании складок. Другим параметром, который ограничивает толщину оболочки, является способность удержать водород, который оболочка адсорбирует в процессе коррозии. Максимально возможное содержание водорода в оболочке не должно превышать 3,6-10-2%.

Для этого изохронную кривую деформирования а* = f(e*} пристраиваем к линии разгрузки изоциклической диаграммы деформирования так, чтобы начало системы координат а* — е* совместилось с точкой условной разгрузки А0 (см. рис. 4.43) при переходе с режима Л2 на режим А0. После этапа выдержки температурные нагрузки вызывают упругие деформации (5; - 5"). Поскольку взаимное влияние деформаций пластичности и ползучести отсутствует, в качестве точки начала разгрузки для (k + 1)-го полуцикла можно принять точку 3'.

высоких температурах, когда процесс высокотемпературной ползучести отсутствует. Вследствие малой относительной ширины этих прослоек, развитие в них вязких разрушений при испытании образцов с поперечным швом практически исключено и изломы в зоне сплавления в этих случаях должны рассматриваться как хрупкие, обусловленные низким сопротивлением отрыву отдельных участков зоны сплавления. В большинстве случаев излом идет вдоль науглероженного слоя и частично непосредственно по самой границе раздела. Подобное развитие трещины обусловлено низким сопротивлением науглероженного слоя действию нормальных напряжений при их высокой концентрации в районе зоны сплавления. При испытании образцов с продольными швами трещины также зарождаются в науглероженном слое, но уже идут поперек его (рис. 37, б).

она остается постоянной § = ^д^ и в третьей вследствие развивающихся в образце трещин (хрупкое разрушение) или образования шейки (вязкое разрушение) она увеличивается до разрушения образца. Иногда на кривой ползучести отсутствует первая или вторая стадия. С увеличением напряжения и температуры скорость деформации ползучести увеличивается, а время до разрушения уменьшается. На рис. 2.5.4,д представлены кривые ползучести при одинаковой температуре и различных напряжениях:

(2.6.46) и (2.6.47) величина k<\. При &=1 первая стадия на кривой ползучести отсутствует. Закон изменения р при o=const

ского разрушения имеют место все три участка (неустановившейся, установившейся и ускоренной) ползучести, то в области усталостного разрушения участок ускоренной ползучести отсутствует и накопленная

Бейли [149] объяснил это уменьшение скорости взаимодействием механического упрочнения и термического разупрочнения. В первой стадии преобладает механическое упрочнение, связанное с ростом деформации ползучести. Заметим, что на кривых, изображенных на рис. 1.1, а— в, первая стадия ползучести отсутствует.

шаться ес. Отметим, что выражение (4.16) обладает еще одной особенностью: в начальный момент ползучести (при t = Q) накопленная деформация ползучести отсутствует [ес(0)=0], а следова-

Решение системы уравнений (8.26) необходимо подчинить начальным условиям, т. е. определить -Хь(О), которые могут быть найдены, если считать, что при первоначальном нагружении (при t= = 0) процесс ползучести отсутствует.

1. Понижение несущей способности деталей, наблюдаемое у деталей из сталей при температурах выше 300...400 "С и у деталей из большей части пластмасс при температурах выше 100...150 °С. Это связано с понижением основных механических характеристик материалов, в частности временного сопротивления и предела выносливости, с охрупчиванием -— потерей пластичности во времени и, наконец, с появлением ползучести. Ползучесть, т. е. малая непрерывная пластическая деформация при длительном на-гружении, становится основным критерием работоспособности для отдельных деталей машин: лопаток и дисков турбин, элементов паровых котлов высокого давления и др. Ползучесть очень опасна в связи с возможностью выборки (сведения к нулю) зазоров у вращающихся или поступательно-перемещающихся деталей. Расчеты на ползучесть основываются на задании допустимых пластических перемещений за определенный срок службы.

Деталь, проработавшая определенное время в условиях ползучести, разрушается при пластической деформации во много раз меньшей, чем при разрушении от кратковременной перегрузки при той же температуре. Повышение рабочих температур на тепловых электростанциях привело к тому, что многие детали работают в области температур, при которых проявляется ползучесть.

Для испытания на ползучесть образец устанавливают в захваты машины и помещают в печь, где поддерживается постоянная температура. К образцу прикладывается постоянная нагрузка. В течение всего времени испытания замеряется деформация образца вплоть до его полного разрушения По результатам испытаний строится кривая ползучести в координатах "суммарная деформация - время", на которой отмечаются участки соответствующие трем стадиям процесса ползучести (рис. 50).

с течением времени в материале без увеличения напряжений (нагрузки) и без изменения температуры происходит рост пластических деформаций 1). Различается две разновидности ползучести: ползучесть с участком установившегося процесса и неустановившаяся ползучесть. Первая из них в системе осей azt (t — время) изображается диаграммой, показанной на рис. 4.61. Из диаграммы видно, что некоторая деформация емгн, называемая мгновенной, происходит в тот относительно короткий промежуток времени, в течение которого прикладывалась нагрузка. Далее без увеличения нагрузки (напряжений) происходит рост деформаций. В течение отрезка времени 0^ деформации происходят при переменной скорости. Скорость деформаций уменьшается до определенной величины, и диаграмма имеет криволинейную форму. Начиная с момента ^ и до момента /2 деформации растут с постоянной скоростью, при этом ползучесть называется установившейся и может происходить очень длительное время,

Чем выше напряжения, тем интенсивнее происходит ползучесть при прочих равных условиях, в том числе при одинаковой температуре среды, в сопоставляемых случаях. На рис. 4.62 показана проекция кривой ползучести на плоскость е/. Чем выше темпера-

1. Большинство работ по ползучести посвящается одноосному растяжению. Меньшее внимание уделяется экспериментальному изучению ползучести в условиях объемного- напряженного состояния. В существующих работах по этому вопросу, как правило, рассматривается установившаяся ползучесть [1, 2, 3, 5]. Исследования по неустановившейся ползучести при сложном напряженном состоянии исчисляются единицами [4]. Величиной возврата обычно пренебрегают. Надежной теории, описывающей одновременно ползучесть и возврат, в настоящее время нет. Поэтому в данной работе делается попытка построить теорию, описывающую полный процесс ползучести. Ползучесть металлов и сплавов является сложным реологическим явлением. Ее изучение облегчается возможностью построения моделей с реологическими свойствами, аналогичными свойствам реального материала. Элементы модели являются символами, а модель служит только для вывода реологического уравнения. Из экспериментов видно, что всю деформацию ползучести е—t (рис. 1) можно считать состоящей из трех компонент: упругой ез, возвращающейся eg и остаточной е'ь "Аналогами этих деформаций будут соответственно модели гукова, ньютонова и кельвинова тел.

Подшипники из полиамидов [13, 21, 22, 24, 26, 27, 30, 31, 33, 34, 35, 38, 39, 40, 53, 55]. Полиамиды под воздействием механической нагрузки и тепловых полей проявляют значительную склонность к ползучести. Ползучесть является результатом фазовых превращений надмолекулярных структур полиамидов под воздействием силовых и тепловых факторов. Искажения надмолекулярных структур можно ограничивать термической обработкой в различных средах, близких к температурам фазового перехода полиамида. Термическая обработка улучшает качество полиамидных деталей. Она проводится в масле или в среде инертных газов (иначе может иметь место химическая деструкция материала) де-

Понятие о ползучести металлов при одноосном напряженном состоянии приведено в § 17. Явление ползучести наблюдается и в дисках паровых и газовых турбин, работающих при температуре выше 400—500° С. Ползучесть приводит с течением времени к перераспределению напряжений в диске, которое продолжается до наступления установившейся ползучести.

Ползучесть при двухосном напряженном состоянии и переменных во времени напряжениях изучена недостаточно полно. Поэтому расчеты по определению напряжений в дисках с учетом ползучести металла базируются на различных гипотезах, лишь приближенно описывающих механизм ползучести.

Повышение температуры и напряжения приводит к увеличению скорости ползучести. В углеродистой стали ползучесть заметна при температурах выше 350—400° С.

В стадии установившейся ползучести (ползучесть с постоянной скоростью деформации) скорость ползучести