title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Ползучесть и релаксация напряжений

Ползучесть и релаксация напряжений

Из приведенных выше графиков и выражений, связывающих между собой напряжения и деформации, например (2.4) и (2.14), следует, что деформация материала не зависит от длительности действия нагрузки. Иначе говоря, деформация, возникшая в момент приложения нагрузки, остается без изменения в течение всего времени ее действия. Однако, как было сказано выше, все реальные тела обладают свойством длительного деформирования—свойством ползучести). Это означает, что соотношение е—o зависит от скорости приложения и длительности действия нагрузки. Например, если подвергнуть испытанию на сжатие (растяжение) несколько образцов-близнецов при различных скоростях нагружения, то получим целое семейство кривых е—о.
Ползучесть является одним из основных свойств реальных тел и проявляется во всех видах деформирования вообще, объема и формы в частности. Причем, если деформация формы у всех материалов выражена достаточно четко, то деформация объемного сжатия у одних материалов весьма существенна, а у других пренебрежимо мала. По данным А. Надаи, при давлении 100 МПа уменьшение объема стали не превышает 0,06% и поэтому им можно пренебречь. Этого, конечно, нельзя сказать о пористых материалах и в первую очередь о глинистых грунтах, объем пор которых доходит до 50% и более от общего объема. Деформации объема и формы пористых материалов протекают одновременно и оказывают друг на друга существенное влияние.
Деформации объемной ползучести реальных тел всегда являются затухающими, а изменения формы протекают во всех трех стадиях, рассмотренных выше. Свойства ползучести материалов характеризуются семействами кривых ползучести, которые для данного состояния (объемной массы, влажности, температуры и т. д.) определяются испытанием серии образцов-близнецов под действием различных по величине постоянных напряжений.
Релаксация (уменьшение) напряжения при постоянной деформации обусловлена перераспределением во времени упругих еe и ползучих et деформаций. Полную деформацию eo можно представить (в пределах пропорциональности) в виде суммы

с учетом (2.4) получим выражение

из которых следует, что по мере увеличения et должно иметь место уменьшение о. Когда деформация ползучести достигает начальной величины деформации, имеет место полная разгрузка материала. При t=0 et=0.
Как было сказано выше, важнейшей характеристикой материала является время релаксации tr, равное времени, необходимому для расслабления напряжения в е = 2,718 раза (е — основание натурального логарифма), когда о = o0*0,368. Для воды tr = 10в-11 с, для стекла tr = 100 лет. Если длительность действия постоянной нагрузки меньше времени релаксации (t < tr), материал ведет себя как твердое неползучее тело, в противном случае у материала проявляются свойства вязкой жидкости (текучести).
По аналогии с изложенным выше для получения семейства кривых релаксации напряжений, серии образцов-близнецов испытывают при различных начальных значениях постоянной деформации.

title-icon Подобные новости