книги из ГПНТБ / Гольденблат И.И. Теория ползучести строительных материалов и ее приложения

деновой и хромомолибденовой стали и испытывались на внут­ реннее давление при температуре 427, 566 и 649°. Сопоставление данных теоретического подсчета, проведенного по закону сте­ пенной зависимости скорости деформаций от напряжения (7.01), дает лучшее совпадение с данными опыта для больших величин температур и напряжений. Детальная обработка результатов этих экспериментов проведена Н. Н. Малининым [11].

Большая работа по изучению ползучести при сложном напря­ женном состоянии проведена В. С. Наместниковым [13], [14],

Рис. 7.24

изучавшим вопрос ползучести стали при постоянной и перемен­ ной нагрузках. Результаты экспериментов позволили ему сделатьвыводы, имеющие существенное значение. Работа [14], посвя­ щенная вопросу ползучести при переменных нагрузках, особенноинтересна, так как она является первой на этом пути.

Испытанию подвергались трубчатые образцы, выполненные из ацетенитовой стали ЭИ27 при температуре 500 и 600°. Образ­ цы изготовлялись из отожженных прутков. Расчетная длина образцов 100' мм, средний диаметр 16 мм, толщина стенки 0,4— 0,8 мм. Образцы испытывались на совместное действие крутя­ щего момента и растягивающей силы. Испытания проводились сериями, по 20—25 образцов в каждой, при этом интенсивность напряжений была одна и та же во всех, опытах данной серии, изменялся только вид напряженного состояния.

На рис. 7.24 в логарифмических координатах показаны гра­ фики изменения интенсивности деформации ползучести во вре­ мени для простого растяжения и простого кручения. Эти графи­ ки построены В. С. Наместниковым [13] по теории упрочнения, согласно которой закон изменения интенсивности деформаций

249

ползучести (г,) в зависимости от интенсивности напряжений (а,) принят в виде

=keA

риал при определенной температуре.

Из рис. 7.24 видно, что тючки экспериментальных данных дают хорошее совпадение с графиком, построенным теоретическим

путем. ЗдесьХ= —, ~— касательное, о— нормальное напряжение.

Анализируя зависимость (7.83), автор работы [13] приходит также к выводу, что при одной и той же интенсивности напря­ жений кривые ползучести для различных соотношений должны

•совпадать. Этот вывод результаты экспериментов не подтверж­ дают.

На рис. 7.25, 7.26 показаны опытные (сплошными линиями) кривые ползучести для температуры 500 и 600р. Из графиков рисунков видно, что для одной и той же интенсивности напря­ жений кривые ползучести различны. Таким образом, опытами В. С. Наместникова теория упрочнения в виде зависимости [7.83] в этом отношении не подтверждается.

Поэтому автор работ [13] для сложного напряженного состо­ яния предлагает принять закон изменения интенсивности напря­ жения в виде:

е,.г“--7.ел , (7.84)

где к, а. А и Ди постоянные материала, значения которых при­

Интегрируя уравнение (7.84) и учитывая, что при. ^=0,. Ej.

= 0, получаем следующее выражение для интенсивности дефор­ мации:

250

г. час

Рис. 7.25

Подсчитанные ио этой формуле кривыеползучести для прове­ денных экспериментов хорошо совпадают с экспериментальными данными. На рис. 7.25 и 7.26 эти кривые показаны пунктирными линиями. Кривые 8 и 9 на рис. 7.25 соответствуют только рас тяжению 8 и только кручению 9. Как видно из рисунка, при растяжении материал ползет интенсивнее, чем при кручении.

В работе [14] излагаются эксперименты на ползучесть в усло­ виях сложного напряженного состояния при переменных нагруз­ ках. Испытаниям подвергались тонкостенные трубки, выполнен­ ные из аустенитовой стали ЭИ27, при одновременном действии кручения и растяжения. Образцы испытывались при температу­ ре 500 и 600° в течение 100 час. и таким образом изучалась неустановившаяся стадия ползучести. Каждый образец загру-

t , ччс

Рис. 7.26

251

жался постоянной нагрузкой при напряженном состоянии одного вида^Х] = —j и испытывался в течение 50 час., затем нагрузка

снималась и образец снова загружался до прежней интенсивно­ сти напряжений, но другим видом напряженного состояния

(X, = — )и также испытывался в течение 50 час.

\=2 '

На рис. 7.27 сплошной линией показана кривая ползучести образца, полученная из опыта. Образец первоначально подвер­ гался только кручению, а затем, спустя 50 час., только нормаль­ ному напряжению. Как видно из графиков этого рисунка, кри­

Рис. 7. 27 Рис. 7.28

вая ползучести резко меняет свой характер. Там же на рисунке пунктиром показана кривая ползучести, полученная теоретиче­ ским путем на основании гипотезы упрочнения, по которой ско­ рость ползучести зависит только от мгновенного напряжения и начальной деформации ползучести. Эта гипотеза не учитывает того, как создавалась деформация ползучести, по этой гипотезе кривые ползучести не зависят от смены напряженного состояния. Как видно из графиков рис. 7.27 гипотеза упрочнения при слож­

предварительной ползучести образцов на их последующую пол­ зучесть при другом напряженном состоянии. Им показано сле­ дующее: если образец предварительно испытать на ползучесть при растяжении, а затем этот же образец испытать на ползу­ честь при кручении, то оказывается, что предварительная ползу­ честь растяжения не влияет на последующую ползучесть при кручении, равным образом предшествующая ползучесть при кручении мало сказывается на последующей ползучести при растяжении. На рис. 7.28 сплошными линиями показаны кривые предшествующего испытания, а пунктиром — последующего.

252

Проведенные В. С. Наместниковым опыты позволили ему сделать следующие выводы:

1)кривые ползучести при одной и той же интенсивности напряжений, но различных видах напряженного состояния по­ добны, но не совпадают;

2)при одной и той же интенсивности напряжений деформа­ ции ползучести образцов, испытанных при растяжении, идут интенсивнее, чем деформации ползучести при кручении;

3)общее выражение гипотезы упрочнения не может быть представлено связью между интенсивностью напряжений, интенсивностью деформаций ползучести и ее скорости; эта ги­ потеза зависит от напряжения более сложным образом;

4)предварительное кручение или растяжение мало влияет на последующее растяжение или кручение и не упрочняет мате­ риал для последующего растяжения или кручения.

Эти выводы имеют принципиальный интерес, способствуя развитию теории ползучести.

Мы ограничились описанием только некоторых характерных

экспериментов по ползучести металлов и сплавов. В последние годы многочисленными исследователями во всех странах прове­ дены обширные эксперименты, результаты которых опубликова­ ны в различных, часто мало доступных изданиях. Читатель, ко­ торый хотел бы познакомиться с этими экспериментальными работами, может получить более подробное представление о них по реферативному журналу «Механика».

ЛИТЕРАТУРА

1.Беляев Н. М., Сопротивление материалов, Гостехтеоретиздат, 1954.

2.Богуславский П. Я., О ползучести при кручении, Известия АН

СССР, отделение технических наук, № 4, 1956, 151—152.

3. Трубин А. Н., Плоский поперечный изгиб стержней постоянного се­ чения в условиях установившейся ползучести, сборник научных трудов Куй­ бышевского индустриального института, вып. 6, Куйбышевское книгоиздатель­ ство, 1956.

4. 3 а д о я н М. А., Напряженное состояние цилиндрической трубы в упругой среде с учетом ползучести материала, Известия АН Армянской ССР, Физико-математических, естественных и технических наук, № 9, 1956.

5.Качанов Л. М.. Некоторые вопросы теории ползучести, Гостехтео­ ретиздат, 1949.

6.Качанов Л. М., Ползучесть при сложном напряженном состоянии, «Котлотурбостроение» № 4, 1949.

7.Качанов Л. М., Ползучесть овальных и разностенных труб, Извес­ тия АН СССР, отделение технических наук, № 9, 1956.

8.К а ц Ж. Н., Исследование длительной прочности углеродистых труб, «Теплоэнергетика» № И, 1955. Разрушение аустенитовых труб под действием внутреннего давления в условиях ползучести, «Энергомашиностроение» № 2,

1957.

9. Коновалов П. Я., Расчет дисков, Научные труды Сталинградского механического института, т. 2, Сталинградское книгоиздательство, 1955.

10.Лебейнзон Л. С., Теория упругости, Гостехтеоретиздат, 1948.

11.Малинин Н. Н„ Основы расчетов на ползучесть, Машгиз, 1948.

253

1.Общая характеристика процесса деформации .... —

2.Особенности процесса ползучести некоторых строительных

6.Структурно-механические свойства дисперсных систем.

3.Общие формы связи между компонентами тензоров напря­

6.Другая форма общих связей между напряжениями и де­

формациями для случая равновесных процессов деформации . . 58

8.Общие формы связи между напряжениями и деформациями

255