ПОЛЗУЧЕСТЬ

ПОЛЗУЧЕСТЬ материалов, медленная непрерывная пластич. деформация твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механич. напряжения. П. в той или иной мере подвержены все твёрдые тела - как кристаллические, так и аморфные. Явление П. было замечено неск. сот лет назад, однако систематич. исследования П. металлов и сплавов, резин, стёкол относятся к нач. 20 в. и особенно к 40-м гг., когда в связи с развитием техники столкнулись, напр., с П. дисков и лопаток паровых и газовых турбин, реактивных двигателей и ракет, в к-рых значит, нагрев сочетается с механич. нагрузками. Потребовались конструкционные материалы (жаропрочные сплааы), детали из к-рых выдерживали бы нагрузки длительное время при повышенных темп-pax. Долгое время считали, что П. может происходить только при повышенных темп-pax, однако П. имеет место и при очень низких темп-pax, так, напр., в кадмии заметная П. наблюдается при темп-ре -269 °С, а у железа - пра - 169 °С.

Рис. 1. Пример кривой ползучести.

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), к-рая представляет собой зависимость деформации от времени при постоянных темп-ре и приложенной нагрузке (или напряжении). Её условно делят на три участка, или стадии: АВ -участок неустановившейся (или затухающей) П. (I стадия), ВС - участок установившейся П.- деформации, идущей с постоянной скоростью (II стадия), CD - участок ускоренной П. (III стадия), ЕО - деформация в момент приложения нагрузки, точка D - момент разрушения. Как общее время до разрушения, так и протяжённость каждой из стадий зависят от темп-ры и приложенной нагрузки. При темп-pax, составляющих 0,4-0,8 темп-ры плавления металла (именно эти темп-ры представляют наибольший технич. интерес), затухание П. на первой её стадии является результатом деформационного упрочнения (наклёпа). Т. к. П. происходит при высокой темп-ре, то возможно также снятие наклёпа - т. н. возврат свойств материала. Когда скорости наклёпа и возврата становятся одинаковыми, наступает II стадия П. Переход в III стадию связан с накоплением повреждения материала (поры, микротрещины), образование к-рых начинается уже на I и II стадиях. Описанные кривые П. имеют одинаковый вид для широкого круга материалов - металлов и сплавов, ионных кристаллов, полупроводников, полимеров, льда и др. твёрдых тел. Структурный же механизм П., т. е. элементарные процессы, приводящие к П., зависит как от вида материала, так и от условий, в к-рых происходит П. Физ. механизм П. такой же, как и пластичности. Всё многообразие элементарных процессов пластич. деформации, приводящих к П., можно разделить на процессы, осуществляемые движением дислокаций, и процессы вязкого течения. Последние имеют место у аморфных тел при всех темп-pax их существования, а также у кристаллич. тел, в частности у металлов и сплавов, при темп-pax, близких к темп-рам плавления. При постоянных деформациях вследствие П. напряжения с течением времени падают, т. е. происходит релаксация напряжений (рис. 2).

Рис. 2. а - кривые ползучести металлов при различных нагрузках; б - кривые релаксации напряжения а при постоянкой деформации.

Высокое сопротивление П. является одним из факторов, определяющих жаропрочность. Для сравнит, оценки технич. материалов сопротивление П. характеризуют пределом ползучести - напряжением, при к-ром 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 ё полной деформации Е складывается из скорости е_супругой деформации и скорости ё_р деформации П. В. М. Розенберг.

Теория П. близко примыкает к пластичности теории, однако в связи с разнообразием механич. свойств твёрдых тел единой теории П. нет. Для металлов б. ч. пользуются теорией течения: е_р= f(o,t) (о - напряжение, t - время), к-рая удовлетворительно описывает П. при напряжениях, изменяющихся медленно и монотонно, но имеет существенно нелинейный характер зависимости е‘_р от а.

Более полное описание П. даёт теория упрочения: е‘_р = f(о,е‘_р), к-рая удобна для приближённого анализа кратковременной П. при высоком уровне напряжений. Теория упрочения правильно улавливает нек-рые особенности П. при изменяющихся напряжениях, однако её применение связано с большими матем. трудностями.

В механике полимеров обычно пользуются теорией наследственности:

где K (t - t) - т. н. ядро последействия, к-рое 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 даёт качеств, описание нек-рых более сложных явлений (напр., эффекта обратной П.). Л. М. Кочанов. 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., Ползучесть элементов конструкций, М., 1966; Бугаков И. И., Ползучесть 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.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ПОЛЗУЧИЕ РАСТЕНИЯ →← ПОЛЗУНОК

ПОЛЗУЧЕСТЬ

Синонимы слова "ПОЛЗУЧЕСТЬ":

Смотреть что такое ПОЛЗУЧЕСТЬ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: