Понятие о длительной прочности, предел длительной прочности, расчеты на прочность

Если условия работы конструктивного элемента допускают появление значительных деформаций ползучести, то основным контролируемым параметром является время до разрушения. Метод испытаний состоит в том, что образец испытывают на растяжение при постоянных температуре и условном напряжении до разрушения. По результатам опыта строят зависимость «условное напряжение - время до разрушения» по параметру температура. Эти графические зависимости, показанные на рис. 20.3, называют кривыми длительной прочности.

Рис. 20.3. Кривые длительной прочности

По кривым длительной прочности можно определить предел длительной прочности – максимальное напряжение, при котором образец не разрушается в течение заданного времени. В зависимости от назначения конструктивного элемента предел длительной прочности определяют для различной длительности нагружения.

При представлении кривых длительной прочности в двойных логарифмических координатах экспериментальные данные во многих случаях хорошо аппроксимируются одной прямой или двумя прямыми (рис. 20.3б). В одних случаях перелом может быть выражен отчетливо, в других – переход плавный. Изменение наклона кривых связано с характером разрушения. На участке I (рис. 20.3б) разрушение сопровождается значительной деформацией и трещины идут по зерну материала. На участке II пластические деформации относительно малы, разрушение связано с образованием многочисленных трещин по границам зерен, их ростом и слиянием. О приобретении материалом более хрупких свойств при увеличении длительности испытаний можно судить по изменению относительного остаточного удлинения или сужения после разрушения образца.

Зависимость времени до разрушения от напряжения σ и температуры Т во многих случаях может быть записана в виде:

,

где А и n – параметры, зависящие от температуры.

Для параметра n могут иметь место следующие зависимости:

.

В первых двух случаях кривые длительной прочности при постоянной температуре в двойных логарифмических координатах являются прямыми линиями.

На длительную прочность существенное влияние оказывает концентрация напряжений. Эффект зависит от материала и условий испытаний. Если условия испытаний таковы, что разрушение сопровождается сильным «охрупчиванием» материала, то концентрация напряжений приводит к уменьшению времени до разрушения. При вязком разрушении концентрация напряжений может в ряде случаев приводить даже к увеличению времени до разрушения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: