Явление ползучести. Длительная прочность

Если деформированное твердое тело при неизменных внешних силах предоставить самому себе, то его деформации будут посте­пенно увеличиваться во времени. Этот процесс называют ползуче­стью.

Явление ползучести не оказывает заметного влияния на де­формации в металлах при нормальных и пониженных темпера­турах, однако оно хорошо заметно при повышенных температу­рах. Ползучесть в телах из пластмасс, каучука и из других орга­нических материалов дает себя знать при комнатных температу­рах. Характеристикой ползучести материала является диаграмма между деформацией и временем в цилиндрическом образце, рас­тянутом при постоянной нагрузке и постоянной температуре.

Рис.5.

На (рис.5) показан характер кривых ползучести для ме­таллов при повышенной температуре t ^o и различных напряжениях. В пределах начальных участков этих кривых скорость ползучести de_p/dt меняется достаточно быстро, и поэтому говорят, что на этих участках имеет место неустановившаяся ползу­честь. При дальнейшем увеличении времени кривые ползучести стремятся к наклонным прямым, параллельным друг другу. На этих участках скорость ползучести ста­новится постоянной; говорят, что здесь имеет место установив­шаяся ползучесть.

Наиболее удовлетворительно в настоящее время изучен про­цесс одноосной установившейся ползучести для металлов. Зависимость между скоростью дефор­мации и напряжением при посто­янной температуре для такого процесса можно определить на основании следующих эмпирических формул:

(1)

где А, п, k, S — постоянные величины для данной температуры. Разрушение материала в процессе ползучести происходит по прошествии некоторого промежутка времени. Материал нахо­дится как бы в стадии длительной прочности. Про­межуток времени от момента приложения нагрузки до момента разрушения называют периодом длительной прочности. Опыт показывает, что при малом периоде прочности разрушение сопро­вождается наличием значительных пластических деформаций; при большом периоде прочности разрушение носит хрупкий ха­рактер.