Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ДА ДВ ДЕ ДИ ДЛ ДО ДР ДУ ДЫ ДЮ

Длительная прочность - материал

 
Длительная прочность материала зависит не только от температуры и напряжения, но и от длительности пребывания материала в условиях высокой температуры даже при отсутствии напряжений. При таких условиях происходит старение материала: по границам его зерен выпадают карбиды, он становится более хрупким и его длительная прочность снижается. На рис. 17.3 показана полоса разброса длительной прочности ( ограничена сплошными линиями) хромомолибденованадиевой стали, полученной из материала свежего ротора. Видно, что материал холодных зон ( светлые символы) роторов, отработавших 130 - 140 тыс. ч имел такое же сопротивление длительной прочности.
Длительная прочность материала в известной мере характеризует его способность к перегрузкам при продолжительной работе при высоких температурах. Однако оценка материалов по результатам испытаний на длительную прочность требует некоторых важных оговорок; во многих случаях совершенно неправильно сопоставлять материалы только по их длительной прочности без учета деформации, так как при высоких температурах выход детали из строя часто определяется чрезмерной остаточной деформацией еще задолго до разрушения.
Длительная прочность материала характеризует его способность сопротивляться разрушению в течение определенного времени при приложении постоянной нагрузки. При этом данная характеристика материала может определяться при различной интенсивности напряжений, действующих в испытуемом образце, и при разных температурных уровнях.
Вопросам длительной прочности материалов посвящена большая литература. Рассмотрим только определение коэффициента запаса в условиях ползучести.
На длительную прочность материалов влияют различные факторы. В частности, экспериментально установлено, что повышение температуры при постоянных напряжениях приводит к уменьшению времени до разрушения.
Метод определения длительной прочности материала в се-роводородсодержащих средах может быть упрощен с помощью использования экспериментальных данных об испытании образцов. Так, при выборе сталей для трубопроводов, эксплуатируемых в сероводородсодержащих средах, одним из основных критериев пригодности металла является величина порогового напряжения. Сталь, выдержавшая испытания в среде NACE [51] в течение 720 ч при постоянной нагрузке ( равной, как правило, 0 8а0 2), считается пригодной для изготовления трубопроводов, по которым транспортируются сероводород содержащие среды.
Метод определения длительной прочности материала в сероводородсодержащих средах может быть упрощен с помощью использования экспериментальных данных об испытании образцов. Так, при выборе сталей для трубопроводов, эксплуатируемых в сероводородсодержащих средах, одним из основных критериев пригодности металла является величина порогового напряжения. Сталь, выдержавшая испытания в среде НАСЕ [51] в течение 720 ч при постоянной нагрузке ( равной, как правило, 0 8а02), считается пригодной для изготовления трубопроводов, по которым транспортируются сероводородсодержащие среды.
Вероятностные графики эквивалентного напряжения чугуна. Определяя характеристики длительной прочности материала элементов энергетического оборудования экстраполяцией на заданный ресурс, нельзя не учитывать, что вид напряженного состояния наряду с уровнем напряжений и температурой необходимо рассматривать как один из эксплуатационных факторов, действующих в течение всего срока службы, который может вносить заметные коррективы в количественные оценки характеристик жаропрочности, получаемые по результатам испытаний на одноосное растяжение.
Физико-механические свойства некоторых материалов. Нередко измеряют длительную прочность материала не только при статической ( неподвижной), но и динамической нагрузках. Материал может резко терять свою прочность после приложения к нему вибрационной нагрузки, что обусловлено усталостью - накоплением неотрелаксированных напряжений и необратимых микродефектов в структуре. Соответствующая прочность материала называется усталостной и определяется специальным испытанием образцов.
Кривые развития усталостной [ IMAGE ] Развитие усталостной трещины. При статическом нагружении длительная прочность материала определяется диаграммой типа, показанной на рис. 2, причем существует нижнее предельное напряжение. При более низком напряжении повреждение материала бывает ничтожно малым.
Основная информация о длительной прочности материала получается в результате испытания на длительную прочность при растяжении.

Выше были рассмотрены закономерности длительной прочности материалов при одноосном напряженном состоянии. Однако инженер, как правило, вынужден оценивать условия безотказной работы элементов конструкций, находящихся в условиях сложного напряженного состояния.
Экспериментальное изучение ползучести и длительной прочности материалов при сложном напряженном состоянии производится главным образом на тонкостенных цилиндрических трубах, нагружение которых осуществляется одновременным наложением осевой силы, скручивающего момента и внутреннего давления в различных комбинациях.
Что же касается определения длительной прочности материала на сроки службы порядка 50 - 100 тыс. часов, то: нельзя говорить о получении достаточно надежных численных значений crD экстраполяционным методом, даже если основываться на опытах длительностью 1000 - 3000 час. Ограничение возможности подобного экстраполирования, вытекает из существования упомянутого выше характерного излома на кривой напряжение - время. Таким образом, приводимые в литературе для разных металлов численные значения D на срок 100000 час.
Метод позволяет изучать зависимость длительной прочности материала от основных факторов, определяющих усталостный процесс в условиях релаксации напряжения: деформации, температуры, концентрации раствора ПАВ. В то же время он может быть использован в качестве контроля стойкости к растрескиванию различных марок полиэтилена.
Влияние концентрации напряжений на длительную прочность. Достаточно существенное влияние на длительную прочность материалов оказывают различные облучения. В работах [12], [13], [14], [30], [64] изучается влияние ультрафиолетового и радиационного облучения.
Кривые длительной прочности для. На рис. 4 представлены кривые длительной прочности материала АГ-4с и 33 - 18с в зависимости от площади поперечного сечения.
Влияние отношения рабочей Длины образца ( / к диаметру ( d на длительную.| Влияние концентрации напряжений на длительную прочность стали 20ХЗМВФ. Исследованию влияния концентрации напряжений на длительную прочность материалов посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ.
Кривые длительной прочности по параметру вероятности разрушения. Таким образом, получается полная диаграмма длительной прочности материала. Задавшись необходимой вероятностью, можно определить предел длительной прочности, соответствующий базе т, или долговечность, соответствующую уровню напряжений, с оценкой рассеяния.
К установлению характерного j, отрезка времени на оси t. Условие (5.44) отражает физическую сущность явления длительной прочности материала при сложном напряженном состоянии.
Однако сложное напряженное состояние придает определенную специфику длительной прочности материала. Указанное обстоятельство будет рассмотрено ниже. В качестве максимального нормального напряжения принимаем а. Предполагается, что параметры поперечного сечения трубы при хрупком разрушении почти не меняются.

На рис. 39, а показаны кривые длительной прочности материала 33 - 18С в зависимости от площади поперечного сечения и для разных уровней концентрации напряжений. При длительном нагружении чувствительность к масштабному фактору сохраняется, уровень концентрации напряжений слабо сказывается на характере временной зависимости прочности. Ввиду того, что концентрация напряжений мало влияет на временную зависимость прочности, при повышенных температурах испытания проводились на гладких образцах.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся длительной прочностью материалов и конструкционных элементов.
Верхнюю температурную границу для ПТУ и ГТУ определяет длительная прочность материалов, применяемых при производстве того и другого типа турбин.
Это напряжение, очевидно, и является пределом длительной прочности материала для долговечности в 50 лет. Таксе утверждение вполне обосновано, поскольку у полиэтилена скорость релаксации непосредственно после нагружения очень велика. Кривая практически за несколько минут приближается к асимптоте.
Это напряжение, очевидно, и является пределом длительной прочности материала для долговечности в 50 лет. Такое утверждение вполне обосновано, поскольку у полиэтилена скорость релаксации непосредственно после нагружения очень велика. Кривая практически за несколько минут приближается к асимптоте. При этом возникновение в структуре материала значительной поврежденности маловероятно. Фактически весь процесс релаксационного разрушения протекает при некотором постоянном ( эффективном) напряжении, составляющем определенную часть ( для полиэтилена половину) от начального напряжения.
Характеристики развитой ползучести позволяют составить определенное представление о длительной прочности материала.
Это напряжение, очевидно, и является пределом длительной прочности материала для долговечности в 50 лет. Такое утверждение вполне обосновано, поскольку у полиэтилена скорость релаксации непосредственно после нагружения очень велика. Кривая практически за несколько минут приближается к асимптоте.
Особый интерес представляет сопоставление переменной во времени и обычной, постоянной длительной прочности материала. Критериями для такого сопоставления могут служить число циклов до разрушения и время до разрушения.
Хд и X, определяющими деформационную способность и длительную прочность материала в условиях ползучести, подчеркивает очевидную взаимосвязь между процессами, контролирующими указанные свойства, и позволяет проводить соответствующую корреляцию.
Это явление было названо статической усталостью, или длительной прочностью материала. Результаты экспериментальных и теоретических исследований статической усталости полимеров являются фундаментом для выяснения природы и механизмов разрушения этих материалов, а также инженерной оценки и прогнозирования долговечности изделий.
При высоких температурах выносливость прямо пропорциональна сопротивлению ползучести и длительной прочности материала.
При более низком модуле упругости увеличение утреннего напряжения значительно меньше длительной прочности материала.
Сопоставление рассчитанных максимальных окружных напряжений на внутренней расточке с графиками длительной прочности материала привело авторов работы к выводу, что максимальное нормальное напряжение является критерием длительной прочности диска.
Интенсивно разрабатывают ускоренные методы определения характеристик выносливости, ползучести и длительной прочности материалов, позволяющие значительно сократить объем и продолжительно-ность испытаний. Применяют также испытания материалов микромеханические и испытания на вязкость разрушения.

Сборник содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований по ползучести и длительной прочности материалов и конструкций.
Зависимость интенсивности падения напряжений за 100 ч от интенсивности начальных напряжений. Большой интерес представляют экспериментальные работы, проведенные для установления критерия длительной прочности материалов.
Длительная прочность при статическом изгибе стек. Полученные данные подтверждают, что природа связующего значительно влияет на длительную прочность материалов. Так, при замене в полиэфире фталевой кислоты на изофталевую получается более водостойкий стеклотекстолит.
В последнее время разработано ряд так называемых параметрических методов определения пределов длительной прочности материала, позволяющих значительно сократить продолжительность эксперимента и открывающих возможность экстраполяции опытных данных не только за счет перехода к другим напряжениям, но и к другим температурам.
Метод основывается на аналогии таких же диаграмм, применяемых для определения длительной прочности материалов.
В случае длительного нагружения конструкций при низких температурах производятся испытания ползучести и длительной прочности материала.
Максимальная пропускная способность газопровода достигается при максимальном давлении газа, допустимом из условий длительной прочности материала труб. Действительно, при заданной скорости потока массовый расход газа тем больше, чем больше его плотность, которая прямо пропорциональна давлению. В то же время трение потока о стенки трубы вызывает неизбежную потерю давления. Например, при расходе газа 90 млн. м3 / сут по трубе диаметром 1400 мм давление убывает с 76 до 53 кгс / см2 на участке газопровода длиной 100 км. Для восстановления давления до прежнего уровня на газопроводе устанавливаются компрессорные станции ( КС), оснащенные нагнетателями с электромоторным или газотурбинным приводом. В качестве топлива для газотурбинных установок ( ГТУ) используется небольшая часть природного газа, который перекачивается по газопроводу, чем создается автономность от постороннего энергоснабжения и; следовательно, надежность и бесперебойность его работы. Это качество ГТУ приобретает особенную ценность на участках газопровода, проходящих по малонаселенной и труднодоступной местности. Электромоторный привод применяется на тех КС, вблизи которых находятся промышленные центры и имеется разветвленная сеть электропередачи. Чтобы кратко проанализировать действие газопровода в условиях нормальной работы станций и в режиме отключения одной из них, необходимо обратиться к гидравлическим зависимостям, описывающим течение газа в длинной трубе.
Результаты модельных испытаний чрезвычайно трудно интерпретировать без достаточно полных знаний деформации ползучести и характеристик длительной прочности материала в условиях испытания модели, а также состояния материала при рабочих напряжениях и температурах в условиях предполагаемой службы натурного сосуда.
В настоящее время достаточно хорошо разработана методика и выполнено много работ по экспериментальному исследованию ползучести и длительной прочности материалов при одноосном растяжении. Между тем большинство деталей, работающих при высокой температуре, находится в условиях сложного напряженного состояния.
При наличии многочисленных методов экстраполяции выбор наиболее простого и в тоже время достаточно надежного способа определения характеристик длительной прочности материалов зачастую вызывает затруднения.
Жаропрочность определяется прочностными свойствами, получаемыми при кратковременных испытаниях на растяжение, а также сопротивляемостью ползучести и длительной прочностью материалов.
Погрешность, связанная с этими допущениями, находится в пределах 5 - 10 % и не превышает разброса характеристик длительной прочности материала.
Существенным для расчета и интерполяции данных является привлечение подходящих в широком интервале температур параметрических зависимостей для интерпретации длительной пластичности и длительной прочности материалов.

При проектировании резьбовых соединений, работающих при высокой температуре ( t - 350 С), необходимо учитывать ползучесть и длительную прочность материала.
Применительно к описанию закономерностей разрушения полимерных материалов весьма плодотворной оказалась флуктуа-ционная теория прочности Журкова [6], предложившего уравнение, связывающее длительную прочность материалов с их долговечностью.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11