Методы ана­лиза напряжений в конструкциях с учетом деформаций ползучести, страница 3

Высокие рабочие температуры применяются также в различных неф­техимических процессах и при переработке нефти. В частности, это имеет место в крупномасштабных процессах испарения, используемых при произ­водстве горючего газа и в производстве аммиака. В испарителе тепло пе­редается от нагретых в топке до 950° С газов путем их вдува в промежутки между трубами, в которых содержится перерабатываемый сжатый газ -в таких условиях перепад температуры на стенках труб достигает 100°С. Подход к проектированию здесь отличается от тех, о которых речь шла выше: вместо того чтобы избегать разрушения вследствие ползучести вообще, проводится анализ, к каким последствиям приводят разрушения всевозможных типов, и на основании результатов такого анализа форму­лируются требования к проекту [ 8]. Данный подход обусловлен двумя фак­торами. Во-первых, неполнота наших знаний о свойствах материала труб и истинных рабочих температурах, что исключает возможность детального исследования напряжений. Во-вторых, убытки от остановки оборудования могут быть очень большими, так что предпочтение следует отдать непре­рывному режиму работы. Следовательно, основная задача проектирования состоит в том, чтобы обеспечить выключение из рабочего процесса любой разрушенной трубы до тех пор, пока не будет возможна ее замена.

1.3. Программы для решения на ЭВМ задач теории ползучести

Мы привели три примера, в которых ползучесть должна быть учтена при проектировании, и показали, что подходы к решению проблемы в разных ситуациях различны. Можно привести другие примеры; в частности, можно указать проблему проектирования с учетом фактора по/лзучести металли­ческих плит в системе термической защиты космических кораблей Шатт,л (NASA), проблему расчета оборудования для процессов производства жид­кого и газообразного топлива из каменного угля.

Весьма вероятно, что проблемы теории ползучести сохранятся и в пред­видимом будущем — при создании высокотемпературных технологических процессов; можно ожидать, что с этими проблемами придется столкнуться при создании систем передачи тепла в оборудовании таких источников энергии, как геотермальные, срлнечные или термоядерные. Сохранится, очевидно, и необходимость анализа напряжений в конструкциях при ползу­чести. 1.2   РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПОЛЗУЧЕСТИ

Данная книга посвящена прежде всего методам анализа напряжений в конструкциях при ползучести. В ней нет детального обсуждения связанных с ползучестью физических процессов, нет также попытки дать обобщающий обзор брльшого количества альтернативных подходов к описанию явления ползучести — по этим вопросам дано ,лишь краткое введение, без сколько-ни­будь глубокого рассмотрения. К сожалению, оказалось невозможно привес­ти исторический обзор развития теории ползучести — оправданием может послужить то, что в опубликованных учебниках и монографиях таких обзо­ров имеется достаточно. Поскольку эти публикации, бесспорно, повлияли на содержание и структуру настоящей книги, целесообразно привести крат­кий их обзор с тем, чтобы впоследствии иметь возможность цитировать.

Описание поведений материалов, свойства которых зависят от времени, было дано ранее во многих публикациях. Одной из первых работ, в которой исчерпывающим образом излагались цели и методы анализа напряжений и проектирования при ползучести, была работа Бейли [10], опубликованная в Англии в 1935 г. Удивительно, что цели, которые формулировал Бейли, и методы, которые он использовал, весьма схожи с используемыми до насто­ящего времени. Бурный рост исследований по ползучести относится к кон­цу 50-х годов; исчерпывающий обзор работ этого периода можно найти в книге Финни и Хеллера [11] - первой книге, в которой излагаются совре­менные методы анализа напряжений при ползучести. Несмотря на то что эта книга была опубликована еще в 1959 г., она по-прежнему представляет большую ценность для инженеров, желающих ознакомиться с методами теории ползучести. После этого на протяжении 60-х годов было опубликова­но немало книг по данной теме. К сожалению, две лучшие публикации -книга шведских ученых Одквиста и Халта [12] и книга ,Л.М. Качалова [13] — так и не вышли в английском издании (впрочем, перевод книги [13] имеет-