Методы ана­лиза напряжений в конструкциях с учетом деформаций ползучести, страница 32

Данный вариант - это скорее эмпирическое соотношение, в котором фигури­руют деформация ползучести в момент разрушения e Rи новые константы ofи С*. В качестве примера приведем некоторые результаты, полученные в работе [ 19] Лонсдейла и Флюитта для хромомолибденовой стали (2,25 % Сг 1У Mo). Рис. Н.5i иллюстрирует зависимость времени до разрушения и от­ношения «д/ед   от минимальной скорости ползучести. Видно, что лучшая кор­реляция достигается при использовании уравнения (П.7).

Использование соотношений типа (11.7) позволяет, в частности, оценить материальные константы, характеризующие стадию установившейся ползучес­ти, на-, основе Данных по разрушению. Попытки сделать это увенчались вели­колепным успехом [ 20]. В то же время ясно, что подобные чисто эмпиричес­кие зависимости имеют ограниченную область применения. Причина заключа­ется в том, что, несмотря на принадлежность второй и третьей стадий ползу­чести одному и тому же процессу, физические механизмы, управляющие этими стадиями, различны. Упомянутые механизмы обычно зависят от продолжи­тельности процесса и температуры, и,  следовательно, по всей видимости при­менение соотношений, не содержащих времени явно, будет более плодотвор­ным. Одна из возможностей, существующая на этом пути, основана на заме­чании о том, что существует корреляция между сопротивлением разрушению, разрушающим,; напряжением при фиксированном времени до разрушения и де­формацией ползучести, накопленной за тот же промежуток времени и при той же температуре. В качестве иллюстрации сказанного воспроизведем (рис. 11.6) некоторые результаты, полученные Гудменом в работе [ 23] для хромомолибде­новой стали (9 % Сг, 1 % Мо ) в температурном диапазоне ,475 - 625° С. Вид­но, что Для Данного материала необходимо использовать нелинейную корреляцию.

11.1.3.2. Экстраполяция данных по разрушению

при ползучести

Цель экстраполяции - Дать возможность проектировщику использовать результаты кратковременных испытаний на ползучесть (при повышенных на­пряжениях, повышенной температуре) для оценки поведения конструкции в процессе ее эксплуатации на длительном промежутке времени. Разумеется, из сказанного следует, что основополагающая гипотеза о возможности вос­произведения длительного поведения материала в кратковременных опытах

312

Глава П.Проектирование конструкций с учетом ползучести

I

$ 200

ci

I

|   100

каждый значок представляет один опыт

1 °у» »

3?

Линия постоянной кривизны

100                2ОО               300

Напряжение при определенном уровне деформации}МПа

Рчс, 11.6, Корреляция разрушающего напряжения и напряжения, соответствующего 0,5%чюй деформации хромомолибденовой стали  (9% Сг, 1%Мо; см. работу [23]„ рис. 7).

предполагается физически обоснованной (этот вопрос еще будет затронут в конце главы).

Большинство методов экстраполяции основано на поиске способом пре­образования семейства кривых   зависимости   напряжений от времени до раз­рушения при различных температурах к единой кривой. Если это преобразо­вание возможно, то из опытов при повышенной температуре можно извлечь информацию о результатах опытов при низких температурах. Каким же обра­зом данную методику можно реализовать на практике? В качестве простого примера рассмотрим соотношения, вытекающие из зависимостей (2.1) и (11.6):

<R = */«min'       *„,;„ = С/»ехр(-Д///к7).

После некоторых преобразований можно установить, что приближенно

lgtR__^_=lg/^-l,                                            (П.8)

     2,3к7        Uflo-)/

причем предполагается, что константы А и С не зависят от температуры. Это означает, что если построить график зависимости напряжения от пара­метра

Р, = гдехр(-ДЯ/к7),

11. [.Моделирование поведения материала при проектировании

313

Рис. 11,7, Корреляция температурно-временного параметра pjи напряжения.

то должна получиться одна кривая независимо от температуры опыта. Если дополнительно предположить, что /(а) = ст", то график зависимости lg = Рг от Igcr должен оказаться прямолинейным, и эту прямую линию можно исполь­зовать для экстраполяции (рис. 11.7).