ПЕВНЕВУ
Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести: Пер. с англ. — М.: Мир, 1986.-360с., ил.
Книга английских специалистов, являющаяся учебным пособием по методам анализа напряжений в конструкциях с учетом деформаций ползучести. Рассмотрены как простые, так и усложненные модели установившейся и неустановившейся ползучести, учитывающие нестационарные явления при переменных нагрузках и температуре. Приведены численные методы решения краевых задач на ЭВМ, обсуждаются оценки достоверности численных решений, рассмотрены вопросы повреждения и разрушения при ползучести.
Для студентов машиностроительных факультетов и факультетов прикладной математики, физических и механико-математических факультетов, для инженеров и специалистов в области механики деформируемого твердого тела.
Простейшим понятием ползучести можно назвать зависимость во времени деформации, образованной в материалах конструкции под действием нагрузок, приложенных к ней в течение длительного промежутка времени.
При Из вида обычной кривой нагрузка — перемещение для образца из линейного упругого материала следует, что заданной фиксированной нагрузке соответствует определенное перемещение (рис. 1.1). Однако в случае, когда материал ползет, перемещение будет постоянно расти даже при неизменной нагрузке.
рис. 1.1. Области упругости и ползучести на кривой нагрузка - деформация.
рис. 1.2. Стандартная кривая ползучести.
Зависимость перемещения от времени показана на рис. 1.2 — этот тип кривой обычно называют "стандартная кривая ползучести". Разумеется, растягиваемый образец не может удлиняться бесконечно — в конце концов ползучесть приводит к разрыву или к "разрушению при ползучести". Эти факты, а также исследование стандартной кривой ползучести заставляют предположить, что для проектирования элементов инженерных конструкций требуется всесторонний анализ их работы. В частности, если имеет место деформация ползучести, то мы должны закладывать в проект конечное время работы, чтобы избежать чрезмерных перекосов или разрушения в течение расчетного срока работы конструкции. Для того чтобы это сделать, мы должны уметь анализировать напряжения с учетом деформаций ползучести.
1.1 ЯВЛЕНИЕ ПОЛЗУЧЕСТИ В ЭЛЕМЕНТАХ ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Понятие ползучести не является новым; это явление можно было наблюдать при течении льда, снега, скальных и грунтовых массивов. Оно было замечено еще в древности и учитывалось при возведении некоторых сооружений из дерева и изготовлении изделий из тканей [ 1]. Ползучесть может возникать во многих материалах, используемых в современных инженерных конструкциях — в битумах, керамике, бетоне и, конечно же, в металлах. Вообще говоря, кривые ползучести таких материалов в целом подобны стандартной кривой, приведенной на рис. 1.2 (хотя в деталях они, разумеется, могут различаться); полезную для приложений сводку данных по ползучести можно найти в работах [ 2, 3]. В этой книге мы будем иметь дело почти всюду с ползучестью только металлов. Несмотря на то что в истории развития техники, в частности при создании печей и паровых котлов, инженеры непременно должны были столкнуться с явлением ползучести, истинная природа и значимость этого явления были поняты и правильно оценены только после публикации данных по ползучести Е.Н.К. Андраде в 1910 г. Ключевым моментом здесь было понимание, что ползучесть металла вызывается повышением температуры.
Какие же элементы конструкций могут испытывать ползучесть? Ниже мы приведем краткое описание некоторых наиболее показательных примеров из различных областей техники.
1.1.1 Энергетические установки
Многочисленные задачи теории ползучести возникают при проектировании энергосилового оборудования. В девятнадцатом веке для повышения КПД простейших паросиловых установок их рабочая температура постоянно повышалась, однако выход в область температур, где возникает ползучесть конструкционных материалов, произошел лишь в первой четверти нашего столетия в связи со все возрастающим применением перегретого пара. Несмотря на это, серьезных проблем проектирования, связанных с учетом ползучести, не встречалось до тех пор, пока не были изобретены турбины с большими скоростями вращения. Паровые турбины и до сих пор производят значительную долю электрической энергии [5]. Типичная конструкция состоит из нагревателя, питающего турбогенератор перегретым паром с температурой порядка 538 — 568° С. Основные компоненты такой установки, которые работают в области заметной ползучести, должны быть рассчитаны таким образом, чтобы, в течение намеченного промежутка времени работы не произошло разрушения. Разрушиться вследствие ползучести могут трубопроводы нагревателя, турбинные лопатки; катастрофические • последствия могут повлечь за собой также изменения взаимных расстояний между деталями турбины вследствие их ползучести.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
