Заметим, что ни один из перечисленных выше способов не позволяет избежать исследования переходного процесса; пренебречь этим процессом можно на основании следующих соображений.
2. Искомое решение можно оценить при помощи решений известных задач. Основа этого подхода - оценка решений нестационарных задач через известные решения стационарных (задач об установившихся процессах). В качестве последних обычно используются решения эквивалентных упругих задач или задач об установившейся ползучести, хотя иногда нужны дополнительные преобразования, например провести расчеты для одного цикла изменения нагрузки или определить скорость изменения деформаций при нагружении. Важно также найти границы истинного решения - в идеале иметь оценку возможной погрешности, хотя последнее не всегда возможно.
Ясно, что оба этих подхода можно использовать одновременно. Ниже будет показано, что приемлемые оценки можно получить лишь для частных мо-Делей поведения материала.
ГЛАВА 9
РАЗРУШЕНИЕ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ
До этого момента мы имели дело только с определением напряжений и перемещений в конструкциях при ползучести (используя для этого прямые численные методы либо упрощенные модели). Однако главная задача, которую нужно решить при проектировании, — избежать разрушения проектируемых элементов в течение ожидаемого периода эксплуатации. Поставим теперь следующий вопрос: каким образом можно использовать уже имеющуюся у нас информацию для предсказания времени жизни проектируемой конструкции? Для ответа на этот вопрос нужно понять, каковы основные механизмы возможного разрушения, обусловленные ползучестью. Цель данной главы -подробный анализ одного из этих механизмов — разрушения при ползучести, которое может приводить к выходу из строя конструкции вследствие потери ее несущей способности.
Как мы видели в разд. 2.4, процесс ползучести материала заканчивается разрушением: либо вязким, обусловленным наличием больших деформаций, либо хрупким — из-за "охрупчивания" материала. Бесспорно, наиболее коварным является механизм хрупкого разрушения, которое может происходить при небольших уровнях деформации. Именно это явление и будет подробно изучено в данной главе.
9.1. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ
Повреждение металлических материалов конструкций при высоких температурах и как следствие их охрупчивание происходят в основном путем зарождения и роста микротрещин и микропор. Наличие таких дефектов иногда (неточно) называют поврежденностъю. Для понимания собственно поврежденное™ при ползучести и обобщения данного понятия на случай сложного напряженного состояния потребуется описание некоторых лежащих в основе изучаемого явления физических процессов. До сих пор этого удавалось избегать, используя феноменологический подход. Отметим, однако, что •
возможна как феноменологическая, так и физическая интерпретация по-врежденности; этот вопрос также обсуждается ниже.
9.1.1. Феноменологический подход
Понятие поврежденное™ с позиций феноменологического подхода является весьма расплывчатым. В математическую модель процесса ползучести его можно ввести Двумя различными способами. Во-первых, можно ис-
9.1. Определяющие уравнения для описания разрушения при ползучести
249
пользовать истинное напряжение о- *, определяемое через напряжение ст (измеряемое в опыте на чистое растяжение) и параметр поврежденности со (описывающий уменьшение площади поперечного сечения образца, по этому поводу см. разд. 2.4) по формуле
ст*= а/(1 -со).
Истинное напряжение вводится в определяющие соотношения, построенные для первой и второй стадий ползучести, чтобы описать третий участок базисной кривой ползучести.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.