Методы ана­лиза напряжений в конструкциях с учетом деформаций ползучести, страница 27

11.1.1. Источники данных и их представление

Очевидно, что характер требующейся информации о поведении материала при ползучести зависит главным образом от того, как предполагается ее ис­пользовать. Например, объем информации, требуемой для описания чистой ползучести по простейшим теориям, меньше того, что необходим при исполь­зовании более сложных моделей, учитывающих одновременно и пластические Деформации, и деформации ползучести.

При использовании простейших теорий требуются лишь стандартные кри­вые ползучести для данного конкретного материала (см. рис. 2.1) и постро­енные на их основе "изокривые" (изохроны, изодеформационные кривые и т.д.). Таким образом, в дополнение к кривым зависимости напряжений от уп­ругих (и, если требуется, пластических) деформаций при различных темпе­ратурах необходимы:

1)  Стандартные кривые ползучести (рис- 2.1);

2)  Изохронные кривые зависимости напряжений от деформаций (рис. 2.3);

3)  Кривые зависимости напряжений от времени при постоянной де­формации (рис. 2.4).

Перечисленных данных достаточно для построения простейших феноме­нологических теорий ползучести, таких, например, как теория старения, те­ория упрочнения или однопараметрическая теория накопления повреждений. К сожалению, имеющиеся в нашем распоряжении первичные данные по ползу­чести зачастую не обладают подобной полнотой. Поскольку обычно при про­ектировании металлических элементов конструкций главенствующим факто­ром считается разрушение при ползучести и поскольку для исследования возмож­ности разрушения нужны лишь простейшие опыты, то значительная часть Данных по ползучести относится именно к этому случаю. К настоящему вре­мени накоплено большое количество такой информации для сталей, использу­емых при изготовлении баллонов высокого давления; специальные экспери­ментальные программы для получения данных о разрушении при ползучести были осуществлены в Великобритании [ 21, ФРГ [ 3], Франции [4], Японии [ 5] и США [ 6], а также Международной организацией по стандартам [ 7]. Информа­ция, полученная в итоге выполнения этих программ, представлена в виде гра­фиков или табличных данных, характеризующих разрушение при ползучести, причем, как правило, о скоростях деформации не сообщается (приятным ис­ключением являются данные NRIM японских исследователей). Если ставит­ся Цель создать определяющие уравнения, позволяющие провести анализ на­пряжений, то от такого способа представления данных мало толку. Именно по этой причине часто приходится прибегать к весьма утомительным поискам необходимой информации в публикациях, однако и здесь даже основные дан­ные по ползучести могут не содержать необходимой информации.

Если используется какая-либо из более сложных моделей, то для полно­ты теории недостаточно даже стандартных кривых ползучести (что, вероят­но, и не удивительно, поскольку такие модели включают пластичность). В большинстве случаев требуется проведение дополнительных экспериментов, характер которых зависит от используемой теории. Например, могут потре­боваться опыты на релаксацию или упругопластическое деформирование при постоянной скорости деформации.

11.1.2. Проблема идентификации

Предположим, что первичные данные по ползучести имеют требуемую Форму; тогда следующий этап работы заключается в идентификации численных зна­чений материальных констант, фигурирующих в принятых определяющих соот­ношениях. Данная задача называется проблемой идентификации (иногда в литературе ее называют обратной задачей). Нужно все время помнить о том, что экспериментальные данные всегда имеют разброс, так что определяемые нами численные значения являются только оценками, отвечающими некоторо­му выбранному заранее критерию "наилучшего соответствия" *). В каждом конкретном случае желательно иметь также оценку возможных вариаций оп­ределяемых численных значений.