Навигация:
Главная → Все категории → p1

Ползучесть


Ползучесть

Ползучесть, крип — механич. св-во материала, выражающееся в его способности к проявлению пластич. деформаций, медленно нарастающих в течение длит, периодов времени под влиянием силовых факторов, не вызывающих остаточную деформацию за короткие периоды времени. Ползучесть бетона, гипса, асбестоцемента, асфальтобетона, полимеров проявляется при обычных (комнатных) темп-рах, заметно возрастая при их повышении, у металлов — при повыш. темп-pax, заметно уменьшаясь с их понижением, у полимеров — даже при темп-ре ниже стеклования наблюдается П. при длит, статич. нагрузках. Линейные полимеры обладают большей П., чем пространств, в сотни и тысячи раз.

Ползучесть оценивают по условному (технич.) пределу П., представляющему то длительно действующее напряжение, при к-ром ее скорость или суммарная деформация за определ. время не превосходит нек-рой допускаемой величины; возможна также оценка по скорости деформации при данных темп-ре и нагрузке.

График зависимости деформации во времени при пост, темп-ре и нагрузке наз. кривой П. После мгновенной деформации ее величина нарастает, но с убывающей скоростью; эта нач. стадия наз. неустановившейся (переходной) П. Затем скорость деформации становится приблизительно пост., и начинается вторая стадия — установившейся (стационарной) П. После того как уже достигнута значит. де4>ормация, скорость П. может снова возрасти — наступает третья стадия ускоренной П., к-рая оканчивается разрушением образца. Форма кривой зависит от темп-ры и величины действующих на образец нагрузок.

При повышении темп-ры деформация протекает быстрее, а продолжительность установившейся П. сокращается. Аналогично форма кривых меняется и с напряжением Их разнообразие обусловливается сложностью тех процессов, к-рые протекают в материале. В общем случае кривые могут иметь самый разл. вид, вплоть до отсутствия того или иного периода.

Особый интерес для изучения представляет установившаяся П., поскольку осн. деформация материала при продолжит, сроке службы происходит именно в этот период времени (неустановившаяся и ускоренная стадии протекают быстро).

Осн. механизмы П. — скольжение (сдвиг) и диффузия, причем первые — кооперативные, когда одновременно происходит перенос атомных плоскостей, границ блоков и т.д.; второй процесс осуществляется отдельными атомами (ионами). В огнеупорах осн. процессом деформирования является диффузионно-вязкое течение — по объему, границам, поверхностям. При этом определяющими факторами, кроме условий испытаний (нагрузка, темп-pa), являются хим. и фазовой составы, а также структура материалов.

В металлах различают высокотемпературную П., развивающуюся при темп-ре 0,4—0,7 Тпл, В процессе к-рой происходит развитие деформаций по границам зерен металла, а также низкотемпературную П. при темп-ре 0,1—0,2 ТПл, при к-рой деформация развивается пропорционально логарифму времени (Тпл — темп-ра плавления, К).

Важное значение имеет П. при расчетах и проектировании ж.-бет. конструкций. Учитывается, что нелинейность деформирования бетона проявляется на более ранних уровнях напряжений и интенсивнее, чем в арматурной стали. Деформации П. бетона не только намного больше, чем у арматурной стали, но и развиваются значительно дольше во времени. Это обстоятельство учитывается при проектировании предварительно напряж. ж.-бет. элементов конструкций. В расчетах обычно учитывается коэф. П. <р — ЕТ /е0 = — Ео/е*, где е% — деформация П. в момент времени т при пост, напряжении а о; е о — нач. упругая деформация, равная s о/Еъ; Ео — нач. модуль упругости, равный а о /г о; £ s — уд. деформация ползучести в момент времени т , равная е s /о о (мера П.).

Ползучесть снижают введением наполнителей в полимеры и асфальтовые материалы; оптимизацией структуры материалов с увеличением модуля упругости, у бетонов — с увеличением возраста, а также др. техно-логич. приемами.

Физ. природа П. бетона полностью не раскрыта, хотя и предложены разл. гипотезы и даже нек-рые ф-лы, связывающие величину деформаций П. с параметрами структуры и св-в цемента и заполнителей бетона, когда выясняется природа П. бетона. Наиболее вероятная гипотеза заключается в том, что под влиянием тепловых флуктуации и механич. напряжений происходят локальные разрушения несущих коагуляц. контактов в геле гидросиликатов кальция цементного камня. Они сопровождаются перераспределением внутр. усилий на кристаллизац. контакты кристаллич. сростка цементного камня и пока неразруш. контакты геля. Возникает деформация П., скорость ее роста пропорциональна числу разруш. контактов в ед-це объема цементного камня (объема) за ед-цу времени. Кол-во неразруш. контактов в геле постепенно уменьшается, что придает затухающий характер и П. под действием пост, статич. нагрузки. Т.о. П. цементного камня обусловлена физ. и физ.-хим. процессами постеп. перераспределения напряжений с гелевой части на кристаллич. сросток, а П. бетона обусловлена П. цементного камня; заполнители уменьшают ее в соответствии с занимаемым объемом.

Из-за необходимости поддержания пост, нагрузки в течение многих сотен часов при различных темп-pax испытания на П. проводят на спец. машинах с пост, нагрузкой, задаваемой на образец грузом, подвешенным через систему рычагов. Измерение деформаций проводят с большой точностью. Для нагревания образца при длит, испытаниях используют спец. ци-линдрич. электропечи. Иногда испытания проводят в соляных или свинцовых ваннах, атмосфере нейтральных газов и т.п., что обеспечивает более равномерное распределение темп-ры по длине образцов.

Существенное уменьшение деформации при разрушении в процессе испытаний на П. наз. тепловой хрупкостью.

Похожие статьи:
Пучки напрягаемой арматуры

Навигация:
Главная → Все категории → p1

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум