Необратимых деформаций

вреждениях. При этом электрохимический метод, по сути, является разрушающим, так как при многократном воздействии на поверхность образца электролита происходят значительные необратимые изменения структуры его материала. Кроме того, этот метод не может быть использован при исследовании коррозионной усталости. Метод магнитных шумов,, :отя и не оказывает разрушающего действия на структуру материала, отличается сложностью задачи разделения влияния на контролируемые параметры таких факторов, как остаточные и приложенные напряжения, размер зерна, текстура, состав и структура материала. Практически невозможно исследование этим методом слабомагнитных и немагнитных мате риалов. Известны и другие методы оценки усталостной долговеч ности (по изменению удельного электрического сопротивления, п-образованию и накоплению мартенс1"'ной составляющей в структуре аустенитных сталей), которые дают, однако, также только косвенную оценку происходящих в материале тонких структурных изменений.

Эффект водородной хрупкости стали наиболее существенно проявляется в интервале температур от минус 20 до плюс 30°С и зависит от скорости деформации [18, 20]. Различают обратимую и необратимую водородные хрупкости. Охрупчивающее влияние водорода при его содержании до 8—10 мл/100 г в большинстве случаев процесс обратимый, то есть после вылеживания или низкотемпературного отпуска пластичность металла конструкции небольшого сечения восстанавливается вследствие десорбции водорода. Обратимая хрупкость стали обусловливается, в основном, наличием водорода, растворенного в кристаллической решетке. Необратимая хрупкость зависит от содержания в стали водорода в молекулярном состоянии, который агрегирован в коллекторах, где он находится под высоким давлением, вызывающим значительные трехосные напряжения и затрудняющим пластическую деформацию стали. Пластические свойства металла при необратимой хрупкости не восстанавливаются даже после вакуумного отжига, так как в структуре стали происходят необратимые изменения [21, 22]: образование трещин по границам зерен, где наблюдается наибольшее скопление водорода, и обезуглероживание стали.

Изменение объема при деформации твердого тела связано с эволюцией фрактальных кластеров как носителей дефектов. В процессе деформации происходят скрытые необратимые изменения объема на микро- и мезоуровнях, приводящие в конечном итоге к исчерпанию возможности материала восстанавливать форму.

Нагружение, при котором действующие на тело внешние факторы характеризуются внезапностью приложения и кратковременностью действия, измеряемого микросекундами, причем интенсивность их достаточно велика, для того чтобы произвести разрушение и большие необратимые изменения в теле, на которое они действуют, называется импульсивным. Импульсивное нагружение имеет место при взрыве и ударе. Возмущения распространяются с конечной скоростью, образуя области возмущений, в которых тело находится в напряженно-деформированном состоянии.

Изменение объема при деформации твердого тела связано с эволюцией фрактальных кластеров как носителей дефектов. В процессе деформации происходят скрытые необратимые изменения объема на микро- и мезоуровнях, приводящие в конечном итоге к исчерпанию возможности материала восстанавливать форму.

Необратимые изменения намагниченности связаны либо с изменением структуры, либо с изменением напряженного состояния материала. Старение может проходить

читься, что необратимые изменения намагниченности

ФОТОГРАФИЯ (от фото... и греч. grapho — пишу) — область науки, техники и искусства, использующая и изучающая методы получения на светочувствит. материалах изображений (фотографий) объектов или способы регистрации излучений при физ., хим. и др. процессах. В основе Ф. лежит использование спец. материалов, в светочувствительном слое к-рых в результате действия излучения (напр., оптич., рентгеновского) и последующей хим. обработки происходят необратимые изменения. Обычно фотогр. материалы используются в сочетании с тем или иным оптич. устройством: фотографическим аппаратом, фотографическим увеличителем, копировальным станком и т. д., создающим на светочувствит. слое оптич. изображение. Различают чёрно-белую и цветную Ф., статич. (собственно Ф.) и динамич. (кинематографию), монокулярную и бинокулярную (стереоскопическую). Ф. применяется в самых разнообразных областях нар. х-ва и культуры. См. Фотосъёмка.

прикладывается медленно, постепенно увеличиваясь от нуля до своей расчетной величины, и после этого остается неизменной, то она называется статической. Примером такой нагрузки может служить давление здания на фундамент. Такой нагрузке подвергается образец при экспериментальном определении диаграммы растяжения. Сам вид этой диаграммы указывает на те характерные состояния, от которых зависит прочность. При этом критерии прочности конструкций, изготовленных из пластичного и из хрупкого материалов (как и диаграммы их образцов), различны. Если напряжение в элементах конструкции из пластичного материала достигнет предела текучести аг (когда на диаграмме растяжения образуется площадка текучести, а на образце — шейка), то произойдут необратимые изменения формы конструкции. Например, пролет моста провиснет между его опорами. Если же в наиболее напряженных элементах конструкции из хрупкого материала напряжение станет равным пределу прочности ав, то эти элементы разорвутся и вся конструкция разрушится. При этом может и не быть заметной остаточной деформации. Итак, при статической нагрузке следует различать два вида прочности: прочность по отношению к остаточной деформации, характерную для пластичных материалов, и прочность по отношению к разрушению, характерную для материалов хрупких. Критерием прочности при статической нагрузке в первом случае служит неравенство

в материале происходят необратимые изменения — меняется способ сопротивления внешней циклической нагрузке путем реализации последовательной смены устойчивых, иерархически упорядоченных, неравновесных состояний. Каждое устойчивое состояние накопления повреждений характеризует свой масштабный уровень.

При исследовании влияния температуры на поведение вязко-упругого материала нужно прежде всего различать обратимые и необратимые процессы. К последним относятся такие процессы, при которых происходят необратимые изменения, например нарушения первоначальных связей, изменение веса и т. д. Об этих процессах пойдет речь в разд. II, Д.

тики, как ползучесть и износостойкость. Ползучесть — медленное непрерывное во времени увеличение пластической деформации объекта нагружения под воздействием постоянной нагрузки или напряжения. Она проявляется, например, в росте необратимых деформаций при постоянном напряжении. Явления ползучести материалов изучают на основе экспериментов. Пределом ползучести принято называть напряжение, при котором пластическая деформация за заданный промежуток времени достигает заданного значения. С увеличением температуры предел ползучести уменьшается.

Наиболее просто формулируется условие локального разрушения в теории так называемых квазихрупких трещин, когда наибольший размер области необратимых деформаций в рассматриваемой точке контура трещины мал по сравнению с длиной трещины и расстоянием этой точки до ближайшей границы тела, Простейший вариант этого условия па основе физических и математических идей А. А. Гриффитса 347, 348], Г. Нейбера [190] ж Г. М. Вестергарда [432, 4331 был предложен Дж. Р. Ирвином [354-358]. Он заключается в том, что коэффициент при особен иости в выражении для напряжений в рассматриваемой точке в момент локального разругаепия (и продвижения трещины в огой точке) считается равным некоторой постоянной материала; при этом напряжения вычисляются в предположении, что тело идеально упругое. Поскольку указанный коэффициент представляет собой некоторую функцию внешних нагрузок, длины трещины и геометрии тела, находимую из решения упругой задачи в целом, условие локального разрушения па -контуре трещины в принципе позволяет определить ее развитие и, ,в частности, отыскать ту комбинацию внешних нагрузок, которая .разделяет области устойчивости и неустойчивости (подробнее об этом будет сказано в следующих параграфах).

ВЯЗКОТЕКУЧЕЕ СОСТОЙНИЕ — одно из физ. состояний полимеров, при к-ром воздействие на полимерное тело механич. сил приводит к развитию в осн. необратимых деформаций. Полимеры переходят в В. е. при темп-pax, близких к темп-ре текучести. Способность полимеров переходить в В. с. имеет Кет. Вязкостъ. Распреде-большое практич. значение при переработке пласт- ление скоростей по сече-Mace и резин, смесей в изделия (экструзия, литьё faao при ламинарном тече-под давлением и т. д.), при формовании хим. воло- нии вязкой жидкости в кон из расплава. круглой трубе

Возможность применения деформационно-кинетических критериев малоцикловой и длительной циклической прочности в условиях неизотермического нагружения должна быть экспериментально обоснована с учетом особенностей, сопровождающих процесс циклического нагружения при переменных температурах. Эти особенности прежде всего связаны с характером изменения во времени и с числом циклов нагружения располагаемой пластичности материала, а также односторонне накопленных и циклических необратимых деформаций.

связь напряжений, необратимых деформаций и времени, причем время может быть принято в качестве параметра

Развитие деформаций во времени при испытании материалов, у которых слабо проявляется влияние времени деформирования и уровня напряжений на протекание диффузионных и иных процессов в диапазоне температур, отсутствуют превращения и рекристаллизация, может описываться в рамках теории старения условием подобия необратимых деформаций. Для случая ползучести это условие имеет вид

Для случая циклического деформирования условие подобия необратимых деформаций может быть записано на основе рассмотрения ширины петли следующим образом:

На рис. 2.3.10 в качестве примера приведены значения необратимых деформаций за полуцикл в четных и нечетных полуциклах при нагружении с выдержками стали ТС. Из рисунка видно, что функции FI (k) и Фг (k) близки между собой, т. е. необратимые деформации активного нагружения и ползучести изменяются с числом циклов подобно.

На рис. 2.3.9 приведена схема кривых длительного циклического деформирования для (k — 1) и k-то полуцикла при наличии выдержек, основанная на изложенной выше простейшей модели. Здесь предполагается существование обобщенной диаграммы длительного циклического деформирования, аналогичной диаграмме циклического деформирования при нормальной температуре [63, 235]. Будем считать, что на участке активного нагружения и ползучести текущие значения необратимой деформации eW на некотором уровне напряжений а равны значениям полных необратимых деформаций на этом уровне напряжений. На рис. 2.3.9 зона разгрузки в полуцикле (k — 1) соответствует напряжениям а <С <С o"min, зона нагружения — напряжениям S ^> 0min. ЛИНИЯ 1 относится к кривой мгновенного нагружения, т. е. нагружения со скоростью, когда временные эффекты не могут проявиться. Линия 2 — кривая активного нагружения, а линия 3 — огибающая, проходящая через значения необратимой деформации в циклах нагружения с выдержкой. длительности т.

можностъ определить для конкретных испытаний компенсаторов требуемые величины циклических необратимых деформаций. На рис. 4.3.2 показаны результаты расчетов и дана по параметру числа полуциклов нагружения зависимость циклических деформаций в максимально нагруженной точке гофра от величины размаха осевого перемещения компенсатора. Максимальные циклические деформации возникают примерно в середине нелинейных зон гофра на внутренних (кривая 1) и наружных (кривая 3) поверхностях оболочки. Вдоль срединной линии оболочки (кривая 2), где отсутствуют изгибные эффекты, деформации малы (рис. 4.3.2, а). Как показывает расчет, выполняемый последовательно для k = О, 1, 2, 3 и т. д., наблюдается стабилизация величины деформаций в цикле нагружения после четырех полуциклов.

Используемый в испытаниях способ программирования упру-гопластических или необратимых деформаций имеет некоторые особенности. Характерным для процесса в случае нагружения за пределами упругости является снижение нагрузки в процессе регулирования в соответствии с законом разгрузки по близкой к линейной траектории в координатах нагрузка — абсолютное удлинение образца (диаграмма деформирования) с наклоном, соответствующим упругому участку нагружения. В результате объект регулирования (испытываемый образец) характеризуется существенно различной жесткостью на этапах нагрузки и разгрузки. При этом в случае управления по пластической, или необратимой деформации разгрузка в координатах нагрузка — остаточное удлинение происходит без изменения величины максимальной деформации.