Лофт Мебель

Мебель которая служит десятилетиями

Поведение сварных конструкций при различных типах нагружения

При повышении температуры в металлах активизируются процессы движения (колебание) атомов, что способствует протеканию пластической деформации. Это приводит к изменению механических свойств металлов. С повышением температуры понижаются прочностные характеристики (σт, σв) и возрастает пластичность(δ).

Поведение сварных конструкций при различных типах нагружения

В зависимости от условий протекания пластической деформации при высоких температурах различают два процесса: процесс ползучести и процесс релаксации.

Процесс ползучести. Ползучесть можно представить рассматривая деформацию стержня при постоянной нагрузке и температуре. Стержень нагружен силой Р и нагрет до температуры Т. Причем значение Р и Т – постоянное. В первый момент нагружения в стержне будет иметь место упругая деформация (εynp), а затем – непрерывный процесс пластического деформирования (εпл). Таким образом, процесс ползучести – это непрерывная пластическая деформация при постоянной нагрузке и температуре. В результате пластической деформации образуется шейка и наступает разрушение.

Поведение сварных конструкций при различных типах нагружения

Процесс ползучести характеризуется кривыми ползучести, которые строятся при статическом приложении нагрузки в координатах ε – время нагружения t для различных напряжений σ. На кривых ползучести можно выделить три участка. Участки I и 3 -неустановившейся ползучести, участок 2 – установившейся ползучести. Наиболее важным является участок 2, по которому определяют скорость ползучести. Как видно из рисунка ниже, характер ползучести зависит от величины действующего напряжения.

Поведение сварных конструкций при различных типах нагружения

В качестве характеристики способности материала сопротивляться ползучести принимается предел ползучести. Это максимальные напряжения, при которых скорость ползучести или деформации за определенный промежуток времени при данной температуре не превышает определенного значения: σТ0,2/1000.

Процесс релаксации. Если взять стержень и приложить к нему нагрузку, а затем закрепить и нагреть, то в нем будут иметь место следующие процессы (рисунок ниже, слева). При приложении нагрузки Р в стержне возникнут упругие деформации εynp и пропорциональные им напряжения σ:

σ = εynp Е

Поведение сварных конструкций при различных типах нагружения

Поскольку стержень находится в закреплениях, то общая деформация не изменяется. Под действием температуры в металле создаются условия для протекания пластической деформации. Учитывая, что имеет место закрепление, эта деформация будет развиваться за счет упругой. Это означает, что снижается упругая деформация, а значит, и напряжения. Таким образом, релаксация – это процесс непрерывной пластической деформации, приводящий к снижению напряжений при постоянной общей деформации и температуре. Процесс релаксации характеризуется кривыми релаксации (см. рисунок справа). Как правило, в реальной ситуации нагружения конструкций одновременно имеет место как ползучесть, так и релаксация. Разрушение в результате ползучести и релаксации относится к понятию -длительная прочность. Пределом длительной прочности является напряжение, при котором не происходит разрушение за заданный промежуток времени. Тогда условие длительной прочности будет: σ(t) ≤ [σ дл. пр.]

При проектировании конструкций, работающих при пониженных температурах, прочностной расчет производится по зависимостям как и для обычных условий. Однако, следует принимать во внимание изменение свойств металла. При понижении температуры возрастает значение предела прочности, но снижается показатель пластичности. Кроме того, металл переходит в хрупкое состояние. Поэтому в качестве критерия прочности выступает не значение предела текучести, а значение предела прочности. Однако при этом должны соблюдаться требования по качеству металла, а именно, по ударной вязкости и критической температуре перехода в хрупкое состояние.

Прокрутить вверх