Остаточные деформации: Остаточная деформация Википедия

Остаточная деформация Википедия

Диаграмма деформирования твердого тела

Деформа́ция (от лат. deformatio — «искажение») — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга за счет приложения усилия, при котором тело искажает свои формы. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение.

Виды деформации разделяют на обратимые (упругие) и необратимые (пластические, ползучести). Обратимые деформации исчезают после окончания действия приложенных сил, а необратимые — остаются. В основе обратимых деформаций лежит смещение атомов тела от положения равновесия, в основе необратимых — необратимые перемещения атомов на расстояния от исходных положений равновесия (после снятия нагрузки происходит переориентация в новое равновесное положение). Деформация определяется как отношение изменения длины деформированного объекта к его начальной длине. Деформация не имеет физической размерности.

Физико-механические основы деформации

Деформация представляет собой изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга за счет приложения усилия, при котором твёрдое тело искажает свои формы. Деформация является результатом изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов^[1]. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение^[2].

Деформация твёрдого тела может явиться следствием:

Деформация при растяжении-сжатии

Растяжение или сжатие твердого объекта можно описать выражением:

ϵ=(l2−l1)l1=Δll1{\displaystyle \epsilon ={\frac {(l_{2}-l_{1})}{l_{1}}}={\frac {\Delta l}{l_{1}}}}

где:

• l2{\displaystyle l_{2}} — длина элемента после деформации;
• l1{\displaystyle l_{1}} — исходная длина этого элемента.

На практике чаще встречаются малые деформации — такие, что ϵ≪1{\displaystyle \epsilon \ll 1}.

Физическая величина, равная модулю разности конечной и изначальной длины (изменения размера) деформированного тела, называется абсолютной деформацией^[3]:

ΔL=|L2−L1|{\displaystyle \Delta L=\left|L_{2}-L_{1}\right|}.

Средним напряжением — называют интенсивность распределения внутренних сил

[4].

Виды деформации

Деформации разделяют на:

• Упругая деформация — обратимая деформация, описываемая законом Гука^[5], при которой после окончания действия приложенных сил смещенные межатомные связи возвращаются в свое исходное положение.

• Пластическая деформация — необратимая деформация при которой после окончания воздействия приложенных сил происходит необратимое смещение межатомных связей. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность. Природа пластической деформации может быть различной в зависимости от температуры, продолжительности действия нагрузки или скорости деформации. Одной из теорий, объясняющих механизм пластической деформации, является теория дислокаций в кристаллах. Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, то есть не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит предела упругости.

Виды деформации тела разделяют:

В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных простых деформаций. В конечном счёте, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.

• Виды деформации

Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки (то есть тело возвращается к первоначальным размерам и форме), и пластической, если после снятия нагрузки деформация не исчезает (или исчезает не полностью).

Изучение деформации

Деформация физического тела определяется, если известен вектор перемещения каждой его точки.

Физика твёрдого тела — занимаются изучением деформации твёрдых тел в связи со структурными особенностями.

Теория упругости и пластичности — рассматривают перемещения и напряжения в деформируемых твёрдых телах. Тела рассматриваются как «Сплошные».

Механика деформируемого твердого тела — занимается изучением в реальных телах равновесных состояний и перемещений с учётом изменения расстояний между частицами в процессе перемещения. При этом реальные тела рассматриваются ка сплошные^[4].

Сплошность — под сплошностью понимается материальные объекты тела которые сплошным образом занимают весь объем пространства, который ограничен непрерывными поверхностями

[4]. Тело является сплошным, если удовлетворяет условиям сплошности^[5]. Понятие сплошности относится также к элементарным объёмам, на которые можно мысленно разбить тело.

Закон Гука — описывает поведение деформируемого твердого тела в зоне упругости.

У жидкостей и газов, частицы которых легкоподвижны, исследование деформации заменяется изучением мгновенного распределения скоростей.

Изменение расстояния между центрами каждых двух смежных бесконечно малых объёмов у тела, не испытывающего разрывов, должно быть малым по сравнению с исходной величиной этого расстояния.

Измерение деформации

Измерение деформации производится либо в процессе испытания материалов с целью определения их механических свойств, либо при исследовании сооружения в натуре или на моделях для суждения о величинах напряжений.

Упругие деформации весьма малы, и их измерение требует высокой точности.

Измерение деформаций называется тензометрией.

Измерения деформации проводят с помощью:

Для измерения локальных пластических деформациях применяют накатку на поверхности изделия сетки, в качестве материала используют легко растрескивающимся лак или хрупкие прокладки.

Литература

• Работнов Ю. Н. Сопротивление материалов. — М.: Физматгиз, 1962.
• Кузнецов В. Д. Физика твердого тела. — 2-е изд. — Томск, 1941—1947. — Т. 2—4.
• Седов Л. И. Введение в механику сплошной среды. — М.: Физматгиз, 1962.
• Деформация // Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / А. М. Прохоров (гл. ред.). — 3-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1972. — Т. VIII. — С. 175. — 592 с.

См. также

Ссылки

Примечания

1. ↑ Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. — 6-е. — М.: Металлургия, 1985. — С. 54—71. — 544 с.
2. ↑ Большая советская энциклопедия. — 2-е. — Большая советская энциклопедия. — Т. 14. — С. 183—185.
3. ↑ Твёрдые тела и их свойства (§ 4. Механические свойства твёрдых тел) (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 2 марта 2016. Архивировано 15 марта 2016 года.
4. ↑ ^{1 2 3} Толоконников Л. А. Механика деформируемого твердого тела: учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1979. — С. 318.
5. ↑ ^{1 2} Кац А. М. Теория упругости. — 2-е. — СПб.: Лань, 2002. — С. 44. — 208 с. — ISBN 5-8114-0453-0.

Тепловые деформации остаточные напряжения при фрезеровании

Тепловые деформации, испытываемые инструментом, заготовкой, приспособлением и самим станком, происходят вследствие выделения значительного количества теплоты в процессе резания. Источником теплоты является работа, затрачиваемая на пластические деформации материала заготовки в зоне резания, трения стружки о переднюю поверхность зуба и задней поверхности зуба инструмента о заготовку.

Основная часть теплоты переходит в стружку (примерно 80—85 % теплового потока).

Другая часть теплоты распределяется между режущим инструментом и заготовкой. Кроме этого, небольшой процент теплоты рассеивается окружающей средой. В зависимости от режима резания количество теплоты различно и возрастает с увеличением скорости резания.

При фрезеровании поверхностей, составляющих значительный процент от общей поверхности заготовки (15—25 % и более) за одну ее установку, количество теплоты, поступающей в тело заготовки, может быть относительно большим и вызвать тепловые деформации, влекущие нарушения требуемой точности, особенно в таких технических требованиях, как прямолинейность, плоскостность, параллельность и т. п. Для предотвращения нарушения точности применяют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), отводящие теплоту из зоны резания.

Остаточные напряжения — это те внутренние напряжения, которые сохраняются в заготовке при отсутствии внешних сил. Остаточные напряжения либо возникают в заготовках в процессе их изготовлении как полуфабрикатов (поковка, штамповка, отливка), либо «проходят» в них с металлом — прокатом. За некоторый период времени после возникновения остаточные напряжения в исходных заготовках уравновешиваются, т. е. не проявляются в виде их короблении, изогнутости, нарушения формы и т. п.

При механической обработке, когда с заготовки в виде припуска удаляется часть металла, происходит перераспределение внутренних напряжений, и их временное равновесие нарушается. Освобожденные, ранее уравновешенные силы деформируют заготовку (изделие), причем не егхмуь а постепенно за некоторый относительно продолжительный период времени. При этом изменение формы может быть таким значительным, что сделает изделие вовсе недоброкачественным.

Сам процесс механической обработки резанием также служит источником (не столь существенных по значению) остаточных напряжений, которые возникают в процессе пластических деформаций поверхностного слоя и в результате нагрева в зоне резания.

Мерой устранения вредных последствий остаточных напряжений служит разделение обработки резанием на несколько этапов. На первом этапе выполняется черновая (предварительная) обработка фрезерованием, удаляющая наибольшую часть припуска с поверхностей заготовки. Затем заготовка подвергается получнетовои обработке по тем же поверхностям, и заканчивают изготовление изделии чистовой, окончательной обработкой. Такой порядок обработки может быть рекомендован и в тех случаях, когда в процессе фрезеровании за о

Деформация остаточная (пластическая — Энциклопедия по машиностроению XXL

Если образец нагрузить силой, меньшей Яд, и затем нагрузку снять, то имеет место только упругая деформация, остаточная (пластическая) деформация отсутствует.  [c.134]

Напряжение вызывает уже не только упругую, но и остаточную, пластическую деформацию.  [c.61]

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации, наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нагрева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т. д. Остаточные напряже-  [c.56]

Поле остаточных напряжений моделируется решением упругой задачи, исходными данными для которой являются начальные деформации, равные остаточным пластическим деформациям е , полученным при решении упругопластической или термодеформационной (если речь, в частности, идет о сварочных напряжениях) задач.  [c.201]

Здесь сказывается влияние структурных превращений, приводящих к низким ОСН за счет увеличения объема металла при охлаждении в момент превращения. При выполнении следующего прохода температура в рассматриваемой области не достигает Ti. Следовательно, вторичного Fea — Fev-превращения и соответственно увеличения объема металла за счет этого превращения не будет. Тем не менее эта температура достаточно велика, чтобы при нагреве возникли такие остаточные пластические деформации укорочения, которые могут при охлаждении материала увеличить растягивающие ОСН до значений, близких к  [c.287]

Здесь e gg и — начальные деформации в окружном (продольном) и радиальном (поперечном) направлениях и — остаточные пластические деформации в окружном и радиальном направлениях, полученные при решении термодеформационной задачи 5 — площадь упругопластической зоны гР — координата центра тяжести упругопластической зоны  [c.300]

Здесь егг и гхх — начальные деформации в продольном и поперечном направлениях eL а eix — остаточные пластические деформации в продольном и поперечном направлениях, полученные при решении термодеформационной задачи Sp — площадь упругопластической зоны Sb — площадь зоны В.  [c.305]

Как указывалось выше, общие ОН обусловлены общей остаточной деформацией всей зоны перфорации, осредненной по толщине коллектора. Расчет общих ОН представляет собой решение плоской упругопластической задачи, единственным возмущающим фактором в которой являются постоянные начальные деформации 8 , равные осредненным остаточным пластическим деформациям. Очевидно, что перфорированная зона в плоской задаче имеет большую податливость (при рассмотрении этой зоны в континуальной постановке), чем основной металл. Поэтому при решении задачи по анализу общих ОН принимается, что металл зоны перфорации имеет модуль упругости, равный  [c.336]

Поскольку поле начальных деформаций в перфорированной зоне однородно, будем рассматривать элементарную ячейку зоны с размерами, представленными на рис. 6.4. Начальную деформацию определим в декартовой системе координат как среднеинтегральную остаточную пластическую деформацию по объему выделенной ячейки (рис. 6.4).  [c.336]

В первую очередь остановимся на моделировании общих напряжений, которые действуют по объему всего коллектора, но высокий их уровень, как будет показано ниже, в основном локализован у жесткого клина коллектора. Поэтому при взаимодействии остаточных и эксплуатационных напряжений ползучесть будет реализовываться в незначительной по сравнению с объемом коллектора области. Иными словами, только в небольшой области будут изменяться начальные деформации, равные остаточным пластическим деформациям, обусловливающим возникновение общих напряжений. Очевидно, что уровень общих напряжений в каждой точке коллектора определяется всем полем начальных деформаций, действующих в зоне перфорации. Поэтому достаточно ясно, что локальная ползучесть материала в районе жесткого клина коллектора практически не приведет к снижению общих напряжений. Таким образом, их можно схематизировать идентично эксплуатационной нагрузке. Величина общих напряжений для расчета кинетики НДС и долговечности коллектора принимается равной максимальному уровню общих напряжений Ота , действующих в коллекторе (обычно локализованных у жесткого клина).  [c.339] При укладке очередного валика Az (рис. 11.13, а) в результате поперечной усадки в нем возникают остаточные поперечные напряжения растяжения. Нижележащие участки металла шва оказывают сопротивление усадке слоя п, поэтому в них возникают сжимающие поперечные напряжения. Кроме этого, без закрепления пластин происходит угловая деформация, вызывающая пластические деформации удлинения Ву и соответственно поперечные напряжения растяжения Оу в нижних слоях наплавленного металла. Совокупное воздействие указанных факторов приводит к неравномерному распределению поперечных напряжений (кривая I на рис. 11.13, а). На поверхности шва растягивающие напряжения достигают 0,5ат и более. В корне  [c.428]

Если произвести разгрузку образца из состояния, характеризуемого точкой С диаграммы (рис. 1.8), то в общем случае она представляется кривой линией D. Мы не придем в исходную точку О и этим обнаружим свойство пластичности материала, мерой которого будет служить так называемая остаточная (пластическая) деформация 00=гр. Следовательно, полная деформация в точке С диаграммы может быть представлена суммой упругой е и пластической ер деформаций  [c. 34]

Предельные поверхности являются идеализированными образами, однозначное определение которых иногда затруднительно в силу принимаемых допусков А на остаточную (пластическую) деформацию. Аналогичную картину мы имели при определении предела текучести по допуску на остаточную деформацию при растяжении. Экспериментальное построение начальной поверхности нагружения  [c.255]

Некоторые пластичные материалы (например, среднеуглеродистая сталь, дюралюминий) дают при испытании на растяжение диаграмму, не имеющую площадки текучести. Для таких материалов вводят понятие об условном пределе текучести как о напряжении, при котором остаточная пластическая деформация составляет 0,2%, это напряжение (механическую характеристику материала) обозначают (в специальной и в справочной литературе зачастую обозначения физического и условного предела текучести не разграничивают, применяя общее обозначение о ).  [c.330]

Если деформация тела достаточно мала, то по прекращении действия вызвавших деформацию внешних сил тело возвращается в исходное недеформированное состояние. Такие деформации называют упругими. При больших деформациях прекращение действия внешних сил не приводит к полному исчезновению деформации, — остается, как говорят, некоторая остаточная деформация, так что состояние тела отличается от того, в каком оно находилось до приложения к нему сил. Такие деформации называют пластическими. В дальнейшем везде (за исключением гл. IV) мы будем рассматривать только упругие деформации.  [c.19]

Остаточные пластические деформации тела определяются вычитанием упругих деформаций, соответствующих значению величины напряжения разгружения. При этом необходимо, чтобы нагружение и разгрузка тела также были простыми. Такой принцип простого вычитания из полных первоначальных значений перемещений, деформаций и напряжений тех их величин, которые соответствуют упругим силам их разгрузки, имеет ограничения при переходе напряжений через нуль и превыщении значения предела упругости.  [c.106]

Метод устранения деформаций, описанный в 153, можно применить и к более общей задаче о начальных напряжениях. Представим себе тело, разделенное на малые элементы, и предположим, что каждый из элементов обладает некоторой остаточной пластической деформацией или формоизменением, вызываемыми металлографическими превращениями. Пусть эта деформация  [c.468]

Эффект Баушингера наблюдается в моно- и поликристаллах, причем величина деформации Баушингера eg в монокристаллах больше, чем в поликристаллах. Поэтому эффект Баушингера не может быть объяснен влиянием остаточных напряжений, остающихся в металле после снятия напряжений, хотя, несомненно, этот эффект играет определенную роль и в поликристаллах. Однако объяснение этого эффекта только одной этой причиной не является правомерным, поскольку деформация Баушингера может в несколько раз превосходить деформацию начала пластического течения.  [c.234]

Если образец нагружен выше предела упругости, то при его разгрузке деформации полностью не исчезают и на диаграмме линия разгрузки предс ав-ляет собой прямую 1—2 или 1 —2 на рис. 2.7), /же не совпадающую с линией нагружения. В этом сл чае деформация образца состоит из упругой (или и остаточной — пластической (или 8пл) деформа-  [c.36]

За предельное состояние пластичных материалов (материалов, находящихся в пластичном состоянии) принимается такое состояние, при котором начинают появляться заметные остаточные (пластические) деформации.  [c.82]

Появление остаточных деформаций после достижения внешней нагрузкой определенного предела характеризует собой по определению основное свойство пластичности. При появлении остаточных пластических деформаций характерно различие между функциями рц = f (б1 ) при нагрузке и разгрузке. Следует отметить, что появление пластических деформаций в опытах можно обнаружить после проведения разгрузки. Точка В определяет начало проявления свойств пластичности, значение напряжения (В) называется пределом упругости пли пределом текучести.  [c.412]

Построение теории пластичности связано с разрешением трех основных задач обобщением на случай произвольных напряженных состояний понятия предела упругости, введением в общем случае понятий нагрузки и разгрузки и установлением законов, определяющих нарастание остаточных (пластических) деформаций, т. е. установлением соотношений, позволяющих определять остаточные деформации при любых допустимых законах изменения внутренних напряжений.  [c.414]

Для определения и еу в общем случае получается система связанных между собой дифференциальных уравнений. Однако встречаются важные простые случаи, когда задачу об определении напряженного состояния идеально-пластического тела можно решить независимо от задачи об определении остаточных пластических деформаций.  [c.461]

Если снять силу Р (разгрузить конструкцию), то в зависимости от величины этой силы, материалов и размеров балки и тяги могут представиться два случая 1) балка и тяга полностью восстанавливают свои первоначальные формы и размеры, т. е. в конструкции при заданной нагрузке возникают лишь упругие деформации 2) деформации балки и тяги уменьшаются, но система остается в деформированном состоянии, т. е. в конструкции при заданной нагрузке возникают наряду с упругими и остаточные (пластические) деформации. Возникновение остаточных деформаций связано с нарушением нормальной работы конструкции, что недопустимо. Способность конструкции, а также ее частей и деталей выдерживать заданную нагрузку не разрушаясь и без появления остаточных деформаций называют прочностью.  

1. Что такое остаточная деформация и почему она нам не нравится

1.1. Постоянная деформация и влияющие на нее факторы

Деформация определяется как изменение длины, выраженное как функция от изменяемой длины, т.е.
Деформация, ε = (изменение длины) / (исходная длина)

В упругом материале деформация линейно увеличивается с увеличением напряжения

В линейно-упругом материале деформация линейно возрастает по мере увеличения напряжения.

Точно так же в 100% эластичном материале, когда напряжение уменьшается, деформация восстанавливается по той же линейной траектории.

Деформация идеально эластичного материала полностью устранима. Когда напряжение больше не действует, объект возвращается к своей исходной форме.

Деформация идеально эластичного материала полностью устранима, например, при прохождении большой нагрузки на колесо.

Деформация определяется в точке, а деформация определяется как само изменение.На тротуаре нас обычно интересует вертикальное изменение положения на поверхности (например, из-за проезжающего транспортного средства). В этом случае деформация поверхности представляет собой сумму всех вертикальных деформаций в каждой точке под поверхностью. Они могут быть результатом сжимающих сил, сил растяжения, сдвига, изгиба или скручивания (скручивания).

Пластическая деформация не исправима. Однако объект в диапазоне пластической деформации сначала подвергнется упругой деформации, которую можно восстановить, поэтому объект частично вернется к своей исходной форме.

На дороге с малым объемом движения реакция на большую нагрузку на колеса всегда представляет собой сочетание упругой деформации и очень небольшой доли остаточной деформации.

Материалы для дорожного строительства не идеально эластичны, и они будут накапливать некоторую остаточную деформацию в результате каждого приложения нагрузки.

Сочетание упругой и остаточной деформации при повторяющихся НИЗКИХ уровнях напряжения. Красная горизонтальная линия указывает уровень разрушающего напряжения.В начале нагружения приращение деформации сначала высокое из-за начального уплотнения заполнителя, но вскоре стабилизируется до постоянного низкого уровня.

Результаты лабораторных испытаний, полученные как в ходе (проекта ROADEX), так и в других случаях, показывают, что ключевые факторы, влияющие на скорость накопления остаточной деформации, включают:

• Гранулометрический состав материала, особенно доля мелкозернистых частиц и их качество
• степень уплотнения i.е. плотность материала в сухом состоянии,
• количество свободной воды, содержащейся в материале и
• — напряженные условия, которым подвергается материал, особенно интенсивность касательных напряжений. При низком уровне напряжения сдвига остаточная деформация, вероятно, стабилизируется, а при высоком уровне напряжения сдвига она может постоянно накапливаться.

Комбинация упругой и остаточной деформации при ВЫСОКИХ уровнях напряжения, близких к уровню напряжения разрушения (горизонтальная красная линия).Прирост деформации высокий с начала нагружения и продолжает непрерывно накапливаться.

1.2. Проблемы, вызванные необратимой деформацией

Проект ROADEX показал, что в Северной Периферии постоянная деформация является основной причиной нежелательной колейности на дорогах с низкой интенсивностью движения, но, согласно недавним результатам, полученным в Финляндии, она также играет большую роль в развитии колейности на дорогах с интенсивным движением. Эта колейность создает множество проблем для участников дорожного движения и владельцев дорог.

Проблемы безопасности дорожного движения и здоровья водителей грузовиков

Глубокие колеи могут представлять угрозу безопасности дорожного движения. Они собирают воду, которая может привести к риску аквапланирования во время дождя и риску заноса из-за льда зимой. Постоянная деформация, особенно обочины дороги, также может вызвать коробление тяжелых транспортных средств. Это может нанести вред здоровью водителей в долгосрочной перспективе из-за нездоровой вибрации

Пониженная несущая способность

Колейность слоев щебня и / или земляного полотна на дороге может привести к разрушению верхних слоев асфальта.

Там, где это происходит, вместо того, чтобы стекать, поверхностная вода в колее проникает в дорожные конструкции и земляное полотно под тротуаром, вызывая их размягчение.

Из-за этого колейность редко бывает равномерной по всей длине дороги, и могут возникать неровности дорожного покрытия, приводящие к более высоким уровням неровностей и дискомфорту пользователя.

Расходы на пользователей дорогами выше

Высокая колея также может стать причиной дополнительных расходов для участников дорожного движения.Увеличивается трение о боковую поверхность шины, что приводит к более высокому расходу топлива и износу шин.

Глубокие колеи вызывают более быстрый износ боковых сторон шин, увеличивая транспортные расходы для владельцев грузовиков.

Расходы владельца дороги выше

Колеи создают и другие проблемы для владельцев дорог. В Скандинавии, где используются шипованные шины, скорость износа асфальтового покрытия значительно увеличивается. Это приводит к образованию глубоких колей, которые собирают воду и сокращают срок службы покрытия.

Стоячая вода на дне колеи увеличивает скорость износа колеи на транспортное средство и, таким образом, сокращает срок службы дорожного покрытия.

Колеи также создают проблемы для удаления льда и уплотненного снега зимой. Это может быть очень сложной операцией с грейдерами или подножками и может привести к повреждению дорожного покрытия.

6. Управление остаточной деформацией — сеть ROADEX

6.1. УПРАВЛЕНИЕ ДРЕНАЖНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Результаты проекта ROADEX показали, что срок службы дорог с твердым покрытием может быть существенно увеличен за счет правильного функционирования дренажной системы.

Хорошее управление дренажем также оказалось наиболее рентабельной мерой при устранении остаточной деформации и / или проблем, связанных с управлением состоянием дороги в целом. По этой причине дренажу всегда следует уделять первоочередное внимание при выборе мер по техническому обслуживанию и реабилитации. Результаты проекта ROADEX подтверждают, что это общее правило применимо ко всем дорогам: асфальтированным, гравийным и лесным.

Стандартный процесс управления дренажем обычно состоит из пяти этапов:

1.Сбор данных о дренажном состоянии дорожной сети

2. Анализ дренажа для определения критических участков, требующих действий

3. Подготовка плана восстановления и / или технического обслуживания дренажа, включая определения ожидаемых стандартов технического обслуживания.

4. Подробная информация о работах, необходимых для улучшения состояния дренажа на критических участках до целевого уровня

5. Регулярный мониторинг и техническое обслуживание, чтобы гарантировать, что состояние дренажа остается на хорошем уровне.Сначала это может быть ограничено определенными критическими участками, а затем повсюду в дорожной сети

.

6.2 УПРАВЛЕНИЕ НАГРУЗКОЙ И СЕЗОННЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ

6.2.1. Постоянные ограничения нагрузки

Постоянные ограничения нагрузки обычно используются на дороге, когда считается, что дорога не будет иметь достаточной конструкции, чтобы выдерживать ожидаемое интенсивное движение, за исключением случаев, когда она замерзает зимой.

В партнерских зонах ROADEX постоянные ограничения обычно используются в Норвегии, но в некоторой степени они также используются в Швеции и Шотландии.. «Управление состоянием дорог с низкой интенсивностью движения в северной периферии»

Постоянные ограничения могут также использоваться там, где есть слабые мосты. Более подробную информацию о постоянных ограничениях нагрузки можно найти в отчете ROADEX I «Управление состоянием дорог на дорогах с низкой интенсивностью движения в северной периферии»

.

Целью постоянных ограничений является снижение нагрузки на дорожные конструкции и риска остаточных деформаций.Это защищает дорогу, но имеет обратную сторону, создавая препятствия для экономического развития населенных пунктов, обслуживаемых дорогой.

6.2.2. Временные ограничения нагрузки

Временные ограничения по весу используются в большинстве районов, где дорожная конструкция заморожена, по крайней мере, на часть года. В критические сезоны, когда несущая способность дороги является самой низкой, многие дороги с низкой интенсивностью движения нуждаются в защите. Примеры этого можно найти в Скандинавии, России, северном Китае, Канаде и северной части США.S.A. Scotland также использует временные ограничения по весу. Норвегия является исключением из этой общей практики. Временные ограничения по весу не допускаются там с 1995 года, а на слабых дорогах применяются только постоянные ограничения по весу.

Тяжелая транспортная отрасль в настоящее время является важной движущей силой для сельских районов, особенно лесной и рыбной промышленности, и в результате дорожные организации сталкиваются с растущим давлением с целью снизить количество и продолжительность временных ограничений по весу.Недавно США и Канада начали разрешать более высокие нагрузки на ось зимой с использованием зимних надбавок.

Когда дорожные организации рассматривают возможность применения ограничений, обычно задаются следующие вопросы: a) Какие дороги / участки дороги должны быть ограничены? б) Есть ли необходимость во временном ограничении нагрузки каждый год? в) Когда его следует применять? г) Какова максимальная нагрузка на ось или общий вес? д) Когда можно будет снять ограничения нагрузки? и f) Как будут контролироваться нагрузки во время ограничений? Каждая страна имеет свою собственную политику, и эти системы подробно описаны в отчетах ROADEX по ослаблению весенней оттепели. Однако на эти вопросы можно дать следующие краткие ответы.

Какие дороги / участки дороги должны быть ограничены?

Обычно решение о том, какие дороги или участки дороги требуют ограничения нагрузки, принимается на основе старого опыта эксплуатации дорог, т.е. дороги, которые в предыдущие годы пострадали от сильных весенних оттепелей. Об этом можно узнать из базы данных ослабления весеннего таяния, если таковая существует. Хорошим примером этого является Финляндия, где решение об ограничениях обычно принимается на основе серьезности и повторяемости предыдущих проблем с весенней оттепелью.Другой способ определить необходимость ограничения нагрузки — провести анализ рисков, протестированный в проекте ROADEX. Этот анализ определяет, где ожидаются проблемы и насколько серьезными они будут, если не будут применены ограничения. Анализы обычно выполняются на основе данных георадара, данных FWD и состояния дренажа. Данные профилометров также могут быть полезны при анализе рисков дорог с твердым покрытием, если они доступны.

Требуются ли ограничения нагрузки ежегодно?

Некоторые из самых слабых дорог будут нуждаться в ограничении нагрузки каждый год, но на большинстве дорог проблемы будут возникать только в периоды наиболее сурового цикла зимних заморозков и оттаиваний или в периоды ослабления весенних оттепелей.Потребность в ограничениях нагрузки можно определить на основе исторических данных, если они существуют, но также можно сделать некоторые прогнозы рисков. Риск сильного ослабления весенних оттепелей может возникнуть в начале зимы после того, как дороги промерзли.

Риск серьезных проблем с весенним таянием будет высоким, если дороги были влажными, когда они замерзли, а уровень грунтовых вод был высоким. И наоборот, проблемы с умеренным весенним таянием могут быть предсказаны, если дороги были сухими, когда они были заморожены.Аналогичный прогноз можно сделать, если температура воздуха была очень низкой в ​​период раннего промерзания и линия промерзания быстро проникала в земляное полотно без образования ледяных линз. Однако всегда следует помнить, что погода и интенсивность движения в период оттепели будут иметь наибольшее влияние на то, возникнут ли на дороге проблемы, связанные с ослаблением весеннего таяния и необходимость ограничения нагрузки.

Когда следует применять ограничения нагрузки?

Исследования ROADEX показали, что наиболее критичным временем для успешного преодоления весенних оттепелей является ранняя весна, когда дорожное покрытие начинает оттаивать.Если в это время погода сухая, а дороги загружаются не слишком часто и с достаточно длительным периодом восстановления между загрузками, высока вероятность того, что вода быстро испарится с поверхностных слоев и образуется «сухая корка». поверх конструкций. Когда есть уверенный прогноз проблем весеннего таяния и ожидается, что на дорогах будет интенсивное движение, ограничения должны применяться, как только фронт замерзания оттаит до уровня 100–150 мм ниже поверхности дороги.В это время крайне важно следить за влажностью дороги и погодными условиями.

Какая максимально допустимая нагрузка на ось / разрешенная общая масса?

Это очень сложный вопрос, и проект ROADEX не мог дать на него простых ответов. Одним из способов, который использовался в некоторых областях, является использование данных о летнем прогибе FWD в качестве справочного источника для определения допустимых прогибов, а в период весеннего таяния — для тестирования дороги с различными уровнями нагрузки.Тогда можно было бы наложить ограничение на те нагрузки, которые в 2 раза превышают летнее эталонное отклонение.

Когда можно снять ограничения нагрузки?

Ограничения по весу могут и должны быть немедленно сняты, поскольку есть достаточно веские доказательства того, что дорога может перевозить тяжелые транспортные средства.

Это может быть сделано на основании данных со станции мониторинга ослабления весеннего таяния, или от FWD или облегченного FWD

или DCP (12), путем выполнения тестовых нагрузок или просто на основе визуальных оценок, сделанных местным дорожным инженером. Отчеты ROADEX содержат подробное описание того, как использовать эти методы.

Как отслеживаются нагрузки во время ограничения времени?

Специальных систем контроля нагрузок при ослаблении весеннего таяния не существует. Как видно из рисунка, политики мониторинга осевых нагрузок и общей массы сильно различаются от страны к стране в Северной периферии.

Разница между упругой деформацией и пластической деформацией

В любом инженерном деле твердые конструкции подвергаются внешней нагрузке.Такую нагрузку можно в общих чертах разделить на две категории: нормальная нагрузка и нагрузка сдвига. Растягивающая и сжимающая нагрузки — это два разных типа нормальной нагрузки. Все другие типы нагрузки, такие как изгиб, скручивание и т. Д., По сути, представляют собой комбинацию этих трех основных типов нагрузки. Когда к твердому телу прилагается достаточная внешняя нагрузка, оно деформируется. Самым основным механизмом деформации является смещение слоев атомов из их исходного положения в решетке под действием внешней силы.

Когда такое смещение или смещение происходит на очень малой длине, атомы могут вернуться в свои соответствующие узлы решетки после снятия внешней нагрузки. Такая деформация называется упругой деформацией. Таким образом, упругая деформация носит временный характер и не причиняет вреда конструкциям. Однако, если атомы смещены на большую длину, деформация становится постоянной и полное восстановление становится невозможным. Такая деформация называется пластической деформацией, из-за которой вся конструкция может изменить свою первоначальную форму и размер.Различные сходства и различия между упругой деформацией и пластической деформацией представлены ниже в виде таблицы.

• Любой тип нагрузки (нормальная, сдвиговая или смешанная) может вызвать оба типа деформации.
• Пластическая деформация возможна только после упругой деформации материала. Таким образом, без упругой деформации пластическая деформация невозможна.
• Пригодны как упругие, так и пластические деформации; однако на основе приложения.

Упругая деформация	Пластическая деформация
Упругая деформация — это временная деформация под действием внешней нагрузки.	Пластическая деформация — это остаточная деформация.
После снятия внешней нагрузки с упруго деформируемого тела оно восстанавливает свою первоначальную форму.	При пластической деформации тело сохраняет деформированную форму даже после снятия внешней нагрузки.
При упругой деформации атомы материала временно смещаются из своего исходного узла решетки. Они возвращаются в исходное положение после снятия внешней нагрузки.	При пластической деформации атомы твердого тела постоянно смещаются из своего исходного узла решетки. Они не возвращаются в исходное положение даже после снятия внешней нагрузки.
Упругая деформация характеризуется свойством Elasticity. По определению, эластичность — это свойство твердого материала, благодаря которому он стремится восстановить свою форму после снятия внешней нагрузки.	Пластическая деформация характеризуется свойством Пластичность.По определению, пластичность — это свойство твердого материала, благодаря которому он стремится сохранять свою деформированную форму даже после снятия внешней нагрузки.
Степень упругой деформации очень мала.	Степень пластической деформации довольно велика.
Внешняя сила, необходимая для упругой деформации твердого тела, довольно мала.	Сила, необходимая для пластической деформации, также выше.
Энергия, поглощаемая материалом во время упругой деформации, называется модулем упругости.	Полная энергия, поглощаемая материалом в области упругой и пластической деформации, называется модулем вязкости.
Закон упругости Гука применим в этой упругой области.	Закон Гука неприменим, если материал пластически деформирован.
Большинство твердых материалов демонстрируют линейное поведение напряжения-деформации в этой упругой области.	Кривая «напряжение-деформация» в пластической области нелинейна.
Материал сначала подвергается упругой деформации под действием внешней нагрузки.	Пластическая деформация возникает после ее упругой деформации под действием внешней нагрузки.
Механические и металлургические свойства твердого материала остаются неизменными при его упругой деформации.	Многие свойства твердого материала значительно изменяются при пластической деформации.

Список литературы

• Книга: Материаловедение и инженерия Каллистера Р.Баласубраманиам (Wiley India). Купить эту книгу
• Книга: Введение в проектирование машин В. Б. Бхандари (McGraw Hill Education India Private Limited). Купить эту книгу
• Книга: Учебник сопротивления материалов Р. К. Бансала (Laxmi Publications Private Limited). Купить эту книгу
• Книга: Прочность материалов С. С. Раттана (Tata McGraw Hill Education Private Limited). Купить эту книгу

Примеры «остаточной деформации» и способы ее использования

Примеры «остаточной деформации» и способы ее использования — Nyanglish

остаточная деформация

36 примеров (0.02 сек)

• Если приложенная сила не слишком велика, этих сил может быть достаточно, чтобы полностью противостоять приложенной силе и позволить объекту принять новое состояние равновесия и вернуться в свое исходное состояние при снятии нагрузки. Приложенная большая сила может привести к необратимой деформации объекта или даже к разрушению его конструкции. На рисунке видно, что сжимающая нагрузка (указанная стрелкой) вызвала деформацию в цилиндре, так что исходная форма (пунктирные линии) изменилась (деформировалась) в форму с выступающими сторонами. …
• Упругая область — это часть кривой, где материал вернется к своей исходной форме, если нагрузка будет снята. Пластическая область — это часть, где произойдет некоторая остаточная деформация, даже если нагрузка будет снята. …
• Если поровая жидкость может свободно перемещаться, медленная скорость входа в пласт не вызовет трещин.Если поровая жидкость не может уйти с пути, может произойти трещина и необратимая деформация пласта. Давление трещины может быть выражено как градиент (фунт / кв. Дюйм), эквивалент плотности жидкости (фунт / галлон) или рассчитанное общее давление в пласте (фунт / кв. Дюйм). …
• Кроме того, исследование показало, что потребность в пластичности может значительно возрасти с увеличением естественного периода конструкции из-за эффекта SSI. Неустранимая деформация и разрушение грунта могут еще больше усугубить сейсмический отклик конструкции. Когда конструкция подвергается землетрясению, она взаимодействует с фундаментом и почвой и, таким образом, изменяет движение грунта. …
• Уникальной особенностью стал передний бампер Endura в цвет кузова. Он был разработан для поглощения ударов без остаточной деформации на низких скоростях.Pontiac активно рекламировал эту особенность в рекламе, показывая стук бампера с незаметным эффектом. …
• Многие сплавы, не подвергающиеся мартенситному превращению, были подвергнуты той же обработке, что и стали, то есть охлаждению без возможности холодной обработки. Если в таком процессе видна какая-либо выгода, одно правдоподобное объяснение состоит в том, что тепловое расширение вызывает незначительную, но необратимую деформацию материала. …
• Здесь V — объем, p — давление, а dp / dV — частная производная давления по объему. В испытании объемного модуля упругости используется инструмент-индентор для формирования остаточной деформации в материале. Размер деформации зависит от сопротивления материала объемному сжатию, производимому инструментом. …
• Места утечки легче определить визуально, если в воде содержится краситель.Прочность обычно проверяется путем измерения остаточной деформации контейнера. Гидростатические испытания — это наиболее распространенный метод испытаний труб и сосудов под давлением. …
• В результате этой чрезвычайной гибкости эластомеры могут обратимо расширяться на 5-700%, в зависимости от конкретного материала. Без поперечных связей или с короткими цепями, имеющими непростую конфигурацию, приложенное напряжение привело бы к необратимой деформации.Температурные эффекты также присутствуют в продемонстрированной эластичности полимера. …
• Большая часть штукатурки в стенах подъездов между 4 и 16 этажами треснула, а 60% окон здания были выбиты. Стальной каркас с южной стороны был поврежден в результате необратимой деформации, а три из четырех лифтов здания были повреждены из-за изгиба опорных направляющих.Несмотря на серьезность повреждений и на фоне криков о сносе, владельцы решили отремонтировать его, и он все еще стоит. …
• SMA нашла применение в Европе, Австралии, США и Канаде в качестве прочного асфальтового покрытия для жилых улиц и шоссе. SMA имеет высокое содержание грубых заполнителей, которые сцепляются, образуя каменный каркас, устойчивый к постоянной деформации. Каркас камня заполнен мастикой из битума и наполнителя, в которую добавлены волокна для обеспечения адекватной устойчивости битума и предотвращения стекания связующего во время транспортировки и размещения. …
• Закон Гука — это только линейное приближение первого порядка к реальной реакции пружин и других упругих тел на приложенные силы. В конечном итоге он должен выйти из строя, как только силы превысят некоторый предел, поскольку никакой материал не может быть сжат сверх определенного минимального размера или растянут сверх максимального размера без некоторой остаточной деформации или изменения состояния.Фактически, многие материалы заметно отклонятся от закона Гука задолго до того, как будут достигнуты эти пределы упругости. …
• Связывание в течение длительного периода времени может привести к высыпанию или дрожжевой инфекции под грудью. Небезопасное связывание может привести к необратимой деформации груди. …
• Следовательно, может потребоваться отдельный анализ, чтобы гарантировать, что проектные пределы прогиба не превышены.Кроме того, поскольку рабочие материалы в диапазоне пластичности могут привести к необратимой деформации конструкции, могут потребоваться дополнительные анализы при предельной нагрузке, чтобы гарантировать отсутствие вредных постоянных деформаций. Большие прогибы и изменения жесткости, обычно связанные с пластическим изгибом, могут значительно изменить распределение внутренней нагрузки, особенно в статически неопределимых балках. …
• Благодаря этому испытанию на растяжение предел текучести определяется в точке, где материал начинает более легко поддаваться приложенному напряжению, и скорость его деформации увеличивается. Когда материал подвергается постоянной деформации под воздействием радикальных температур или постоянной нагрузки, функциональность материала может быть нарушена. Это зависящее от времени пластическое искажение материала известно как ползучесть. …
• Таким образом, теория жесткости позволила прогнозировать значения твердости в зависимости от состава. Дислокации обеспечивают механизм скольжения атомных плоскостей и, следовательно, метод пластической или постоянной деформации.Плоскости атомов могут переворачиваться с одной стороны дислокации на другую, что позволяет дислокации проходить через материал, а материал деформироваться безвозвратно. …
• Эти вагоны, построенные с 1943 года, были легче своих предшественников, но в то же время могли перевозить больше. Однако стоимость использования более дешевой стали и более тонких профилей с самого начала заключалась в большем износе и остаточной деформации. В результате через несколько лет потребовались значительные улучшения. …
• Тот факт, что сила землетрясения моделируется как постоянная сила, действующая в одном направлении, представляет собой главное ограничение этой модели. В математическом анализе остаточной деформации Ньюмарка движение свалки происходит, когда движущая сила на свалке превышает силу сопротивления. Лабораторные испытания встряхивающего стола предназначены для изучения прочностных характеристик на стыках между различными компонентами полигона. …
• Стенты кровеносных сосудов, напротив, часто облицованы полимером, в котором гепарин в качестве подвесной группы, что зависит от действия лекарства для предотвращения свертывания крови. Это, по крайней мере, частично из-за хрупкости пиролитического углерода и большой степени остаточной деформации, которой стент подвергается во время расширения. Пиролитический уголь также используется в медицине для покрытия анатомически правильных ортопедических имплантатов, a.k.a. замена суставов. …
• Фактически ничто не дает права отвергнуть закон Хука, который представляет собой наиболее естественное и простое приближение к реальности. Явления перманентной деформации очень сложны, и, конечно, кажется, что они не могут быть объяснены более старыми теориями, которые утверждали, что молекулы действуют только вдоль прямой линии, соединяющей их центры.Таким образом, возникает необходимость в построении более полных гипотез, как ММ. … Цитата из книги Люсьена Пуанкаре «Новая физика и ее эволюция».

.