蠕變伸長率簡介

蠕變伸長率creep elongation長度為L。的試樣，在拉伸蠕變試驗(yàn)過程中的某一時(shí)刻長度為L。則此時(shí)之蠕變伸長為( I_一L}).蠕變伸長率即為(L Ln)}Lo}

2100433B

巖石在地質(zhì)條件下的蠕變可以產(chǎn)生相當(dāng)大的變形而所需要的應(yīng)力卻不一定很大。蠕變隨時(shí)間的延續(xù)大致分3個(gè)階段：①初始蠕變或過渡蠕變，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而增加，但增加的速度逐漸減慢；②穩(wěn)態(tài)蠕變或定常蠕變，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而勻速增加，這個(gè)階段較長；③加速蠕變，應(yīng)變隨時(shí)間延續(xù)而加速增加,直達(dá)破裂點(diǎn)。應(yīng)力越大，蠕變的總時(shí)間越短；應(yīng)力越小，蠕變的總時(shí)間越長。但是每種材料都有一個(gè)最小應(yīng)力值，應(yīng)力低于該值時(shí)不論經(jīng)歷多長時(shí)間也不破裂，或者說蠕變時(shí)間無限長，這個(gè)應(yīng)力值稱為該材料的長期強(qiáng)度。巖石的長期強(qiáng)度約為其極限強(qiáng)度的2/3。

蠕變機(jī)制有擴(kuò)散和滑移兩種。在外力作用下，質(zhì)點(diǎn)穿過晶體內(nèi)部空穴擴(kuò)散而產(chǎn)生的蠕變稱為納巴羅－赫林蠕變；質(zhì)點(diǎn)沿晶體邊界擴(kuò)散而產(chǎn)生的蠕變稱為柯勃爾蠕變。由晶內(nèi)滑移或者由位錯(cuò)促進(jìn)滑移引起的蠕變稱為滑移蠕變，也稱魏特曼蠕變。蠕變作用解釋了巖石大變形在低應(yīng)力下可以實(shí)現(xiàn)的原因。

蠕變在低溫下也會發(fā)生，但只有達(dá)到一定的溫度才能變得顯著,稱該溫度為蠕變溫度。對各種金屬材料的蠕變溫度約為0.3Tm，Tm為熔化溫度，以熱力學(xué)溫度表示。通常碳素鋼超過300-350℃，合金鋼在400-450℃以上時(shí)才有蠕變行為，對于一些低熔點(diǎn)金屬如鉛、錫等，在室溫下就會發(fā)生蠕變。

根據(jù)蠕變實(shí)驗(yàn)可以得到不同溫度和應(yīng)力水平下的蠕變曲線，使用方程來描述這些曲線并不困難。但是蠕變物理機(jī)制復(fù)雜，導(dǎo)致蠕變變形的原因較多。蠕變應(yīng)變量、蠕變應(yīng)變速率、蠕變應(yīng)力、變形時(shí)間以及環(huán)境溫度之間關(guān)系復(fù)雜，建立一致的關(guān)系式不太容易。針對蠕變問題學(xué)者們大膽假設(shè)，使用較少的物理量來反應(yīng)蠕變關(guān)系，得出相應(yīng)的蠕變理論。比較經(jīng)典的成果為：陳化理論、時(shí)間硬化理論、應(yīng)變硬化理論、塑形滯后理論等。其中時(shí)間硬化理論主要思路是：材料進(jìn)入硬化導(dǎo)致蠕變變形率下降的因素是時(shí)間，和蠕變應(yīng)變沒有關(guān)系。應(yīng)變硬化理論指出：受時(shí)間控制的蠕變與塑性變形作用不一致，導(dǎo)致硬化的因素是蠕變階段的應(yīng)變量。