Оценка производительности пластиковых труб. Часть 7

Существенно, что если эквивалентное напряжение рассчитывается по формуле Барлоу (вместо формулы Надаи), то кривые времени разрушения образцов из стержня и трубы в диапазоне хрупкого разрушения в пределах ошибки эксперимента совпадают. Этот факт позволяет сделать несколько выводов. Во-первых, природа напряжённого состояния в условиях хрупкого разрушения не оказывает существенного влияния на форму кривой времени разрушения, о чём свидетельствует параллельность кривых, приведённых для образцов стержня и трубы. Во-вторых, эквивалентное напряжение в трубе, испытываемой под давлением в диапазоне хрупкого разрушения, можно принять равным максимальной норме, то есть касательное напряжение рассчитывается по формуле Барлоу.

Наконец, все вышеизложенные соображения указывают на возможность замены (особенно в целях контроля качества) испытаний под давлением на образцах труб более простыми и менее дорогостоящими испытаниями на растяжение образцов стержней, вырезанных из полиэтиленовых труб. Теоретический анализ показывает, что целесообразно проводить сравнительные испытания при одноосной и многоосной нагрузке; однако такие тесты должны проводиться при постоянной нагрузке, поскольку только тогда результаты могут быть количественно и строго коррелированы. Результаты длительных испытаний показывают, что полиэтилен всегда хрупкий, если испытуемый образец или деталь деформируется до такой небольшой степени, что деформация не оказывает существенного влияния на величину напряжения. Следовательно, проблема хрупкого разрушения этого материала эквивалентна проблеме поиска средств предотвращения чрезмерной деформации при ползучести.

Это было продемонстрировано в ходе испытаний, проведенных на конструкциях трубопроводов в условиях прерывистой нагрузки. Испытания, в которых периоды нагрузки под гидростатическим давлением чередовались с периодами релаксации, вызывали хрупкое разрушение образцов менее чем за 2 часа; эти результаты были получены при комнатной температуре и при высоких напряжениях, то есть в условиях, которые в случае непрерывно прикладываемых нагрузок могут приводить только к вязкому разрушению. Этот эффект объясняется тем фактом, что чередование периодов нагрузки и релаксации способствует восстановлению значительной доли деформации, вызванной ползучестью, и эффективно предотвращает достижение критического уровня предела текучести, тогда как вызванные усталостью изменения, которые, как известно, носят необратимый характер, накапливаются, несмотря на периоды релаксации.