由應力引起的應變隨時間變化的現象。許多材料(如金屬、塑膠、巖石和冰)在一定條件下都表現出蠕變的性質。由於蠕變,材料在某暫態的應力狀態,一般不僅與該暫態的變形有關,而且與該暫態以前的變形過程有關。許多工程問題都涉及蠕變。在維持恒定變形的材料中,應力會隨時間的增長而減小,這種現象為應力鬆弛,它可理解為一種廣義的蠕變。
圖1表示在三個不同的恒定應力σ1<σ/i>2<σ3作用下,材料的應變ε隨時間t變化的典型蠕變曲線。曲線的終端表示材料發生斷裂。t=0時的應變表示加載結束時的即時應變,它包括彈性應變和塑性應變。蠕變曲線可分為三個階段,如圖2所示:Ⅰ為非定常蠕變階段,應變率隨時間的增加而減小;Ⅱ為定常蠕變階段,應變率保持常值;在最末階段Ⅲ,應變率隨時間而增大,最後材料在
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目前,還沒有一個適用於一切材料的統一蠕變理論。對金屬材料目前主要有老化理論、強化理論和蠕變後效理論。如以p=ε-ε0表示蠕變的應變(ε0為t=0時的應變),妛表示蠕變應變率,則對於單向受力情形,這些理論的不同在於:老化理論認為,在恒應力的條件下,時間t以顯函數出現於蠕變應變的表達式之中,即p=f(σ,t)。強化理論認為,蠕變應變率主要取決於蠕變應變,即有妛=g(σ,p)。蠕變後效理論則認為,蠕變現象實質上是塑性後效,去除應力之後,後效應變是不可恢復的,若以塑性變形規律σ=φ(ε)為基礎,可將φ(ε)分解為兩部分:
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蠕變的微觀機制對於不同的材料是不同的。引起多晶體材料蠕變的原因據認為是原子晶間位錯引起的點陣的滑移以及晶間擴散等。
材料在恒拉應力作用下,經過一定時間
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目前,蠕變理論、蠕變斷裂的微觀機制以及蠕變和工程構件其他失效形式的相互作用的研究仍不成熟,有待今後繼續深入。