
【化】 tensile creep
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【机】 pull; tension; tractive
extend; loll; stretch
【医】 extend; extensioin
【化】 creep; creep deformation
拉伸蠕变(tensile creep)是材料在恒定拉伸应力作用下,随时间推移逐渐发生塑性变形的现象。该行为常见于高温或长期载荷环境中,属于粘弹性流变学的核心研究范畴。
从材料科学角度,拉伸蠕变可分为三个阶段:
根据《ASM金属手册》(ASM Handbook Volume 8),拉伸蠕变强度(creep strength)的量化需满足ASTM E139标准测试条件,通常以10小时产生1%应变的应力值为基准。高温合金如Inconel 718在650℃环境下的典型蠕变速率约为1×10^-8 s^-1。
该现象对航空航天涡轮叶片(参考NASA CR-120948技术报告)和核反应堆压力容器(见ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III)的设计至关重要,直接决定构件服役寿命。最新研究显示,纳米析出相强化可有效抑制位错攀移,将TA15钛合金的650℃蠕变寿命提升47%。
拉伸蠕变是材料力学中的一个重要概念,指材料在恒定拉伸应力作用下,即使应力低于弹性极限,也会随时间推移发生缓慢且不可逆的塑性变形现象。以下是详细解析:
拉伸蠕变属于蠕变的特定形式,表现为材料在恒定拉伸载荷作用下,变形量随时间逐渐增加。这种现象常见于金属、塑料、高温合金等材料中,尤其在高温环境中更为显著。例如,弹簧长期受拉可能因蠕变导致松弛,塑料制品在持续拉力下会逐渐伸长。
普通塑性变形需应力超过弹性极限,而蠕变可在更低应力水平下发生,但需要更长时间积累。例如,塑料瓶在长期存放中即使受力较小,也可能因蠕变逐渐变形。
在航空航天、建筑结构等领域,需通过蠕变试验(如ISO 899标准)评估材料长期性能。设计时需选择抗蠕变材料(如钛合金、陶瓷基复合材料),或通过结构优化降低局部应力。
示例:塑料拉伸蠕变试验中,试样在恒定拉力下记录变形曲线,可观察到典型的三阶段蠕变(初始瞬变、稳态、加速断裂),这为材料寿命预测提供依据。
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