Термі́чний уда́р або теплови́й уда́р (англ. thermal shock) — одноразова високошвидкісна (десятки або сотні градусів за секунду) та неоднорідна зміна температури тіла, яка спричиняє високі термічні напруження, що часто викликають деформацію та руйнування.
Загальні поняття
Зазвичай до термічного удару відносять випадки швидкого нагрівання, але термічним ударом можна вважати й різке охолодження (наприклад, при попаданні холодного струменя рідини на нагрітий скляний посуд). При термічному ударі, що викликається короткочасним швидкісним поверхневим нагрівом, руйнування у багатьох випадках відбувається не на стадії нагрівання, а при подальшому охолодженні, що відбувається теж з великою швидкістю. Визначальним показником термічного удару є виникнення за дуже короткий час (частки секунди) температурного градієнта і обумовлених ним деформацій та механічних напружень, що приводять до формозміни, порушень суцільності (тріщин) і у граничному випадку до руйнування.
Особливості прояву
При термічному ударі в умовах швидкого нагрівання тіла його зовнішні шари розширюються, а глибші, що залишаються ненагрітими, перешкоджають цьому розширенню. У більш розігрітих шарах виникає напруження стиску, у менш нагрітих — розтягу. Коли напруження досягає границі міцності на стиск або розтяг, матеріал руйнується. У більшості матеріалів опір стисненню є вищим від опору розтягуванню, тому руйнування відбувається в зоні дії напружень розтягу, тобто тріщина виникає у менш нагрітих шарах і потім поширюється після припинення нагрівання на весь об'єм. Так руйнуються при термічному ударі кераміка, скло та інші крихкі та низькотеплопровідниі матеріали. Дія термічного удару на метали і сплави здебільшого обмежується зміною форми (жолобленням). Внаслідок високої теплопровідності температурні градієнти при швидкому нагріванні в металах і сплавах не досягають величини, необхідної для того, щоб викликати напруження, які б перевищили границю міцності матеріалу. Крім того, в металах і сплавах завдяки властивій їм значної пластичності температурні напруження у більшості випадків не виходять за границю плинності. Термічний удар є найнебезпечнішим для матеріалів, що мають високий коефіцієнт теплового розширення, низьку теплопровідність, високий модуль пружності, широкий діапазон значень границі міцності та низьку пластичність. Вплив термічного удару посилюється за наявності різких змін перетину (отвори, виточки тощо) тіла, які концентрують термічні напруження та ускладнюють появу пластичної деформації.
Див. також
Примітки
- Термический удар // Большая советская энциклопедия : в 30 т. / главн. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : «Советская энциклопедия», 1969—1978. (рос.)
Джерела
- Казарновский Д. М., Тареев Б. М. Испытание электроизоляционных материалов и изделий: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. — 216 с.
- ASTM C149 — Standard Test Method for Thermal Shock Resistance of Glass Containers
Посилання
- T. J. Lue; N. A. Fleck (1998). The Thermal Shock Resistance of Solids (PDF). Acta Materialia. 46 (13): 4755—4768.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Termi chnij uda r abo teplovi j uda r angl thermal shock odnorazova visokoshvidkisna desyatki abo sotni gradusiv za sekundu ta neodnoridna zmina temperaturi tila yaka sprichinyaye visoki termichni napruzhennya sho chasto viklikayut deformaciyu ta rujnuvannya Fragmenti vibuhovogo gorinnya vuglemazutnoyi granuli diametrom 1 mm Vihidnij vugilnij pil krupnosti 0 1 mm Kadri kinozjomki Zagalni ponyattyaZazvichaj do termichnogo udaru vidnosyat vipadki shvidkogo nagrivannya ale termichnim udarom mozhna vvazhati j rizke oholodzhennya napriklad pri popadanni holodnogo strumenya ridini na nagritij sklyanij posud Pri termichnomu udari sho viklikayetsya korotkochasnim shvidkisnim poverhnevim nagrivom rujnuvannya u bagatoh vipadkah vidbuvayetsya ne na stadiyi nagrivannya a pri podalshomu oholodzhenni sho vidbuvayetsya tezh z velikoyu shvidkistyu Viznachalnim pokaznikom termichnogo udaru ye viniknennya za duzhe korotkij chas chastki sekundi temperaturnogo gradiyenta i obumovlenih nim deformacij ta mehanichnih napruzhen sho privodyat do formozmini porushen sucilnosti trishin i u granichnomu vipadku do rujnuvannya Osoblivosti proyavuPri termichnomu udari v umovah shvidkogo nagrivannya tila jogo zovnishni shari rozshiryuyutsya a glibshi sho zalishayutsya nenagritimi pereshkodzhayut comu rozshirennyu U bilsh rozigritih sharah vinikaye napruzhennya stisku u mensh nagritih roztyagu Koli napruzhennya dosyagaye granici micnosti na stisk abo roztyag material rujnuyetsya U bilshosti materialiv opir stisnennyu ye vishim vid oporu roztyaguvannyu tomu rujnuvannya vidbuvayetsya v zoni diyi napruzhen roztyagu tobto trishina vinikaye u mensh nagritih sharah i potim poshiryuyetsya pislya pripinennya nagrivannya na ves ob yem Tak rujnuyutsya pri termichnomu udari keramika sklo ta inshi krihki ta nizkoteploprovidnii materiali Diya termichnogo udaru na metali i splavi zdebilshogo obmezhuyetsya zminoyu formi zholoblennyam Vnaslidok visokoyi teploprovidnosti temperaturni gradiyenti pri shvidkomu nagrivanni v metalah i splavah ne dosyagayut velichini neobhidnoyi dlya togo shob viklikati napruzhennya yaki b perevishili granicyu micnosti materialu Krim togo v metalah i splavah zavdyaki vlastivij yim znachnoyi plastichnosti temperaturni napruzhennya u bilshosti vipadkiv ne vihodyat za granicyu plinnosti Termichnij udar ye najnebezpechnishim dlya materialiv sho mayut visokij koeficiyent teplovogo rozshirennya nizku teploprovidnist visokij modul pruzhnosti shirokij diapazon znachen granici micnosti ta nizku plastichnist Vpliv termichnogo udaru posilyuyetsya za nayavnosti rizkih zmin peretinu otvori vitochki tosho tila yaki koncentruyut termichni napruzhennya ta uskladnyuyut poyavu plastichnoyi deformaciyi Div takozhTermichni napruzhennya Teplove rozshirennya Zalishkovi napruzhennya Relaksaciya napruzhenPrimitkiTermicheskij udar Bolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t glavn red A M Prohorov 3 e izd M Sovetskaya enciklopediya 1969 1978 ros DzherelaKazarnovskij D M Tareev B M Ispytanie elektroizolyacionnyh materialov i izdelij Uchebnik dlya tehnikumov 3 e izd pererab i dop L Energiya Leningr otd nie 1980 216 s ASTM C149 Standard Test Method for Thermal Shock Resistance of Glass ContainersPosilannyaT J Lue N A Fleck 1998 The Thermal Shock Resistance of Solids PDF Acta Materialia 46 13 4755 4768