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玻璃瓶中的暂时应力

作者:hi时间:2015-05-13 10:39:44 次浏览

信息摘要:

暂时应力 在温度低于应变点时,处于弹性变形温度范围内 ( 即脆性状态 ) 的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力,随温度梯度的存在而存在,随温度梯度的消失而消失,这种应力称为暂时应力。 把温度低于应变点以下的、无应力的玻璃板进行双面均匀自然

暂时应力 
    在温度低于应变点时,处于弹性变形温度范围内 ( 即脆性状态 ) 的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力,随温度梯度的存在而存在,随温度梯度的消失而消失,这种应力称为暂时应力。 
    把温度低于应变点以下的、无应力的玻璃板进行双面均匀自然冷却,则玻璃表面层的温度急剧下降,由于玻璃的导热系数低,故内层冷却缓慢,由此在玻璃内部产生了温度梯度,沿厚度方向的温度场分布呈抛物线形。
    玻璃瓶在冷却过程中处于较低温度的外层收缩量应大于内层,但由于受到内层的阻碍而不能收缩到正常收缩量,所以外层产生了张应力,内层处于压缩状态而产生了压应力。这时玻璃厚度方向的应力分布是外层为张应力,内层为压应力,其应力分布呈抛物线形。在玻璃中间的某层,压应力和张应力大小相等,应力方向相反,相互抵消,该层应力为零,称中性层。 
    玻璃瓶继续冷却,当表面层冷却到室温后,表面温度不再下降,其体积也不再收缩,但内层温度高于外层,它将继续降温收缩,这样外层开始受到内层的拉引而产生压应力,此部分应力将部分抵消冷却开始时所受到的张应力,而内层收缩时受到外层的拉伸呈张应力,将部分抵消冷却开始时的压应力。随着内层温度不断下降,外层的张应力和内层的压应力不断相互抵消,当内外层温度一致时,玻璃中不再存在应力.反之,若玻璃板由室温开始加热,直到应变点以下某温度保温时,其温度变化曲线与应力变化曲线恰与上述相反。 
    暂时应力虽然随温度梯度的消失而消失,但其应力值应严加控制,若超过了玻璃的抗张强度的极限,玻璃会发生炸裂。通常应用这一现象以骤冷的方法来切割玻璃制品及玻璃管、玻璃棒等。 
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