Wybrane zagadnienia reologicznego zachowania się drutów ze stopu AlMgSi w warunkach zmiennego naprężenia i temperatury

• Autorzy: Smyrak B. , Knych T. , Mamala A.

Warianty tytułu

EN

Selected issues of rheological behaviour of AlMgSi wires in conditions of variable stress and temperature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu pełzania drutów ze stopu AlMgSi gat. 6201 przeznaczonego do produkcji przewodów napowietrznych linii elektroenergetycznych. Głównym celem badań jest eksperymentalna analiza reologicznego zachowania się materiału w warunkach zmiennego, a zwłaszcza ujemnego gradientu naprężenia i temperatury. Stwierdzono, że druty ze stopu AIMgSi podlegają zasadzie nieaktywności reologicznej jeśli zostaną podczas pełzania poddane odciążeniu, przy czym długość tzw. " czasu martwego " zależy od historii reologicznej materiału, wartości naprężenia początkowego oraz wielkości i prędkości jego spadku. Uzyskane wyniki badań poddano analizie pod kątem ich wykorzystania sterowania obciążalnością prądową linii. Wyprowadzono uogólnioną postać funkcji pełzania oraz naprężeniowo-temperaturowy ekwiwalent reologiczny.

EN

An increasing need for power collection throughout the world constrains searching for optimum solutions concerning the possibility of dynamic steering of the current capacity. This is where a necessity for a research on a model describing a mechanical-rheological-thermal reaction of an overhead conductor to variable conditions of its work originates from. A model requires experimental information including: 1- A set of specific laboratorial characteristies of wires and conductors defining its actual exploitation potentiality and in particular material's rheological reaction to variable stress and temperature. 2- A set of actual parameters of conductor' s work which are obtained thanks to sophisticated techniques of monitoring a line's work. One of such techniques is an American monitoring system CAT-1 which allows to define a conductor's temperature on the basis of momentary pulling force and climatic conditions. The article treats about the results of a research on a creep process of AlMgSi (of the sort 6201) wires and conductors assigned for the production of overhead electro energetic lines. The main aim of the research is an experimental analysis of a material's rheological behaviour in conditions of variable and in particular negative stress and temperature gradient. It has been stated that AlMgSi wires undergo the rheological inactivity principle if they are subjected to unloading during a creeping process, taking into consideration that the length of a so-called "dead time" depends on a material's rheological history, initial stress magnitude and the rapidity of its decrease. After implementing stress' negative gradient during a process of creeping two ways of material's behaviour have been stated: momentary pause of a creep deformation connected with a new material's thermodynamic state as well as a back stress connected with a temporary change of material's elasticity module. The results of the research underwent an analysis devoted to the steering of a current capacity. A generalized function of a creeping stress-temperature rheological equivalent was brought out. A literature analysis of the research on a creeping process in conditions of variable stress, taking into account stress' negative gradient was brought through.

Słowa kluczowe

PL

pełzanie; Al-Mg-Si; przewody stopowe; reologia

EN

creep; AlMgSi; alloyed conductors; rheology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 50, nr 4
• Strony: 183--192
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smyrak B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych

autor

Knych T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych

autor

Mamala A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych

Bibliografia

• 1. Andrade E. N. da C.: On the viscous flow of metals and allied phenoma. Proc. Roy. Soc., (1910), vol. 84, nr A567.
• 2. Boltzman L.: Żur Theorie der elastischen Nachwirkung. Pogg. Ann. Physik, 1876.
• 3. Bradbury J., Dey P., Orawski G., Pickup K. H.: Long-term-creep assessment for overhead linę conductor. Proc. IEEE, R, 1975, vol. 122, nr 10.
• 4. Edris A.: Developmentt and field application of EPRI Dynamie Thermal Circuit rating (DTCR) Technology. EPRI, 1999, Electric Power Research Institute.
• 5. Harvey J. R., Larson R. E.: Use of eleyated-temperature creep data in sag-tension calculations. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1970, vol. Pas-89, nr 3.
• 6. Harvey J. R.: Creep of transmission line conductors. IEEE Tran-sactions on Power Apparatus and Systems, 1960, vol. Pas-88, nr 4.
• 7. Jakowluk A.: Procesy pełzania i zmęczenia w materiałach. WNT, Warszawa, 1993.
• 8. Knych T., Mamala A., Nowak S., Zasadziński J.: Samonośne przewody z aluminium stopowego dla energetyki, cz. III. Charakterystyki reologiczne drutów i przewodów. Rudy Metale 2001, R 46, nr 8.
• 9. Knych T., MamalaA., SmyrakB., TarasekA.: Badania wpływu czasu starzenia naturalnego walcówki z przewodowego stopu AlMgSi (seria 6xxx) na własności reologiczne drutów po obróbce ciepłno-mechanicznej. Rudy Metale 2005, R 50, nr 2.
• 10. Nowacki W.: Teoria pełzania. Arkady, Warszawa, 1963.
• 11. Norton F. H.: The creep of steel at high temperature. McGraw-Hul, New York, 1929.
• 12. Odqvist F. K. G.: Mathematical theory of creep and creep rupture, Clarendon Press, Oxford, 1966.
• 13. Penny R. K., Marriott D. L: Design for Creep. MacDraw-Hill Book Company, London, 1971.
• 14. Kabotnov Y.N.: Kratkovremennaja polzucest. Wydaw. Nauka, Moskwa 1970.
• 15. Roest A.: Creep studies of aluminum conductor alloys. IEEE Transactions on Power apparatus 1969, vol. Pas-89, nr 11.
• 16. Smyrak B., Knych T., Mamala A.: Analiza nieaktywnych faz procesu pełzania przewodów stopowych jako skutku ujemnych gradientów naprężeń. XXXII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica 2004, s. 85-92.
• 17. Trąmpczyński W.: Badanie wpływu historii obciążenia na pełzanie metali w złożonym stanie naprężenia. Prace IPPT PAN, Warszawa 1983.
• 18. Working Group 22.05 of Study Committee No. 22 (Overhead lines) - Permanent elongation of conductors. Predictor equation and evaluation methods, Electra, 1981, nr 75.
• 19. IEC 1597 (1995): Overhead electrical conductors — Calculation methods for stranded bare conductors.
• 20. IEC 1089 (1991): Round wire concentric lay overhead electrical stranded conductors.
• 21. IEC 1395 (1995) Overhead electrical conductors — Creep test procedures for stranded conductors.
• 22. Knych T., Mamala A., Nowak S.: Analiza wymagań stawianych drutom i przewodom z aluminium i ze stopów AlMgSi. Rudy Metale 2003, R. 48, nr 8.
• 23. Smyrak B.: Wpływ sekwencji naprężenia i temperatury na reologiczne zachowanie się drutów ze stopu AlMgSi przeznaczonych do napowietrznych linii elektroenergetycznych. XXXI Szkoła Inżynierii Materiałowej, Krynica 2003.
• 24. Projekt badawczy pt.: „Charakterystyki pełzania drutów i przewodów ze stopu AlMgSi przeznaczonego na napowietrzne przewody samonośne w aspekcie parametrów technologii wytwarzania i przetwarzana walcówki na drut oraz budowy i sposobu wytwarzania żył". Wydział Metali Nieżelaznych AGH, lipiec 2001.
• 25. Chrmnowski M.: Reologia ciał stałych. Politechnika Krakowska [skrypt].
• 26. Cadek J.: Creep in metallic materials. Academia Prague 1988.