Повреждения усталостные

Получаемые по данным тензометрирования величины циклических Ср и односторонне накопленных вр деформаций позволяют с использованием критериальных уравнений (1.1.10) — (1.1.12) оценить повреждение (усталостное и квазистатическое) конструкции. [c.270]

Поверхность критическая 24J Повреждение усталостное — Учет 332 Податливость динамическая — Определение 105 [c.347]

В общем случае нагружения долю повреждения усталостного характера оценивают, как правило, величиной a = i = .1 [c.43]

За характерный период эксплуатации в опасных зонах конструктивного элемента возникают различные виды повреждений малоцикловое усталостное (длительное малоцикловое усталостное) и квазистатическое (длительное статическое), причем длительное малоцикловое усталостное и длительное статическое повреждения обусловливаются проявлением временных эффектов — ползучестью, релаксацией напряжений, деформационным охрупчиванием материалов и т. п. Предельное состояние по условиям прочности и малоцикловое разрушение материала определяются взаимосвязью и преимущественным влиянием того или иного вида повреждения в зависимости от удельного веса соответствующих этапов в режиме эксплуатации. В основном при циклическом неизотермическом высокотемпературном нагружении реализуется смешанный характер разрушения, когда основные виды малоциклового повреждения (усталостное и квазистатическое) сопоставимы. [c.44]

Петля гистерезиса динамическая 45 Плотность энергии деформации 22 Поверхность 51, 95, 103, 128 Повреждение усталостное рассеянное [c.252]

Нестационарные режимы нагружения рассматривают при одновременном воздействии различных механизмов повреждения усталостного, малоциклового и длительного статического. [c.203]

При расслоенном режиме возможны всплески воды и попадание ее на перегретую стенку. Периодически повторяющиеся всплески, вызывающие резкое охлаждение, между которыми стенка опять перегревается, приводят к переменной температуре, в результате чего возникают повреждения усталостного характера. [c.141]

Величина динамического воздействия подвижного состава на путь при всех прочих равных условиях зависит от осевых нагрузок и скоростей движения поездов. Последние весьма существенно влияют на работу пути и, в частности, на его стабильность и напряженное состояние. Работа пути за длительный период времени, накопление в нем остаточных деформаций и возникновение различных повреждений усталостного характера зависят не только от величины динамического воздействия, но и в еще большей мере от количества таких воздействий, иначе говоря, от грузонапряженности. Повышенный уровень динамического воздействия подвижной нагрузки на путь, а также увеличенная частота приложения этой нагрузки предъявляют особые требования к конструкции и содержанию пути на линиях со скоростным движением поездов и с большой грузонапряженностью. [c.117]

В результате неправильного расчета и конструирования зубчатых колес, возможных нарушений технологии изготовления (при механической обработке и особенно прн термообработке), а также нарушений правил эксплуатации и монтажа в зубьях колес возможны следующие основные повреждения усталостное выкрашивание (хрупкое разрушение поверхности), излом, абразивный износ и заедание. В закрытых передачах (передачи редукторов) основное повреждение — усталостное выкрашивание, р, открытых — абразивный износ. [c.174]

Повреждения усталостного типа [c.620]

Сокращение сроков стендовых испытаний горных машин на долговечность при разрушениях, вызванных усталостными повреждениями (усталостным изломом, выкрашиванием поверхностного слоя), является актуальной задачей. Достаточно сказать, что установление фактического ресурса машины при проведении испытаний требует значительного времени. Например, расчетный ресурс выемочной машины составляет несколько тысяч часов. [c.339]

Рассмотрены два механизма отказа внезапный — при превышении действующим напряжением несущей способности и постепенный - при накоплении усталостных повреждений. [c.4]

УЧЕТ НАКОПЛЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ [c.64]

В предыдущем разделе задача определения размеров поперечного сечения, обеспечивающих заданную надежность, рассматривалась в предположении внезапного механизма отказа, т.е. под мерой надежности понималась вероятность непревышения действующим напряжением несущей способности. Но очень часто характер действия нагрузок Таков, что разрушение наступает в результате постепенного накопления усталостных повреждений. [c.64]

Воспользовавшись линейной теорией накопления усталостных повреждений, в предположении, что нагрузка q(t) - нормальный, стационарный процесс, можно записать для определения 5 экв следующее выражение [ 3,35] [c.65]

В ТОМ случае, когда отказ наступает в результате постепенного накопления усталостных повреждений при случайных колебаниях элементов конструкций, также можно получить достаточно простые расчетные формулы. В этом случае в рамках предположений, сделанных в разд. 2.3, можно записать для надежности [c.73]

Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев поломка зубьев от напряжений изгиба и выкрашивание поверхности от контактных напряжений. С контактными напряжениями и трением в зацеплении связаны также износ, заедание и другие виды повреждения поверхностей зубьев. [c.105]

Настоящая монография является одной из попыток среди такого рода работ подойти к проблеме разрушения, базируясь на системном подходе, лежащем на стыке механики деформируемого твердого тела, механики разрушения и физики прочности и пластичности. В книге изложены разработанные авторами физико-механические модели хрупкого, вязкого и усталостного разрушений, позволяющие анализировать повреждение материала при сложном нагружении в условиях объемного напряженного состояния. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Кроме того, в работе рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. [c.3]

Накопленный опыт эксплуатации конструкций различного назначения показывает, что, как правило, их преждевременные повреждения, связанные с запуском тех или иных механизмов разрушения материала, происходят при совокупном действии нескольких конструктивных, технологических и(или) эксплуатационных факторов. Каждый фактор в отдельности в большинстве случаев может не приводить к провоцированию какого-либо механизма разрушения. Например, мы можем защитить конструкцию в отдельности от усталостного разрушения, учитывая факторы, провоцирующие этот механизм, и обеспечить ее длительную прочность, используя пластичный материал с большим сопротивлением ползучести, но в то же время нет гарантии, что рассматриваемая конструкция не разрушится по механизму, именуемому в литературе взаимодействием ползучести и усталости . [c.4]

При анализе зарождения разрушения по изложенной выше схеме обычно делается одно существенное допущение — независимость НДС от повреждения материала. Только при малом относительном объеме повреждений указанное допущение справедливо. При усталостном и хрупком разрушениях повреждение характеризуется весьма острыми микротрещинами, объединение которых (зарождение макроразрушения) происходит при относительно небольшой доле поврежденного материала. Поэтому при усталостном и хрупком разрушениях анализ НДС и накопления повреждений можно проводить независимо. Вязкое, особенно межзеренное, кавитационное разрушение обусловлено объединением большого количества растущих в процессе деформирования пор. Очевидно, что в данном случае объем повреждений может достигать значительной величины и разрыхление материала будет оказывать влияние на НДС. Следовательно, анализ вязкого разрушения материала требуется проводить посредством решения связной задачи о НДС и накоплении повреждений в элементе конструкции, что отмечено пунктирной стрелкой на рис. В.1 между блоком НДС и блоком Анализ зарождения макроразрушения . [c.7]

По всей видимости, снижение е/ в зависимости от hjs можно объяснить следующей причиной. Следствием импульсного нагружения являются последующие свободные колебания сварного соединения. Очевидно, что в зоне сопряжения шва с основным металлом эти колебания за счет концентрации напряжений и деформаций могут приводить к циклическому знакопеременному упругопластическому деформированию материала. Разрушение материала в данном случае может быть связано с накоплением усталостных повреждений. Ясно, что критическая деформация, по сути являющаяся остаточной деформацией после импульсного нагружения, будет меньше, чем критическая деформация при монотонном квазистатическом нагружении. Увеличение относительной высоты усиления hjs приводит к росту инерционных сил, за счет которых в зависимости от схемы нагружения растет амплитуда и(или) количество циклов свободных колебаний сварного соединения. Роль усталостного повреждения в этом случае увеличивается, что приводит к снижению критической деформации при динамическом нагружении. [c.45]

Поскольку процесс колебаний сварного соединения характеризуется изменением (Аер- в каждом полуцикле, то усталостное суммирование повреждений производится по полуциклам. [c.47]

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]

Очевидно, что контролирующим параметром первой и второй стадий процесса повреждения (зарождение и стабильный рост микротрещин) является деформация, а третьей (нестабильное развитие микротрещин и их объединение) —максимальные нормальные напряжения. Следовательно, учет стадийности усталостного разрушения может быть, в частности, полезен при формулировке усталостного уравнения, учитывающего влияние максимальных напряжений. [c.137]

Отход от анализа повреждения материала в материальной точке, как это принято в механике деформируемого твердого тела, и рассмотрение процессов усталостного повреждения в конечном объеме — структурном элементе — позволяет адекватно прогнозировать не только долговечность, но направление развития разрушения. Такой подход дает возможность разрешить существующее противоречие, связанное с несоответствием при смешанном нагружении по модам 1 и И направлений развития усталостной трещины и локализации максимальной повреждаемости материала трещина развивается перпендикулярно максимальным нормальным напряжениям в область, где повреждаемость материала не является максимальной. [c.149]

К разрушениям второго типа, которые могут происходить также при различных схемах нагружения, следует отнести разрушения, для которых критические параметры существенно зависят от времени нагружения в том или ином виде. Типичным примером является разрушение, получившее в литературе название разрушение при взаимодействии ползучести и усталости [240, 341] при циклическом нагружении в определенном температурном интервале долговечность при одной и той же амплитуде деформации зависит от скорости деформирования, значительно уменьшаясь при малых эффективных скоростях деформирования, в частности при циклировании с выдержками. На стадии развития усталостного повреждения также известны многочисленные экспериментальные данные о влиянии частоты нагружения в определенных условиях, особенно в коррозионной среде, на скорость роста усталостных трещин [199, 240, 310, [c.150]

Дальнейшие исследования показали, что во многих случаях средние напряжения могут оказывать существенное влияние на развитие усталостного повреждения и, следовательно, формула (4.1) не является универсальной зависимостью и необходимо располагать количественными зависимостями скорости роста трещины (СРТ) от асимметрии нагружения. Среди формул, кото- [c.189]

По.этому контроль ЗК, поврежденных на стадии производства, может быть эффективен при проведении в последующем ремонта, поскольку по длительности периода роста трещины контроль позволяет ее выявить. Многократное поступление колес в ремонт по мере увеличения их наработки в эксплуатации позволяет при тщательном контроле выявить их повреждения существующими методами и средствами неразруптающего контроля. Вместе с тем, с учетом вероятного пропуска дефектов ЗК в эксплуатацию, их контроль может быть введен после определенной наработки и в межремонтный период для выявления уже распространяющихся от повреждений усталостных трещин. Длительность их распространения в зубчатых колесах достаточно велика для своевременного выявления при контроле в условиях эксплуатации. [c.696]

Из полученных соотношений видно, что при нелинейном накоплении повреждений усталостное повреждение за один цикл зависит от числа накопленных циклов нагружения (или тем самым от величины накопленного усталостного повреждения) и, следовательно, долговечность зависит от истории нагру гкения. При линейном накоплении повреждений усталостное повреждение за один цикл не зависит от числа накопленных нагружений и долговечность не зависит от истории нагружения. [c.168]

Так, в работе [88] указывается, что подавляюш,ее большинство отказов и неисправностей трансмиссии можно разбить на пять основных групп I — повреждения усталостного характера в виде выкрашивания рабочих поверхностей, трещин, изломов, возникающих в результате действия циклических нагрузок II — износ валов, втулок, шестерен и других деталей (исключая резино-технические изделия) III — повреждения резино-технических изделий IV — неисправности вследствие нарушения регулировок V — перетирания, появившиеся из-за вредных контактов элементов конструкции. [c.9]

Зубчатые колеса подлежат замене или ремонту езависнмо от степени износа зубьев в случаях, если у основания одного из зубьев, в спицах или ступице имеются трещины площадь рабочей поверхности зубьев, поврежденная усталостным выкрашива нием. пре- [c.186]

Колеса следует заменять независимо от степени износа в том случае, если у основания хотя бы одного зуба обнаруживается трещина и если в редукторных передачах площадь рабочей поверхности зубьев, поврежденная усталостным выкрашиванием, превышает 30% рабочей поверхности зубьев, а глубина ямок выкрашивания превосходит 10% толщины зуба (см, также [7]), В открытых передачах механизмов передвижения допускается в случае необходимости временный ремонт зубчатых колес с полованными зубьями путем заварки и последующей опиловки выломанных зубьев. [c.149]

Следует отметить, что проведенный расчетно-экспериментальный анализ зависимости 5с(х) справедлив при достаточно малых усталостных микротрещинах, когда их размеры порядка ячейки субструктуры материала. При больших х и соответственно значительных усталостных повреждениях, размер которых составляет порядка нескольких диаметров зерен, зависимость 5с (х) может стать убывающей. Действительно, уменьшение 5с с увеличением х наблюдается при испытании образцов № 11, 12 (см. табл. 2.1, 2.2), где предварительная повреждаемость материала была значительной. Высокий уровень повреждаемости в образцах № 11, 12 выражался в большом количестве усталостных микротрещин, возникающих в достаточно представительном объеме материала, выявленных фрактогра-фическими исследованиями (подробное описание фрактур см. ниже). [c.82]

Большинство феноменологических моделей, описывающих процесс разрушения, в том числе усталостного, основываются на рассмотрении элементарного акта разрушения в бесконечно малом объеме материала [12, 38, 141, 282, 336, 349, 351]. Такой подход обязательно приводит к постулированию совпадения зон максимального повреждения и разрушения материала. При моделировании развития трещин в сплошной среде, где любой параметр НДС и повреждения относится к материальной точке, разрушение должно пройти через совокупность точек с максимальной повреждаемостью. В целом ряде случаев построенные на этой основе модели не позволяют объяснить существующие экспериментальные данные. Например, известно, что при смешанном нагружении тела с трещиной, описываемом совместным изменением КИН Ki и Ки, фактическое увеличение скорости развития трещины при росте отношения AKnl Ki оказывается существенно выше, чем это следует из НДС (и соответственно повреждения) в точках, через которые пройдет трещина [58]. В предельном случае при нагружении тела с трещиной только по типу II скорость роста определяется величиной максимальных деформаций, локализованных на продолжении трещины, а направление развития разрушения оказывается перпендику- [c.136]

При описании картины усталостного разрешения поликрис-таллического материала одним из ключевых вопросов является выбор минимального объема, для которого оказываются применимы соотношения, связывающие долговечность с НДС, рассчитываемым по уравнениям механики сплошной среды. В работах [72, 73] показано, что необходимым и достаточным условием накопления повреждений в материале является достижение зоной знакопеременной пластической деформации [c.139]

Один из наиболее трудных и наименее разработанных вопросов механики материалов — прогнозирование типа разрушения (внутризеренного или межзеренного) и условий перехода от внутризеренного, менее опасного разрушения, к межзерен-ному, приводящему к снижению критической деформации и долговечности материала. В настоящей главе предложен подход к анализу типа разрушения в зависимости от условий испытаний. Суть подхода заключается в параллельном анализе накоплений повреждений в теле зерна и по его границам тип разрушения будет определяться тем процессом, который дает меньшие значения параметров предельных состояний материала Nf и е/). Такой анализ может проводиться на основании физико-механических моделей кавитационного внутризеренного или усталостного разрушения, рассмотренных в гл. 2, и модели кавитационного межзеренного разрушения, представленной в данной главе. [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...