Долговечность циклическая

Долговечность циклически нагруженных соединений определяется усталостной прочностью материала. Кривые усталостной прочности ирп контактном нагружении в общем близки к кривым усталости для случаев [c.344]

Сопротивление усталости — свойство материала противостоять процессу постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящему к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Критерием сопротивления усталости является предел ограниченной выносливости — максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Циклическая долговечность оценивается числом циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [c.222]

Рис. 105. Расчетные кривые долговечности циклически нагружаемой модели диска

В сборнике рассматриваются основы методов расчетного и экспериментального определения прочности и долговечности циклически нагруженных элементов конструкций в широком диапазоне температур, времен и чисел циклов. Приводятся критерии и основные уравнения статических и циклических предельных состояний в температурно-временной постановке рассмотрены закономерности деформирования и разрушения в зонах концентрации и в связи с неоднородностью напряженных состояний. Рассмотрены методы испытаний на циклическое нагружение, описан ряд опытных результатов. Систематизированы данные по характеристикам малоцикловой усталости, по концентрации напряжений и деформаций, необходимые для расчета прочности. Излагаемый материал в значительной степени основывается на результатах работ сотрудников Института машиноведения, доложенных на Всесоюзном симпозиуме по малоцикловой усталости при повышенных температурах в Челябинске в 1974 г. [c.2]

В процессе конструирования ЭП (рис. 2.4.13) необходимо обеспечить его долговечность при заданных габаритах. Долговечность циклически нагруженных резино-металлических элементов (РМЭ), работающих при умеренном саморазогреве Т< 320—330 К) и ог- [c.86]

Долговечность циклически нагруженных соединений определяется усталостной прочностью материала при контактном нагружении. Кривые усталостной прочности зависят от типа нагружения. По общему виду они близки к кривым усталости для случаев одноосного напряженного состояния (растяжение, сжатие, изгиб) с тем различием, что численные значения разрушающих напряжений гораздо выше и кривые не имеют отчетливо выраженного горизонтального участка (предела усталости). [c.328]

Влияние средней деформации на долговечность начинает сказываться, когда максимальная деформация в цикле становится сопоставимой с критической деформацией при однократном разрушении [46, 99]. Поэтому в большинстве практически важных случаев при анализе циклической прочности конструк- [c.129]

Новожилов получает зависимость, прогнозирующую долговечность до зарождения трещины при симметричном циклическом нагружении. [c.133]

Долговечность первой стадии весьма мала по отношению к долговечности, отвечающей зарождению макроразрушения [ПО, 111, 152]. На самых ранних стадиях процесса формирования зародышевых усталостных микротрещин происходит их притупление за счет пластического деформирования при обратном нагружении. Поэтому микротрещины после зарождения растут стабильно (из-за притупления напряжения в их вершине меньше теоретического предела прочности От. п) по механизму стока дислокаций в их вершины при циклическом нагружении. Условие нестабильного роста микротрещин выполняется при значительном увеличении их длины. Количество циклов, свя- [c.137]

Выявленные закономерности деформирования и разрушения материала при циклическом нагружении позволили сформулировать деформационно-силовой критерий, который дает возможность прогнозировать долговечность по условию зарождения макроразрушения при ОНС с учетом максимальных нормальных напряжений в цикле и особенностей суммирования повреждений при нестационарном нагружении. [c.148]

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]

Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации е/ или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик (см. гл. 2). [c.155]

Расчет циклической долговечности базировался на следующих положениях. [c.178]

Кроме приведенных параметров для расчета долговечности необходимо знать кривые деформирования материала при циклическом жестком нагружении в зависимости от параметра Из работы [273] следует, что для стали 304 скорость пластической деформации оказывает влияние на 5т, а функция ср(ёр) не чувствительна к изменению . [c.181]

Предложенный здесь алгоритм был использован для расчета НДС в модели по определению долговечности при различных режимах циклического нагружения. Результаты расчета долговечности Nf одноосных образцов в предположении о межзеренном разрушении материала в зависимости от скорости деформирования I ( i = 2 = l ) представлены на рис. 3.12 (кривая 1). [c.184]

Использование рассмотренных уравнений для оценки долговечности конструкций с существенно неоднородными полями напряжений связано со значительными трудностями, так как эти поля изменяют характер деформирования материала у вершины трещины. Например, в сварных тавровых соединениях остаточные напряжения приводят к ситуации, когда при действии циклической эксплуатационной нагрузки с коэффициентом асимметрии, равным нулю, коэффициент асимметрии нагружения материала в вершине трещины по мере ее развития изменяется от 0,8 до О, при этом КИН может принимать значения от пороговых до близких к критическим [198]. Следовательно, оценка долговечности такого рода конструкций может выполняться только с помощью уравнений, учитывающих переменную вдоль траектории развития трещины асимметрию нагружения в широком диапазоне СРТ. Как видно из выполненного обзора, такие уравнения являются в основном эмпирическими, содержащими большое количество взаимосвязанных параметров, определяемых только экспериментально на основании статистической обработки данных, что приводит к значительной сложности в получении и использовании этих зависимостей. Поэтому [c.192]

Прогнозирование долговечности элементов СВАРНЫХ конструкций при циклическом нагружении [c.268]

Оценка долговечности элементов конструкций на стадии кинетики усталостных трещин в ряде случаев является актуальной инженерной задачей. Это в первую очередь относится к сварным узлам, так как при высокой концентрации напряжений, обусловленной несовершенством формы сварных соединений, долговечность на стадии зарождения трещины может быть незначительной и циклический ресурс конструкции в большей степени будет определяться стадией развития усталостной трещины. Более того, в случае технологических трещиноподобных дефектов типа подреза, несплавления и т. п. в сварных швах стадия зарождения трещины отсутствует и ресурс конструкции определяется только ее развитием. [c.268]

Детали, подвергающиеся длительной повторно-переменной нагрузке, разрушаются при напряжениях значительно меньших предела прочности материала при статическом нагружении. Это имеет большое значение для современных многооборотных машин, детали которых работают в условиях циклических нагрузок при общем числе циклов, достигающем за весь период службы машины многих миллионов. Как показывает статистика, около 80% поломок и аварий, происходящих при эксплуатации машин, вызвано усталостными явлениями.-Поэтому проблема усталостной прочности является ключевой для повышения надежности и долговечности машин. - [c.275]

При циклическом нагружении эффективный коэффициент концентрации напряжений упрощенно определяют на основании кривых усталости гладкого образца и образца с концентратором напряжений (рис. 175) как отношение их пределов выносливости (к, = Оо/а) или разрушающих напряжений в области ограниченной долговечности при одинаковом числе циклов N (1 э = сто/а ). [c.299]

Изучение циклической прочности при нестационарных режимах имеет большое принципиальное и прикладное значение, так как позволяет глубже узнать природу усталости, рациональнее использовать материал и точнее определять долговечность конструкций в эксплуатационных условиях. Однако расчет усложняется. Необходим огромный экспериментальный материал для того, чтобы выяснить закономерности изменения пределов выносливости при различных спектрах нагружения. Должны быть учтены факторы концентрации напряжений, состояния поверхности и т. д., влияние которых на вид кривых усталости при нестационарных режимах может быть иным, чем при стационарном нагружении, и очень значительным (см. рис. 187). ,. - [c.309]

Возникает также задача целесообразного использования наблюдаемых закономерностей упрочнения для повышения выносливости и долговечности конструкций, состоящая в разработке рациональных режимов тренировки деталей повышенными циклическими нагрузками, чередующимися с периодами отдыха. [c.313]

Повышение циклической долговечности подшипников [c.544]

Зависимость между размахом полной деформации и циклической долговечностью можно получить из уравнений (21.35) и (21.38) [c.624]

В процессе эксплуатации аппарат подвергается воздействию циклических нагрузок. Для получения более достоверно- 0 расчета учитывают реальное число циклов. При этом его долговечность определяется характеристиками пластичности ари статическом разрушении материала и пластической деформацией в цикле нагружения [c.344]

В случае, если конструктивный элемент испытывает циклическое нагружение с разными амплитудами изменения давления, то долговечность устанавливается с использованием гипотезы линейного суммирования повреждений [c.394]

Долговечность ориентированного органического стекла СТ-1 (со степенью вы тяжки порядка 50%) при температуре 80° С составляет более 1000 ч при напряжении 150 кг1см . Высокие показатели долговечности, циклической прочности, серебро-стойкости, удельной ударной вязкости, удлинений при разрыве, малая чувствительность к концентраторам напряжений, а также высокие показатели эксплуатационной живучести позволяют повысить величину допустимых напряжений для этого материала до 150 кГкм вместо Ж кГ/см , установленных для неориентированного органического стекла. [c.139]

Расчет на усталость при циклических контактных напряжениях, так же как и при циклических нормальных или касательных напряжениях, базируется на кривых усталости. На рис. 8.39 кривая усталости построена в логарифмических координатах — макси- 4 мальное напряжение цикла, — предел выносливости при отнуле-вом цикле, Ояол — предел ограничен- ной выносливости, Nh — цикличе-ская долговечность (до разруше-кия), N,-,0 — абсцисса точки перелома кривой усталости, Пн—текущее число циклов [c.145]

Константа в предыдущем равенстве свидетельствует о том, что расчет на усталость при переменных нагрузках и соотиетствующих им напряжениях мох<по заменить расчетом п]31 како 1-лийо постоянной нагрузке с соответствующими ей напряжением и циклической долговечностью. Нл этом основании и записан последний член равенства. [c.149]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

Последний вопрос, о котором хотелось бы упомянуть в данном разделе,— анализ циклической долговечности при нестационарном нагружении. Обычно расчет при нестационарном нагружении базируется на различных вариантах правил линейного суммирования повреждений [99]. Первая гипотеза накопления повреждений была предложена в 1924 г. А. Пальмгреном [386] и развита А. Майнером [376]. Эта гипотеза, широко используемая до сих пор, называется гипотезой Пальмгрена—Майнера, или правилом линейного суммирования повреждений. Гипотеза Пальмгрена—Майнера утверждает, что доля поврежденности при любом уровне амплитуды нагружения пропорциональна от- [c.134]

Процесс малоциклового усталостщ)го разрушения ОЦК металлов может быть подразделен на три этапа множественное зарождение микротрещин на самых ранних стадиях циклического упругопластического деформирования, стабильное подрастание микротрещин за счет эмиссии и стока дислокаций в их вершины и, наконец, нестабильное развитие микротрещин до ближайших эффективных барьеров, которыми могут являться микронапряжения или границы деформационной субструктуры. Исходя из указанной схематизации усталостного разрушения ясно, что долговечность до зарождения макроразрушения определяется двумя параметрами НДС неупругой деформацией (точнее, размахом неупругой деформации в цикле) и максимальными напряжениями в цикле. Первый параметр определяет скорость стабильного роста микротрещины, а второй — ее критическую длину. [c.148]

В условиях циклического нагружения уменьшение эффективной скорости деформирования, обусловленное либо уменьшением частоты, либо выдержкой в цикле, либо формой цикла, может вызвать существенное снижение числа циклов Nf до разрушения, как показано на рис. 3.1,6 на примере нержавеющей стали типа 304, испытанной при 600 и 700 °С и размахе деформации Ае = 1 %. Аналогичные данные получены для бейнитной стали 2,25 Сг — 1 Мо [286] при Т = 575 °С и Ле = 0,5 % выдержка в циклах растяжения и сжатия до 6 мин приводит к снижению усталостной долговечности в три-четыре раза по сравнению с непрерывным циклированием со скоростью деформирования = 4-10- с-. Подобное влияние скорости деформирования на повреждаемость материала наблюдается и на стадии роста усталостной трещины. Например, для никелевого сплава 1псопе1718 уменьшение частоты нагружения до 0,1 Гц [c.151]

Следует отметить, что в общем случае многоосного и сложного нагружений концепция обобщенной кривой циклического деформирования не применима [72, 73, 155]. Наиболее распространенным описанием деформирования при циклическом нагружении и объемном напряженном состоянии является схема трансляционного упрочнения, модификация которой использована при формулировке модели кавитационного разрушения в разделе 3.3. В случае одноосного циклического нагружения схема трансляционного упрочнения сводится к допущению, что 5ф(ёР)/ЭёР = = onst. С целью анализа применимости данной схемы параллельно с представленными выше расчетами были проведены вычисления долговечности при =(ф(ДеР) — [c.185]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

В предыдущей главе на основании разработанных методов были рассмотрены подходы к оценке циклической прочности элементов сварных конструкций было показано, что технологические напряжения, обусловленные процессом сварки, в ряде случаев оказывают значительное влияние на долговечность элементов конструкций. В настоящей главе будет рассмотрено влияние технологических напряжений (несварочного происхождения) на длительную прочность конструкций. Как и в предыдущей главе, для решения такой задачи задействован комплекс методов анализа деформирования и повреждения материала, изложенный в главах 1 и 3. В качестве примера выбран коллектор парогенератора ПГВ-1000. [c.327]

Циклическую прочность торсионов можно значительно повысить путем упрочняющей обработки пластической дефор.мацией. Торсионы, работающие при циклической знакопеременной нагрузке, упрочняют дробеструйным наклепом. Торсионы, работающие при пульсирующей нагрузке, упрочняют заневоливанием (приложением статического момента того же направления, что и рабочий момент, при уровне напряжений, на 20 — 40% превышающем предел текучести материала). Дробеструйный наклеп и зане-воливание повышают долговечность торсионов примерно в 2 раза. Наилучшие результаты дает напряженный наклеп (наклеп в состоянии заневоливания), который дополнительно повышает долговечность на 20-30%. [c.556]

Кинетика изменения максимальных напряжений зависит от свойств материала и находится в соответствии с поведением различных групп материалов при мягком нагружении. Так, в испытаниях циклически упрочняющихся материалов при жестком нагружении амплитуда напряжения вначале возрастает. Интенсивность возрастания с увеличением числа циклов уменьшается. После сравнительно небольшого числа циклов амплитуда напряжений становится практически постоянной на большей части долговечности вплоть до разрушения. Размах установившегося напряжения иногда называют шсимптотическим размахом или размахом насыщения . Предполагают, что каждому размаху деформации соответствует определенный асимптотический размах напряжения. Он берется при числе циклов, равном половине разрушающего, т. е. при средней долговечности. [c.622]

Эксперименты с различными материалами показали, что зависимости между размахом пластической деформации за цикл е п = 2ба пл н числом циклов до разрушения в двойных логарифмических координатах близки к линейным. Это явилось основанием для следующего эмпирического выражения между циклической долговечностью N и размахом пластической деформации за цикл (формула Мансона — Коффина) [c.623]

При оценке циклической долговечности нельзя ошибаться (или допускать погрешность) в сторону завышения числа Np, так как это может привести к катастрофическим последствиям при принятии решений по результатам расчета. Погрешности в сторону занижения числа Np допустимы, так как они идут в запас долговечности. Поэтому в настоящей методике, во-первых, предлагается уравнение Пэриса-Махутова продолжить в область малых AKi (или iKie), как показано на расчетной диаграмме усталостного разрушения (рис. 5.6, б). Во-вторых, предлагается не рассматривать подобласть III. Для этого считается долговечность исчерпанной, как только ДК[ (или АК е) по мере роста трещины доходит до границы II и III подобластей кинетической диаграммы циклического разрушения. [c.297]

Склонность к циклическому разупрочнению свойственна сталям в метастабильном, в частности, низкоотпу-щенном после закалки или наклепанном (нагартованном) состояниях при Ев = к (Vb 0,54vi/k, т.е. малая протяженность стадии деформационного упрочнения). Наконец, циклически стабильные материалы характеризуются соотношением уа 0,5v[/k. При больших нагрузках, сокращающих долговечность до 10 циклов, практически все материалы ведут себя как разупрочняющиеся. [c.388]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...