Трещина стационарная - Испытания

В работе [31] изложены результаты теоретического и экспериментального исследования по изучению термопрочности дисков стационарных турбин. Испытывали диск в разгонной установке, как это следует из рис. 4, при достаточно жестких условиях теплового нагружения. Нагрев диска начинали при достижении предельной частоты вращения (п=12 700 об/мин), которую выдерживали постоянной в течение 60 мин температура на ободе диска составляла 750°С, в то же время градиент температур по радиусу в начальный период достигал 650° С. После 13 циклов испытаний в диске была обнаружена магистральная трещина, идущая от дна лопаточного паза в полотно диска. Причиной столь быстрого разрушения диска, как показал расчет, явились циклические упругопластические деформации раз- [c.9]

I Многочисленные случаи возникновения термоусталостных трещин можно встретить в элементах стационарных и нестационарных атомных установок [21], котельных агрегатов и паропроводов [83], деталях технологического оборудование [70, 80], элементах горячего тракта авиационных [13, 49, 71], судовых и стационарных [31, 74] газовых турбин. Известны [13, 71], например, случаи малоциклового разрушения дисков газовых турбин в связи со значительными градиентами температур между ободом и центром диска (500—600° С) и цикличностью процесса упругопластического деформирования в зонах концентрации. Вследствие повреждений от термической усталости доля отказов рабочих и сопловых лопаток в общем объеме деталей газовой турбины, как показывает статистическая информация, составляет 70% [49]. Следует в связи с этим подчеркнуть, что и при разработке программ ускоренных испытаний авиадвигателей [42, 53] фактор термоусталостного повреждения лопаток принимают одним из основных. [c.15]

Диаграммы, которые при некоторой скорости роста трещины резко обрываются в результате остановки трещины или спонтанного ее развития. Так, при испытании полимерных материалов, а также металлов в коррозионных средах на первом участке иногда нельзя добиться стационарного роста трещины, поскольку он сам по себе замедляется до полной остановки. Внезапное спонтанное разрушение стали вследствие наступления массового двойникования наблюдали на среднем участке диаграммы. [c.216]

Замечено, что если тонкий, изготовленный из металла образец для испытаний на разрушение нагружен усилиями ниже критических, то от вершины стационарной или медленно подрастающей (докритической) трещины исходит полоса утончения об- [c.54]

Определение длительности роста усталостных трещин по данным фрактографии связано с установлением связи между величиной шага усталостных бороздок и приростом трещины в цикле нагружения. Прирост трещины может быть охарактеризован в процессе усталостных испытаний двумя способами программными испытаниями при изменении уровня номинальных напряжений с определенной периодичностью или регулярностью или испытаниями в стационарном режиме нагружения путем измерения приращения длин трещины за определенное число циклов нагружения с последующим расчетом скорости роста трещины (прирост трещины за цикл нагружения Д//АЛ ). [c.191]

Трещина, развивавшаяся к стенке стрингера, имела один очаг, расположенный на кромке отверстия под болт, а другая трещина — несколько очагов, сосредоточенных у острой кромки отверстия. При стационарных условиях внешнего нагружения стрингера при проведении стендовых испытаний трещина, росшая к стенке стрингера, явля- [c.733]

На рис. 37 показана последовательность восьми кадров, заснятых камерой Шардина в первом испытании. Из центрального стеклянного бруска трещина распространилась в оба смежных слоя матрицы и с каждой стороны остановилась около поверхности двух ближайших стеклянных брусков. Это распространение первоначальной трещины и ее остановка показаны на рис. 38 и 39. Хотя динамическая нагрузка была достаточно высока для того, чтобы инициировать трещину, из-за малой продолжительности нагружения энергия оказалась недостаточной для дальнейшего распространения трещины. Другими факторами, способствующими остановке треихины, являются нелинейная пластическая деформация у конца трещины, вызывающая затупление трещины [39], и отражения поперечных волн напряжения, исходящих от края трещины, от границ раздела стекла и пластмассы [62]. Наличие остановившейся или почти стационарной трещины в материале, поведение которого существенно зависит от скорости изменения деформации, приводит к увеличению податливости образца, так как вблизи края трещины развиваются [c.542]

Во всех металлических материалах при циклическом нагружеНИи даже с напряжениями, гораздо меньшими, чем временное сопротивление, образуются трещины. Этот процесс называется усталостью материала. Между амплитудой напряжения в цикле и числом циклов нагрузок, вызывающих разрушение, имеется зависимость, описываемая усталостной кривой —так называемой кривой Вёлера. На рис. 2.19 показана такая кривая для углеродистой стали с пределом циклической прочности при нагружении на знакопеременный изгиб с напряжением 210 МПа. При амплитуде, равной пределу циклической прочности, кривая Вёлера идет горизонтально, т. е. меньшие амплитуды уже не могут вызвать разрушения при любом большом числе циклов нагружения. При коррозионном воздействии предела циклической прочности нет. Кривая амплитуда — число циклов до разрушения при стационарном потенциале круто опускается вниз. Пассивация анодной защитой с повышением потенциала до = = +0,85 В приводит лишь к незначительному повышению числа циклов нагружений до разрушения. Напротив, катодная защита дает заметный эффект. При t/jj =—0,95 В достигаются такие же значения числа циклов, как и при испытании на воздухе [70]. [c.74]

Аналогичные результаты были получены при испытании образцов из той же стали при наличии в режиме нагружения одиночных циклов повышенной амплитуды (перегрузок). При амплитуде основного нагружения 86 МПа и амплитудах одиночных перегрузок 114,5 171,5 и 228,5 МПа, прикладываемых при достижении трещиной длины 30 мм, торможение трещины было тем больше, чем выше была амплитуда цикла перегрузки. Но только при разности амплитуд стационарного и перегрузочного циклов нагружения 142,5 МПа замедление достигало максимума и трещина становилась нераспрострапяющейся. [c.95]

На рис. 130 представлен график роста трещины на образце диаметром 8 мм из стали 45, испытанном на машине МИП-8М при стационарном напряжении (Г = 32,5 дан1мм . [c.191]

Электрохимическими исследованиями, проведенными совместно с А.М.Крохмальным [208, с. 57—61], установлено рис. 100), что стационарный потенциал цинкового покрь Тия равен примерно -870 мВ, т.е. на 300-320 мВ отрицательнее стационарных потенциалов сталей. За 12 сут испытаний без приложения циклических напряжений (что соответствует базовому количеству циклов вращения 5 10 цикл) потенциалы оцинкованных образцов сдвигаются до — (780 — 800 мВ) вследствие формирования на поверхности плотного слоя оксидо-солевых продуктов коррозии, состоящих из оксидов и гидрооксида цинка. При высоких механических напряжениях происходит смещение электродных потенциалов стали на 80—100 мВ в отрицательную сторону от стационарного значения. Величина смещения потенциалов растет с уменьшением прочности стали и повышением уровня приложенного напряжения. Воздействие циклических напряжений в начале испытаний приводит к появлению в слое трещин, достигающих основного металла, что является причиной резкого смещения потенциала. На последующих этапах испытаний потенциалы образцов сдвигаются в положительную сторону на 30-50 мВ, а затем относительно стабилизируются (см. рис. 100, // участок кривой 3), что связано с пассивацией ювенильных поверхностей покрытия и контактированием коррозионной среды через трещины со сталью, имеющей более положительный потенциал, чем покрытие. Сдвиг потенци4ла в положительную область увеличивается с ростом уровня напряжений и понижением прочности стали, так как эти факторы усиливают разрушение покрытия, и площадь оголенной стали увеличивается. Потенциал образовавшейся коррозионной системы покрытие — основа лежит в достаточно отрицательной области (—900 мВ и ниже), поэтому поверхность стали находится в условиях полной электрохимической защиты в результате протекторного действия покрытия. Однако влияние высоких напряжений без коррозионного фактора приводит к развитию разрушения в глубь стали, что сопровождается интенсивным смещением потенциала в положительную сторону (/// участок). Полное разрушение образца сопровождается резким сдвигом потенциала в отрицательную сторону IV участок). [c.186]

К счастью, появились работы Остергрена [14], Рассела [15] и других авторов, сделавшие серьезные шаги к корреляции усталостных испытаний (при одноосном нагружении и неизменной температуре) с рабочим циклом для реальной и идеализированной детали двигателя. В поисках такой корреляции исследовали различные варианты температурной зависимости напряжения или деформации при этом измеряли амплитуды полной деформации, максимальное напряжение, напряжение, соответствующее стационарному режиму работы двигателя, время действия стационарного режима, температуры, соответствующие максимальной деформации, максимальную температуру и другие характеристики. Были предложены корреляционные подходы, однако все их пропагандисты в один голос предостерегают от непродуманного применения этих подходов. Корреляция была вполне удовлетворительной для определенных у 4астков рабочих лопаток и определенных циклов работы двигателя. Но удовлетворительность зависела от того, насколько верно был идентифицирован микромеханизм усталости данного сплава при данных характеристиках рабочего цикла. Действительно, состояние прогнозирования длительности периода до возникновения трещин малоцикловой усталости в рабочих лопатках таково, что значительное улучшение точности прогноза по-прежнему может быть достигнуто только путем моделирования фактической локальной деформации детали и температурной картины на лабораторном образце, геометрия которого аналогична геометрии рассматриваемой детали. [c.72]

В работе [90] по данным исследования сварных стыков стали Х18Н12Т, вырезанных из стационарного паропровода, установлены закономерности развития трещины в зависимости от угла разделки кромок под сварку и длительности испытания. Испытания вырезанных из этих стыков образцов по методике ЦКТИ показало удовлетворительное совпадение опыта эксплуатации с результатами лабораторного исследования. Стыки, показавшие высокую. склонность к трещинообразоваиию в эксплуатации, имели [c.151]

Моменту i старта трещины предшествует момент О начала рас1фытия ее берегов вблизи линии фронта и момент е начала пластического затупления кончика трещины. Для идентификации этих условных моментов в кратковременных или длительных статич1еских испытаниях обычно регистрируют даазрамму (нагрузка Р, нормальная к линии трещины, -относительное смещение V берегов последней) и с помощью того или иного метода убеждаются в отсутствии физических приростов трещины вплоть до момента /. По диаграмме Р- устанавливают значения нагрузки Р и смещения V в указанные моменты и вычисляют соответствующие им величины параметра К. Последние позволяют рассчитать уровни нагрузки Р в моменты О, е и I при наличии стационарной трещины произвольных размеров. [c.286]

Ударная вязкость. При знании сохраняется необходимость измерять и более простую характеристику вязкости — ударную вязкость, не только потому, что изготовление образцов и испытание много проще, быстрее и требует меньще металла. Это несколько иная характеристика работы разрушения. Если при измерении цель — воспроизвести стационарные условия распространения трещины (с постоянной удельной работой G), то ударная вязкоеть суммирует работу пластического изгиба надрезанного образца при ударе с работой зарождения и распространения трещины в нем. [c.334]

Была исследована закономерность формирования усталостных бороздок в цикле нагружения в соответствии с закономерностями формирования сигналов акустической эмиссии (АЭ), позволяющих разделить процессы дискрет ного подрастания трещины и процессы пластического деформирования материала [258—260]. Испытания проводили при стационарном режиме нагружения прямоугольного образца из сплава Д16Т и при стационарном режиме путем перехода от меньшей нагрузки к большей и от боль-, [c.202]

Таких же результатов, как и при введении добавок, ускоряющих коррозионный процесс, можно достигнуть, применяя при ускоренных испытаниях сплавов анодную поляризацию от внещнего источника тока, приводящую к смещению стационарного потенциала в положительную сторону. Если образец склонен к коррозионному растрескиванию, то растворение должно концентрироваться в трещинах, а если склонности к коррозионному растрескиванию нет, то коррозия будет протекать по всей поверхности образца. [c.280]

Сплошность сцепления. На заводах-изготовителях для контроля качества гомогенной освинцовки используют переносные и стационарные рентгеновские установки. Контроль осуществляют как на стадии нанесения гомогенной освинцовки на поверхность стального листа, так и покрытия аппарата. Контроль проводят выборочно (отдельных участков) или всей поверхности. В условиях монтажной площадки для контроля сплощности сцепления щироко используют ультразвуковой метод. Его часто применяют также для определения толщины покрытия. Испытания проводят как импульсными, так и резонансными дефектоскопами. Сигналы фиксируются ло шкале прибора или на слух с использованием наушников. При хорошем сцеплении не происходит отражения сигналов от поверхности раздела сталь — свинец. Наличие сильных сигналов показывает на полное отсутствие связи обычно это имеет место, если площадь отслоения превышает размер головки прибора. При меньших размерах дефектов поступают слабые сигналы. Контур отслоения покрытия легко выявляется с помощью прибора. Испытания проводят с наружной стороны корпуса. Поверхность должна быть чистой от сварочных брызг, окалины, глубоких пор, трещин и других дефектов. Для обеспечения акустического контакта между искательной головкой и металлом его поверхность тщательно протирают ветошью и на нее наносят слой масла или вазелина. [c.279]

Из приведенных данных следует, что стационарная ползучесть и разрушение под действием постоянного напряжения являются термически активируемыми процессами, причем оба эти процесса контролируются, по-видимому, одним и тем же микромеханизмом. При достаточно высоких температурах и малых скоростях ползучести таким механизмом может быть само-диффузия, тогда как при обычных условиях испытаний ползучесть и разрушение обусловливаются в основном дислокационными процессами. Анализу механизма ползучести и природы длительной прочности посвящен ряд работ Б. Я. Пинеса, И. А. Одинга, В. С. Ивановой, С. Т. Конобеевского, А. А. Боч-вара, Г. М. Бартенева, И. Я. Деояра, Я. Е. Гегузина [236, 253, 269—280] интересная попытка объяснения приведенных зависимостей tp и Вт от Р на основе единого мехнизма бездиффу-зионного роста трещин сделана А. Н. Орловым [222]. [c.274]

Режим ускоренных испъгганий должен быть выбран так, чтобы в эксплуатации (за весь ресурс) и при испытаниях имел место один и тот же условный запас усталостной прочности Пуст, определяемый следующим образом если фактический уровень динамических напряжений во всех лопатках компрессора ГТД, на всех режимах его работы (пусковых и стационарных) увеличить в Пуст раз, то к концу его ресурса (или к моменту окончания ускоренных испытаний) в некотором количестве лопаток (хотя бы в одной) будет достигнуто "опасное состояние. За опасное состояние лопатки принимается наличие в ней макроскопической усталостной трещины заранее заданной длины I -= /к. При этом следует иметь в виду, что, поскольку ГТД может считаться успешно прошедшим ускоренные ресурсные испытания только в том случае, если к концу их в лопатках компрессора не обнаруживается вообще никаких усталостных трещин, упомянутый запас усталостной прочности должен быть существенно большим единицы. Поэтому в настоящей работе, когда говорится о появлении и росте усталостных трешин, речь идет не о лопатках компрессора фактического ГТД, а о лопатках воображаемого ГТД, у которого на всех режимах уровень динамических напряжений в Пуст раз больше, т.е. = п [c.557]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...