Амплитуда деформации полной

При циклических испытаниях вид нагружения может быть жестким и мягким. Под жестким понимают такое нагружение, при котором в процессе испытаний амплитуда полной деформации сохраняется постоянной, а уровень напряжений — величина переменная, которая может изменяться от цикла к циклу. Под мягким нагружением понимают такой режим испытаний, при котором постоянной является амплитуда напряжений, а амплитуда деформаций может изменяться. [c.87]

В исследованиях армко-железа была показана зависимость стадийности роста трещины от уровня полной амплитуды деформации [ИЗ]. Скорость деформации 5-10 с была реализована на круглых образцах диаметром 8 мм с концентратором глубиной 0,4 мм. Были исследованы два уровня полной деформации (а) — 6-10 и (б) — 10 . Общая закономерность [c.246]

Обычно результаты испытаний на малоцикловую усталость графически изображаются в виде зависимости логарифма амплитуды деформации или размаха деформации от логарифма числа циклов (или смен знака деформации) до разрушения. Иногда по оси ординат откладывается амплитуда или размах пластической деформации, а иногда амплитуда или размах полной деформации. Ранние экспериментальные исследования показали, что зависимость амплитуды пластической деформации от числа циклов в логарифмических координатах хорошо аппроксимируется прямой с наклоном, примерно равным —0,5. Последующие исследования показали, что наклон прямых находится примерно в диапазоне от —0,5 до —0,7. Такие графики для многих разнообразных материалов, как показано на рис. 11.5, очень сходны между собой [3]. [c.382]

Экспериментальные данные, накопленные различными исследователями в последние годы, свидетельствуют о том, что долговечность в большей степени определяется полной деформацией, а не пластической, особенно в области больших значений долговечности из диапазона малоцикловой усталости. Пример графика зависимости амплитуды деформации от долговечности для легированной никелем стали показана на рис. И. 6. На этом рисунке отдельно показаны графики зависимости амплитуды пластической деформации и амплитуды полной деформации от долговечности. В свете изложенного в следующем разделе данные, приведенные на рис. 11.6, можно интерпретировать точно так же, как интерпретировались данные, показанные на рис. 8.23. [c.382]

Результаты, показанные ка рисунке, значительно различаются в зависимости от того, принимали ли в качестве времени до разрушения обш,ее время приложения нагрузки или чистое время приложения напряжений растяжения. В последнем случае время до разрушения приближается к времени до разрушения при ползучести при постоянном напряжении, в частности, образцов, с надрезом. На рис. 5.8 показано, что при циклической ползучести нержавеюш,ей стали 316 время до разрушения, если определять это время суммированием времени приложения напряжений растяжения а , почти не зависит от величины напряжений сжатия 0(. и определяется только напряжениями растяжения. Необходимо отметить, что указанное время до разрушения почти не зависит от амплитуды полной деформации. Кроме того, из представленных результатов следует, что если считать, что напряжения сжатия не оказывают непосредственного влияния на время до разрушения при циклической ползучести, то повреждения ползучести при высокотемпературной малоцикловой усталости с заданной амплитудой деформации (т. е. при испытаниях с циклическим изменением деформации) определяются как [c.136]

Качественно согласующиеся результаты по развитию трещины при двухчастотном нагружении получены расчетом с использованием основных закономерностей линейной механики разрушения [10], в предпосылках которого прирост трещины за полный цикл складывается из увеличения ее длины от низкочастотных напряжений и дополнительного прироста от высокочастотной составляющей. Кроме того, от величины е 2 зависит и период исходного упрочнения, который при === 0,045% возрастает до re/iVp iii 0,3 0,4 (рис. 6, б) и вместе с этим сопровождается ростом циклического предела упругости (рис. 4, б). Характер изменения последнего в этом случае определяется уровнем циклических деформаций. Меньшим амплитудам деформации (большим долговечностям) соответствует менее интенсивное его увеличение с ростом числа циклов, но большее по абсолютной величине, а с увеличением амплитуды циклической деформации повышение отношения [c.98]

Соотношение (д) выражает энергию, рассеиваемую за счет вязкого демпфирования за один цикл при вынужденных колебаниях. Это выражение для энергии можно приравнять тому выражению, которое соответствует некоторому иному типу демпфирования, и в результате определить эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования Са . Рассмотрим, например, конструкционное демпфирование, которое происходит за счет внутреннего трения в конструкционных материалах (например, сталь или алюминиевые сплавы), которые не являются идеально упругими. Энергия, рассеиваемая в единице объема материала, на рис. 1.37 представлена заштрихованной областью внутри петли гистерезиса. Петля образована кривыми зависимостей напряжения от деформации при увеличении (или при нагружении ) и уменьшении (или при разгрузке ) величин напряжения и деформации. На рис. 1.37 показано, как происходит полное изменение направления на обратное для напряжения и деформации при одном цикле колебания. При таком механизме демпфирования энергия рассеивается почти пропорционально квадрату амплитуды деформации , а форма петли гистерезиса практически не зависит от амплитуды и скорости деформации. [c.81]

Амплитуда полной деформации цикла Са (ГОС 1 25.509.-79) [c.9]

Прежде всего, поскольку оба конца стержня находятся в одинаковых условиях (оба свободны), то в случае полной симметрии изменения деформаций и скоростей на обоих концах стержня должны протекать во времени совершенно одинаково. Поэтому амплитуды гармоник на обоих концах стержня должны быть одинаковы. Следовательно, функция распределения амплитуд должна быть такой, чтобы ее значения при х = О и х = / были одинаковы. Это требование будет выполнено, если при изменении х от О до I аргумент синуса или косинуса изменяется на пп, где п — любое целое число а для этого аргументом должно служить выражение [c.663]

Так как энергия течет только в том случае, когда происходит движение деформированного тела, то ни через узлы смещений, где сечения стержня неподвижны, ни через узлы деформаций, где сечения стержня никогда не деформированы, не происходит течения энергии. Энергия, которой обладает участок стержня длиной в А./4, заключенный между узлом смещений и узлом деформаций, остается навсегда Б этом участке. Происходит лишь превращение заключенной в этом участке энергии из кинетической в потенциальную и обратно (скорость и деформация сдвинуты по фазе на я/2). Полный переход энергии из кинетической в потенциальную и обратно происходит дважды за период. В стоячей волне, в отличие от бегущей волны, не происходит течения энергии. Этого, впрочем, и следовало ожидать мы получили стоячую волну как результат сложения двух бегущих волн равной амплитуды, распространяющихся в противоположные стороны. Обе бегущие волны несут с собой одинаковую энергию в противоположных направлениях. Поэтому результирующая стоячая волна не переносит энергии. [c.686]

Используя степенную зависимость (21.3.4), можно записать уравнение кривой малоцикловой усталости в амплитудах полных деформаций, равных сумме амплитуд пластической вар и упру- [c.369]

Циклов. Другим способом испытания для определений характеристик малоциклового сопротивления является нагружение с постоянной амплитудой полной деформации, рассматриваемое как жесткое , так как. образование пластической деформации ограничено задаваемой полной деформацией. Такие условия нагружения возникают около зон концентрации напряжения, около дефектов, при неравномерном распределении температуры по сечениям. Эти условия обеспечивают также стационарность процесса деформации в смысле отсутствия одностороннего их накопления. [c.79]

По мере снижения уровня переменных напряжений и увеличения числа циклов, необходимого для образования и развития трещин, доля пластической деформации в полной уменьшается и, как видно из уравнения кривой усталости (5.9), преимущественное значение приобретает второй член, отражающий зависимость амплитуды упругой деформации от числа циклов до образования циклического разрушения (возникновения макротрещины) [c.104]

Исследования сварных зон нормализованной стали St 52-3N (С 0,19 и 0,08 % для основного металла и сварного шва соответственно) были выполнены при амплитуде полной деформации (0,5-1,3) % в интервале скоростей деформации (0,035-0,09) с [115]. Рассматривали рост трещины от внутренних дефектов в виде круговой трещины при асимметрии цикла нагружения R = -i. О скорости роста трещины судили по результатам измерения шага усталостных бороздок. Проверяли результат расчета констант уравнения (5.33), записанного через амплитуду полной деформации и через размах пластической деформации. В результате расчетов и обработки экспериментальных данных применительно к росту трещин в сварном шве было показано, что в интервале длины трещин (0,1-10) мм имеет место соотношение [c.246]

Таким образом, в уравнении, характеризующем предельное состояние при термоциклическом нагружении, необходимо учесть следующие факторы зависимость пластичности от предыстории нагружения материала влияние максимальной температуры цикла амплитуду или размах полной деформации за цикл возможность возникновения в цикле деформаций ползучести. Эти факторы учитывает следующая форма уравнения предельного состояния [c.127]

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод, что при циклическом деформировании образцов малоуглеродистой стали при амплитуде напряжений, лежащей между нижним и верхним пределами текучести, наблюдается понижение верхнего предела текучести. Причем степень его понижения зависит от величины первоначальной амплитуды напряжений. Изменение нижнего предела текучести во всех случаях несущественно, тогда как изменение длины площадки текучести значительно. Эти изменения связаны, по-видимому, с протеканием процессов микропластической деформации на поверхности образца при напряжениях ниже макроскопического верхнего предела текучести. Это объяснение, однако, не учитывает процессы старения, которые могут протекать в процессе циклического деформирования. Поэтому дальнейшие исследования процессов микропластической деформации и их влияния на верхний предел текучести и площадку текучести с учетом скорости деформирования и процессов старения могут привести к более полному пониманию природы предела усталости в малоуглеродистых сталях. [c.216]

Анализ результатов испытаний теплостойкой стали при температуре 600° С [И] с накоплением как усталостных, так и длительных статических повреждений представлен на рис. 3, д в координатах dy = N/Np и d = т/тр, причем область, полученная непосредственно опытом, выделена и в более крупном масштабе. На рис. 3,6 приведены кривые малоцикловой усталости в амплитудах полных деформаций 8о( как по опытным данным (сплошные линии) для трех значений длительности выдержки Ат = 0,5 мин (кривая 1), Дт = [c.8]

С уменьшением амплитуды циклических нагрузок начинает превалировать деформация в виде тонкого скольжения, причем интенсивный процесс тонкого скольжения наступает у многих мягких металлов в самом начале циклического нагружения, в то время как процесс образования микротрещин может занимать, в зависимости от свойств металла, значительную часть времени до полного его разрушения. Такие изменения в поверхностных слоях металла несомненно должны сказаться на его взаимодействии с окружающей средой. [c.77]

Гистерезис. Вследствие внутреннего трения в материале при его циклическом деформировании наблюдаются некоторые отклонения от закона Гука (даже при малых амплитудах) и связь между напряжениями и деформациями описывается не линейной зависимостью, а двумя криволинейными ветвями, образующими петлю гистерезиса. То же относится и к связи между нагрузкой на механическую систему с внутренним трением и соответствующим перемещением х. На рис. 11.18 показано, что в системе с одной степенью свободы полная сила сопротивления Р состоит из линейной составляющей, которая соответствует закону Гука, и неупругой составляющей Я, знак которой зависит от направления деформирования (плюс — при нагружении, минус — при разгрузке). [c.49]

Распределения амплитуд деформаций и скоростей (для значений /1=1, 2, 3) изображены соответственно на рис. 436, а н б (цифры означают номера гармоник). Расстояние, на котором укладывается полный период функции распределения (т. е. расстояние, на котором аргумент функции распределения изменяется на 2л), называется длиной волны. Как видно из рис. 436, на длине стержня укладывается / (Х /2) длин волн, где —длина волны, соответствующая данному значению п. Понятие длины волны в дальнейшем ( 153) будет развито и дополнено. При этом выяснится, что k в (18.7) и /г в (18.9) и (iklO) — это не любые целые числа, а одни и те же целые числа, т. е. что п = k. Это равенство нам понадобится уже сейчас, чтобы установить, какой гармонике какая функция распределения соответствует. [c.664]

При повторных нагружениях постоянным пульсирующим циклом (ог0 =0,7 0т) амплитуда деформаций в процессе 4—6 циклов уменьшается на 5—7%, после чего наступает практически полная стабилизация деформированного состояния. Уровень напряжений к 5—6-му циклу нагружения возрастает примерно на 10—12% (пунктирные кривые на рис. 7.6), а затем стабилизируется. Обусловлено это тем, что материал оболочки — циклически стабилизирующаяся сталь МСт. Зсп кроме того, пластическая зона весьма локализована и подвержена сдерживающему влиянию упругодеформированной оболочки и патрубка. [c.141]

Упруго-гистерезисиые свойства эластомера можно выразить достаточно полно совокупностью двух показателей — динамического модуля В и угла потерь ф, определив В отношением амплитуды напряжения к амплитуде деформации [c.72]

Двухлинейная логарифмическая зависимость между обратимой пластической деформацией и числом циклов до разрушения была обнаружена в начале 50-х гг. независимо Менсоном [11] и Коффином [12]. Позднее Менсоном был выработан подход [13], направленный на построение (5-Л )-кривых при минимальном количестве экспериментальных данных. В данном случае в качестве независимой переменной была избрана полная амплитуда деформации. Этот подход, под названием "метод универсальных наклонов , представлял собой комбинированную функцию Коффина—Менсона, из которой получается функция БескВина, позволяющая описать всю диаграмму в координатах деформация— число циклов до разрушения. Нередко для отбора материалов и расчета долговечности используют модели поведения материала, разработанные на базе такого подхода. [c.69]

Термическая усталость является результатом деформации, которая возникает из-за стесненности термического расширения детали, связанного с возникновением температурных градиентов термическая усталость может привести к растрескиванию детали. Деформация, порождающая термическую усталость представляет собой произведение коэффициента термического расширения на изменение температуры. Хорошим способом моделировать термическую усталость является испытание на малоцикловую усталость при постоянной амплитуде деформации. Петля гистерезиса, соответствующая такому методу испытаний, представлена на рис. 7.15. Верхняя часть рис. 7.15 характеризует петлю гистерезиса при испытаниях суперсплавов в обычной отливке. А на нижней части рисунка, относящейся к суперсплавам направленной кристаллизации, показано, что чем ниже модуль упругости, тем уже петля гистерезиса. Такая связь объясняется тем, что, во-первых, предел текучести у низкомодульного сплава направленной кристаллизации равен пределу текучести высокомодульного сплава для обычных отливок и, во-вторых, более низкий модуль упругости требует меньшей пластической деформации, чтобы достигнуть той же самой полной деформации. Амплитуда пластической деформации высокомодульного сплава для обычных отливок (Дe ,)oк выше, чем у низкомо- [c.272]

Рис.10.8. Зависимость среднего напряжения цикла от амплитуды деформации в случае испытаний при Rf. = 0 (а) и усталостная долговечность (б) сплавов РМ IN-100 (6) и Waspaloy (5) при 649 °С в терминах амплитуды полной деформации A f, для частоты нагружения 0,33 Гц и Rg = О или -1 [25]

Рис. 11.6. Зависимость амплитуды деформации Вд oi числа смен знаков деформации до разрушения 2Nf для 18% Ni мартенситностареющей стали (число твердости по Бринелю 300 единиц). Отдельно показаны упругая (/), пластическая (2) и полная (3) деформации задание нагрузки, (Из работы [2], ASTM перепечатано с разрешения.)

Более поздние работы многих исследователей, применявших зависимость Мэнсона—Коффина, показали, что более адекватные прогнозы долговечности получаются при установлении соответствия между амплитудой полной деформации Ae=AeJ + Ae и количеством циклов до разрушения. В области многоцикловой усталости долговечность связана с упругой деформацией соотношением [c.129]

Голот рафические методы обработки измерительной информации находят широкое применение при построении измерительных преобразователей (датчиков) положения, линейных размеров, формы, а также деформации и скорости перемещения объектов. Перспективность применения этих методов объясняется тем, что информация о геометрических параметрах и физическом состоянии объекта непосредственно и полно выражается в световых полях, рассеянных. этим объектом. Измерительная информация заключена во всех характеристиках отраженной объектом световой волны амплитуде, фазе, длине волны, а также ее поляризации. Существенной особенностью задачи контроля геометрических параметров объектов при этом является необходимость регистрации и обработки многомерных входных сообщений, содержащихся в световых полях или изображениях объектов. Эти сообщения отличаются высокой информативностью, причем повышение требований к точности и быстродействию измерительной системы приводит к необходимости увеличения количества принимаемой и обрабатываемой информации. Поэтому применение обычных оптических методов обработки измерительной информации с одномерным кодированием. электрических сигналов, вырабатываемых фотоэлектрическим преобразователем датчика в процессе сканирования изображения контролируемого объекта, либо недостаточно. эффективно, либо вообще не решает поставленной задачи. [c.87]

Выражение (5.8) является уравнением кривой малоцикловой усталости, выраженным через амплитуды пластической деформации, имеющей преимущественное влияние на разрушение в области чисел циклов до 10. При дальнейшем снижении уровня нагруженности и увеличении числа циклов до разрушения пластические (2ёар) и упругие (2ёае) деформации становятся соизмеримыми и кривая усталости может быть построена в полных деформациях 2ёа. Соответствующее уравнение Мэнсона записывается в виде [c.80]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

С повышением скорости деформации обеспечение заданной равномерности деформации по длине образца связано с возрастающими трудностями. Поэтому естественной является попытка исследователей определить кривую деформирования материала при высоких скоростях деформации на основе анализа неравномерной деформации материала при распространении упругопластических волн нагрузки. Для этой цели используются закономерности распространения продольных, крутильных и из-гибных волн в тонких стержнях (нитях) [25, 66, 126, 227, 228]. Так, величина предела текучести определяется из анализа распределения остаточных деформаций в коротком стержне после его соударения с жесткой преградой [119, 251, 389, 395], по амплитуде упругой части фронта волны в стержне [209], по скорости распространения изгибной волны в полосе [73, 306, 307]. Методы экспериментального определения полной кривой деформирования разработаны [228], однако исследования с использованием анализа волновых процессов в основном ограничиваются изучением влияния скорости деформации на предел текучести. Несмотря на использование скоростей удара до тысячи [c.13]

Путем сопоставления рабочего цикла, определяемого координатами рабочей точки (Р. Т), с некоторым предельным циклом могут быть определены запасы прочности турбинного диска по отношению к двум опасным состояниям (знакопеременное течение, приводящее к термоусталости, и прогрессирующее нарастание деформации, результатом которого может быть нарушение работоспособности конструкции или разрушение статического типа). Аналогия между диаграммой приспособляемости (рис. 71) и известной диаграммой предельных амплитуд напряжений (эта аналогия будет наиболее полной, если линию, определяющую условия знакопеременного течения, построить для температурных циклов при со = onst) позволяет использовать некоторые соображения и методы, принятые в расчетах на выносливость [120, 151, 158]. [c.157]

Полная прокаливаемость (90% мартеисита в центре заготовки) нужна лишь в тех случаях, когда изделие работает главным образом на растяжение (ответственные болты, шатуны и т. д.), а также для рессор и пружин, испытывающих в работе упругие деформации с большой амплитудой. [c.134]

Эксплуатационные режимы нагружения элементов конструкций имеют, как правило, более сложный характер, чем распространенные в практике экспериментов синусоидальные или треугольные формы циклов нагружения, хотя именно они являются наиболее часто используемыми при получении основных характеристик циклических свойств материалов и закономерностей их изменения в процессе деформирования. Синусоидальный или треугольный законы изменения напряжений и деформаций использовались в качестве основных и при экспериментальном изучении кинетики циклической и односторонне накапливаемой пласти ческих деформаций и их описании соответствующими зависимостями, рассмотренными в предыдущих главах. В ряде случаев условия эксплуатационного нагружения представляется возможным схематизировать такими упрощенными режимами. Однако в большинстве случаев для исследования поведения материала с учетом реальных условий оказывается необходимым рассмотрение и воспроизведение на экспериментальном оборудовании таких более сложных режимов, как двух-и многоступенчатое циклическое нагружение с различным чередованием уровней амплитуд напряжений и деформаций, нагружение трапецеидальными циклами с выдержками различной длительности на экстремумах нагрузки в полуциклах растяжения и (или) сжатия, а также в точках полного снятия нагрузки, двухчастотное и полигармо-ническое нагружение, нагружение со случайным чередованием амплитуд напряжений, соответствующим зарегистрированными в эксплуатации условиями. Особенно необходимым воспроизведение и исследование таких режимов становится в области повышенных и высоких температур, когда на характер и степень проявления температурно-временных эффектов, а следовательно, и на кинетику деформаций, существенное влияние оказывают факторы длительности, формы цикла и уровней напряжений или деформаций в процессе нагружения. Ниже приведены исследования закономерностей развития деформаций для ряда упомянутых режимов нагружения, позволяющие проанализировать применимость тех или иных уравнений кривых малоциклового деформирования и применение параметров этих уравнений при изменении режимов. [c.64]

Таким образом, рост величины полной циклической пластической деформации на стадии процесса деформирования происходит в основном за счет наличия и прогрессирующего развития деформации ползучести х в процессе выдержек, кинетика которой показана на рис. 4.10, з. По своему характеру она практически повторяет кинетику б< ), проявляя на начальной стадии некоторое уменьшение своей величины с последующим ее возрастанием вплоть до разрушения. Это относится как к полуциклам растяжения, так и к полуциклам сжатия. В последнем случае деформация ползучести (при сжимающей нагрузке) повторяет характер своего развития в смежных полуциклах растяжения, а по величине на низких уровнях амплитуд напряжений также близка к ней, в то время как при высоких уровнях Оа оказывается несколько меньшей (штриховая линия на рис. 4.10, г). Односторонне накопленная деформация в начальный период упрочнения материала в рассматриваемых условиях остается на уровне накопления в первом цикле (рис. 4.10, б), а с началом периода разупрочнения, т. е. с прогрессирующим увеличением циклической пластической деформации б наблюдается и рост Это обстояте.льство в значительной степени связано с увеличением к данному моменту влияния наличия деформации ползучести в процессе выдержек [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...