Материалов свойства при статическом нагружении

Материалов свойства при статическом нагружении 105 — 127 [c.616]

В рассмотренные выше зависимости входят в основном характеристики механических свойств материалов, определенные при статическом нагружении. При этом предполагается, что развитие трещины происходит в каждом цикле, поэтому не учитывается накопление повреждений и изменение характеристик механических свойств материала у вершины при циклическом нагружении. Силовые, энергетические и деформационные характеристики режимов циклического нагружения, определяемые расчетом, используемые в указанных зависимостях, не учитывают влияния остаточных напряжений, изменение толщины образцов и коэффициента асимметрии цикла на реальное напряженно-деформированное состояние материала у вершины трещины, когда размеры пластических зон достаточно велики, но не происходит пластического течения всего оставшегося сечения образца. Все это ограничивает применение рассмотренных зависимостей, как правило, только исследованными-материалами, условиями испытаний, режимами нагружения и толщинами образцов и не позволяет прогнозировать условий перехода к нестабильному развитию трещин и закономерностей нестабильного развития трещин. [c.31]

Однако, как отмечалось выше, механические свойства материалов при тех динамических нагрузках, которые вызывают быстро изменяющиеся напряжения и деформации (например, при ударе), существенно отличаются от свойств при статическом нагружении. Поэтому допускаемые напряжения и допускаемые деформации при расчете элементов конструкций, подверженных действию динамических нагрузок, в общем случае будут отличаться от допускаемых напряжений и деформаций при статических нагрузках. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании деталей конструкций, испытывающих быстро нарастающие динамические напряжения и дефор.мации. Например, при линейном напряженном состоянии условия прочности и жесткости имеют вид [c.483]

Изучение любых материалов, особенно предназначенных для создания ответственных силовых конструкций, начинается с определения механических характеристик при статическом кратковременном нагружении. Поэтому из комплекса самых разнообразных испытаний в первую очередь проводятся опыты по определению механических свойств при статическом нагружении. Неразрушающие методы испытаний не рассматриваются. Они подробно освещены в работе [43] там же дан обширный список литературы. Отметим, что при правильном подходе к технике эксперимента разрушающи и неразрушающие методы дают близкие результаты для большинства измеряемых характеристик. Специфические вопросы испытаний при пониженных и повышенных температурах, при воздействии агрессивных сред, облучения и других факторов затрагиваются лишь в такой степени, чтобы дать представление о влиянии этих факторов на результаты испытаний в условиях, несколько отличающихся от планируемых. Такие отклонения неизбежны при проведении любого реального эксперимента. [c.13]

Расчет сооружений на динамическую нагрузку гораздо сложнее, чем на статическую. Сложность расчета определяется не только методами определения напряжений и перемещений, но и методами определения механических свойств материалов. Многие материалы, которые при статическом нагружении оказывались пластичными, при ударе работают как хрупкие. При действии многократно повторяющейся переменной нагрузки прочность материалов резко снижается. [c.286]

Циклическое упругопластическое деформирование. При циклическом знакопостоянном и знакопеременном нагружении (деформировании) свойства материалов существенно отличаются от свойств при статическом нагружении (деформировании). [c.103]

Терентьев В.Ф., Колмаков А.Г. Механические свойства металлических материалов при статическом нагружении Учеб, пособие.- Воронеж. Изд-во Воронежского государственного технического университета, 1998- 80 с. [c.101]

Во второй части представлены результаты изучения физических свойств, кристаллической и дислокационной структуры металлов при деформации и термической обработке. На основе общих положений теории дислокаций описаны процессы упрочнения и ползучести, изменения магнитных, электрических и механических свойств при статическом и циклическом нагружении. Показано, что характером тонкой кристаллической структуры определяются свойства магнитомягких материалов и макроскопическая неоднородность. [c.4]

Известные в литературе модели хрупкого разрушения тел с трещинами не учитывают изменение реологических свойств материалов в пластически деформируемой зоне у вершины трещины при циклическом нагружении образцов и динамический характер распространения трещины при ее нестабильном развитии и поэтому не позволяют прогнозировать влияние режимов циклического нагружения на характеристики вязкости разрушения и закономерности перехода от усталостного к хрупкому разрушению конструкционных сплавов. Это не позволяет обосновать расчеты предельной несущей способности и долговечности тел с трещинами при циклическом нагружении с учетом стадии их нестабильного развития и ответить на практически важные вопросы в каких случаях циклически нагружаемая конструкция с трещиной разрушится при нагрузках меньших, чем нагрузка, которую она может выдержать при статическом нагружении при каких условиях полное разрушение конструкции произойдет при первом скачке трещины, а при каких — после определенного числа скачков. [c.210]

Для современной техники очень важное значение имеют свойства материалов в условиях высоких температур при различных скоростях изменения усилий и деформаций. Здесь ограничимся краткими сведениями о влиянии температуры на свойства стали при статическом нагружении. [c.78]

Конструкционные материалы можно разделить на три основные группы пластичные, хрупко-пластичные и хрупкие материалы. Эта классификация относится к свойствам материалов при одноосном растяжении (сжатии) в нормальных условиях (малая скорость нагружения, комнатная температура и т. д.). Изменение характера нагружения и условий работы существенно влияет на свойства материалов в частности, как указывалось выше, материал, пластичный при нормальной температуре, становится хрупким при низкой температуре. Таким образом, правильнее говорить не о пластичном и хрупком материале, а о пластическом и хрупком состоянии материала. Но тем не менее обычно пользуются приведенной классификацией, помня, при каких ограничениях она справедлива. i В качестве предельных напряжений для указанных трех групп материалов при статическом нагружении принимают следующие механические характеристики [c.81]

Скачкообразный процесс изменения усилия трения распадается на два периода на период состояния покоя трущихся поверхностей и на период их относительного движения. Продолжительность первого периода обусловливается условиями работы и фрикционными свойствами материалов при статическом нагружении. Продолжительность второго периода зависит также от условий работы пара и от изменения силы трения в пределах колебания скорости относительного движения трущихся поверхностей. Фрикционные свойства материалов являются одной из основных причин, вызывающих колебательные перемещения трущихся тел. [c.20]

Влияние дефектов на усталостную прочность сварных соединений. При значительных переменных напряжениях прочность сварных соединений определяется их сопротивлением усталостным разрушениям. Последние обычно характеризуются пределом выносливости, который зависит от концентрации напряжений, создаваемой формой соединения или дефектом сварки, от величины и знака остаточных напряжений, а также от свойств применяемых материалов. Технологические дефекты — подрезы, непровары, несплавления и трещины создают значительную концентрацию напряжений и снижают долговечность соединений. При определенных условиях дефекты типа пор и шлаковых включений, не опасных при статическом нагружении, могут вызвать преждевременные усталостные разрушения. Ниже приведены данные [c.282]

Динамическое воздействие проявляется, во-первых, в изменении механических свойств обрабатываемой заготовки, углублении обратной связи между механическими свойствами заготовки и обрабатывающих средств, когда с увеличением скоростей деформирования и, соответственно, деформации возрастают по сравнению со статическими значениями начальное напряжение текучести материала заготовки и сопротивления ее деформированию, влекущие за собой необходимость вьшолнения мероприятий по снижению увеличивающейся напряженности базовых деталей машин и штамповой оснастки путем увеличения их сечений и массы. Только при динамическом нагружении выявляется имеющийся в материалах, особенно сталях, запас упругой энергии, который при статическом нагружении проявляется в меньшей мере. [c.353]

Хотя деление на пластичные и хрупкие материалы все же существует, следует помнить, что речь идет о свойствах материалов при нормальных условиях, т. е. при температуре порядка 20° С и статическом нагружении. [c.279]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

В результате исследований малоцикловой усталости жаропрочных и коррозионно-стойких сталей при неизотермическом нагружении в диапазоне переменных температур 100. .. 700 °С показано, что предельное состояние определяется параметрами термомеханического нагружения (максимальной температурой, формой циклов нагрузки и температуры, длительностью выдержки при экстремальных значениях нагрузки и температуры), а также механическими свойствами применяемых материалов (пределами статической и длительной прочности, деформационной способностью) в рассматриваемом диапазоне температур. [c.28]

Механические свойства конструкционных материалов определяют экспериментально специальными механическими испытаниями образцов, причем вид механического испытания назначают в зависимости от условий нагружения детали, подлежащей изготовлению из данного конструкционного материала. Механические свойства стали определяют при статических, динамических и циклических режимах приложения нагрузок, а также при пониженных, нормальных или повышенных температурах. Испытуемые образцы можно нагружать по различным схемам (одноосное растяжение — сжатие, чистый или поперечный изгиб, кручение). В за-виси.мости от времени воздействия нагрузки на испытуемый образец испытания могут быть кратковременными или длительными. Почти все методы механических испытаний стали (за исключением метода испытания твердости) являются разрушающими, что исключает возможность стопроцентного контроля механических свойств деталей машин или элементов конструкций и обусловливает весьма высокие требования к точности механических испытаний образцов (или контрольных деталей). [c.454]

Данные выражения описывают поведение модуля упругости и коэффициента потерь для резиноподобных материалов, подвергающихся воздействию статических и динамических нагрузок, и основаны на статических и динамических свойствах, которые можно исследовать независимо друг от друга. Для тога чтобы проверить законность представлений выражений (3.35) и (3.36), будут использованы результаты экспериментов для резиноподобных материалов при различных статических и динамических условиях нагружения [3.11]. Эти результаты представлены в табл. 3.1 для статических условий, а в табл. 3.2 — для комбинированных статических и динамических условий. [c.126]

Накопление повреждений и развитие разрушений в рассмотренных в 2 зонах концентрации напряжений строительных конструкций при малоцикловом нагружении определяются характеристиками статических и циклических свойств используемых материалов. [c.175]

Начиная с работ И. Баушингера, отметившего основные особенности циклического упругопластического нагружения металлических материалов, предпринималась неоднократная попытка аналитически связать между собой напряжения и деформации при знакопеременном нагружении, а также описать свойства петли пластического гистерезиса [1—5]. При этом использовались различные модели циклического деформирования, в том числе кинетические и статические. Первые из них позволили описать процесс деформирования при циклической нагрузке, вторые — связать макроскопические параметры деформирования с параметрами свойств отдельных зерен материала. [c.6]

Как известно, при упругопластическом деформировании поли-кристаллических материалов вследствие структурной неоднородности, обусловленной различной ориентацией отдельных зерен и их различными свойствами, возникает деформационная неоднородность [47, 48]. Для одного и того же материала характер неоднородности деформаций сохраняется при статическом и длительном статическом нагружениях [49, 50]. Внутризеренная неоднородность порождает неравномерность микродеформации на отдельных малых участках деформируемого образца. Особенности развития микродеформаций в отдельных зонах образца имеют значение в связи с выбором метода измерения микродеформаций. [c.49]

Основные закономерности малоциклового деформирования в настоящее время уже достаточно хорошо изучены [7, 35, 43, 44, 101, 122, 123], и результаты этих исследований кратко обсуждены в гл. 1. В данном разделе рассматриваются особенности деформирования и разрушения конструкционных материалов при высоких температурах, когда проявляются температурно-временные аффекты ползучесть, релаксация и структурные изменения материала. Особое внимание уделено исследованиям при циклическом нагружении в условиях интенсивного деформационного старения, сопровождающегося сильным изменением прочностных и пластических свойств материала во времени. Причем интенсивность и характер этих изменений зависят также и от условий деформирования, и в первую очередь от формы цикла и частоты нагружения. Учет изменений пластических свойств во времени, определяющих сопротивление материала малоцикловому и длительному статическому разрушению, требует проведения сложных экспериментов в условиях, приближающихся к эксплуатационным, во многих случаях характеризующихся сильным протеканием деформационного старения. [c.166]

В основу расчета долговечности при циклическом и длительном статическом нагружениях положен принцип суммирования повреждений, рассмотренный выше. Для определения местных деформаций используются результаты испытания материалов в условиях однородного напряженного состояния и их соответствующие аналитические интерпретации применительно к материалам циклически упрочняющимся, разупрочняющимся и стабилизирующимся в процессе циклического нагружения [29, 101, 117]. При этом пластические циклические и статические свойства определяются для зон концентрации с учетом их стесненности и кинетики в процессе нагружения. Расчет коэффициентов концентрации напряжений Кд и деформации К , производится на основе модифицированной зависимости Нейбера [29, 110, 118, 124]. Запасы прочности по напряжениям принимаются равным Пд = 2 и по числу циклов — = 10. [c.252]

Параметры диаграмм циклического деформирования устанавливаются из экспериментов при мягком нагружении. При Отсутствии соответствующих экспериментальных данных о поведении материалов при малоцикловом нагружении важное значение, как показано выше, приобретают способы оценки циклических свойств по характеристикам, определяемым при однократном статическом нагружении. [c.253]

Свойствам эвтектйческих ком1Позитов при циклическом нагружении уделено, к сожалению, мало внимания по сравнению со свойствами при статическом нагружении и ползучести, хотя на самом деле применение этих материалов во многих областях может иметь ограничения по усталости. При предсказании усталостных свойств эвтектических композитов возникают три вопроса [c.376]

На сопротивление разрушению влияет число нагружепий. Не следует полагать, что материалы с относительно высоким сопротивлением дефектам при статических нагружениях сохраняют эти же свойства при усталостных нагружениях. Например, у аусте-нитных сталей, обладающих высокими пластическими свойствами, для сварных соединений с дефектами [юнижепие сопротивления усталостным и повторно-статическим нагрузкам имеет место в значительно более резкой степени, чем у ряда других материалов, например у малоуглеродистых сталей. [c.112]

Рис. 2.36. Рост трещины в направлении нагружения при статическом нагружении однонаправленного боропластика с надрезом длиной 6,35 мм. Образец изготовлен из гипотетических материалов Л и S со свойствами после 1, 10 , 10 циклов усталостного нагружения (см. рис. 2.33) при уровне максимальных напряжений в цикле а = 400 Н/мм . а —длина трещины в направлении нагружения, а (Н/мм )—уровень приложенных напряжений.

Если наступает разрушение одного волокна, то нагрузка через основу передается соседним волокнам. Это приводит к распределению нагрузки по всему материалу и позволяет избежать концентрации напряжений. Параллельно этому существует требование безопасности конструкции (см. разд. 15.8) и в этом смысле армированный пластик может считаться конструктивным материалом с неограниченными возможностями. Наоборот, местное разрушение в однородном материале приводит к высокой концентрации напряжений в неразрушенном материале вблизи кромки трещины, что делает распространение трещины более вероятным. Это объясняет, почему армированные пластики обнаруживают необыкновенно низкую чувствительность к концентрации напряжений при усталостных испытаниях в сравнении с металлами. Некоторые результаты, полученные Воллером и приведенные в табл. 4.6, очень хорошо демонстрируют это свойство пластиков. Поперечное отверстие в образ цах из стеклопластика, армированного слоями стеклоткани, приводит к эффективному коэффициенту концентрации напряжений, колеблющемуся в пределах от 1,01 до 1,29 при 10 циклов, при этом теоретический коэффициент концентрации напряжений равнялся 2,42. Такая чувствительность к концентрации напряжений получается даже ниже, чем при статическом нагружении, к тому же она падает при увеличении температуры испытуемых образцов. [c.180]

Выра кенйя (156) и (157), как правило, используют для расчетов прочности элементов из хрупких и малопластичных материалов при этом в расчет вводят характеристику материала Од. Уравнения (158) и (159) справедливы для многих пластичных кон струкционных металлических материалов, находящихся в каждом из указанных выше предельных состояний — образование пластических деформаций (с использованием величины От) и возникновение вязкого статического разрушения (с использованием величины 0в). Учитывая, что вне зон концентрации напряжений плоское напряженное состояние реализуется чаще, чем объемное, уравнение (159) можно привести к уравнению (158). Так как у малопластичных конструкционных металлических материалов при статическом нагружении проявляются свойства анизотропии (предел прочности при растяжении 0вр отличается от предела прочности Ojj при сжатии), то для анализа условий разрушения используют огибающие кругов Мора (10, 13, 17] с предельными точками о р, Овс и пределом прочности при сдвиге [c.49]

Модель /кесткопластического тела с целью получения практически приемлемых результатов используется пе только в статике, но и в динамике пластического тела. Прежде всего это объясняется довольно общим характером законов идеальной пластичности, присущих многим материалам как при статическом, так и при динамическом нагружении. При решении динамических задач возможны и используются более сложные модели неупругого деформирования материала — вязкопластичная, упруговязкопластичная и т. д. Результаты, нолученные при использовании таких моделей, представляют несомненный интерес, поскольку при этом преследуется цель приблизить модель тела по свойствам к реальным телам эти результаты интересны и тем, что они способствуют выработке общих принципов учета реальных свойств материалов, с их помощью накапливается опыт и оценка возможных способов учета этих свойств, а решение конкретных задач интересует инженерную практику. Однако законы более сложного поведения материалов исследованы пока недостаточно. [c.21]

Давление р в зоне соударения должно быть р > k Sr, где От - предел текучести металла при статическом нагружении к - коэффициент, зависящий от механических свойств свариваемых материалов. Обычно к = 10...50 (большие значения относятся к отожженному, меньшие к наклепанному металлу). [c.495]

В курсе Сопротивление материалов , основанном на общих законах механики, на результатах экспериментального определения свойств материалов, изучается в простейшей постановке механика твердых деформируемых тел, т. е. тел, которые при нагружении изменяют свою форму (деформируются). В деформируемых телах при действии сил происходит изменение расстояний между точками тела. В сопротивлении материалов в основном при статическом нагружении онреде.пяются внутренние силы и законы их распределения, взаимные перемещения точек тела, а также устанавливаются критерии прочности, жесткости и устойчивости, которые позволяют определить безопасные размеры конструктивных элементов (проектировочный расчет) или допускаемую эксплуатационную нагрузку. [c.5]

Выеокую (или низкую) постоянную температуэу материала можно осуществить при неизменной с о-рости деформирования, если эта скорость невелика, например при статическом испытании. При высок зх же скоростях деформирования нельзя добиться ПС С-тоянства температуры материала, так как при этом происходит быстрый нагрев его. В этом случае влияние увеличения скорости нагружения на свойства материалов будет менее существенным, так как эффект, вызываемый повышением температуры, противоположен тому, какой вызывается повышением скорости деформирования. [c.42]

Если расчет осуш ествляется для условий нагружения, харак-теризуюш ихся проявлением температурно-временных аффектов в материале, т. е. когда необходим учет изменения его механических свойств с течением времени, в программу вводятся данные о времени статического разрыва То, при котором получены для рассматриваемой температуры i величины перечисленных выше характеристик механических свойств при кратковременном и длительном статическом нагружении (см. 3 гл. 11). Кроме того, должны быть указаны данные о коэффициенте приведения реальной формы цикла, схематизированной для определения эквивалентного времени цикла Тцэ, а также показатели степени уравнений изменения во времени механических свойств материала [c.262]

Наибольшие повреждения создает выдержка, реализуемая в цикле нагрузки при растяжении (режим А, рис. 2.9). Если в рассматриваемый цикл нагрузки введена такая же выдержка при сжатии (режим 5, рис. 2.9), то в материале (особенно при значительных амплитудах упругопластической деформации в цикле) происходит как бы восстановление исходных свойств за счет выдержки при сжатии, т. е. проявляется эффект залечивания длительным статическим нагружением на этапе сжатия. При наличии выдержки на этапе сжатия малоцикловая долговечность снил<ается мало. Сравнивая дашгые на рис. 2,9 с аналогичными в режиме термо- [c.53]

Романов А. Н. Поведенр,-е материалов при циклическом нагружении в связи с пх статическими свойствами. — В кн. Структурные факторы малоциклового разрушения металлов. М. Наука, 1977. с. ИЗО — 138. [c.236]

Позднее эти зависимости были даны в виде (1.58) для квазиста-тического типа разрушения и (1.59) для усталостного типа разрушения, где — энергия, накопленная материалом до наступ-.тения нестационарного процесса деформации ощ — напряжение перед нестационарным участком П гзо — энергия статического разрушения, определяемая до начала потери устойчивости пластической деформации (участок под кривой до Оь) О ао — предельное номинальное напряжение статического разрушения перед потерей устойчивости пластической деформации (ошо = < ь) и И /о — общая энергия разрушения соответственно при циклическом жестком нагружении и статическом, Сттах — максимальное напряжение при жестком нагружении О/ — истинное напряжение при статическом разрушении у и у — постоянные, зависящие от свойств материала и определяемые из эксперимента. [c.19]

Бели длительность стадий зависит от величины равномерной деформации при статическом растяжении т)г,1 то интенсивность упрочнения, как было показано в разд. 5.2, определяется пластическими свойствами и зависит от величины (Оь — Ор)/огь (тде Ор — предел пропорциональности). Чем больше эта величина, тем интенсивнее упрочняется материал. Например, для стали Х18Н10Т величина (о — Пр)/ай равна приблизительно 1,5, а дли алюминиевого сплава АД-33 только лишь 0,25, т. е. значения (нь — ( р)/( ь отличаются в 6 раз (соответствующие кривые 1 на рис. 5.21, д, б). Вместе с тем АД-33 является материалом упрочняющимся т)ь = 0,9), а сталь Х18Н10Т — циклически стабильным (Л4 = 9,5). С изменением условий нагружения (температуры испытания) отношение a — Ор)/а , также изменяется, а вместе ними изменяется и интенсивность упрочнения. [c.204]

Изменение температур испытания, приводящее к изменению статических свойств, сказывается на особенностях поведения материалов при малоцикловом нагружении. Для ряда материалов, склонных с повышением температур к деформационному старению, имеется интервал температур, где наблюдается существенное снижение пластичности и повышение сопротивления пластическим дефор1 1ациям. Причем интервал температур интенсивного деформационного старения находится внутри эксплуатационных температур, и при соответствующих переходных режимах в этом интервале температур может происходить основное накопление малоцикловых повреждений. В связи с этим выбор материала по характеристикам статических и циклических свойств для [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...