Интенсивность накопления усталостного повреждения

При одновременном воздействии на детали циклических нагрузок и коррозионной среды возникает явление более интенсивного накопления усталостных повреждений, называемое коррозионной усталостью. Предел выносливости вследствие влияния коррозионной среды снижается в 3 раза и более. [c.24]

Если для различных сплавов и их состояний значение неупругой деформации при напряжениях, равных пределу выносливости, колеблется в весьма широких пределах и существенно зависит от особенностей структуры сплава, его термической обработки и других факторов, то для одного и того же сплава и состояния неупругая деформация за цикл на стадии стабилизации является характеристикой, определяющей интенсивность накопления усталостного повреждения при заданном режиме нагружения в ин- , ,о п [c.69]

В соответствии с ранее полученными результатами [152] в качестве характеристики интенсивности накопления усталостного повреждения в образце при заданном уровне напряжения принимались величины Ден, соответствующие точке М на зависимостях Ae (п). [c.72]

Интенсивность накопления усталостного повреждения 83, 88 [c.251]

Из сопоставления рис. 199 и 200 видно, что неупругая деформация значительно точнее определяет интенсивность накопления усталостного повреждения в металле, чем действующее напряжение. Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. [c.289]

С учетом результатов, приведенных выше, в качестве характеристики свойств индивидуального образца, определяющей интенсивность накопления усталостного повреждения в нем, может быть использована неупругая деформация за цикл на стадии стабилизации процесса неупругого деформирования. [c.299]

Эквивалентные моменты характеризуют интенсивность накопленного усталостного повреждения, рассчитанного с использованием различных методов систематизации случайных циклой. Наибольшие значения эквивалентные моменты имеют при систематизации по размахам, результаты систематизации по полным циклам занимают промежуточное положение. Если принять амплитуду эквивалентного момента, вычисленную по полным циклам, за 100%, то максимальные отклонения от этой величины составляют для систематизации по максимумам 50%, а для систематизации по размахам 17%. [c.105]

Из рис. 134 следует, что наибольшая интенсивность накопления усталостных повреждений, приводящая к наименьшей долговечности, наблюдается как при езде по разбитой грунтовой дороге так и по разбитому булыжному шоссе. [c.234]

Судить о характере изменения долговечности поврежденного материала в зависимости от уровня напряжения и длительности его действия можно по относительному изменению параметров кривых усталости поврежденного материала. При низком напряжении 1,12 0-1 изменение параметров Ант соответствует изменению микротвердости, по протекает более интенсивно. При более высоких напряжениях значения Ант уменьшаются по мере накопления усталостного повреждения. Между изменениями мнкротвердости, предела усталости, долговечности и степенью усталостного повреждения, а также длительностью стадии упрочнения и разрыхления в зависимости от уровня напряжения и типа материала имеется определенная связь. [c.38]

Понижение температуры эксплуатации увеличивает интенсивность возникновения всех видов разрушений. Следует подчеркнуть, что накопление усталостных повреждений, коррозийно-эрозионные процессы, износ трущихся поверхностей могут ускорить возникновение хрупких разрушений, создавая условия зарождения и лавинного распространения трещин. [c.21]

Влияние усталости на критическую температуру хрупкости стали ВСт.Зсп в зоне термомеханического старения показано на рис. 29, б. В этом случае критическая температура хрупкости Г р зоны старения после сварки в исходном состоянии выше основного материала ВСт.Зсп более чем на 10°С. В процессе работы на усталость Г р основного металла и зоны старения повышаются до 20°С. При использовании результатов исследований [77, 103] следует учитывать, что усталость накапливалась при высокой частоте — 20 Гц, что редко встречается в технике. Повреждаемость металла при малых частотах нагружения может быть выше, так как накопление усталостных повреждений при реальных частотах (до 1000 Гц) развивается более интенсивно. Большинство исследователей считают, что повышение частоты нагружения до 1000 Гц не влияет на предел выносливости, но дальнейшее повышение вызывает рост сопротивления усталости так, при частоте 20.Гц предел выносливости повышается на 40%. [c.80]

Это различие объясняется повышенной склонностью ниобиевой стали к слоистому растрескиванию. Следовательно, для материала, предрасположенного к слоистому растрескиванию, характерны повышенная скорость разрушения при нагрузках, приложенных в направлении Z, а также более низкие граничные величины амплитуды коэффициента интенсивности напряжений Ктн (рис. 4). Такой материал характеризуется меньшей долговечностью и усталостной прочностью до возникновения трещины (рис. 4), вследствие чего усталостные повреждения будут образовываться при более низком уровне напряжений, чем уровень, необходимый для возникновения усталостных повреждений при нагрузках, действующих в направлении X я У. Это значит, что при случайных нагрузках, действующих на судовые конструкции, напряжения ниже усталостной прочности материала могут быть причиной накопления усталостных повреждений и раннего возникновения усталостной трещины, если узел конструкции состоит из материала с низкой сопротивляемостью слоистому растрескиванию и нагружен в направлении Z. [c.270]

Использование кулачков и эксцентриков в качестве программирующих элементов затрудняет достаточно. точное воспроизведение необходимых спектров напряжений и практически исключает дискретное их программирование. Вследствие кинематических особенностей кулачковых механизмов они больше пригодны для плавного изменения амплитуды задаваемых напряжений. К недостаткам кулачкового привода следует отнести также-сложность переналадки машины при изменении режимов испытаний для исследования влияния на накопление усталостного повреждения формы спектра напряжений, интенсивности и других его параметров. [c.69]

Знание кинетики деформаций материала с числом нагружений необходимо для определения интенсивности накопления усталостных и квазистатических повреждений и перехода к предельному состоянию и разрушению. При этом циклические свойства материала, а также условия нагру/кения определяют усталостный, квазистатический или переходный характер разрушения. [c.29]

По завершении периода упрочнения с увеличением налета накопление усталостных повреждений возрастает, и остаточная долговечность интенсивно падает. [c.117]

Долговечность элементов конструкций при малоцикловом нагружении существенно зависит от свойств материала и условий нагружения, определяющих амплитуды упругопластических деформаций и величины односторонне накапливаемых пластических деформаций. Эти деформации, в свою очередь, определяют интенсивность накопления усталостных и квазистатических повреждений и переход к предельному состоянию. [c.253]

На рис. 5.14 для различных по интенсивности процессов, характеризуемых стандартом 5 и частотой п, показана зависимость величины накопленного усталостного повреждения от времени нагружения при различных параметрах а. При расчетах принято Л о = 5-10 , а 1 1,5 МПа, ij) — 0,22. Анализ показывает, что возрастание усталостных повреждений происходит по нелинейному закону. С увеличением интенсивности нагружения относительное влияние повышения средних напряжений на величину накопленных повреждений уменьшается. [c.201]

Полученное выражение для скорости накопления усталостных повреждений (13.34) так же, как и в рассмотренном выше простейшем примере детерминированного нагружения (см. рис. 13. Ю) не может быть представлено в виде произведения двух функций, одна из которых зависит только от накопленного к данному моменту времени повреждения v, а другая — только от параметра интенсивности нагружения s. В этом случае процесс накопления усталостных повреждений также не будет автомодельным и правило суммирования относительных долговечностей также не будет выполняться. При этом результат расчета усталостной долговеч-ности будет зависеть от истории нагружения. Пусть, например, эта история состоит в том, что элемент конструкции нагружается в течение tii циклов с параметром интенсивности воздействий в течение циклов с параметром интенсивности воздействия и т. д., а принцип сильного перемешивания для режимов нагружения не выполняется (рис. 13.14, а). Тогда за k блоков нагружения суммарное усталостное повреждение [c.145]

Рассмотрим ситуацию, когда эти два процесса происходят одновременно и прочностные характеристики металлов в результате их коррозии понижаются с интенсивностью, соизмеримой с интенсивностью процесса накопления усталостных повреждений. [c.158]

Возможность пересчета величин накопленных усталостных повреждений, соответствующих различным по интенсивностям воздействия процессам нагружения, позволяет проводить ускоренные ресурсные испытания металлоконструкций на специальных стендах и полигонах и использовать их результаты для оценки ресурса. [c.187]

Осуществление того или иного вида разрушения в связи с циклическими свойствами материала, уровнем напряжений, асимметрией цикла и другими факторами зависит от соотношения интенсивностей процессов накопления усталостных повреждений и роста деформации. G ростом максимальных напряжений интенсивность накопления деформации (если она имеет место) резко возрастает, и деформация может достичь предельных значений за весьма [c.108]

Проведенные исследования показали, что изменение интенсивности процесса накопления усталостного повреждения в связи с влиянием истории нагружения определяется отношением величины неупругой деформации в условиях стационарного нагружения Дед к величине неупругой деформации при [c.298]

Об оценке интенсивности накопления усталостных контактных повреждений [c.158]

Приблизительно в сороковых годах начинаются интенсивные исследования сопротивления усталости деталей при переменных в процессе эксплуатации амплитудах нагрузок. В работах С. В. Серенсена (1944), Д. Н, Решетова (1945) и В. М. Бахарева (1945) для оценки долговечности м прочности при переменной во времени амплитуде напряжения анализировалась линейная гипотеза суммирования усталостных повреждений. Были предложены феноменологические трактовки процесса накопления усталостных повреждений при варьируемых амплитудах, которые основываются на анализе свойств вторичных кривых усталости при программном нагружении и отклонений их параметров от условий линейного суммирования повреждений (С. В. Серенсен, Л. А. Козлов, 1953), на использовании энергии гистерезиса, поглощаемой металлом при напряжениях, превышающих предел выносливости (Д. И. Гольцев, 1955), на анализе свойств меры повреждений и введении двух стадий усталостного разрушения (В. В. Болотин, 1959—1963). [c.409]

Исследования показали, что при случайном изменении нагружений имеет место более интенсивное накопление повреждений в материале, чем при циклическом нагружении. В результате усталостная долговечность материала при случайном нагружении в несколько раз меньше, чем при гармоническом (при равных дисперсиях рассеивания напряжений). При этом дисперсия усталостной долговечности при случайном нагружении также меньше, чем при циклическом. [c.41]

Интенсивное развитие современного машиностроения ставит в ряд первоочередных задач постоянное увеличение мощностей, сконцентрированных в единичных машинах или агрегатах. В связи с этим все более актуальной становится проблема увеличения прочности их деталей, а также надежности. Эти показатели для деталей машин, работающих в условиях циклического деформирования, в большой мере определяются способностью материала сопротивляться накоплению в нем усталостных повреждений. [c.3]

Приводятся результаты оценки интенсивности развития микропластических деформаций в процессе накопления материалом усталостных повреждений и влияния их уровня на долговечность при стационарных и нестационарных циклических нагружениях, [c.424]

Экспериментально установлено, что интенсивность процессов накопления циклических и длительных статических повреждений определяется скоростью и длительностью деформирования и существенно зависит от уровня температур. В общем случае с повышением температуры сильнее убывает сопротивление длительному статическому разрушению, чем циклическому. В соответствии с этим при длительном циклическом нагружении с ростом температуры происходит переход от преобладающей роли усталостного повреждения к длительному статическому, и только в некотором интервале температур их роль сопоставима. [c.17]

Этот эффект можно использовать в случае прогнозирования долговечности конкретных конструктивных элементов при нестационарном режиме нагруя ения [18]. Из приведенных выше данных видно, что величина неупругой деформации за цикл Ае является характеристикой интенсивности накопления усталостного повреждения в конкретном металле при заданных условиях нагружения й может исполь- [c.8]

Интенсивность накопления усталостных повреждений завист от величины превышения нагрузки по отношению к сопротивляемости материала [c.266]

В статье дан краткий анализ результатов исследования зарождения и развития усталостных трещин в металлах при многоцикловом нагружении, полученных в Институте проблем прочности АН УССР. Показано, что об интенсивности накопления усталостного повреждения па стадии зарождения усталостной трещины можно судить по величине неупругой циклической деформации. Приведены деформационные и энергетические критерии зарождения трещин рассмотрены закономерности развития усталостных трещин п обоснована целесообразность использования в расчетах характеристик вязкости разрушения при циклическом нагружении. [c.420]

В параграфе 5 главы I было показано, что важной характеристикой кинетических диаграмм усталостного разрушения является пороговый коэффициент интенсивности напряжений. С практической точки зрения эта величина имеет большое значение, так как определяет по существу предел выносливости образца или детали с трещиной определенного размера. Как и предел выносливости гладких образцов, пороговый коэффициент интенсивности напряжений, который представляется в виде размаха или максимального значения за цикл [kKth, зависит от коэффициента асимметрии цикла нагружения, окружающей среды, частоты нагружения, температуры и т. п. В некоторых случаях эта характеристика зависит и от толщины образцов 146, 3061. При всех одинаковых условиях пороговый коэс х зициент интенсивности напряжений является постоянной величиной для данного материала при глубине трещины больше определенного размера 158, 233, 246, 258, 263, 280, 315, 336]. Этот размер для каждого материала свой, и чем ниже предел выносливости гладкого образца, тем больше этот критический размер. Для применяемых в практике материалов критическая глубина трещины может быть весьма различной — от 0,05 до 1 мм 1232]. Если глубина трещины ниже критического размера, то значение порогового размаха коэффициента интенсивности напряжений снижается. Причину этого следует видеть в том, что для оценки напряженного состояния материала с трещиной и без нее применяют принципиально различные критерии. При использовании асимптотического распределения напряжений в вершине трещины (критерий — коэффициент интенсивности напрял<ений), длина которой стремится к нулю, коэффициент интенсивности напряжений, определяемый по формуле К — = УаУа, также стремится к нулю. Однако это не значит, что условия продвижения такой малой трещины отсутствуют. Известно, что прочность материала в частности определяется такими характеристиками, как ао,2, Од. В подходах, где пренебрегали трещинами, например в работе [142], интенсивность накопления усталостного повреждения связывается с размахом пластической деформации. [c.88]

Результаты испытаний некоторых материалов приведены на рис. 130—132, из которых следует, что при каждом уровне амплитуды напряжения может быть построена своя зависимость в координатах Ig Лбц — Ig N , которая показывает, что с уменьшением величины Ash увеличивается число циклов до разрушения Np. Это можно объяснить прежде всего тем, что использование в качестве характеристики интенсивности накопления усталостного повреждения в индивидуальном образце величины неупругой деформации за цикл, взятой на стадии стабилизации процесса деформирования, позволяет учесть особенности накопления усталостного повреждения в индивидуальных образцах, испытывае- [c.182]

При одновременном воздействии переменных напряжений и коррозионной среды возникает явление болеа интенсивного накопления усталостных повреждений, называемое коррозионной усталостью. Предел вьшослда вости вследствие влияния коррозионной среды снижается в 3—6 раз и бо лее, что характеризуется коэффициентом [c.148]

Однако в отличие от расчетных методов при программных испытаниях может быть получена уточненная оценка интенсивности накопления усталостного повреждения для конкретного спектра нагрузок, присущего данной конструкции, материалу, из которого она изготовлена, а также степени неоднородности напряженного состояния, связанного с конструктивными особенностями формы испытываемых деталей. Наряду с этим объективно может быть учтено повреждающее влияние как высоких, относительно редко встречающихся в эксплуатации уровней напряжений, так и напряжений ниже предела выносливости, не имеющих самостоя-188 [c.188]

Рпс. 4. Схема накопления усталостных повреждений (а) и изменения интенсивности микропластнческих деформаций (6) для стали 40 Н[1и работе па двух уровнях циклического напряжения (пояснения в тексте). [c.127]

При 150 С и V = 1,7-10 Гц интенсивности накопления усталостных и длительных статических повреждений сопостави.мы, а при 190° С и V = 1,5-10 Гц цик.лическпе повре жденпя малы и длительные статические повреждения определяют предельное состояние по условию квазистатического разрушения. В обоих режимах сп.лав разупрочняется. [c.22]

Существенное влияние циклических свойств материала, режимов нагружения и температуры на сопротивление малоцикловому разрушению вытекает из данных, представленных ранее. Деформация нулевого полуцикла и число циклов Np до разрушения для циклически разупрочняющейся стали ТС при мягком нагружении (симметричный цикл напряжений) оказываются значительно меньше, чем для циклически упрочняющейся (с повышением температур) аустенитной нержавеющей стали Х18Н10Т. В первом случае это объясняется интенсивным накоплением квазистатических и усталостных повреждений, во-втором— отсутствием накопления квазистатических повреждений и уменьшающейся с увеличением числа циклов нагружения скоростью накопления усталостных повреждений, зависящей от ширины петли. Циклически стабильная при комнатной и слабо упрочняющаяся при повышенной температуре сталь 22к при мягком нагружении занимает промежуточное положение. При жестком нагружении (симметричный цикл деформаций) различия в деформациях и числах циклов Мр определяются только накоплением усталостных повреждений, зависящих в основном от располагаемой пластичности стали. При этом режиме нагружения различие в долговечностях получается меньше, чем при мягком, и меньшие долговечности соответствуют материалам, склонным к деформационному старению. [c.254]

В тонком слое металла, находящемся непосредственно у noBepxHo tH детали, накопление усталостных повреждений протекает интенсивнее, чем во внутренних слоях. Этому способствует также концентрация напряжений от микронеровностей поверхности. У высокопрочных сталей влияние этих факторов сильнее. Поэтому на гладких образцах эффект упрочнения может оставаться существенным с увеличением абсолютных размеров даже при уменьшении относительной глубины упрочненного слоя A/d, вследствие перехода очага усталостной трещины в подслой-ную область. [c.157]

Рассматриваемый элемент конструкции представляет собой массивную консоль, которая в процессе эксплуатации в полете и на земле подвергается динамическому растяжению при вращении вала двигателя, циклическому изгибу и скручиванию от набегающего потока (рис. 11.1). Условия нагружения лопастей и лопаток двигателя аналогичны, и с этой точки зрения накопление ими повреждений за полет может быть рассмотрено аналогичным образом. Вместе с тем лопасти испытывают суммарно настолько интенсивное нагружение при обтекании воздушного потока, что с течением времени в них могут возникать и развиваться усталостные трещины. Это тем более возможно, что алюминиевые сплавы, из которых изготавлива- [c.568]

При циклическом нагружении сплавов потенциал после первоначального всплеска с ростом числа циклов несколько облагораживается, плавно уменьшаясь по абсолютной величине (участок II), принимая спустя некоторое время установившееся значение и стабилизируясь в более отрицательной области III по сравнению с потенциалом ненагружениого образца. Очевидно, наряду с термодинамической активацией образца в данном случае немаловажную роль играет повышение электрохимической гетерогенности металла в ходе усталостного нагружения вследствие интенсивного накопления в его объеме повреждений, скопления вакансий и дислокаций, выхода их на поверхность, формирования грубых полос скольжения и зарождения усталостных трещин. Указанные процессы сопровождаются образованием новых поверхностей, несколько нарушающих сплошность пленок, разблагораживанием потенциала, возникновением менее совершенных защитных пленок на деформированной поверхности, в результате чего электродный потенциал удерживается в более отрицательной области. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...