Коэффициент асимметрии цикла нагружения

Для образцов с надрезами и трещинами коэффициент асимметрии цикла нагружения определяют по формуле (21). Однако изменение коэффициента асимметрии цикла нагружения с ростом усталостной трещины учитывает в данном случае пластическую деформацию растяжения и образующиеся остаточные напряжения сжатия. Реальный коэффициент асимметрии нагружения в вершине трещины в области остаточных напряжений сжатия [c.56]

Таким образом, абсцисса точки В не зависит от коэффициента асимметрии цикла нагружения R. Полная кривая границы раз- [c.57]

Аналитическое решение задачи определения области суще--ствования нераспространяющихся усталостных трещин возможно с помощью метода конечных элементов [31]. Упругопластический анализ распределения напряжений и деформаций у вершины усталостной трещины при нагружении плоского элемента с двусторонним надрезом проводили при нескольких значениях длины трещины (в том числе и при отсутствии трещины), чтобы получить зависимости напряжений и деформаций от коэффициента асимметрии цикла нагружения с ростом трещины. Теоретический коэффициент концентрации напряжений в исходном надрезе исследуемого элемента 00=9,35. [c.66]

Влияние асимметрии цикла нагружения. Одним из основных параметров циклического деформирования, оказывающим существенное влияние на сопротивление усталости материалов, является асимметрия цикла нагружения. Это влияние можно наблюдать на обеих стадиях усталости до образования усталостной трещины и при ее развитии. В общем случае увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения приводит к более раннему возникновению усталостных трещин и уменьшению скорости их развития. С увеличением асимметрии цикла нагружения увеличивается также пороговое значение амплитуды коэффициента интенсивности напряжений, ниже которого не происходит роста усталостных трещин. [c.88]

Таким образом, можно сделать вывод, что пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений не является константой материала и зависит от коэффициента асимметрии цикла нагружения 26]. Считаем, что закон скорости роста трещины подчиняется зависимости [c.133]

Основные пороговые значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений о A " углеродистых сталей I и П при различных коэффициентах асимметрии цикла нагружений [c.134]

Приведенный коэффициент асимметрии цикла нагружения Rt определяется по формуле [c.126]

Обратимся к кинетическому уравнению (5.5а). Для построения функции Ф ((й/(Ор) необходимо иметь кривую малоцикловой усталости (см. рис. 1.11) для таких условий нагружения, в которых отсутствует одностороннее накопление пластических деформаций. Обыкновенно это имеет место в случае симметричного цикла нагружения или цикла, близкого к симметричному. Для стали 45 соответствующий коэффициент асимметрии цикла нагружения оказался равным—1,035. При указанных условиях в уравнении (5.5) выпадает второе слагаемое. Далее необходимо иметь такие [c.179]

Коэффициентом асимметрии циклов нагружения называется отношение (рис. 1.1) [c.7]

Коэффициент асимметрии циклов нагружения [c.41]

Влияние асимметрии циклов нагружения на величину циклической вязкости разрушения и пороговые значения КИН можно оценить по диаграмме живучести, представленной на рис. 5.6. Из геометрических соотношений следует, что при коэффициентах асимметрии циклов нагружения в диапазоне О—1 [c.59]

Циклическая вязкость разрушения и пороговое значение КИН могут быть также выражены непосредственно в функции коэффициента асимметрии циклов нагружения R. После несложных преобразований получим [c.59]

Для исследованного сплава по осредненным данным измерения скорости роста усталостной трещины в диапазоне коэффициента асимметрии цикла нагружения —1 Я +0,7 они получили следующее выражение для указанной функции при п = 2,46 и С= 66,83 10 [c.161]

Если деталь работает в эксплуатации со значительным коэффициентом асимметрии цикла нагружения, то обычно строят диаграмму предельных напряжений. Пример такой диаграммы для 160 [c.160]

Р1К.13.3.5. Схематическое изображение влияния частоты и коэффициента асимметрии цикла нагружения [9] [c.490]

Диаграммы усталости (см. рис. 159) строят на основании результатов испытания стандартных образцов при определенном виде нагружения (растяжения, сжатия, изгиба, кручения) и постоянных параметрах цикла (при постоянном значении коэффициента асимметрии цикла г). [c.284]

Располагая диаграммами Смита дл различных материалов и видов нагружения, можно производить расчет на усталость при любом значении коэффициента асимметрии цикла. [c.285]

Диаграмма усталостной прочности строится следующим образом. Берется партия совершенно одинаковых образцов из исследуемого материала, которые испытываются с различными коэффициентами асимметрии цикла г. По оси абсцисс (оср) откладывается напряжение, соответствующее пределу прочности данного материала <7в, а по оси ординат (<Га) откладываются пределы выносливости этого материала при различной асимметрии циклов. Известно, что наиболее опасный цикл нагружения — симметричный (г = —1), поэтому значение этого предела о 1 откладывается непосредственно по оси ординат (рис. 20.6.1). [c.354]

Машины типа УЭ — универсальные, они могут работать как в статическом режиме, так и в циклическом с любым коэффициентом асимметрии цикла. Частота нагружения образца колеблется от о до 5 Гц, т. е. машина позволяет вести испытания материалов на обычную выносливость и малоцикловую усталость. На такой машине обеспечивается режим испытания образцов на изгиб и на растяжение — сжатие. [c.362]

Развитие этих деформаций и повреждений по мере накопления числа циклов зависит от таких важных факторов, как уровень эксплуатационных нагрузок, циклические свойства материалов, максимальные температуры и длительность нагружения в цикле. Если температуры эксплуатации сравнительно невелики и не связаны с образованием статических и повторных деформаций ползучести, то в методах расчета конструкций на малоцикловую прочность температурно-временные эффекты не учитываются. Это обстоятельство позволяет существенно упростить методику расчета в расчете прочности и долговечности в качестве исходных для заданного режима эксплуатации устанавливаются амплитуды местных, упругопластических деформаций, коэффициенты асимметрии цикла и число циклов нагружения. [c.370]

Предел выносливости при изгибе всегда больше, чем при осевом нагружении. Это объясняется тем, что при растяжении или сжатии все сечение подвергается одинаковым напряжениям, а при изгибе наибольшие напряжения будут лишь в крайних точках сечения, остальная часть материала работает при меньших напряжениях. Это затрудняет образование трещин усталости. Если цикл напряжений асимметричен, то предел выносливости тем больше, чем ближе к -fl коэффициент асимметрии цикла R. При R = -fl, т. е. при статическом нагружении, предел выносли-5 131 [c.131]

Универсальность рассматриваемой машины типа УМЭ-ЮТ ) состоит не только в том, что на ней можно производить испытания металлических и пластмассовых образцов на растяжение, на сжатие или на изгиб при статическом приложении нагрузки, но главным образом в том, что она позволяет осуществлять циклическое нагружение с любым коэффициентом асимметрии цикла при заданных деформациях или нагрузках в пределах ее грузоподъемности от +10 до —10 Т. Наибольшая частота циклической нагрузки машины составляет 10 циклов в минуту. К тому же все эти нагрузки можно задавать как в условиях обычной температуры, так и в условиях повышения температуры образца до 1200 °С. Наконец, машина имеет электронные силоизмеритель и диаграммный аппарат, позволяющий записывать в большом масштабе кривую зависимости усилия от деформации образца. [c.255]

Наиболее интересными с практической точки зрения являются исследования, в которых определяются условия увеличения долговечности деталей в результате уменьшения скорости роста усталостных трещин. Увеличение прочностных и пластических характеристик материала (ств, стт, i ), уменьшение размера структурных составляющих, увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения, уменьшение жесткости двухосного напряженного состояния, понижение температуры испытания и наличие вакуума — вот далеко не полный перечень факторов, приводящих к уменьшению скорости роста трещины. Увеличение сопротивления усталости, связанное с затруднением роста трещины, происходит и при упрочнении границ зерен дробной механотермической обработкой, и при взрывном упрочнении, приводящем к замораживанию дислокаций [8]. Торможения развития трещин добиваются также применением композиционных материалов, в которых трещина либо вязнет в мягких слоях, либо не может разрушить более прочные армирующие волокна. [c.7]

Глубина нераспространяющейся усталостной трещины увеличивается с ростом уровня амплитуды или максимальных напряжений цикла нагрузки, причем тем интенсивнее, чем больше коэффициент асимметрии цикла нагружения. Детали с усталостными трещинами одного размера могут выдерживать без разрушения тем более высокие амплитуды цикла напряжений,, чем больше среднее напряжение цикла смещено в сторону сжатия. На рис. 56 приведены зависимости глубины нераспро-страняющнхся усталостных трещин, возникших в призматических образцах (40x40 мм) с концентратором напряжений из стали 45 при асимметричном цикле нагружения с различными напряжениями сжатия. Увеличение среднего сжимающего напряжения снижает рост размера нераспространяющейся усталостной трещины. [c.136]

При испытании в воде и при наложении катодной поляризации изменение коэффициента асимметрии цикла нагружения с / =0 до / =0,7 приводит к увеличению скорости роста усталостной трещины (рис. 65), причем влияние асимметрии нагрузки заметнее в низкоамплитудной области, т.е при малых значениях размаха коэффициента интенсивности напряжений По-видимому, это происходит вследствие раскрытия трещины, когда ма териал в ее вершине находится в напряженном состоянии в течение пол ного цикла нагружения, и проникновение водорода в зону лредразру шения усиливается. [c.130]

При построении кривой усталости приходится считаться с большим рассеянием долговечностей (чисел циклов до разрушения), отвечающих одинаковым уровням максимальных за период цикла напряжений и одинаковым коэффициентам асимметрии цикла нагружения. Под указанной кривой обычно понимают такую, которая проходит на каждом уровне а ах через точку, отвечающую среднему для этого уровня значению долговечности Np. Ордината, соответствующая базовому числу циклов No, называется условным пределом выносливости. В зоне тех уровней Сттах, на которых все испытанные образцы разрушаются, соответствующий участок кривой строится по известным правилам статистической обработки результатов наблюдений [80, 81 ]. Однако на достаточной низких уровнях напряжения часто возникает ситуация, когда часть образцов проходит базу No, как правило. [c.19]

В случае малоцикловой усталости деформационная анизотропия играет определяющую роль, поэтому от соотношений (2.31) приходится отказываться. Для циклического нагружения при линейном напряженном состоянии кривые деформирования в конкретных циклах могут быть исследованы экспериментально, причем рекомендуется [18, 41, 79 J отсчитывать деформации обратного хода каждый раз от того состояния, в котором путь нагружения меняет свое направление. Применительно к ряду исследованных материалов подобные кривые, представленные схематически на рис. 2.5, оказываются общими для всех уровней напряжений [18, 42, 65], хотя могут зависеть при этом от коэффициента асимметрии цикла нагружения. Располагая наборомтаких кривых, можно определять в соответствующих циклах ширину петель гистерезиса. Для определения деформации циклической ползучести необходимо располагать еще и набором кривых деформирования в каждом цикле при прямом ходе нагружения, причем и здесь деформация отсчитывается от состояния, в котором путь нагружения изменяет свое направление (ср. рис. 1.10). Как при прямом ходе нагружения, так и при обратном (рис. 2.5, 2.6) односторонне накопленная пластическая деформация в N-u цикле равна сумме деформаций +. .. + [c.54]

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]

Рис. 116. Зависимости критической скорости роста усталостных трещин d стали 15Х2МФА (I) (J, 3) и 15Х2МФА (II) (2, 4) от коэффициента асимметрии цикла нагружения при температуре 293 К ( , 2 — толщина образцов 25 мм, 3, 4 — толщина образцов 150 мм).

Построенная диаграмма живучести позволяет ввести в рассмотрение понятие коэффициента запаса живучести конструкции, с помощью которого можно оценить степень приближения задан ного произвольного цикла нагружения к предельному циклу, для которого скорость роста трещины является недопустимо высокой. Пусть заданный цикл нагружения с параметрами Кр и Кт изображается на диаграмме живучести некоторой точкой (или А ), находящейся в зоне 2 (см. рис. 5.6 и 5.7). Тогда, в з веанмосхи от знака коэффициента асимметрии цикла нагружения, занг с живу чести можно принять равным п = OBJOAi при J > О и = = ОВ2/ОА2 при / < О (точки Bi и Ва изображают соответствующие предельные циклы нагружения). Аналогично для циклов нагружения с изображающими их точками в зоне 1 (рис. 5.6) вво- [c.42]

Экспериментально установлено, что i ) зависит от асимметрии циклов нагружения. Так, для алюминиевых сплавов рекомендуется следующее эмпирическое соотношение = 0,707 -f + 0,4087 при О < / < 0,7, где R = атш/ащах — коэффициент асимметрии циклов нагружения. [c.54]

В механике усталостного разрушения на стадии роста магистральной трещины при циклическом нагружении параметром разругиения, характеризующим напряженно-деформированное состояние у вергии-ны трещины в упругом теле и контролирующим закономерности ее эоста, служит коэффициент интенсивности напряжений К вместе с коэффициентом асимметрии цикла нагружения R = i min/ max-Максимальное и минимальное напряжения цикла нагружения определяют и соответствующие коэффициенты интенсивности напряжений, [c.168]

В рамках подобного подхода развитие усталостных трещин представляется в виде кинетических диаграмм усталостного разрушения, изображающих зависимость скорости роста трещины от наибольшего коэффициента интенсивности напряжений iifj или его размаха (амплитуды) АК при постоянном коэффициенте асимметрии цикла нагружения i (рис. 5.31). [c.247]

Применительно к испытаниям сталей на усталюсть при различных частотах нагружения с коэффициентами асимметрии цикла нагружения 0,7 0,8 и 0,9 в атмосфере паров воды выявлены различные постоянные скорости роста трещины в при ороговоА области при изменяющемся коэффициенте интенсивности напряжений. Механизм сохранения постоянства скорос-бей роста трещины был объяснен с позиций водородного охрупчивания материала, а аномальное поведение в развитии трещины — отсутствие зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений — охарактеризовали как плато [269].. [c.214]

В работе [3] испытание на усталость производилось при постоянном минимальном напряжении цикла Отш = 2.5 кГ/мм , что приводило к повышению характеристики цикла г при снижении максимальных напряжений в процессе испытания, т. е. к увеличению коэффициента асимметрии цикла нагружения. Увеличение коэффициента асимметрии, в соответствии с диаграммой предельных циклов, приводит к повышению предела выносливости. Предел выносливости стыковых соединений стали Х18Н9Т без усиления с непроваром 8—25% получен автором работы [3] при характеристике циклов г = 0,42ч-0,5 при испытании сварных соединений низкоуглеродистой стали характеристика цикла во всех случаях оставалась постоянной, г = 0,1. [c.55]

Для большинства металлов характерной особенностью кривой вынос, 1ИВОСТИ является наличие горизонтальной асимптоты Последняя является следствием того, что при некотором значении наибо.1ьшего напряжения цикла образец может выдержать теоре-тичес и бесконечно большое число циклов нагружения. Это напряжение, как отмечалось, носит название предела выносливости и обозначается в обш,ем случае Ог, где г — коэффициент асимметрии цикла При симметричном цикле г = —1, а потому о,- = а 1. [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...