Нагружение двухчастотное

В реальных условиях разрушение деталей машин и аппаратов часто имеет смешанный характер — оно может быть результатом сочетания малоциклового и длительного нагружения, двухчастотного нагружения с числами циклов на каждой из частот, порядок которых соответствует условиям мало- и многоцикловой усталости, других типов комбинированного нагружения. При сложных циклах нагружения процесс накопления повреждения на каждом из этапов (быстром нагружении, выдержке) имеет свои особенности, которые необходимо учитывать. Проблема суммирования повреждений разного типа с учетом их взаимного влияния при комбинированных нагружениях чрезвычайно сложна (см. в главах АЗ и А6 эмпирические данные и методы математического описания процессов повреждаемости). [c.29]

Машина для двухчастотного нагружения и испытаний с переменной частотой [c.180]

Устройство [113] для получения двухчастотного режима нагружения при малоцикловых испытаниях позволяет осуществлять режим мягкого или жесткого нагружения. [c.183]

Рис. 103. Схема устройства для получения двухчастотных режимов нагружения (а) и электрическая схема блока автоматического управления (б)

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЦИКЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ПРИ ДВУХЧАСТОТНОМ НАГРУЖЕНИИ [c.15]

По микрофотографиям определялись размеры карбидов, впадин и доля (в%) вязкой составляющей в зависимости от приложенного напряжения. На рисунке представлены зависимости среднего размера впадин (На и доли вязкой составляющей (в. с.) от приложенного напряжения Од. Кривые 1 и 2 описывают изменение размеров впадин, а 3 и 4 — количество вязкой составляющей по указанным режимам. Анализируя кривые яа этих графиках, можно отметить аналогичный характер зависимости доли в. с. и от двухчастотного нагружения и нагружения с выдержками — при уровне напряжений около 37 кгс/мм размер впадин является минимальным, так же как и доля в. с., т. е. в этом интервале напряжений имеет место максимальная хрупкость материала и, следовательно, указанные режимы нагружения являются наиболее опасными. [c.73]

Таким образом, двухчастотные машины должны удовлетворять дополнительному требованию, которое заключается в обеспечении возможности в широком диапазоне варьировать все параметры одной или обеих гармонических составляющих процесса нагружения. Этим достигается возможность варьирования и формы цикла нагружения, та к как если отношение частот составляющих равно двум или трем, то результирующая кривая может характеризоваться в пределах каждого цикла дополнительными экстремумами, величина которых выбирается в соответствии с требованиями опыта. В этом случае форма кривой цикла нагружения существенно зависит от сдвига фаз гармонических составляющих, который должен быть зафиксирован. При увеличении отношения частот гармонических составляющих фазовые соотношения постепенно перестают влиять на результаты испытаний, и, если это отношение становится больше десяти, то сдвиг фаз практически можно не учитывать. В этом нетрудно убедиться аналитически исследовав результирующую амплитуду в зависимости от фазовых соотношений. Более подробно этот вопрос рассмотрен в гл. VI. [c.58]

Одним из факторов эксплуатационного нагружения, влияющих на малоцикловую прочность, является двухчастотная форма цикла, включающая в себя периодические изменения во времени действующих нагрузок с двумя различными частотами (см. гл. 2, 5, 9, 11). Высокочастотные циклы, как показали специальные исследования [10], вносят дополнительное повреждение, которое в первом приближении учитывается коэффициентом снижения допускаемого числа циклов нагружения щ по п. 4.4.4 2 гл. И. [c.261]

Оценка уровня накопленного повреждения при двухчастотном высокотемпературном малоцикловом нагружении основана на использовании закономерностей развития деформаций и суммирования компонентов повреждений от низко- и высокочастотной составляющей деформаций (напряжений). Для случаев регулярного двухчастотного нагружения на основе гипотезы линейного суммирования повреждений с привлечением характеристик статических и циклических (для одночастотного режима нагружения) свойств материала разработаны алгоритм и программа расчета повреждений в каждом цикле нагружения с их последовательным суммированием до достижения суммарным накопленным повреждением критического уровня [11]. [c.261]

Высокочастотная нагрузка создается путем закручивания кривошипным возбудителем динамических перемещений 7, обладающим способностью плавного регулирования эксцентриситета в процессе работы и приводимым во вращение электродвигателем 2 через рычаг 3 внутренних цилиндров 7 и 5 упругого преобразователя, расположенного в корпусе 6 на опорах 7 и 8. Многослойная диафрагма 9, обладающая возможностью свободного осевого смещения, воспринимает на себя крутящий момент и обусловливает тем самым продольные перемещения активного захвата 10. Низкочастотный привод малоциклового нагружения через редуктор 11 (с встроенным в него кривошипным механизмом) и рычаг 12 с помощью электродвигателя 14 и редуктора 75. размещенных на основании 17 станины 16, закручивает внешний цилиндр упругого-преобразователя 13. Система управления приводами позволяет проводить двухчастотные испытания по синусоидальной и трапецеидальной формам цикла в мягком и жестком режиме. Регистрация диаграмм деформирования в этом случае осуществляется с помощью динамометра установки и ее деформометра, аналогичного рассмотренному в предыдущем параграфе, причем по низкочастотным составляющим нагрузки и деформации она регистрируется на двухкоординатном потенциометре (через электрические фильтры) в виде, представленном на рис. 4.6, а, а по полным составляющим действующих напряжений и деформаций — на экране электронного осциллографа в виде, показанном на рис. А. Н. [c.90]

Более простой способ воспроизведения двухчастотных режимов нагружения разработан для малоцикловых установок с одним силовым возбудителем путем оснащения их систем управления специальным устройством (21, 221. Этот способ применим к типу уже упоминавшихся испытательных установок, например УМЭ-10Т, у которых реверс направления нагружения происходит по достижении заданной величины нагрузки или деформации. [c.90]

Особенности кинетики диаграмм деформирования при двухчастотных режимах нагружения будут показаны на примере экспериментальных данных, полученных на последних двух типах [c.91]

Рис. 4.22. Схема устройства для реализации двухчастотных режимов нагружения на установке с одним силовозбудителем

Рис. 4.23. Схемы диаграмм циклического деформирования при одночастотном (я) и двухчастотном (б) нагружениях

Поведение металлических материалов в условиях, когда низкочастотная составляющая нагружения, как правило, является расчетной и носит статический или повторно-статический характер, а дополнительные высокочастотные нагрузки и вибрация имеют несущественную но сравнению с расчетной нагрузкой амплитуду, изучено достаточно широко, особенно влияние поли-частотного (в частности, двухчастотного) на1ружения на усталостные характеристики. Показано, что и на стадии зарождения, и на стадии развития усталостных трещин наложение высокочастотной составляющей значительно со-крагцает циклическую долговечность материала. Причем результат воздействия такого нагружения превышает результат простого сложения амплитуд низкочастотной и высокочастотной нагрузок. [c.98]

Представление об интерференция вош напряжений, возникающих в образце, позволило объяснить результаты некоторых усталостных испытаний. Суммирование колебаний различных частот и амплитуд является причиной перегрузки отдельных объемов. материала образца и зарождения первичных субмикроскопических трещин при переменном агружении. Снижению сопротивления усталости стали при двухчастотном нагружении способствует локализация пластической деформации и более интенсивное накопление искажений кристаллической решетки, а также ускоренное распространение усталостных трещин. [c.180]

Результаты двухчастотных испытаний представляют в координатах по оси напряжений — суммарная амплитуда, по оси долговечностей — чис-нзменеиня напряжения ло ЦИКЛОВ нагружений на той [c.180]

Машина МИР-8Д [14] предназначена для испытаний на усталость при осевом нагружении по двухчастотному циклу. Режимы нагружения могут быть стационариыми и изменяться по программе. [c.182]

Машина для бигармони-ческих программированных испытаний на усталость состоит из кривошипно-шатунного возбудителя, двух электродвигателей, один из которых служит для вращения возбудителя, а другой — для вращения испытуемого образца. Двухчастотные нагрузки, различающиеся по частота в два пять раз, воспроизводятся на инерционной машине УП-50Б (рис. 101) [171], работающей по принципу нагружения машины УП-50. В новой машине центробежные вибраторы 7 и 2 устанавлива- [c.182]

В последние десятилетия получили распространение систематические исследования циклической прочности материалов в области малоцикловой усталости (деформации лежат в пластической области), что особенно характерно для зон концентрации напряжений. Однако недостаточно полно изученным остается вопрос о сопротивлении мапоцикповому разрушению при попигармониче-ском нагружении, в том числе при высоких температурах, когда проявление температурно-временных эффектов может инициироваться высокочастотной составляюш ей циклических напряжений. Режимы нагружения, при которых на основной процесс цикличе ского изменения напряжений накладывается переменная состав-ляюЕдая более высокой частоты, свойственны элементам тепловых и энергетических установок, лопастям гидротурбин, лопаткам газотурбинных двигателей и ряду других деталей и узлов. Исследования сопротивления малоцикловой усталости при двухчастотных режимах нагружения выполнялись в весьма ограниченном объеме и без привлечения методов, позволяющих достаточно полно охарактеризовать особенности циклического деформирования материала в упругопластической области. [c.15]

Описываемые ниже методика и аппаратура обеспечивают возможность регистрации диаграмм циклического деформирования с соответствующими измерениями деформаций, наблюдения за испытываемым объектом с целью анализа условий возникновения и развития трещин и за структурными изменениями материала, определяющими его сопротивление деформированию и разрушению. Для реализации методики к испытательной установке серии МИР [ 1 ] разработаны и изготовлены система двухчастотного силовозбужде-ния с низкочастотным нагружением в области малоцикловой усталости и регистрацией при этом диаграммы циклического деформирования и система нагрева образца для осуществления данных испытаний в области высоких температур. Внешний вид модернизированной установки с пультом управления ее системами представлен на рис. 1. [c.15]

Исследования были проведены на аустенитной нержавеющей стали Х18Н10Т, склонной к интенсивному деформационному старению. Трубчатые образцы диаметром 21 мм и толщиной стенки 1,5 мм испытывали при растяжении-сжатии (частота нагружения приблизительно 1 цикл/мин) на установке типа УМЭ-10 т, снабженной вакуумной системой и средствами исследования микроструктуры на поверхности образца [1]. Указанная установка оборудована также системой управления силовозбудителем для получения двухчастотного режима нагружения (частота около 20 цикл/мин) и автоматическим устройством для программного нагружения с временными выдержками на экстремальных уровнях нагрузки в полуциклах нагружения. Испытания были проведены при моногар-моническом малоцикловом нагружении, при нагружении с выдержкой 5 мин при максимальной (по абсолютной величине) нагрузке в полуциклах, а также с наложением нагрузки второй частоты в процессе выдержки при температурах 450° С и 650° С [2]. При исследованиях структуры использованы методы световой (для определения числа, размера и характера расположения частиц), ионной и просвечивающей электронной микроскопии (для определения характера распределения карбидов и легирующих элементов), электронной микроскопии со снятием реплик с зон изломов, а также методы рентгеноструктурного (для определения степени искаженности кристаллической решетки в зависимости от уровня нагрузки) и рентгеноспектрального анализа. Образцы исследовались в зонах разрушения. [c.67]

Ранее было показано [3], что при малоцикловом нагружении при температуре интенсивного деформационного старения (650° С) количество, размер и характер расположения частиц существенно зависят от условий деформирования. Характер выпадения новой фазы (карбидных частиц) определяется уровнем действующей нагрузки (деформации), временем нагружения и формой цикла, причем при заданном режиме нагружения (одно- и двухчастотное, программное и пр.) наблюдается сочетание времени и нагрузки, когда процессы старения вызывают хрупкое разрушение образца. Нагрузка ниже такого уровня приводит к тому, что время старения оказывается недостаточным для полного охрупчивания материала и излом имеет вязкий или смешанный характер. При малых нагрузках деформационное старение протекает медленнее и процессы выпадения частиц новой фазы оцределяются в основном временем нагружения. Чем ниже действующее напряжение, тем бо,пьше времени необходимо для возникновения хрупких состояний. [c.67]

А. Н. Романов, М. М. Радении. Сопротивление малоцикловому изотермическому деформированию и разрушению при двухчастотном нагружении. Материалы Всесоюзного симпозиума по малощшловой усталости при повышенных температурах. Челябинск, Челябинский политехнический институт, 1974. [c.72]

Исследованию подвергалась широко используемая в машиностроении аустенитная сталь Х18Н10Т стандартного состава (предварительная обработка заключалась в закалке с 10.50° С в воду). Трубчатые образцы диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм испытывались в вакууме па малоцикловую усталость при 450° С при одночастотном (1 дикл/мин) и двухчастотном знакопеременном нагружении по схеме растяжение — сжатие, а также с выдержками 5 мин при максимальной нагрузке. При двухчастотном нагружении накладывалась вторая частота 10 цикл/мин с амплитудой 6,5 кгс/мм Амплитуда нагружения составляла 34,4, 37 и 39,2 кгс/мм для всех видов нагружения. Зону разрушения изучали по методу пластикоугольных двухступенчатых реплик с разрешающей способностью 200 А. [c.72]

Описана установка для испытаний металлов на усталость, модернизированная с целью осуществления на ней высокотемпературных исследований при двухчастотных и программных режимах нагружения с низкочастотным деформированием в уируго-пластической области. [c.161]

Проведено фрактографпческое исследование образцов стали Х18Н10Т при одно- и двухчастотно.м нагружении и при нагружении с временными выдерж-itaMii в условиях малоциклового деформирования при 450° С. Показано, что размер впадин на изло.ме и величина карбидов в зоне разрушения зависят от количества вязкой составляющей. [c.163]

Непосредственное слежение за изменением напряжений может осуществляться с помощью устройств, предназначенных для программных испытаний, однако в весьма ограниченных масштабах в связи с необходимостью синхронной работы возбудителя и программирующего устройства. Кулачковые механизмы также не могут быть рекомендованы, так как их применение в значительной степени снижает производительность оборудования, и, что очень существенно, с помощью вращающегося кулачка можно воспроизвести только один какой-либо закон изменения напряжений и лишь с малым числом экстремумов в одном периоде. Поэтому нашел распространение второй метод воспроизведения бигар ионических нагрузок— возбуждение и суммирование синусоидальных составляющих. Этот метод был положен в основу создания первой бигармониче-ской машины для испытания на усталость материалов при двухчастотном нагружении с соотношением частот гармонических составляющих 2 1 3 1 и 3 2 [3]. [c.132]

Рассмотренные выше усталостные машины позволяют суммировать две гармонические составляющие в относительно небольшом диапазоне соотношения частот. Более точно эксплуатационный характер нагруженности может быть воспроизведен на описываемой нин е установке [10], позволяющей осуществлять двухчастотные режимы нагружения в широком диапазоне значений С02 проведение испытаний при некоторых трехчастотных режимах нагружения, а также режимах, приближающихся к случайным в связи с большой длительностью периода нагружения и наличием больших и малых амплитуд напряжений. [c.142]

При двухчастОтном характере нагружения применение оптической системы силоизмерения затруднено и возникает необходимость использовать проволочные тензодатчики, наклеиваемые на цилиндрической части динамометра и работающие в комплекте со стандартной аппаратурой (усилитель и осциллограф). [c.161]

Натурные и модельные тензометрические исследования трубопроводов, внутрикорпусных устройств ВВЭР [10, 13, 16] показали наличие высокочастотных вибрационных напряжений преимущественно с небольшими аляшитудами, действующих на фоне низкочастотных напряжений с большими амплитудами от основных нагрузок. Эти вибрационные (в том числе резонансные) напряжения обусловлены гидро- и аэродинамическими усилиями от потоков теплоносителя, механическими колебаниями и сейсмическими усилиями, характеризующимися большими коэффициентами асимметрии цикла и суммарным числом циклов (10 —10 ). Применительно к такому характеру двухчастотного длительного нагружения в последние годы осуществлен ряд исследований, позволяющий дать оценку снижения малоциклового ресурса конструкций за счет наложения вибрационных напряжений [16, 21]. [c.42]

Уточнение эффекта двухчастотности проводится на основе разработанных и рассматриваемых ниже алгоритма и программы расчета уровня накопленного повреждения в элементах конструкций при двухчастотном высокотемпературном нагружении с учетом иЗлменения во времени характеристик статических механических свойств. Использование этой программы для случая обычного одиочастотного нагружения возможно как для частного случая с заданием уровня второй (высокочастотной) составляющей напряжений и деформаций, равной нулю (см. 2). [c.261]

Гаденин М. М. Особенности развития деформаций и накопления повреждений при двухчастотном малоцикловом нагружении и цовышенных температурах.— Машиноведение, 1976, № 1. [c.270]

Гаденин М. М. Малоцикловая долговечность элементов конструкций в условиях высокотемпературного двухчастотного нагружения.— В кн. III Всесоюз. симпоз. Малоцикловая усталость элементов конструкций . Вильнюс РИСО ЛитССР, 1979, вып. 2. [c.270]

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]

Для выявления основных закономерностей развития деформаций при двухчастотных режимах малоциклового нагружения необходимо прежде всего проведение экспериментальных исследований с обязательной регистрацией диаграмм циклического деформирования в этих условиях. Наиболее приемлемым для этой цели оборудованием оказывается уже рассл1атривавшаяся в предыдущем параграфе электрогидравлическая испытательная установка (см. рис. 4.4), задание двухчастотного режима нагружения на которой может быть без принципиальных трудностей осуществлено в широком диапазоне нагрузок и частот обеих составляющих с помощью последовательно включенных функциональных генераторов или соответствующей программы для управляющей ЭВМ. [c.88]

Наряду с электрогидравлическими установками для воспроизведения двухчастотных режимов нагружения могут быть использованы и более простые, широко распространенные установки для испытаний на многоцикловую и малоцикловую усталость. На базе испытательной машины для осевого асимметричного нагружения с частотой до 30 Гц типа МИР-С [19] была разработана двухчастотная испытательная установка, в которой использован принцип сложения на нагружающем элементе двух разночастотных нагрузок от независимых силовозбудителей, для чего привод статического нагружения был преобразован в привод малоциклового нагружения с дополнением его соответствующей системой управления. Данная установка позволяет осуществлять двухчастотное нагружение по режимам, изображенным на рис. 4.19, а, в, с частотами 1 цикл/мин и менее в малоцикловой области и до 30 Гц в области высокочастотных нагрузок, а оснащение системой нагрева образца [20] обеспечило возможность проведения этих испытаний при высоких температурах. Осевое знакопеременное нагружение образца в этом случае осуществляется (рис. 4.20) с помощью упругих трансформаторов, преобразующих крутильные колебания в продольные перемещения. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...