Циклический долом

Рассмотрим более общий случай, когда необходимо суммирование статической и циклической долей повреждаемости. Рассчитаем долговечность рабочей лопатки турбины, температурное и напряженное состояния которой описаны в работе [71]. [c.183]

Согласно экспериментам область определения функции v = = у(ДЛ[) ограничена слева пороговым значением размаха коэффициента интенсивности d Kth = /а(1 R), а справа — размахом некоторого критического коэффициента интенсивности напряжений Д/(/с = Kf (i - R)- Величина Kf несколько меньше Кс (или К/с) вследствие развития в материале усталостных повреждений. Саму же область определения функции v обычно считают состоящей из трех подобластей первая соответствует замедленному росту усталостной трещины, вторая — устойчивому росту, третья — циклическому долому (рис. 24.7а). [c.436]

Тогда испытания проводят, например, на базе 10 циклов и говорят об ограниченном пределе выносливости, — той амплитуде напряжений, которая соответствует заданной циклической дол- [c.436]

Центральная пористость 327 Цикл напряжений 226 Циклический долом 232 [c.351]

Уравнение (4.85) предполагает, что вся рассеянная энергия идет на повреждение. В то же время из работ [3, 147, 153, 184, 233, 267] следует, что часть ее идет на деформирование и только часть — на повреждение. Причем доля энергии, идущей на повреждение, зависит от уровня суммарной рассеянной энергии и от характера нагружения (квазистатическое, циклическое и т. д.). Таким образом, приведенные в указанных работах результаты не позволяют считать зависимость (4.85) и, следовательно, критерий (4.82) достаточно обоснованными для приме- [c.258]

Орбита частицы при этом не будет оставаться постоянной. Как видно из (8.16), с увеличением скорости радиус орбиты частицы будет возрастать. Поэтому частица будет двигаться по дуге окружности только в пределах участка между ускоряющими промежутками, где ее скорость не изменяется. В ускоряющем промежутке, где ее скорость возрастает, частица будет переходить на дугу окружности большего радиуса (соответствующего скорости частицы после прохождения промежутка). Таким образом, траектория частицы будет состоять из дуг окружностей постепенно увеличивающегося радиуса, соединенных небольшими участками, по которым частица переходит с одной дуги на другую. Так как частицы должны пролетать ускоряющие промежутки в определенные короткие интервалы времени (так же как и в случае линейного ускорителя), то они движутся по этим траекториям не сплошным потоком, а отдельными сгустками, занимающими малую долю каждой дуги окружности. По такому принципу был построен первый циклический ускоритель, который был назван циклотроном. [c.218]

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]

Форма и соотношение плош,адей, занятых усталостной трещиной и окончательным изломом, зависят от формы сечения элемента, способа его циклического нагружения, наличия концентрации напряжений, а также от влияния среды. На рис. 6.4 представлены схемы типов усталостных изломов для элемента круглого сечения (вал, ось) при знакопеременном изгибе в одной плоскости (а — более высокие циклические напряжения, близкий к симметричному двусторонний рост трещины усталости б — более низкие напряжения, запаздывание возникновения встречной трещины от точки Лг, асимметричное расположение и форма заштрихованного окончательного излома). Типы изломов виг свойственны вращающемуся круглому элементу при изгибе в одной плоскости (в — более высокие напряжения, большая доля сечения занята окончательным изломом, г — более низкие напряжения, большая часть излома занята усталостной трещиной, начавшейся в точке А). Типы изломов дне соответствуют предыдущему случаю нагружения, но при наличии концентрации напряжений в круглом эл-ементе, например, от галтели или выточки (д — более высокие напряжения, трещина развивается от точки А с повышенной скоростью на флангах, у зоны концентрации напряжений ее фронт изгибается, появляются встречные трещины, образуя эллиптическое очертание окончательного излома, е— более низкие напряжения, та же тенденция искривления [c.113]

Тогда средняя по времени мощность излучения, приходящаяся на долю моно-хроматической линии с циклической частотой равна [c.390]

Рис. 57. Кривые циклической ползучести 6 сплава ОТ4 (г=20°С, 2 цикл/мин), полученные при различном напряжении, доли от /-0,80 2-0,83 3-0,91 4-Ь,92 5-0,93 е-0,95

Циклическую долговечность деталей в области МЦУ определяют по деформационным критериям относительной долговечности [43], связывающих деформации в цикле нагружения с числом циклов. Суть расчетов сводится к определению предельной поврежденности материала в области МЦУ, соответствующей разрушению. Отличием от единицы (она обычно меньше) пренебрегают, считая, что принятая система запасов по долговечности подтверждается практикой и оправдывает применение критерия относительной долговечности. Помимо того, принимают, что в процессе эксплуатации сам ПЦН, а также отношение долей статического и циклического повреждений материала [c.39]

Npi — предельная наработка, соответствует числу циклов до разрушения, определяемому размахом упругопластических деформаций г-го цикла нагружения tpi — длительность периода до разрушения материала диска при г-й температуре a uat — доли циклических и статических повреждений за один полет соответственно. Предельное число полетов двигателя определяется из суммирования накопленных повреждений до единицы. [c.39]

При накоплении усталостных повреждений в материале при неизменных ус,ловиях циклического нагружения доля периода роста усталостной трещины в общей долговечности образца или элемента конструкции существенно зависит от концентрации напряжений. Применительно к гладко- [c.55]

Соотношение (1.21) указывает на уменьшение доли периода роста трещины в долговечности сварного соединения по мере возрастания числа циклов нагружения до разрушения соединения. Относительная доля периода роста трещины в периоде нагружения элемента конструкции до ра.зру-шения существенно зависит от условий нагружения элемента конструкции, вида материала и состояния поверхности, а также концентрации напряжений. При ВЫСОКО концентрации напряжений доля периода роста трещины в общей долговечности образца или элемента конструкции может оказаться значительной. Возникает естественный вопрос о том, в какой мере соотношение между периодами зарождения и роста трещины может быть использовано для характеристики поведения материала при циклическом нагружении. Указанная информация позволяет установить, насколько эти два разных способа накопления повреждений материала взаимосвязаны или зависимы между собой для разных условий нагружения и их концентрации в районе очага разрушения. [c.61]

Итак, смещение фаз нагружения при наличии асимметрии цикла сопровождается нарастанием доли периода роста трещины в общей долговечности и снижением общего периода работы плоской модели под циклической нагрузкой. [c.332]

F6-6D1 [7]. Зарождение трещины произошло от поверхности центрального отверстия диска, и она циклически развивалась до размеров 12,7 мм в глубину и примерно до 33 мм по поверхности отверстия, а далее произошел долом диска (рис. 9.4). [c.468]

В диске № 1 в направлении развития трещины в пределах 1 мм от дефекта материала формировался преимущественно фасеточный рельеф излома, а далее в основном бороздчатый рельеф с отдельными протяженными фрагментами фасеточного рельефа. Лишь вблизи зоны нестабильного роста трещины доля фасеточного рельефа вновь увеличилась. Критические размеры трещины равнялись примерно 52 мм по поверхности диска и 17 мм в глубину. Шаг усталостных бороздок в пределах зоны циклического развития трещины увеличился с 0,5 до 12 мкм (рис. 9.47). [c.524]

Разрушение траверсы по сварному шву в случае № 5 было связано с перегрузкой детали, в результате чего трещина не успела распространиться на всю толщину стенки. При этом излом имел характерные усталостные линии, которые свидетельствовали о регулярном повреждении материала от полета к полету блоком циклических нагрузок. В случаях № 6, 7 разрушение сопровождалось формированием четких усталостных линий при разрушении деталей на всю толщину сечения (рис. 15.7). Это позволило произвести оценку длительности роста трещины в посадках для всех трех деталей на основе измерения усталостных линий (рис. 15.8). В случаях № 5-7 число посадок составило соответственно около 120, 380 и 160. Различия в оценках длительности роста трещины определяются, во-первых, перегрузкой детали (случай № 5) и ее дол омом до достижения трещиной естественного предельного размера, а во вторых, высокой концентрацией напряжений (случай № 7) в районе подкладки под сварку. Рассмотренные случаи разрушения позволили провести оценку длительности роста трещины исходя из других представлений (случай № 4), когда в изломе [c.778]

Так как свойства на растяжение при начале расслаивания могут быть связаны по деформации для широкого класса композитов, в [8] были изучены усталостные свойства группы типичных композитов при возникновении расслаивания. Было обнаружено, что если представить результаты в терминах циклической деформации, то усталостные свойства различных композитов оказываются весьма близкими (рис. 10). Если данные с рис. 10 представить через напряжение при возникновении расслаивания, то усталостные кривые будут сильно отличаться. После 10 циклов допустимая деформация составляет лишь около 0,12%. Для большинства слоистых композитов такая деформация соответствует очень малой доле от их предела прочности. Если бы в качестве конструкционного критерия в условиях усталости принять недопустимость расслаивания, то это оказалось бы слишком жестким ограничением. На рис. 6 для композита с матами из рубленой пряжи и полиэфирной смолой было показано, что амплитуды напряжения, необходимые для возникновения растрескивания [c.347]

В зависимости от условий нагружения (уровень действующих напряжений и форма цикла), а также циклических свойств материалов к моменту разрушения накапливается та или иная доля усталостного и квазистатического повреждений, удовлетворяющих уравнению (1.2.7). [c.21]

Как будет показано в п. 23, статическую и циклическую доли повреждаемости можно суммировать также и во временном виде. Линейное суммирование при этом не соответствует экспериментальным данным (см. рис. 85). Это подтверждают и результаты испытания сплава ХН73МБТЮВД на рис. 75 кривая пре- [c.133]

В подвижных разъемных соединениях болты работают f срез. Для исключения изгиба в этом случае болты должн устанавливаться в отверстия по соответствующей посадке. Дл нормальной работы пакета на смятие в нем должна разм щаться только гладкая часть болта, а резьба — под гайко Усталостную долговечность болтового соединения, работающ( го на срез, можно повысить рациональным выбором силы з тяжки и соотношения упругости болтов и стягиваемых детале Затяжка уменьшает циклическую долю нагрузки, делая ее по ти полностью статической. Резьба является концентраторо напряжений в болтовом соединении. Напряжения в резьбе моя но уменьшить, увеличив диаметр резьбы и высоту гайки. Отве ственные болтовые соединения контрятся шплинтами, стандар ньГми шайбами или самоконтрящимися гайками. Расчет бо товых соединений приведен в работе [3]. [c.248]

Последний вопрос, о котором хотелось бы упомянуть в данном разделе,— анализ циклической долговечности при нестационарном нагружении. Обычно расчет при нестационарном нагружении базируется на различных вариантах правил линейного суммирования повреждений [99]. Первая гипотеза накопления повреждений была предложена в 1924 г. А. Пальмгреном [386] и развита А. Майнером [376]. Эта гипотеза, широко используемая до сих пор, называется гипотезой Пальмгрена—Майнера, или правилом линейного суммирования повреждений. Гипотеза Пальмгрена—Майнера утверждает, что доля поврежденности при любом уровне амплитуды нагружения пропорциональна от- [c.134]

Тепловыделение в микрообъемах тем больше, чем больше амплитуда напряжений и меньше коэффициент асимметрии цикла. С другой стороны величина местного повышения температуры зависит от свойств материала и его структурных составляющих. Повышение температуры в микрообъемах тем больше, чем меньше теплопроводность и теплоемкость материала и выше его циклическая вязкость, определяюндая (на стадии упругих деформаций) долю необратимого превращения энергии колебаний в тепловую энергию. [c.288]

В левой ч стн этого уравнения, вooбu 1оворя, переменными являются не только О), но также R и у, так как скорость и радиус орбиты постепепно возрастают (при этом (I), V и связаны соотношением и = (oR). Только в тех случаях, когда ускорение частиц происходит по орбитам постоянного радиуса (например, при ускорении электронов в синхротронах), / в уравнении (10.23) есть величина постоянная. Однако, поскольку во всех циклических ускорителях радиус орбит если и не остается постоянным, то увеличивается очень медленно (за весь процесс ускорения частицы делают ие менее 10 оборотов и, следовательно, изменение радиуса за один оборот не превышает долей процента), можно для каждого отдельного оборота частицы считать R в урапнении (10.23) постоянным тогда из этого уравнения можно найти среднее угловое ускорение частицы, считая его так же равномерно распределенным по орбите, как и момент силы. [c.311]

Переменное магнитное поле Земли. Периодические вариации [20]. Все периодические вариации магнитного поля Земли имеют источник вне Землн. Вариации классифицируют по длине периода, что является одновременно классификацией по физическим причинам. Выделяются солнечно-суточные вариации, вызванные суточным движением Земли вокруг Солнца, лунно-суточные, годовые, циклические с периодом 11 лет, связанные с изменением солнечной активности, и др. Амплитуды всех периодических вариаций, кроме солнечносуточных, составляют единицы угловых минут склонения и тысячные доли А/м напряженности поля (табл. 44.9). [c.1184]

Микроструктура поверхности объекта контроля не должна существенно меняться в процессе получения голограммы. Допустимые изменения микрорельефа поверхности составляют доли микрометра. Это, в частности, затрудняет контроль изделий, поверхность которых в яроцессе испытаний может подвергаться структурным изменениям (появление усталостных микротрещин ИТ. д.), а также контроль методом сравнения с эталоном. Вместе с тем это дает возможность создания высокочувствительных систем регистрации таких изменений, основанных на анализе степени размазывания (размытия) голографического изображения объекта, подвергаемого, например, циклическому нагружению. Существующие методы и устройства позволяют учесть эти ограничения и эффективно применять голографические методы испытаний. [c.55]

Основными параметрами, которые могут быть определены с помощью КДУР, являются 1) с, п — параметры уравнения Пэриса— степенной зависимости скорости роста трещины, аппроксимирующей среднеамплитудный участок КДУР 2) пороговый коэффициент интенсивности напряжений — максимальное значение тах при котором трещина не развивается на протяжении заданного количества циклов 3) критический коэффициент интенсивности напряжений (циклическая вязкость разрушения) KJ — значение АГтаи при котором наступает долом образца. [c.145]

Таким образом, возрастание ф в данном случае не сказалось на веПи-чине долговечности. Последнее можно объяснить тем, что при повышенных температурах интенсивно протекают процессы циклической ползучести, приводящие к перераспределению доли упругой и пластической составляющей при постоянной величине суммарной деформации. Если процессы циклической ползучести при определенных условиях оказывают решающее влияние, то такой же эффект можно получить и при проведении испытаний при 20°С на материалах, резко отличающихся сопротивлением ползучести. Как известно, наименьшее сопротивление низкотемпературной ползучести имеет технически чистый титан, условный предел ползучести которого при допуске на остаточную деформацию 0,1 % за 100 ч составляет0,5Oq 2- У сплава ПТ-ЗВ ар = 0,65ад 2- В то же время относительное сужение ф чистого титана составляет 60 %, в то время как у прутков сплава ПТ-ЗВ = 24 %. [c.107]

Указанные данные были получены при одних и тех же относительных амплитудах напряжений 0,7а. . Однако изменение состава сплава за счет легирующих элементов, а также за счет примесей неизбежно влечет повышение (как правило, в пределах одного фазового состава) его предела текучести. При равной относительной амплитуде напряжений в долях от предела текучести абсолютный уровень максимальных напряжений в цикле изменялся пропорционально фактическому пределу текучести. Таким образом, на изменение долговечности сплавов влияли два фактора изменение химического состава и изменение уровня напряжений. Так как при проведении циклических испытаний (/7 = 0) надрезанных образцов с а = 4,8 в вершине надреза реализовывался симметричный жесткий режим нагружения, а уровень деформаций там был пропорционален амплитуде напряжений а (при постоянном отношении о/а = 0,7), уравнения Коффина можно записать для данного частного случая в виде аМ " = С. На рис. 78 показана зависимость малоцикловой долговечности сплавов надрезанных образцов в отожженном состоянии (ПТ-ЗВ с 2,5 % А1, ПТ-ЗВ, ПТ-71 /1, ВТ5-1, ВТ6С) при амплитуде напряжений 0,7а (/7=0) и надрезе с а = 4,8 от предела текучести Стц.г- [c.121]

Зарождение трещины при совместном скручивании и растяжении определяется подобными механизмами для однократного и циклического приложения нагрузки в широком диапазоне сочетания доли сдвига и отрыва [38]. Различие однократной и циклической рагрузки многокомпонентного нагружения может рпределяться процессами ротационной деформации, которые реализуются в перемычках между первоначально возникающими трещинами (рис, 2,8). [c.92]

Средствами гидравлики достигаются циклические нагрузки с размахом в сотни тонн при весьма значительных амплитудах перемещений, (оцениваемых на низких частотах дециметрами. За последнее время значительно расширился диапазон частот—с 20 до 100 Гц при налрузках порядка 1000000 Н (100000 кгс), а на обособленных возбудителях до 1000 Гц. Область низких частот с 2 Гц уменьшилась до долей герца., [c.155]

Для исследования напряженного состояния на поверхности раздела были разработаны аналитические методы. К ним относятся методы механики материалов, классической теории упругости и метод конечных элементов. Метод конечных элементов является наиболее универсальным и охватывает разнообразные граничные условия. Предполагаемая величина концентрации напряжений определяется условиями на поверхности раздела. Теоретические данные показывают, что концентрация касательных напряжений на концах волокон зависит от объемной доли волокна и геометрии его конца. Из этих данных также следует, что радиальное напряжение на поверхности раздела изменяется по окружности волокна и может быть растягивающим или сжимающим в зависимости от характера термических напряжений, а также от вида и направления приложенной механической нагрузки. Следовательно, в обеспечении требуемой адгезионной прочности, соответствующей конкретным конструкциям, существует определенная степень свободы. Наличие пор и влаги на поверхности раздела, так же как и повышение температуры, ослабляют адгезионную прочность, в результате чего снижаются жесткость и прочность композитов. Циклическое нагружение почти не сказывается на онижении адгезионной прочности. Показатель расслоения является критерием увеличения локальных сдвиговых деформаций в матрице и модуля сдвига композита. Этот параметр может быть использован при выборе компонентов материалов с заданной адгезионной прочностью на поверхности раздела, И наконец, следует отметить, что состояние данной области материаловедения [c.83]

Рис. 3. Результаты испытаний при циклическом осевом нагружении однонаправленных композитов, полученных мокрой укладкой поверхностно обработанных высокомодульных волокон эпоксидная смола Шелл Эпикот 828/MNA/BDMA объемная доля волокон 62%, 7000 цикл/мин сжимающие напряжения отложены в положительном направлении [6].

Рис. 4. Результаты испытаний при циклическом осевом нагружении однонаправленных композитов с поверхностно обработанными высокомодульными волокнами, изготовленных из пропитанных жгутов с предварительно загустевшей эпоксидной смолой Шелл Эпикот 828/6 В8/ВРз400 объемная доля волокон 61%, 7000цикл/мин сжимающие напряжения отложены в положительном направлении [6].

Рис. 6. Результаты испытаний при циклическом осевом нагружении ортогонально армированного (О—90 ) 11-слойного композита с поверхностно обработанными высокомодульными волокнами, изготовленного из листов препрега предварительно сгущенная эпоксидная смола Шелл Эпикот 828/6Ьз/ВРз400 объемная доля волокон 63%, 7000 цикл/мин [10].

Рис. 7. Определяющая диаграмма для долговечности на базе 10 циклов при осевом циклическом нагружении однонаправленных композитов, изготовленных методом мокрой укладки поверхностно обработанных высокомодульных волокон в эпоксидную смолу Шелл Эпикот 828/MNA/BDMA объемная доля волокон 62%, 7000 ЦИК л/мин сюда включены результаты рис. 3 [6]. а — среднее напряжение, Н/мм .

В работе [41] замечено что волокнистый эвтектический сплав А1 — AlзNi при циклическом кручении около оси, расположенной вдоль волокон, сначала разупрочняется, а затем упрочняется. В виду того факта, что при данном способе нагружения продольная прочность волокна не используется (так как передачи усилий на волокна не происходит) и что арматура занимает относительно малую долю объема, представляется разумным ожидать, что произойдет либо циклическое упрочнение, либо разупрочнение. Наблюдавшееся циклическое разупрочнение с последующим упрочнением было отнесено за счет перераспределения дислокаций вдоль волокон. [c.406]

Малоцикловая усталость в большинстве случаев связана с действием высоких напряжений, поэтому изломам присущи особенности строения, характерные для изломов циклической перегрузки или типично усталостных изломов в зонах, примыкающих к долому. Изломы малоцикловой усталости отличают многооча-говость и вследствие этого расположение зоны долома, близкое к центру сечения образца (при изгибе вращающегося образца), относительно малая длина усталостной трещины и т. д. Рассматриваемые изломы характеризуются наличием заметных следов пластической деформации, особенно на участке окончательного разрушения во всяком случае степень неполного соприкосновения половинок излома при приложении их друг к другу больше, чем у изломов многоцикловой усталости. В очаге, как правило, не наблюдается сильно сглаженной зоны, характерной для типично усталостных изломов. В зоне, соответствующей постепенному развитию разрушения, в ряде случаев наблюдаются радиальные рубцы или рисунок в виде шеврона. Наличие таких рубцов иногда заставляет сомневаться в усталостном происхождении излома. Расшифровке излома может помочь следующее обстоятельство линии шеврона при однократном нагружении не меняют своего угла поворота к поверхности листа, а при повтор-но-статическом нагружении постепенно поворачиваются до угла 60—90° к поверхности. Это происходит, по-видимому, вследствие постепенного перехода плоскодеформированного состояния в 7—349 97 [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...