Цикл напряжений (деформаций)

Усталостная долговечность — характеристика выносливости ме таллов при напряжениях выше предела выносливости, определяемая числом циклов напряжения (деформации) до образования трещины наперед заданной протяженности или до-окончательного разрушения N. [c.55]

Усталостная долговечность--характеристика выносливости металлов, определяемая числом циклов напряжений (деформаций) до образования трещины задаваемой протяженности Nr или до окончательного разрушения N. [c.110]

Цикл напряжений (деформаций) 65 [c.1080]

Цикл напряжений (деформаций) — совокупность последовательных значений напряжений (деформаций) за один период их изменения (рис. 18.10) при регулярном нагружении. [c.309]

Одним из наиболее распространенных видов циклов регулярного нагружения является симметричный цикл напряжений (деформаций), для которого максимальное и минимальное напряжения (деформации) равны абсолютному значению, но противопо- [c.309]

Среднее напряжение (деформация) цикла — постоянная (положительная или отрицательная) составляющая цикла напряжений (деформаций), равная алгебраической полусумме макси мального и минимального напряжений (деформаций) цикла. [c.79]

Предел выносливости материала образца или детали при чистом сдвиге (кручении) — наибольшее максимальное касательное напряжение цикла, при котором образец или деталь, испытывающие эту деформацию, выдерживают неограниченно большое число циклов напряжения без разрушения. [c.334]

Для расчета на сопротивление усталости детали, имеющей форму стержня и испытывающей одну из перечисленных деформаций, надо знать предел выносливости материала образца, испытывающего ту же деформацию, при одном из циклов. Обычно этот предел выносливости определяется для образца, испытывающего симметричный цикл напряжений. [c.335]

При асимметричном цикле напряжений сопротивление деформации, а следовательно, и разрушение зависят от коэффициента асимметрии г и чувствительности материала к асимметрии. Для описания кривых деформирования в этом случае используют не фактическую Оя, а приведенную амплитуду напряжения (аа)пр = ОаР, р — показатель приведения, равный [c.82]

Это напряжение существенно зависит как от вида деформации (изгиб, осевое растяжение — сжатие, кручение), так и от характера цикла напряжений. Для симметричного цикла при R = —1 предел выносливости Од = o i имеет минимальное значение. Важной характеристикой материалов служит также предел выносливости при пульсирующем цикле / = О, Стд = Оо. [c.131]

Сопротивление усталости — свойство материала противостоять процессу постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящему к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Критерием сопротивления усталости является предел ограниченной выносливости — максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Циклическая долговечность оценивается числом циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [c.222]

Если структура цикла такова, что прочность ограничивается разрушением от усталости (а не пластической деформацией), то точка е лежит в пределах отрезка АВ. Пусть цикл напряжения характеризуется составляющими и а коэффициент запаса есть п. Тогда точка е имеет ординату пОа и абсциссу пОт- С другой стороны, ордината точки А [c.174]

Влияние частоты связано с временем нахождения образца под максимальной нагрузкой в пределах одного цикла. Пластическая деформация, как известно, запаздывает относительно прилагаемого напряжения. Чем больше продолжительность действия максимальных напряжений, тем интенсивней идут процессы упрочнения. При испытании с частотой 40 цикл/мин максимальную твердость металл приобретает уже к 40 нагружениям, тогда как при 2400 цикл/мин на это требуется нагружений в 100 раз больше, т. е. 4000 циклов. При этом в первом случае степень упрочнения сплава в 1,5 раза больше, чем во втором, при одинаковом уровне максимальных напряжений цикла (рис. 58) [108]. [c.113]

Основной тип испытаний — испытания при однородном напряженном состоянии и симметричном цикле напряжений (нагрузок) или упруго-пластических деформациях образца. [c.238]

Следует отметить, что данное определение разрушения слоя остается спорным вопросом. Можно выделить две научные школы, придерживающиеся в этом вопросе разных взглядов. Первая считает вышеуказанное определение слишком жестким, приводящим к неэффективному использованию материала, так как слой обнаруживает значительную нелинейность [см. рис. 4 (нижняя часть), 5 и 6]. Это утверждение, разумеется, справедливо, и при расчете слоя на единственный цикл нагружения до разрушения следует использовать всю область кривой напряжение — деформация. [c.128]

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 эксплуатации наличие постоянной составляющей напряжений от внутреннего давления, а также различная степень предварительного сжатия или растяжения сильфонного компенсатора при установке в системе трубопроводов приводят к наклепу и асимметрии цикла напряжений и деформаций. Литературные данные [39, 122, 262], а также результаты исследований малоцикловой прочности конструкционного материала при наклепе свидетельствуют о том, что при жестком нагружении (постоянство максимальных циклических деформаций) наличие средней деформации — примерно половины предельной статической — практически не влияет на долговечность (Л > 100 циклов), и в первом приближении разрушение определяется только циклической составляющей нагружения. [c.183]

Последовательная замена n(t) в (18) одним из выражений (21) — (24) дает соответствующие зависимости декремента внутреннего трения от времени (числа циклов) и амплитуды напряжения (деформации) предварительного циклического нагружения, а также амплитуды напряжения, при котором производится его измерение [c.172]

Даже хорошо отожженные металлы содержат большую плотность дислокаций, оцениваемую приблизительно 10 —10 см 2. При пластических деформациях металлов плотность дислокаций значительно возрастает и может достигать 10 —10 см- и выше. Однако плотность дислокаций увеличивается не только при пластических деформациях статического нагружения. Большинство экспериментальных работ, посвященных исследованию дислокационной структуры при усталости и ультразвуковых колебаниях, показывает, что, несмотря на относительно малые амплитуды напряжений (деформаций), плотность дислокаций возрастает в процессе циклического нагружения. После некоторого числа циклов нагружения она достигает определенной величины насыщения и в дальнейшем остается практически постоянной. Большей амплитуде напряжения (деформации) циклического нагружения соответствует и большая величина насыщения плотности дислокаций. Полученная при этом дислокационная структура зависит не только от величины амплитуды напряжения (деформации) циклического нагружения, но и от кристаллического строения материала и температуры, при которой проводится эксперимент. [c.176]

Упругопластические деформации при знакопеременном цикле напряжений в вершине трещины (рис. 12,6), развившейся на некоторую глубину и вышедшей из зоны влияния исходного концентратора напряжений, существенно отличаются от деформаций в вершине концентратора. Приложение растягивающего напряжения вызывает в вершине трещины упругопластические деформации (кривая 0—1 ), по характеру сходные с деформациями в вершине концентратора. При этом, если радиус исходного надреза невелик, то значение деформации, характеризующей положение точки 1 лишь немногим больше, чем для точки 1 (см. рис. 12, а). Снятие внешней нагрузки вызывает изменение деформаций (/ —2 —3 ), также подобное наблюдавшемуся в вершине концентратора. Однако с приложением внешней сжимающей нагрузки закономерность упругопластического деформирования существенно меняется, так как трещина при уменьшении деформации до нуля полностью закрывается, в результате чего зона образца с трещиной может воспринимать сжимающие нагрузки. Напряжения сжатия, однако, не концентрируются у вершины трещины, как при сжатии зоны концентратора напряжений. Кривая деформаций в полуцикле сжатия, таким образом, будет выглядеть как 3 —4. Характерным в этом случае является отсутствие пластической деформации в полуцикле сжатия. Следовательно, при разгрузке кривая деформирования должна вернуться в точку 3, а последующее растяжение приведет ее в точку 5. Дальнейшее знакопеременное нагружение вызовет изменение деформаций по петле 5 —3 —4 —3 —5. Сравнивая работу циклического упругопластического деформирования, определяющуюся пло- [c.28]

Уменьшение амплитуды цикла напряжений, действующих в детали или образце, может быть простейшим объяснением явления остановки развития усталостной трещины. При этом не имеет значения причина, вызывающая такое уменьшение переход на более низкий уровень рабочей нагрузки при мягком режиме нагружения или уменьшение жесткости детали, работающей в цикле с заданной амплитудой деформации. Важно только, чтобы это уменьшение действующих напряже- [c.30]

Цикл напряжений (деформаций) Совокупность последовательных значений напряжений (деформаций) за один период их изменения при регулярном нагружении о = 0 + Qaf(t) Т = Т, + Taf(t), где От, — среднее напряжение цикла Тд — амплитуда циюта f(t) — непрерывная периодическая функция, характеризующая форму цикла и, как правило, близкая к синусоиде [c.65]

Полный численный анализ позволяет проследить изменение всех компонент напряжений в каждой точке под поверхностью. Однако существенные компоненты напряжений и деформаций — это Хгх и угх, И поэтому мехзнизм нзкопления пластических деформаций может быть выяснен из простой модели, которая рассматривает только эти компоненты. Стационарный цикл напряжений — деформаций изображен на рис. 9.5. Элемент, приближающийся к нагруженной окрестности, деформируется упруго от А до Ви где достигается состояние течения хгх = + )- Затем этот элемент деформируется пластически при постоянном напряжении, в то время как деформация продолжает непрерывно возрастать до максимума Угх = у1х в точке Вг- От В через состояние С к 0 этот элемент разгружается упруго и деформируется в противоположном, т. е. отррщательном, направлении, пока не достигается состояние текучести (хгх = —к) в точке [c.334]

Для материалов, которые ни при какой ампли туде напряжения не дают горизонтального участка кривой в течение достаточно большого числа циклов нагружения, однозначное определение кривой циклическое напряжение - деформация значительно сложнее. Есть предложение в этом слу гае положить в основу оценки свойств материала величину циклической пластической деформации, которая измеряется при половине числа хшклов нагружения до разрушения (рис. 15, б). Однако такой подход не корректен. Если по этому [c.32]

Рассмотрим теперь такой класс упругих материалов, для которых работа, произведенная над элементарным объемом в замкнутом цикле по деформациям иди напряжениям, равна нулю. В классической литературе именно это определение принималось за определение упругого материала в современных руководствах по отношению к ним применяется термин гиперунругие . Сохраняя обычную терминологию, мы сохраним название упругие тела для таких тел, к которым относится не только первое условие, сформулированное в начале, но также требование отсутствия немеханических потерь энергии или, наоборот, необходимости привлечения немеханической энергии извне при деформировании. В 7.4 было выписано выражение для вариации работы внутренних сил на возможных вариациях деформаций если вариации деформаций заменить их действительными приращениями, мы получим элементарную работу внутренних сил на единицу объема или изменение упругой энергии. Предположение о ги-нерупругости исключает влияние термических эффектов. Итак, изменение внутренней энергии равно [c.237]

Величина предела выносливости стальной или чугунной детали, имеющей форму стержня, в интервале температур — 30 -г 400 °С и отсутствии коррозионной среды зависит от марки материала, коэффициента асимметрии цикла, испытываемой деформации (растяжения — сжатия, чистый сдвиг, кручение, поперечный изгиб), концентрации напряжений, размеров детали и еостояния ее поверхности он практически не зависит от частоты и характера изменения напряжений (например, синусоида или пилообразная линия на рис. Х1.3,а). [c.334]

Контрольные и исследовательские испытания, связанные с оценкой характеристик сопротивления усталости, регламентированы системой нормативных документов. В последнее время разработаны и внедрены ГОСТы, всесторонне определяющие усталостные испытания. В [44] устанавливаются применяемые в науке и технике термины определения и обозначения основных понятий, относящихся к методам испытаний и расчетам на усталость. Стандарт [46] устанавливает методы испытаний при различных видах нагружения симметричных и асимметричных циклах напряжений или деформаций наличии или отсутствии концентраторов напряжений в много- и малоцикловой, упругой и упругоппастической областях. [c.29]

Измерения плотностей дислокаций в металлической матрице методами трансмиссионной электронной микроскопии [24] и изучения ямок травления [12], а также измерения in situ напряжений рентгеновскими методами [13, 14] показывают, что матрица композита в состоянии поставки является деформационно упрочненной (как механически, так и термически) и что дополнительное деформирование вызывает незначительное или не вызывает никакого дополнительного деформационного упрочнения матрицы [7, 24, 36, 56, 21, 22]. Стабильные петли гистерезиса на диаграмме напряжение — деформация в композитах алюминий — кварц [7], алюминий — бериллий [21] и алюминий — бор [22, 55], как правило, наблюдались после 3—20 циклов. [c.404]

Применительно к рассматриваемой задаче оценки прочности в условиях сочетания малоциклового и многоцикловОго, в том числе и случайного по характеру нагружения с наложенными кратковременными перегрузками, справедливость деформационнокинетического критерия разрушения не очевидна. С целью обоснования справедливости критерия (1.1.12) для указанных случаев проводились испытания при мягком и жестком типах нагружения, а также программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений или деформаций в процессе испытания. Во всех случаях форма цикла регулярного нагружения была симметричной синусоидальной, и общая долговечность всех испытанных образцов не превосходила 5 10 циклов. Частота испытаний выбиралась из условий соблюдения требований ГОСТ 2860—65 Металлы. Методы испытаний на усталость об исключении саморазогрева образца до температуры более 50° С в процессе повторных нагружений при нормальной температуре. В зависимости от уровня напряжений (деформаций) частота составляла 0,5—50 Гц. [c.58]

Закономерности циклического деформирования устанавливаются по результатам соответствующих лабораторных испытаний образцов при однородном напряженном состоянии, растяжении — сжатии или кручении тонкостенных трубок в условиях постоянства от цикла к циклу максимальных деформаций (жесткое нагружение) или нагрузок (мягкое нагружение) с требуемой асимметрией, проводящихся при высоких температурах в частотном диапазоне и наличии выдержек под напряжением, а также неизо-термичности нагружения. [c.65]

С целью проверки применимости указанной методики к оценке долговечности металлорукавов в диапазоне 10 —10 циклов были проведены отдельные эксперименты и рассчитаны фиктивные напряжения деформации ряда циклически разрушенных металлорукавов (точки 1) и образцов из конструкционного материала (нержавеющая сталь Х18Н10Т) (точки 2, рис. 4.2.2). Сопоставление данных о разрушающих фиктивных напряжениях (деформациях) образцов и металлорукавов показало расхождение результатов в области N < 10 циклов (см. рис. 4.2.2), что свидетельствует об ограничении возможностей использования такой методики при малоцикловом нагружении. [c.189]

Экспериментальные зависимости типа max—X объединяют в сущности три величины температуру, напряжение (деформацию) и число циклов поэтому каждое значение одной из этих величин, например число циклов, соответствует некоторому сочетанию двух других. Для расчетов часто необходимо для одного и того же значения температуры иметь зависимость амплитуды напряжения или деформации от числа циклов. В связи этим наряду с зависимостями max—N, имеющими значение при выборе материала и предварительной оценке термостойкости конструкции, используют кривые термической усталости, построенные при постоянной максимальной температуре цикла и варьировании нагрузки (амплитуды деформации). Такие зависимости обычно называют кривыми термической усталости и представляют в двойной логарифмической системе координат IgAe— g N. Их можно построить для различных значений длительности выдержки в цикле нагрева, т. е. по параметру tg. [c.54]

Предложена дислокационно-статистическая модель, в основу которой положено размножение дислокаций источниками Франка—Рида, первоначально дезактивированными точечными дефектами. С помощью указанной модели получены аналитические зависимости и.чменения плотности дислокаций от числа циклов (времени) и амплитуды напряжения (деформации) циклического нагружения, которые согласуются с литературными экспериментальными данными. [c.238]

На рис. 12, а показано изменение деформаций при знакопеременном цикле напряжений в области вершины резкого концентратора напряжений. Участок между точками О и 1 соответствует упругопластической деформации в первом полу-цикле растяжения. При этом зона пластической деформации локализована в небольшой области у вершины концентратора, а в остальном материале существуют только упругие деформации. Снятие нагрузки приводит к уменьшению деформации (точка 2), а затем в результате воздействия зон материала, находящихся в упругодеформированном состоянии, к их исчезновению (точка 3). Приложение внешней сжимающей нагрузки вызывает продолжепие петли гистерезиса до точки 4. Разгрузка приводит к полному снятию деформаций (точка 5),, а новое приложение растягивающей нагрузки увеличивает деформации до значения, соответствующего точке 6. Дальнейшее знакопеременное циклическое деформирование приводит к изменению деформации по петле между точками 5 и до тех пор, пока не возникнет усталостная трещина. [c.28]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

Полученные зависимости можно объяснить следующим образом. При одной и той же длине исходной усталостной трещины, выращенной при различных напряжениях оь размер поврежденной зоны (зоны пластической деформации) у вершины такой трещины тем больше, чем выше напряженке Оь При одном и том же уровне вторичных напряжений ог трещина распространяется тем легче, чем больше зона пластической деформации у вершины исходной трещины. При этом выход треи1,ины из этой поврежденной зоны в неповрежденную затруднен, а для некоторого уровня вторичных напряжений не-возмо кен. Отсюда получается зависимость длины 1 нераспро-страняющейся усталостной трещины от амплитуды цикла напряжений О] выращивания исходной трещины. [c.118]

Основными факторами, определяющими уровень неупругих деформаций и их зависимость от числа циклов напряжения при различных уровнях напряжений, наряду с общими свойствами сплавов являются особенности дислокационного механизма деформирования сплавов при циклическом нагружении [9, 10], скорость изменения деформаций в процессе циклического деформирования [101 и остаточные напряжения второго рода, возникающие в локальных объемах металла (эффект Баушинге-ра) [1]. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...