Модели для исследования усталостных

Методы подобия при обработке экспериментов 40, 42, 144, 148, 151, 153 Модели для исследования усталостных разрушений 264 [c.283]

При разработке силовых схем, изображенных на рис. 68, учитывалась возможность использования их для испытания образцов в различных средах и при различных температурах, а также для исследования кинетики усталостного разрушения с наблюдением под микроскопом за поверхностью образца. Свободный доступ к образцу и наличие места для крепления соответствующих приспособлений создают для таких исследований благоприятные условия. Зажимные патроны во всех наладках выполнены съемными, поэтому они всегда могут быть заменены специальными приспособлениями для крепления натурных деталей, элементов конструкций или их моделей. [c.116]

Прогнозирование усталостной долговечности материалов и конструкций основано как на экспериментальных исследованиях, так и на модельных представлениях о реализуемых процессах повреждения и разрушения материала в условиях циклического нагружения. Для оценки усталостной долговечности существуют различные модели, направленные главным образом на анализ следующих процессов повреждения и разрушения [c.35]

Некоторые другие предположения о характере накопления повреждений. В работах [5, 17] рассмотрены модели, позволяющие описать наблюдаемое на опытах отступление от гипотезы суммирования повреждений. Некоторые формулы приведены в табл. 2. Удобный путь для уточнения и обобщения теории суммирования повреждений открывает введение двух или нескольких мер повреждения [5]. Так, разделяя усталостное разрушение на две стадии, одна из которых является инкубационной, а другая соответствует развитию макроскопической трещины, и вводя две соответствующих меры повреждения В и Во, придем к модели, приведенной в последней графе табл. 2. В таблице даны также соотношения для случая двухступенчатого режима нагружения, часто применяемого для исследования процесса усталостного повреждения. Формулы для расчета долговечности при случайном режиме изменения напряжений приведены в гл. 8. [c.162]

Асимметричный треугольный профиль усталостной бороздки с вторичными более мелкими бороздками выявляют в исследованиях методом реплик на просвечивающем электронном микроскопе [100]. Однако для объяснения такого профиля бороздок не были использованы известные модели и механизмы деформирования и разрушения материала. Вместе с тем, именно такой профиль усталостной бороздки может быть описан в рамках мо- [c.165]

Подход, принятый в этом обзоре, состоит в том, чтобы обсудить механизмы разрушения с точки зрения классической последовательности усталостных явлений упрочнения — разупрочнения, зарождения трещин и роста трещин. Преимущество данного подхода в том, что при его помощи внимание сосредоточивается на полезном сопоставлении поведения композитов с металлической матрицей и металлов при разрушении. Несмотря на то что неизбежны некоторые повторения, вопрос о поверхностях раздела и их роли в сопротивлении композитов усталостному разрушению вследствие своего уникального значения для композитов анализируется отдельно. В общих чертах изложены некоторые результаты воздействия окружающей среды, дана модель усталостного разрушения, сделан обзор критериев проектирования композитов для работы в условиях усталости и поставлены задачи для дальнейших исследований. [c.395]

При нестационарных режимах нагружения возникают актуальные вопросы исследования закономерностей подобия усталостного разрушения натурных деталей и моделей. Поэтому для программных машин обеспечение возможности испытаний натурных деталей или их моделей с воспроизведением эксплуатационных факторов (например, среды, температуры и т. д.) имеет большое значение. [c.57]

Из сказанного видно, что механизм образования трещин и разрушения материалов при циклическом действии нагрузки весьма сложен и до конца не изучен. Природа усталостного разрушения обусловлена особенностями молекулярного и кристаллического строения вещества. Поэтому модель сплошной среды не является применяемой для ее исследования. Для создания теоретических основ усталостной прочности и разрушения материалов необходимо изучить [c.294]

Ниже мы используем макроскопический подход к построению модели усталостного разрушения поверхности, который, как известно (см. [70, 83]), состоит в построении положительной неубывающей во времени функции Q M, t), характеризующей меру повреждения материала в точке М и зависящей от амплитудных значений напряжений в данной точке. Разрушение наступает в момент времени t, когда эта функция достигнет заданного порогового значения. Такой подход применим к исследованию как поверхностного разрушения, так и разрушения внутри тела. Кроме того, в [91] показано, что параметры объёмного и поверхностного усталостного разрушения для ряда материалов (например, для некоторых видов резин) совпадают. [c.323]

Кроме того в рассматриваемой модели учитывается один геометрический параметр (длина или глубина) микроструктурно короткой трещины, инициированной с поверхности, и не учитываются ориентация плоскости трещины и ее кинетика в связи с анизотропией свойств материала. В этой связи представляются перспективными исследования, связанные с моделированием как микроструктуры металлов, так и кинетики роста трещин, а также использование нейронных сетей для статистического моделирования роста коротких усталостных трещин. [c.42]

Для основных частей вертолета устанавливается ресурс по условиям выносливости, т. е. допустимое время эксплуатации из условия практического отсутствия усталостного разрушения. Как правило, он исчисляется в часах полета вертолета. Когда налет достигает установленного ресурса, соответствующая часть вертолета снимается и заменяется новой. Для определения безопасного ресурса необходимо знать характеристики выносливости, а также нагрузки и число циклов их действия. На разных стадиях создания и эксплуатации вертолета в распоряжении конструктора имеются различные по своей точности данные. На стадии проектирования производится ориентировочная оценка ресурса по расчетным данным, материалам, полученным при испытаниях аналогичных конструкций, и результатам исследований на моделях в аэродинамических трубах. С первого же полета опытного вертолета начинается измерение напряжений в большинстве частей вертолета. Парал- [c.74]

Модели для исследования несущей способности при циклическом нагружении элементов машин. Особенностью моделей, предназначенных лдля испытаний на усталость, является требование тождественного совпадения напряженных состояний в поверхностных слоях модельного и натурного образцов. Принцип геометрического подобия применительно к явлениям усталостного разрушения дает завышенные значения прочности при пересчете на натурную конструкцию и не является приемлемым ( 10.2). [c.264]

Результаты испытаний моделей, приведенные на рис. 1, показали, что пределы выносливости, определенные по полному разрушению, оказались для моделей из стали А равными 123 МПа, из стали Б — 985 МПа. Исследования несломавших-ся моделей позволили установить, что при напряжениях, немного меньших предела выносливости, в подступичных частях образуются усталостные трещины, не приводящие к поломке. И только при напряжениях значительно более низких трещины вообще не появляются. Предельные напряжения, не вызывающие появления усталостных трещин в исследованных моделях, для стали А равны 70 МПа, для стали Б — 42 МПа. [c.8]

Модель полоски текучести Дагдейла была использована также для исследования эффекта циклического нагружения стационарной и медленно подрастающей усталостной трещины в упругопластической среде [36]. Остаточное сопротивление при пластичности, которое удобно характеризовать в терминах раскрытия вершины физической трещины, показано на рис. 8 процесс смыкания трещины был рассчитан с использованием выражений для комплексных потенциалов Мусхелишвили в форме интегралов Племеля. [c.58]

Изложенна5 модель формирования усталостных бороздок объясняет результаты регистрации сигналов АЭ в полу-цикле нагружения и разгрузки образца, связывает их с процессом упругого и упругопластического разрушения. Она позволяет объяснить увеличение скорости роста усталостной трещины при возрастании отрицательной составляющей цикла по модулю, а также изменение профиля бороздок на переходных режимах нагружения. Недостатком модели является невозможность учета затупления трещины в ее вершине, которое может происходить при возрастании уровня нагрузок в переходных режимах. Анализ моделей затупления трещины в полуцикле нагружения образца [228 и др.] свидетельствует о том, что они предложены на основании исследований усталостных бороздок, шаг которых превышает несколько микрометров. Лейерд [264] изучал усталостные бороздки на световом микроскопе и относил свою модель к бороздкам, шаг которых составил более 10 мкм. Механизм А. Я. Красовского и В. А. Степаненко [265] убедителен для выявленных ими усталостных бороздок вплоть до 70 мкм, однако из приведенной схемы профилей бороздок видно, что для шага менее 5 мкм пластическое затупление вершины трещины не является определяющим в их формировании [265]. О схеме Линча [266] можно сказать, что она относится к чистому алюминию (99,99%) и высокочистому сплаву А1—6,2 Zn—2,9 Mg, в которых выявлены усталостные бороздки величиной 20 мкм и более. [c.208]

Область прокладки. Некоторые замечания о распределении напряжений в области прокладки бйли сделаны выше. Ясно, что модель жесткого кольца не дает возможности оценить усталостную прочность слоя прокладки. Использование упругих конечных элементов, хотя и дает в целом более высокий уровень напряжений (рис. 29), чем использование упругопластических элементов, тем не менее в силу локального характера пластических деформаций может служить рсдовой для исследования малоцикловой усталости в соответствии с рекомендацией норм ASME, разд. III. В случае модели жесткого кольца оценку локальных максимальных нз пряжений можно получить, исходя из предположения, что контакт между верхним и нижним фланцами происходит по линии, и используя хорошо известные формулы для распре- [c.46]

Рассмотрим некоторые лeд tвия разработанной модели и их физическую интерпретацию применительно к распространению усталостных трещин в сталях средней и высокой прочности. Для этого кратко остановимся на результатах структурного изучения процесса разрушения при росте усталостных трещин. Фрактографические исследования показывают, что поверхность разрушения при развитии усталостных трещин в указанных сталях представлена в основном следующими фрактурами чисто усталостной, для которой характерно наличие вторичных микротрещин [146] (в данной работе эта фрактура названа чешуйчатой), а также фрактурами хрупкого типа (микро- и квазискол) [57, 113, 283]. Бороздчатый рельеф, свойственный усталостным изломам большинства металлов с ГЦК решеткой, как правило, отсутствует либо наблюдается в ограниченном диапазоне условий нагружения, как и участки с меж-зеренным и чашечным строением [57, 113, 372, 389]. Доля различных фрактур в изломе существенно зависит от условий испытания. Для сталей средней и высокой прочности можно отметить следующие общие закономерности изменения усталостного рельефа с ростом размаха коэффициента интенсивности напряжений доля микроскола с увеличением АЯ уменьшается при переходе от первого ко второму участку кинетической диаграммы усталостного разрушения иногда появляются области межзеренного разрушения на втором участке доминирует усталостная фрактура с микротрещинами на третьем участке кинетической диаграммы усталостного разрушения в ряде случаев наблюдаются бороздчатый рельеф и области с ямочным строением. [c.221]

Наконец, на основании квазигетерогенной модели композита для статического нагружения разработай метод, позволяющий определить распространение трещины в зависимости от числа циклов усталостного нагружения N. Сделано предположение о том, что такие основные свойства слоистого композита, как модуль упругости, прочность и пластичность, изменяются с числом циклов N. Эта гипотеза далее использована для прогнозирования скорости развития повреждений. Некоторое внимание было уделено исследованию изменений направления роста трещины в зависимости от числа циклов N и критически оценено значение этого явления в связи с концепцией предварительного неразрушающего нагружения. [c.33]

Для оценки скорости роста усталостной трещины и увеличения заданного размера начального дефекта до критической величины предложено много различных моделей. В одной из работ [25] перечислены 33 закона роста трещины. В критическом обзоре ряда работ, посвященных исследованию роста усталостных трещин, Парис и Эрдоган [38] пришли к выводу, что скорость роста трещины приближенно можно определить выражением вида [c.287]

На основе оригинальных экспериментальных исследований обоснованы скачкообразный характер развитая усталостных трещин для циклически разупрочняю-щихся сталей в охрупчепном состоянии и существенное снижение характеристик, вязкости разрушения этих сталей при циклическом нагружении по сравнению со статическим нагружением. Описана модель, позволяющая прогнозировать влияние цикличности нагружения на характеристики вязкости разрушения по реологическим-свойствам материалов и прогнозировать долговечность с учетом стадии нестабильного развития трещин. [c.5]

Обобщение результатов исследований закономерностей стабильного и нестабильного развития усталостных трещин, характеристик вязкости разрушения конструкционных сплавов различных классов при статическом, циклическом и динамическом нагружениях при различных температурах и вариантах термической обработки образцов различных толщин, изложенных выше, позволило предложить и обосновать модель разрушения конструкционных сплавов с трещинами при циклическом нагружении fl65], которая учитывает влияние цикличности нагружения на изменение реологических свойств материала в пластически деформируемой зоне у вершины трещины и динамический характер распространения трещины после ее страгивания. Модель позволяет прогнозировать соотношения значений характеристик вязкости разрушения при различных видах нагружения и кинетику нестабильного развития усталостных трещин для материалов различных классов в зависимости от режимов циклического нагружения. [c.210]

В части Б приводятся данные, необходимые для определения базовых функций моделей конкретных материалов. С помощью табл. А5.1 можно найти по заданной численно диаграмме деформирования для выбранного (в зависимости от требований к точности расчетов) числа ПЭ параметры z , функции неоднородности. В части Б для каждого из исследованных материалов даны параметры, определяющие реологическую функцию. Идентификация модели материала позволяет построить кривые деформирования и ползучести для практически любой заданной программы нагружения, а также вьшолнить некоторые другие расчеты, необходимые для описания процессов деформирования и накопления усталостного повреждения в материале. [c.212]

Ниже рассмотрены методики и результаты исследования кинетики развития усталостных трещин и критических значений коэффициентов интенсивности напряжений для ряда металлов в связи с влиянием температуры, скорости деформирования и цикличности нагружения и рассмотрена модель перехода от стабильного к нестабильному развитию трещины, учитывающая неупругий характер деформирования металла в вершине трещины и дающая возможность объяснить различие критических значений коэффициентов интенсивности напряжений при статическом динамическом KiD и циклическом Kj/ нагружениях. [c.304]

Статистическое распределение долговечностей. Распределение получается при усталостных испытаниях, образцов при постоянной амплитуде перемевного напряжения (рис. 6,8, а). Для получения достаточно достоверных характеристик распределенля на каждом уровне. напряжений испытывают 2 . .. 5 0 обр азцов Исследования [6 1] показали, что в качестве статистической модели можно использовать логарифмически нормальное. распределение Ig Л/р, плотность которого , [c.193]

Соотношение (41) является уравнением подобия усталостного разрушения и по форме близко к распределению Вейбулла. Это уравнение описывает семейство функций распре-/ деления пределов выносливости для образцов различных размеров и уровней концентрации напряжений. Конструктивные параметры образцов характеризз ются критерием подобия ЫО. Для образцов, моделей и деталей, имеющих различные размеры и очертания, но одинаковые значения критерия L/G, согласно (41) функции распределения пределов выносливости совпадают. Эта закономерность подтверждена многочисленными результатами экспериментальных исследований, проведенных во многих лабораториях [5]. [c.153]

Сервогидравлические стенды могут управляться также с помощью электронных цифровых вычислительных машин. В функцию вычислительной машины в этом случае входит формирование режима с заданными параметрами, для чего используются аналого-цифровые или цифро-аналоговые преобразователи при соответствующей программе вычислений, производимых машиной. Одновременно вычислительная машина используется для анализа исходного процесса. Данные анализа или запоминаются машиной, или используются в качестве входных величин для формирования процесса нагружения при испытаниях. Вследствие этого при создании модели усталостного повреждения значительно сокращаются сроки испытаний по сравнению с воспроизведением реального процесса полностью. Управление испытаниями с помощью электронных вычислительных цифровых машин находятся в стадии исследований, так как природа накопления усталостного повреждения при случайных процессах пока еще недостаточно изучена. Вместе с тем этот способ управления следует рассматривать как наиболее перспективный, обеспечивающий высокую точность эксперимента и максимальное быстродействие. [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...