Кинетика процесса деформирования

Структурно-механическая неоднородность металла сварного соединения, наличие нелинейных остаточных напряжений, сложная кинетика процесса деформирования с изменяющимся коэффициентом асимметрии цикла существенно затрудняют оценку влияния эффектов сварки на СРТ. Однако возможности учета отмеченных факторов при расчетах показателей ресурса и живучести вполне реализуемы на базе упрощенных инженерных подходов. [c.89]

Кинетика процесса деформирования 62, 105 [c.268]

Число констант можно свести к минимуму путем рационального выбора вида функций и Р, а также путем исключения из расчетного уравнения параметров, учитывающих второстепенные факторы. Последние не определяют кинетику процесса деформирования и величину прочности в основных чертах, а являются побочными, вызывающими незначительные отклонения. [c.137]

Следует отметить, что использование созданных И. А. Одингом и автором аппаратуры и методик впервые позволило наблюдать в микроскоп и фотографировать картину роста зерен металлов и сплавов при нагреве до высоких температур, составляющих, например при изучении вольфрама до 3300° [8, 9], зарегистрировать неоднородность строения аустенита [10] и выполнить ряд других исследований [11, 12]. В течение последних трех лет аналогичная методика экспериментирования применена автором в установках типа ИМАШ-5 она обеспечила возможность изучения кинетики процесса деформирования и разрушения материалов, подвергаемых нагреву до 1200°, в вакууме и растяжению усилиями до 60 кг/мм [13, 14]. [c.199]

Одним из основных вопросов, решаемых при проведении малоцикловых натурных испытаний, является получение данных о напряженно-деформированном состоянии конструкции в зависимости от величины нагрузки и кинетики процесса с числом нагружений. Из известных экспериментальных методов исследования деформированного состояния для применения в натурных малоцикловых испытаниях практически единственно возможным оказывается малобазное тензометрирование. Использование специальных фольговых тензодатчиков с базой 1 мм позволяет измерять (в зонах концентрации) циклические упругопластические де- [c.264]

Этот метод сравнительно прост и дает ценную информацию о кинетике параметров процесса термоциклического нагружения. Однако он не учитывает эффект локализации пластической деформации, не позволяет проследить за действительной кинетикой процесса упругопластического деформирования в конкретном сечении образца. Если указанные эффекты заметно не проявляются, то применение этого метода оправдано, и, как показано в работе [66], при умеренных температурах получают надежные результаты. [c.32]

Таким образом, обоснование несущей способности элементов конструкций и создание методов расчета на термоусталость при комбинированных режимах неизотермического нагружения требуют обстоятельного исследования кинетики процесса упругопластического деформирования, что возможно лишь при использовании средств измерения и регистрации упругопластической деформации. [c.41]

Ввиду небольшой величины односторонне накопленной деформации по сравнению с пластичностью, результаты изотермических испытаний с выдержками могут быть выражены в традиционной для усталостных испытаний форме зависимости пластической деформации от числа циклов до появления микротрещины. При этом в связи с выраженной кинетикой напряжений и деформаций необходимо рассмотреть, какие эффекты в определении долговечности может дать неучет указанной нестационарности процесса деформирования. [c.95]

Суть метода сеток заключается в том, что на поверхность модели, которая обычно изготавливается из того же материала, что и реальное изделие (иногда используется другой материал), наносится сетка с заданными параметрами. В процессе деформирования образца, включая деформирование его поверхности, сетка искажается в той же мере, что и поверхность. Измеряя искажение элементов сетки, можно судить об упругих и пластических деформациях модели. Преимуш,ество метода — наглядность, достоверность, сравнительная простота, возможность исследования всего поля деформации и кинетики процесса пластического деформирования вплоть до разрушения. Возможность перерывов в испытаниях при разных степенях деформации с производством необходимых измерений позволяет установить количественные закономерности местной пластической деформации в различных участках и особенно в зонах концентрации деформации. Имеется также возможность изучения кинетики изменения концентрации напряжений при нагружении образца. Недостатки метода малая чувствительность при измерении деформаций менее 5% возможность изучения деформаций, как правило, только на поверхности. [c.35]

Характеристики цикла упругопластических деформаций можно определить по экспериментальным кривым циклического деформирования, полученным при малоцикловых испытаниях образцов из конструкционного материала в жестком или мягком режиме нагружения. Использование реальных диаграмм циклического деформирования для всего рассчитываемого диапазона чисел циклов нагружения позволяет учесть действительное поведение материала в условиях малоциклового термомеханического нагружения кинетику циклического деформирования, нелинейные эффекты при разгрузке-нагрузке в упругой области (упругий гистерезис), циклическое упрочнение, разупрочнение, стабилизацию эффект Баушингера в исходном (нулевом) полу-цикле нагружения и его изменение в процессе повторных нагружений циклическую анизотропию свойств материала. [c.79]

В соответствии с деформационно-кинетическим критерием прочности, учитывающим кинетику процесса упругопластического деформирования (см. гл. 2), проведен расчет при следующих видах повреждений [c.250]

Таким образом, с переходом в область повышенных температур обоснование допускаемых размахов напряжений и деформаций и оценку долговечности фюзеляжных конструкций необходимо осуществлять с учетом изменения механических свойств материала, интенсификации кинетики напряженно-деформированных состояний и процессов ползучести в зонах концентрации по числу циклов и по времени. [c.118]

В ряде случаев циклического упругопластического деформирования высоконагруженных конструкций кинетика местных деформаций оказывается существенной, и при этом необходим ее учет при последовательном от цикла к циклу расчете накопленного повреждения за счет внутренней нестационарности процессов деформирования, обусловленных циклическими свойствами материалов. Кроме того, в ряде случаев внешние нестационарные условия нагружения обусловливают дополнительное изменение местных деформаций и свойств материала. При этом оказывается необходимым в зависимости от формы цикла времени (длительности) нагружения или скорости деформирования вводить в рас- [c.260]

Соотношение уровня механических характеристик стали в процессе деформирования при различных режимах нагружения и кинетика изменения истинного сопротивления разрушению и пластичности в известной мере объясняют, почему при прочих равных условиях долговечность в комбинированных режимах с предварительной ползучестью всегда ниже, чем в режимах с начальной термоусталостью. [c.106]

Таким образом, рассмотренные критерии охватывают практически важные условия термомеханического нагружения, реализуемые в опасных зонах конструктивных элементов. Однако они не учитывают, с одной стороны, кинетику процесса упругопластического деформирования (предполагается стабилизация процесса циклического деформирования), развитие которого особенно характерно для мягкого и промежуточных режимов малоциклового деформирования, и обусловлено временными эффектами на этапах выдержки при экстремальных температурах цикла нагрева, а с другой стороны, нестабильность циклических свойств конструкционных материалов, особенно в области высоких температур. [c.121]

При высоких температурах существенным фактором, сопровождающим процесс деформирования и оказывающим влияние на изменение механических свойств материала, а в связи с этим и на кинетику деформационных характеристик, является деформационное старение, интенсивность протекания которого зависит от уровня циклических деформаций и формы цикла нагружения [69-71, 102-103]. [c.176]

Программа расчета, основанная на теории течения, позволяет исследовать кинетику напряженно-деформированного состояния диска в процессе его работы, что является важным для последующей оценки его долговечности [31]. Такая программа является по существу математической моделью диска, позволяющей проследить изменения напряжений и деформаций в процессе нагружения [c.105]

Процесс релаксации напряжения очень чувствителен к изменению структуры материала, в частности к ее разрушению. Поэтому кинетика процесса релаксации, т. е. функция т (t), может зависеть от величины деформации, при которой было прекращено деформирование, а также от того, при каком режиме деформирования (непрерывность деформирования, скорость деформации и т. д.) была достигнута эта деформация и соответствующее ей напряжение, с которого началась релаксация. Это можно показать на при- [c.110]

Необходимо учитывать тесную связь податливости нагружающей системы с кинетикой и локальностью процесса разрушения [278]. Например, в инженерной практике отмечено существенное отличие в характерах разрушения гидравлических и пневматических сосудов да вления и трубопроводов. С точки же зрения традиционных постановок краевых задач эти случаи эквивалентны. В связи с этим, гра ничные условия, не учитывающие изменений внешних нагрузок, связанных с изменением конфигурации тела в процессе деформирования и повреждения, не вполне соответствуют реальным условиям работы элементов конструкций и производимых испытаний [55]. [c.27]

Проблема термоцпклической прочности является комплексной проблемой, включающей в себя три основных вопроса. Первый вопрос заключается в разработке уравнений состояния, способных с удовлетворяющей инженерную практику точностью описать кинетику напряженно-деформированного состояния, процессы пластичности и ползучести при переменных нагрузках и температурах. Уравнения состояния должны включать параметры, характеризующие процесс накопления повреждений и разрушения материала. Второй вопрос заключается в выборе физически обоснованной меры повреждаемости материала, характеризующей кинетику разрушения материала на различных стадиях процесса деформирования, и разработке соответствующих кинетических уравнений, устанавливающих связь между указанной мерой и параметрами процесса. Третьим вопросом является формулировка соответствующих гипотез, связывающих кинетику процесса деформирования и накопления повреждений с типом разрушения, и критериев разрушения, связывающих параметры напряженно-деформированного состояния и меры повреждаемости для критических состояний материала. При решении указанных трех проблем должна учитываться существенная нестационарность нагрун<ения н нагрева Б условиях малоциклового термоусталостного разрушения, а формулировка соответствующих уравнений и критериев должна опираться на современные представления физики твердого тела о микро- и субмикроскопическом механизмах пластических деформаций и накопления повреждений в материале [42—64 . [c.141]

Сравнительный анализ изменения V, ДЬб, е позволяет проследить кинетику процесса деформирования цилиндрических образцов с кольцевыми трещинами. Связь между смегцениями берегов трещины V и деформацией е оказывается практически линейной до деформации 0,6...о,8 %. Аппроксимация экспериментальных точек дает соотношение [c.198]

Непосредственно из опыта получается зависимость крутящего момента от времени М (/), откуда находят зависимость от времени касательного напряжения т (t). При неизменной скорости движения одной измерительной поверхности относительно другой деформация у = Qt тогда легко осуществляется переход от зависимости т (/) к зависимости т (у). Хотя при соблюдении условия 7 — onst зависимости т (i) и т (у) являются эквивалентными, но каждая из них представляет самостоятельный интерес. Первая характеризует кинетику процесса деформирования. Вторая позволяет сопоставлять поведение различных материалов или одного и того же материала (испытываемого в разных условиях) при оди-62 [c.62]

Возникли совершенно новые методы изучения кинетики процессов деформирования и разрушения, например, работами школы С. В. Серенсена установлены основные закономерности ре- версивной пластической деформации автоматическая запись из- менения длины трещины 2 позволила подробно изучить различ- е стадии процесса разрушения (докритическую, критическую ракритическую) и зависимость их взаимных переходов от ма-териала, формы тела и условий нагружения. [c.17]

В книге излагаются основные заиономерности механики замедленного циклического и быстропротекающего хрупкого разрушения материалов в зависимости от условий нагружения, вида напряженного состояния, механических свойств и структуры материала, рассматриваются соответствующие модели процессов деформирования я возникновения разрушения в вероятностной трактовке, а также кинетика развития трещин. Влияние нестационарной атружеяности на разрушение анализируется иа основе гипотез о накоплении повреждения. Предложен расчет а прочность по критерию сопротивления усталостному и хрупкому разрушению в связи с условиями подобия и учетом температурно-временных факторов, дается оценка вероятности. разрушекия. [c.2]

Таким образом, для оценки термоусталостной прочности материалов необходимо иметь информацию о кинетике циклической и односторонне накопленной деформации, получаемой из экспериментов на термоусталостных установках с непрерывной автоматизированной регистрацией параметров процесса деформирования и нагружения [34, 102, 104], а также получить данные-о располагаемой пластичности и сопротивлении неизотермической усталости с использованием программных установок со следящимп системами нагружения и нагрева, позволяющих воспроизводить, в частности, требуемые режимы неизотермического статического разрыва и жесткого усталостного нагружения в условиях заданной формы цикла нагрева [91]. [c.49]

Важной задачей при анализе кинетики процесса циклического деформирования является исключение свободной термической деформации или ее компенсация при автоматической записи неиз отермических диаграмм растяжения-сжатия. Существующие методы испытаний на термическую усталость в это1М отношении несовершенны при дискретном определении пластической деформации только за один цикл они неоправданно трудоемки. [c.32]

Обратим внимание на кинетику процесса приспособляемости и особенности распределения самоуравеовешенных усилий, возникающих в системе при двух возможных направлениях процесса циклического деформирования. [c.31]

Значения долговечностей Л Р и Nf вычислены с учетом поцикло-вой кинетики процесса упругопластического деформирования и изменения относительного удлинения при разрушении конструкционного сплава во времени. [c.256]

Существенно, что значение малоцикловой долговечности сферического корпуса, найденное с учетом кинетики процесса циклического упругопластического деформирования по уравнению (5.5) при условии df=, но без учета квазистатического повреждения = 0), также превьпнает (Л Р = 425) экспериментапьное значение. [c.256]

Расчеты прочности и ресурса высоконагруженных конструкций при малоцпкловом нагружении базируются па исходной информации о тепловых и механических нагрузках, на получаемых в процессе расчета данных о кинетике напряженно-деформированных состояний, на соответствующих критериях разрушения (преимущественно деформационного характера) и условиях суммирования повреждений, оцениваемых через параметры действующих и предельных деформаций. Одним из основных вопросов, имеющих существенное значение для всех этапов определения малоцикловой прочности и ресурса, является вопрос об уравнениях состояния, характеризующих поцикловую связь между теку щими значениями напряжений и деформаций. Эта связь в общем случае оказывается достаточно сложной и зависящей от уровня действующих нагрузок, типа материа.ла, условий нагружения (температур, скоростей деформирования, времен выдержек), характера напрян епного состояния, возможных структурных изменений в материале, степени его поврежденности, а также от физико-механических воз- епствий окружающей среды. [c.3]

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]

В условиях повышенных температур фактор наличия выдержки на экстремумах нагрузки оказывает свое влияние на параметры процесса деформирования, причем его степень зависит от типа материала, уровня температур, длительности выдержек и уровня приложенных напряжений. На рис. 4.8 показаны экспериментальные данные по кинетике циклической 6 ) и односторонне накопленной пластических деформаций для стали Х18Н10Т при 450° С и различных формах цикла мягкого режима нагружения, включая простое нагружение треугольной формой цикла и трапецеидальной с выдержками как в полуциклах растяжения и сжатия, так и с односторонними выдержками в каждом из этих полуциклов, причем время выдержки во всех случаях 5 мин. [c.74]

Таким образом, рост величины полной циклической пластической деформации на стадии процесса деформирования происходит в основном за счет наличия и прогрессирующего развития деформации ползучести х в процессе выдержек, кинетика которой показана на рис. 4.10, з. По своему характеру она практически повторяет кинетику б< ), проявляя на начальной стадии некоторое уменьшение своей величины с последующим ее возрастанием вплоть до разрушения. Это относится как к полуциклам растяжения, так и к полуциклам сжатия. В последнем случае деформация ползучести (при сжимающей нагрузке) повторяет характер своего развития в смежных полуциклах растяжения, а по величине на низких уровнях амплитуд напряжений также близка к ней, в то время как при высоких уровнях Оа оказывается несколько меньшей (штриховая линия на рис. 4.10, г). Односторонне накопленная деформация в начальный период упрочнения материала в рассматриваемых условиях остается на уровне накопления в первом цикле (рис. 4.10, б), а с началом периода разупрочнения, т. е. с прогрессирующим увеличением циклической пластической деформации б наблюдается и рост Это обстояте.льство в значительной степени связано с увеличением к данному моменту влияния наличия деформации ползучести в процессе выдержек [c.77]

Таким образом, анализируя рассмотренные выше экспериментальные данные по малоцикловому деформированию при мягком режиме нагружения с временными выдержками на экстремумах нагрузки (см. рис. 4.8—4.10), можно видеть, что как температура испытаний, так и форма цикла накладывают свои особенности на кинетику деформаций в этих условиях. В общем случае для комнатной и умеренных температур кинетика ширины петли пластического гистерезиса и односторонне накопленной в циклах деформации ё > описывается зависимостями (2.10) и (2.18). Причем для циклически упрочняющихся материалов в двойных логарифмических координатах, что соответствует степенному виду кинетической функции, они представляют собой прямые ниспадающие линии (рис. 2.3, в), а для циклически разупрочняющихся материалов в полулогарифмических координатах — прямые восходящие линии (рис. 2.3, а), отвечающие экспоненциальному виду этих зависимостей. Как показывают приведенные выше экспериментальные данные для высоких температур и сложной формы цикла нагружения, в этих условиях наблюдается более сложный характер поведения деформационных характеристик. Так, уже при 450 С сталь Х18Н10Т обнаруживает в исходных циклах некоторое упрочнение, переходящее затем на основной стадии процесса деформирования в циклическое разупрочнение, причем это характерно как для нагружения с треугольной, так и с трапецеидальной формами цикла. Если при t = 450° С степень разупрочнения еще невелика, то с повышением температуры до 650° С, когда начинается интенсивное проявление в материале температурно-временных эффектов, кинетика деформаций становится ярко выраженной и в существенной степени зависящей от времени, формы цикла и уровня нагружения. Указанные обстоятельства не учитываются зависимостями (2.10), (2.18) и для их описания было предложено [13] связать параметры этих уравнений с механическими свойствами материалов, а последние рассматривать зависящими от температуры и времени нагружения. [c.79]

Исследования процессов пластической деформации поликристал-лических материалов 149, 51, 56, 59, 65—681 с точки зрения особенностей, приводящих к возникновению микротрещин, убедительно свидетельствуют, что появление микротрещин — естественный результат действия самого механизма пластического деформирования металла. Пластическая деформация металла уже на ранних стадиях сопровождается возникновением зародышевых микротрещин. Процесс накопления повреждений определяется кинетикой напряженно-деформированного состояния при упруговязконла-стическом деформировании материала. Оба процесса необратимы и определяются не только текущими значениями соответствующих параметров, но и всей предшествующей историей изменения этих параметров и, следовательно, должны описываться дифференциальными неголономными зависимостями, которые могут быть проинтегрированы только в случаях, когда задан путь нагружения (деформирования). [c.142]

Критерий (2.42) описывает условия достижения предельного состояния ио квазистатическому и усталостному типу разрушения в общем случае для еизотермического нестационарного и, в частности, мягкого и жесткого, в том числе и асимметричных режимов нагружения, а такнсе для промежуточных между мягким и жестким характером нагружения с включением в цикл выдержек. При этом уравнение (2,42) описывает и условия термоусталостного разрушения с учетом двух видов разрушений — квазистатнческого и усталостного. Как правило, реализуется процесс деформирования с явной кинетикой односторонне накопленной и циклической деформаций в заданном диапазоне температур, [85]. [c.106]

Методика регистрации деформаций и запись циклических диаграмм деформи-роаания в процессе неизотермического нагружения с автоматической компенсацией термической деформации позволяют анализировать кинетику няприженно-дефор-мированиого состояния образца от цикла к диклу и находить действительные значения параметров процесса деформирования, определяющих разрушение. [c.147]

Существенные различия при быстром нагреве отпущенной и неотпу-щенной стали должна иметь карбидная фаза. При электроотпуске карбиды представляют собой пластинчатые или игольчатые высокодисперсные выделения, ориентационно связанные с матрицей [3], тогда как для предварительно высокоотпущенной стали характерна зернистая структура с гораздо большими карбидными частицами, утратившими когерентную связь с ферритной матрицей. Это может заметно повлиять на кинетику процесса а -> 7-превращения. Однако вся совокупность фактов свидетельствует о том, что на ориентированное зарождение 7-фазы решающее влияние оказывает именно ориентировка ферритной матрицы, а не карбидной фазы. Так, при наличии глобулярных карбидов, ориентационно уже не связанных с матрицей, в условиях медленного нагрева в закаленных и отпущенных сталях все-таки реализуется упорядоченное а 7-превращение, приводящее к восстановлению зерна. В деформированной же после закалки стали при скоростном нагреве, несмотря на [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...