Кривая «напряжение — деформация для стали

Рис. 16.20, Кривые напряжение — скорость деформации для стали К-20 (0,35% С) при 850° F и" = йг" di — скорость пластической деформации

Диаграмма на рис. 1.2, а была изображена для того,чтобы показать общий характер кривой зависимости напряжения от деформации для стали, но ее пропорции не соответствуют действительности, потому что, как уже отмечалось выше, деформация на участке от [c.15]

Большинство конструкционных материалов имеют начальный участок кривой зависимости напряжения от деформации, где материал ведет себя как упруго, так и линейно. Примером служит участок от О до Л на диаграмме зависимости напряжения от деформации для стали (см. рис. 1.2, а) другими примерами являются участки, ле щие ниже пределов пропорциональности на рис. 1.4 и 1.5. Когда материал ведет себя упруго и. кроме того, существует линей- [c.18]

Несколько кривых истинных напряжений а = 0д(1-[-8) при данных значениях деформации з (считая, что напряжение равно нагрузке, разделенной на первоначальную площадь поперечного сечения), полученных при комнатной температуре ) и показанных на фиг. 281, обнаруживают для мягкой стали несколько аномальное поведение в отношении зависимости напряжений от скоростей деформации (верхние кривые) по сравнению с обычными кривыми напряжений—скоростей деформации для металлов, не [c.357]

Анализ кривой зависимости напряжений от деформации для мягкой стали показывает, что текучесть начинается при относительной деформации 0,001 и продолжается до значений 0,01—0,02, при которых начинается упрочнение стали. Пластические свойства материала и наличие протяженного участка текучести обусловливают дальнейшее увеличение изгибающего момента выше значения, при котором была достигнута точка текучести, что приводит к развитию пластических деформаций по всей высоте сечения балки. [c.94]

Влияние концентрации напряжений на сопротивление усталости при повышенных температурах связано с упруго-пластическим перераспределением напряжений, чему способствует ослабление сопротивления пластическим деформациям -с ростом температуры. Используя циклические диаграммы деформирования для различного накопленного числа циклов, можно построить кривые усталости в истинных напряжениях и показать для сталей с выраженной циклической пластичностью, что эти кривые при растяжении-сжатии и переменном изгибе как [c.224]

Проиллюстрируем это двумя примерами. Кривые, показанные на фиг. 61 и 2, относятся к материалам типа стали. Вторая группа кривых (фиг. 63 и 64) представляет зависимость напряжений от деформаций для идеально упругого несжимаемого материала. Мы предполагаем, что закон упругости для такого материала имеет вид [c.92]

Рис. 16.19. Кривые напряжение - деформация для стали К-20 (0,35% С) температура 850° F о - истинное напряжение.

На рис. 92 приведено сравнение величин пластической деформации деталей, выполненных из трех сталей различной прочности. Пусть на деталь действует растягивающая сила 7,5 тс, вызывающая напряжение, превосходящее предел упругости для всех сталей. Относительная деформация е под действием этой силы для сталей, соответствующих кривым 1—3, равна соответственно 2,5 1 и 0,5%. Таким образом, деформация детали," выполненной из наиболее прочной стали 3, в 2 раза меньше, чем в случае стали 2 и в 5 раз меньше чем в случае стали 1. [c.208]

Как отмечалось в 1 и 2, условие нагружения конструкций натриевых реакторов на быстрых нейтронах характеризуется температурами до 550—610° С для хромоникелевых аустенитных сталей типа 18-8 и 500° для хромо молибденовых. Корпус реактора и внутриреакторные конструкции подвергаются охрупчиванию при облучении нейтронами (удлинение стали типа 18-8 становится меньше 10%). Эксплуатация связана с чередованием стационарных и нестационарных режимов (пуск, останов, аварийное расхолаживание, изменение мощности и др.), и по предельным оценкам число переходных режимов с изменением температур до 400—500° С не превышает 1500. Суммарное время переменных тепловых режимов составляет не более 10% от общего временного ресурса (2- --4-3)-10 ч., т. е. основное время эксплуатации относится к стационарному режиму. Накопление циклических и длительных статических повреждений сопровождается при эксплуатации изменением состояния металла по химсоставу и механическим свойствам. Получение экспериментальных кривых усталости при реальных деформациях (размах до 0,5%) и длительности нагружения представляет невыполнимую задачу, поэтому в любом варианте расчета прочности неизбежна необходимость обоснования экстраполяции данных на большие сроки службы. Существующие предложения по расчету длительной циклической прочности отличаются как по определению напряжений и деформаций, так и по расчету предельных повреждений. [c.37]

Приведенный выше инженерный метод расчета малоцикловой прочности в номинальных напряжениях требует достаточно сложных экспериментальных исследований на натурных узлах и соединениях конструкций в зависимости от целого ряда факторов вида и способа нагружения, характеристик цикла, температуры, технологии изготовления и т. п. В связи с этим упомянутый выше расчет по местным деформациям (см. гл. 1 и 11) является более универсальным, так как он основан на результатах испытаний лабораторных образцов, используемых для оценки прочности конструкций в зонах концентрации напряжений. Применимость деформационных подходов к расчету сварных конструкций определяется наличием данных по теоретическим коэффициентам концентрации напряжений в сварных швах, циклическим свойствам материала различных зон сварного соединения и по уровню остаточных сварных напряжений. В 2 приведены предложения по определению коэффициентов концентрации напряя ений и деформаций в стыковых и угловых швах листовых конструкций. Для стержневых конструкций, выполняемых из фасонного проката, необходимы дополнительные исследования напряжений и деформаций в зонах их концентрации. Свойства строительных сталей при малоцикловом нагружении изучены достаточно подробно, и по ним получены величины параметров для построения расчетных кривых [c.189]

Таким образом, в кривом стержне нормальное напряжение во внутреннем крайнем волокне больше, а в наружном меньше, чем в тех же волокнах прямого стержня того же сечения. Это понятно первоначальная длина внутреннего волокна в кривом стержне значительно меньше, чем наружного в прямом же стержне эти длины равны. Поэтому и получается указанная выше разница в относительных деформациях, а стало быть, и в напряжениях для этих волокон. [c.404]

Рис. 3.5.2. Диаграммы деформаций напряжение — относительное удлинение для различных материалов 1 — строительные стали (а — условная кривая б — истинная кривая) 2 — чугун с пластинчатым графитом 3 — алюминиевые сплавы 4 — полиэтилен

Сопротивление пластическому деформированию возрастает с увеличением скорости деформирования. Это означает, что кривая деформирования может быть сдвинута в область более высоких напряжений при тех же уровнях деформаций за счет увеличения скорости деформирования при испытаниях. Однако в области обычных скоростей этой эффект невелик. Надаи [51, например, установил, что для стали с 0,35%-ным содержанием углерода увеличение скорости в 10 ООО раз лишь вдвое повышает сопротивляемость текучести. Тем не менее этот эффект достаточно важен, и поэтому требуется стандартизация скоростей деформирования при испытаниях, чтобы получаемые в различных лабораториях характеристики материалов можно было сопоставлять между собой. [c.43]

Анализ этой задачи показывает, что она достаточно сложна, даже с учетом того, что нагружение одноосно, и даже в том случае, если мы не будем учитывать концентрацию напряжений или деформаций. При ее решении надо исследовать спектр нагружения, подсчитать число циклов, учесть отличную от нуля среднюю деформацию цикла и оценить накопление повреждений при малоцикловой усталости. Для получения оценки подходящего размера тяги при анализе типового 5-секундного блока нагружения можно применить метод стока. Напряжение и деформация связаны с нагрузкой через площадь сечения, величина которой пока неизвестна. Поэтому при максимальной и минимальной нагрузках в 5-секундном блоке максимальное и минимальное напряжения могут быть определены лишь при задании некоторого значения площади. По этим пикам напряжений с помощью кривой зависимости напряжений от деформаций при циклическом деформировании стали SAE 4340, приведенной на рис. 8.17, могут быть определены максимумы и минимумы деформаций. Для определения теоретического значения долговечности при каждом значении амплитуды в 5-секундном блоке нагружения может быть использовано соотношение (11.5). [c.393]

Определяя а по наклону кривых релаксации, рассчитали % с помощью уравнения (3.41) и получили [86, 87] соотношение между расчетной величиной % и напряжением в заданный момент времени (рис. 3.50). Это соотношение на начальной стадии релаксации (при высоком уровне напряжений и высокой скорости деформации) выражается серией прямых, различающихся в зависимости от начальной деформации. При непрерывном течении времени для стали 2,25 Сг—1Мо и нержавеющей стали 18—8Nb получили соотношение а—г , выражающееся практически единственной прямой. Однако для стали с 13 % Сг получили группу параллельных прямых, различающихся в зависимости от величины начальной деформации. Начальную стадию релаксации рассматривают как релаксацию первого периода, а продолженную [c.91]

Рис. 4.7. Изохронные кривые напряжение-деформация для нержавеющей стали 304

Вернемся к технической кривой испытания на растяжение мягкой стали. Если построить зависимости нагрузки Р от удлинения Д I, то для образцов из одного и того же материала с различными диаметрами и длинами кривые будут различны с самого начала. Поэтому строится так называемая кривая напряжение — деформация [c.108]

КРИВАЯ НАПРЯЖЕНИЕ — ДЕФОРМАЦИЯ ДЛЯ МЯГКОЙ СТАЛИ [c.109]

Если из точки N вновь продолжить процесс растяжения образца с постоянной скоростью, большей, чем скорость процесса последействия, напряжение быстро возрастает до значения, соответствующего деформации е , на кривой растяжения, получаемой безостановочным процессом деформирования. Эффект последействия, как и релаксация, для сталей при нормальных температурах весьма мал. [c.96]

Рис. 105. Кривые напряжение — деформация (ст — е) для сталей, содержащих мелкие (/) и крупные (2) карбиды [21]

Фиг. 4.1. Кривая зависимости деформации от напряжения для стали 1020.

Рис. 2.10. Зависимость критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации а, б — для стали 15Х2НМФА, в —для стали 15Х2МФА [кривые соответствуют значениям S для стали в исходном состоянии точки — значениям S для стали с предварительной циклической деформацией (а, б)

Рис. 1.2. Типичняй кривая завйсимости напряжения от деформации для конструкционной стали а — иллюстративная диаграмма (не в масштабе) Ь — диаграмма,

Типичный вид диаграммы зависимости напряжения от деформации для конструкционной стали представлен на рис. 1.2, а кривой ОЛВСОЕ] при этом осевые деформации Отложены по оси абсцисс, а соответствующие напряжения — по оси ординат. От точки О до точки Л напряжение и деформация прямо пропорциональны друг другу и диаграмма соответствует линейной зависимости. Выше точки Л линейное соотношение между напряжением и деформацией больше не имеет места, поэтому напряжение, соответствующее точке А, называется пределом пропорциональности. Для малоуглеродистых (конструкционных) сталей предел пропорциональности обычно ле- [c.14]

Кривой ползучести называется график зависимости от времени полных или пластических (возникших в результате ползучести) деформаций при постоянных напряжении и температуре. Характер кривой ползучести для определенного материала зависит от напряжения и температуры. Для сравнительно небольших температур и напряжен й (например, для стали при температуре порядка 400—500° С и напряжении порядка 500— 1000 кГ1см ) график изображен на фиг. 30. При нагружении нагретого образца деформация весьма быстро возрастает от нуля до некоторой величины, изображенной на графике в масштабе отрезком ОА В дальнейшем, после прекращения роста нагрузки, полная деформация нагретого образца будет постепенно увеличиваться во времени по закону, изображенному линией АВСО. Ординаты этой линии представляют собой вели чины деформаций е за определенный промежуток времени, считая от начала нагружения. Они складываются из деформации, возникшей при нагружении, и деформации, образовавшейся в результате ползучести (пластической деформации). Иногда на графике изображается зависимость от времени только пластической деформации, возникшей за счет ползучести е , тогда ось абсцисс графика расположена так, как показано на фиг. 30 пунктиром. Тангенс угла наклона касательной к линии АВСО в некоторой точке с осью абсцисс в масштабе выражает скорость деформации для определенного значения времени [c.289]

Кривая одноосного растяжения малоуглеродистой стали с разгрузкой испытуемого образца (рис. 58) показывает, что остаюч-деформация измеряется отрезком ОО. Пластическая деформация начинает проявляться на участке АВ и происходит без увеличения нагрузки. На участке ВС происходит упрочнение материала, поэтому угол наклона касательной к кривой ВС и к оси абсцисс tg р называют модулем упрочнения. Упрочнение имеет направленный характер, т. е. материал меняет свои механические свойства и приобретает деформационную анизотропию, при этом пластическая деформация растяжения ухудшает сопротивляемость металла при последующем его сжатии (эффект Ба-ушингера). Как видно из приведенной кривой, растяжение малоуглеродистой стали при пластических деформациях нагруженного и разгруженного образца значения деформаций для одного и того же напряжения . в его сечении не является однозначным. Методы теории пластичности, наряду с изучением зависимости между компонентами напряжений и деформаций, возникающих в точках тела, определяют величины остаточных напряжений и деформаций после частичной или полной разгрузки дetaли, а также напряжения и деформации при повторных нагружениях. [c.96]

Для железа и малоуглеродистой стали по мере приближения к пределу текучести кривая напряжение—деформация немного закругляется, в связи с появлением небольшой неупругой деформации совместно с микродеформацией, обусловленной образованием дислокационных нагромождений еще до наступления текучести. В начале деформирования тонкий поверхностный слой упрочняется раньше всего объема металла, поскольку предел-текучести этого слоя ниже [55] и взаимодействие дислокаций в тонком поверхностном слое приводит к росту деформационного упроч- / нения на начальной стадии пластической деформации, сконцент- рированному в тонком поверхностном слое (эффект Сузуки [56]). Этим объясняется увеличение А г перед началом легкого сколь- i жения, пропорциональноё росту деформационного упрочнения Дт в области напряжений между пределом упругости (е = 0,2%) и началом легкого скольжения (см. рис. 9). [c.69]

В настоящее время существует ряд таких предложений по оценке напряжений и деформаций в упругопластической области. Наибольшее распространение получают соотношения, разработанные в [26, 27], а также уточнение этих зависимостей, предложенное в [28]. На рис. 18 приведены вычисленные на основе интерполяционного соотношения Нейбера Ks К = аа значения коэффициентов концентрации напряжений Ks и деформаций Kg, для полосы с отверстием (обд = 3) в зависимости от числа циклов для стали Х18Н9 при 650° С. Эти коэффициенты получены расчетом по изохронным кривым с учетом измерения асимметрии от полу-цикла к полуциклу [29]. Как отмечалось выше, для рассматриваемой стали стабилизация диаграммы деформирования наступает [c.57]

Кривой ползучести называется график зависимости от времени полных или пластических (возникших в результате ползучести) деформаций при постоянных напряжении и температуре. Характер кривой ползучести для определенного материала зависит от напряжения и температуры. Для сравнительно небольших температур и напряжений (например, для стали при температуре порядка 400—500° С и напряжении порядка 500— 0(ЮкГ1см ) график изображен на фиг. 30. При нагружении нагретого образца деформация весьма быстро возрастает от нуля до некоторой величины, изображенной на графике в масштабе отрезком ОА [c.289]

Дальнейшим усложнением условий нагружения относительно простого циклического является блочное ступенчатое нагружение, связанное, например, с периодическими изменениями уровней нагруженности конструкций в эксплуатации. В этом случае могут изменяться как уровни действующих циклических напряжений, так и количество циклов на канчдом уровне. Исследование характера развития циклических деформаций при различных сочетаниях подобного рода режимов нагружения показало [3], что и в этом случае закономерности изменения величин циклической бЛ и односторонне накапливаемой пластических деформаций, полученные на основе представлений о существовании обобщенной диаграммы циклического деформирования с учетом некоторых особенностей условий нагружения, дают удовлетвори-те.льные результаты. При этом было предложено для вычисления величин б< > и при переходе с уровня нагружения 1 на уровень 2 (обозначены первой цифрой индекса у номера полуцикла к на рис. 4.2) на последнем за начало отсчета принимать номер полу-цикла к 1, соответствующий на этом уровне поврежденности материала за всю предыдущую историю нагружения. Исходя из этого положения, были получены расчетные кривые изменения б для стали 15Х2МФ при чередовании блоков нагружения по 50 циклов на уровнях амплитуд относительных напряжений = 1,06 и бо2 = 1,11, причем нагружение начиналось с меньшего уровня 1. Из рис. 4.2, а, на котором кроме расчетных кривых нанесены точками отвечающие этим условиям нагружения экспериментальные данные, видно, что между ними имеет место достаточно удовлетворительное соответствие. Аналогичный подход использован и при вычислении кинетики односторонне накопленной [c.67]

В Нормах расчетов ASME 1592 приведены кривые напряжение-деформация для нержавеющих сталей 304, 316 и стали 2,25 Сг—1 Мо. На рис. 4.7 показана соответствующая диаграмма для стали 304 при 566 С. Тот факт, что деформация ползучести выражается подобными изохронными кривыми напряжение-деформация аналогичен тому, что если, например, представить общую деформацию 8 в виде суммы деформации упругой пластической е ,, неустаиовившейся б( и установившейся ползучести с помощью уравнения [c.101]

На рис. 5.14 приведена Диаграмма равных долговечностей при ползучести тонкостенных цилиндрических образцов из стали 18Сг — 12N1 — Nb (SUS 347) при совместном действии растяжения и внутреннего давления (на рис. 3.5 показаны кривые ползучести для этой стали). В этом случае в отличие от рассмотренной выше малоуглеродистой стали совершенно не наблюдается совпадения экспериментальных значений с эквивалентными напряжениями Мизеса и максимальными главными напряжениями. Как показано на рис. 3.5, эта сталь имеет небольшое удлинение и низкую пластичность при разрушении, поэтому, даже учитывая увеличение напряжений, обусловленное деформацией ползучести, не наблюдается совпадения экспериментальных точек с показанным сплошными линиями четырехугольником, характеризующим максимальные главные напряжения. [c.142]

Тщательный анализ эффекта перераспределения напряжений был проделан Форрестом и Тапселлом [961], причем полученные результаты полностью основаны на экспериментальных данных. Была получена кривая растяжения при динамическом нагружении для характерного усталостного режима. Эта кривая показала, что у мягких сталей текучесть имеет место при более низких напряжениях в случае динамического нагружения, чем статического. Так, условный предел текучести оо,1 снизился с 30,5 до 22,8 кГ1мм при переходе от статического к динамическому нагружению, причем последняя величина ближе к пределу выносливости. Следовательно, перераспределение напряжений, вызванное пластическими деформациями в процессе усталостных испытаний, вероятно, гораздо больше, чем можно было бы ожидать из рассмотрения статической кривой растяжения. [c.59]

В зоне замковых соединений, различных отверстиях, по радиусам закруглений. На рис. 4.16, а и б показаны трещины малоцикловой усталости, появившиеся в диске компрессора ий стали 1Х15НЗВМФ при наработке 10 —10 циклов. Трещины возникли на ободе диска у замкового выступа и около эксцентрично расположенных отверстий для прохода воздуха. Циклическое повреждение дисков оценивают на основании соотношений между размахом напряжений (или деформаций) в цикле нагружения и числом циклов до разрушения. Эти зависимости, представляемые в виде кривых усталости Да—N или Ае—JV, могут быть получены экспериментальным путем. [c.134]

С, подразумевая (с точки зрения экспериментально построенной кривой ДР), что рабочая температура совпадает с КТУ и трещина не может распространяться при эксплуатационных напряжениях ниже предела текучести. Несовпадение переходных кривых для толстых и тонких образцов (см. рис. 121) связано с расширением области I, т. е. в толстых образцах условия плоской деформации могут соблюдаться до более высоких температур. Если провести испытания на образцах толщиной 16 мм и повысить на 40° С КТУ, то можно оценить кривую ИППТ в области I для сталей одного типа. Вследствие того, что ТИП не изменяется с толщиной, мы получаем две отправные точки кривой ДР. [c.210]

При переменных напряжениях, превышающих предел текучести, процессы усталости протекают в упруго-пластической области (в смысле макродеформации) и потому для описания процессов усталости вместо напряженш можно пользоваться амплитудой деформации. Кривая усталости в этом случае представляет зависимость между этой амплитудой деформации и числом циклов, необходимым для возникновения трещины или разрушения. При испытании с постоянной амплитудой силы кривая усталости папосится как зависимость между амплитудой и числом циклов, необходимым для разрушения в этом случае наблюдается монотонное накопление пластической деформации. Число циклов, необходимое для разрушения в упругопластической области для стали обычно не превышает десяти-двадцати тысяч эта область характеризуется как малоцикловая усталость. Сопротивление усталости в малоцикловой области уменьшается с уменьшением частоты. Если циклические деформации и напряжения возникают в результате периодических изменений температуры, то малоцикловые процессы разрушения называются термической усталостью. Будучи нанесенной в логарифмических координатах, зависимость между [c.385]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...