Расчет циклически нагруженные Расчет

Приведенные выше данные расчета повреждений при длительном циклическом нагружении выполнены для суммарной необратимой деформации без выделения составляющей ползучести на активном участке нагружения и во время выдержек. Обоснованность такого подхода подтверждается хорошим соответствием уравнению (6) экспериментальных данных, относящихся к тем случаям нагружения, когда необратимая деформация возникает в основном в результате ползучести, а также при активном нагружении в условиях, не приводящих к выраженному накоплению таких деформаций. [c.44]

Для построения обобщенной диаграммы циклического деформирования, а также для реализации возможности последовательного расчета циклического нагружения методом конечных элементов на основе экспериментально определенных параметров уровней состояния в программе предусмотрена возможность регистрации каждого последующего полуцикла в координатах, совмещаемых каждый раз с точкой начала разгрузки. [c.518]

Не останавливаясь здесь на изложении упруго-пластического расчета, отметим лишь, что остаточные напряжения при полном охлаждении во многих случаях благоприятны для прочности, поскольку противоположны по знаку температурным напряжениям, возникающим при нагреве трубы в процессе эксплуатации. Исключение может представить случай многократного циклического нагружения значительной интенсивности, однако поведение трубы в этих условиях пока еще нельзя считать достаточно изученным. [c.69]

До сих пор в гл. 7 речь шла об одноосном циклическом нагружении. В большинстве же практических ситуаций при расчете вращающихся валов, соединительных элементов конструкций, лопаток турбин, авиационных конструкций, деталей автомобилей и многих других элементов конструкций приходится иметь дело с многоосными циклическими напряженными состояниями. При расчете элементов машин, находящихся в условиях действия многоосного циклического напряженного состояния, допустимо использовать следующее фундаментальное предположение [c.227]

Если при несимметричном циклическом нагружении ограничиться задачей определения предельного, достигаемого асимптотически положения смещенной петли гистерезиса, общее решение может быть получено достаточно просто форма петли при этом полностью определяется тем же уравнением состояния (3.30), которое, таким образом, в любом случае характеризует циклическое поведение моделируемого материала. Что касается предельного смещения петли ( статического поведения ), то оно, как будет показано ниже, может быть найдено независимо, путем дополнительного анализа. Заметим, что вопрос о расчете кинетики (развития по времени) процесса смещения петли более сложен (и в то же время менее важен практически). Соответствующее решение может быть получено при непосредственном использовании общих уравнений структурной модели -здесь оно не затрагивается. [c.68]

Нормативные методы расчета на прочность сосудов высокого давления, которые работают при температурах, не вызывающих ползучести материала, основаны на принципах оценки по предельным состояниям (вязкому разрушению, охвату всего сечения элемента сосуда пластической деформацией, возникновению макротрещин при циклическом нагружении). Толщины элементов рассчитывают по предельным нагрузкам, соответствующим предельным состояниям вязкому разрушению или пластической деформации по сечению элемента (ОСТ 26 104 87). При расчете по методу предельных нагрузок расчетное давление р принимают в щ или раз меньше значений р., или р (где р , Рв - давление, при котором вся стенка элемента соответственно переходит в пластическое состояние или разрушается tij, п - коэффициент запаса статической прочности соответственно по р-, или р ). [c.779]

Параметр /3 имеет размерность длины и характеризует прирост длины трегцины при циклическом нагружении. Расчет по уравнению (1.5.16) при ( с = Кс согласуется с результатами эксперимента (рис. 1.29), при- [c.64]

В случае циклических нагружений расчет ведется по эквивалентным напряжениям, определяемым по формулам [c.183]

Если при расчете циклической прочности элемента конструкции не обеспечиваются требуемые коэффициенты запаса прочности, то оценка циклической прочности проводится на основе экспериментальных кривых усталости, полученных в соответствии с методом испытаний на усталость (приложение 2) для рассматриваемых условий нагружения и состояния металла конструкции с учетом соответствующих коэффициентов запаса прочности и у или по результатам испытаний натурных элементов или их моделей, спроектированных и изготовленных в соответствии с требованиями, предъявляемыми к штатным конструкциям. [c.90]

МЕТОД РАСЧЕТА НДС ПРИ КВАЗИСТАТИЧЕСКОМ (МОНОТОННОМ И ЦИКЛИЧЕСКОМ) НАГРУЖЕНИИ В СЛУЧАЕ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО, ВЯЗКОУПРУГОГО И УПРУГОВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА [c.12]

Предложенный здесь алгоритм был использован для расчета НДС в модели по определению долговечности при различных режимах циклического нагружения. Результаты расчета долговечности Nf одноосных образцов в предположении о межзеренном разрушении материала в зависимости от скорости деформирования I ( i = 2 = l ) представлены на рис. 3.12 (кривая 1). [c.184]

В настоящей главе будут кратко проанализированы существующие подходы механики разрушения к оценке трещино-стойкости металла при статическом, динамическом и циклическом нагружениях выявлены проблемы, возникающие при таких подходах, и предложены альтернативные методы решения указанных задач, базирующиеся на использовании локальных критериев разрушения. Кроме того, будут изложены разработанные методы расчета параметров механики разрушения в сложных по геометрии и нагружению элементах конструкций. [c.189]

Формальный расчет, даже с большим коэффициентом запаса, не всегда обеспечивает работоспособность соединения, тем более, что величина и распределение рабочих напряжений по сечениям детали, а также и характер их взаимодействия с предварительными напряжениями в большинстве случаев, особенно в соединениях, подвергающихся циклическому нагружению, неясны. Поэтому независимо от результатов расчета необходимо всемерно усиливать прессовые соединения конструктивными мерами. [c.486]

В инженерных расчетах на прочность, при анализе причин и характера разрушения объектов сложных технических систем традиционно рассматриваются дефекты, имеющие металлургическую природу (раковина, усадочные трещины) или технологическое происхождение (сварочные, закалочные, ковочные трещины), а также дефекты (особенно опасны трещиноподобные дефекты), которые могут появиться или развиваться в результате длительной эксплуатации аппарата. Доказано, что под воздействием коррозионно-активной среды, циклического нагружения и других факторов дефекты могут увеличиваться в размерах и тогда их развитие переходит из стадии стабильного (контролируемого) в стадию спонтанного разрушения. Поэтому неслучайно, что в практике эксплуатации сварных конструкций отмечаются случаи их преждевременного разрушения. [c.111]

В табл. 10 приведены значения коэффициента снижения допускаемого напряжения [т], выбираемого для таких же пружин при статическом нагружении (более подробно расчет пружин на выносливость при циклических нагружениях изложен в работах [б, iO]). Расчеты пружин преимущественно ограниченно-кратного циклического нагружения с учетом скорости приложения нагрузок помещены в ГОСТ 13764—68 —13776—68. [c.711]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

Основное уравнение (28.9) может быть использовано также для решения задачи о развитии рассматриваемых трещин вплоть до полного разрушения при любом пути нагружения и, в частности, прп циклической нагрузке, если пренебречь влиянием остаточных напряжений, как это принималось ранее [123, 247]. Рост трещины при этом происходит на каждом этапе нагружения, а при разгрузке длина трещины остается постоянной. На рис. 28.3 приведены результаты численных расчетов для одного случая циклического нагружения. Наличие достаточно густой [c.243]

Приведем теперь результаты расчета и эксперимента, полученных по циклическому нагружению пластин с центральной трещиной из сплава А. В табл. 31.3 и 31.4 приведены механические свойства этого сплава и эмпирические постоянные формул (30.1) и (30.3). Эти формулы достаточно точно описывают экспериментальные данные. Поэтому сопоставление результатов расчета по формулам (30.7) произведем с диаграммами усталостного разрушения, построенными по формулам (30.1) и (30.3), [c.269]

Можно так>ке, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины Z — 1о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с и). Запас на докритический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, повторном циклическом нагружении и др. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность. [c.293]

Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик сопротивления развитию трещины (трещиностойкости) при циклическом нагружении. РД 50—345—82.— М. Изд-во стандартов, 1983.— 96 с. [c.490]

При повторном циклическом нагружении, когда а изменяется от Отш до Стах, приращение длины трещины может вычисляться интегрированием уравнения (2.25) по длине трещины (от исходной длины трещины /о). На рис. 2.8 по данным Е. М. Морозова схематически представлены результаты таких расчетов в координатах а 1 для двух уровней циклических напряжений (кривая 1). Там же нанесена кривая 2 критических значений разрушающих напряжений и длины трещин, на пересечении с которой кривых 1 роста трещины возникает хрупкое разрушение. [c.37]

Наиболее полно теоретические и прикладные проблемы, касающиеся усталости материалов рассмотрены в работах В. С. Ивановой, С. В. Серенсена, И. В. Кудрявцева, В. Т. Трощенко, Л. М. Школьника и др. Выполненные разработки привели к значительным достижениям в области прогнозирования надежности и долговечности изделий, эксплуатируемых при циклическом нагружении. Однако многие вопросы остаются нерешенными. Во-первых, не выявлена до конца физическая природа усталости материалов, во-вторых, не известно точное распределение нагрузки в узлах конструкций, в-третьих, отсутствуют достаточно точные способы расчета действительных коэффициентов концентрации напряжений, в-четвертых, не ясно влияние масштабного и других факторов, снижающих циклическую прочность материала [45]. [c.29]

ЛИЙ, работающих в экстремальных условиях (например, при —50°С), при форсированных режимах динамического, статического и циклического нагружений, при наложении абразивного изнашивания, при воздействии агрессивных сред и т. д. Поэтому наряду с традиционными испытаниями необходимо комплексно использовать такие методы исследования, как акустическая эмиссия, количественный анализ продуктов изнашивания, непрерывная регистрация структурных изменений в зоне контакта металла с покрытием при работе в паре трения с учетом воздействия окружающей среды на разрушение. Для изучения структуры композиции покрытие — основной металл следует шире привлекать стереологию, рентгеноспектральный микроанализ, ядерный гамма-резонанс, радиоспектроскопию. Принципы механики разрушения должны применяться не только для оценки трещиностойкости, но и для вычисления величины износа при абразивном изнашивании, а также учитываться при расчетах при теоретическом прогнозировании прочности соединения покрытия с основным металлом. [c.193]

Основной принцип конструирования машин, детали которых подвержены циклическому нагружению, выражен в недопущении их разрушения в пределах заданного ресурса. Реализуется этот принцип на практике с использованием в расчетах запасов прочности и дополняется разрабатываемой системой контроля уже в процессе эксплуатации зон с наибольшими расчетными напряжениями [1]. В зависимости от требований эксплуатации и сложности конструкции, с учетом доступности критических мест для контроля задача по предупреждению утраты работоспособности конструкции может быть решена за счет резервирования, дублирования, переключения мощности воздействия с разрушенного элемента конструкции на другой и др. [c.18]

В общем случае нагружения материала в области МЦУ связь между деформациями и накапливающимися повреждениями описывается кинетическими уравнениями повреждаемости [42]. Расчеты циклической долговечности дисков имеют приближенный характер из-за отсутствия констант, входящих в кинетические уравнения повреждаемости, и их обычно проводят принимая ряд допущений, упрощающих описание процессов циклического упругопластического деформирования материала и накопления в нем повреждений [43]. [c.38]

Условия нагружения элемента конструкции, как правило, могут быть реализованы в широком диапазоне варьирования температуры, частоты нагружения, асимметрии цикла путем силового воздействия на элемент конструкции по нескольким осям при разном соотношении между величинами компонент нагружения и т. д. Реальные условия многопараметрического эксплуатационного нагружения материала, воплощенного в том или ином элементе конструкции, ставят вопрос об использовании интегральной оценки роли условий нагружения в развитии процесса разрушения. В связи с этим необходимо введение представления об эквивалентном уровне напряжения для проведения расчетов с использованием новой характеристики напряженного состояния материала в виде эквивалентного КИН. Использование эквивалентной величины в свою очередь требует получения сведений о закономерностях процесса разрушения в некоторых тестовых или стандартных условиях циклического нагружения материала, в которых осуществлено построение базовой или единой кинетической кривой. Параметры кинетической кривой в стандартных условиях опыта становятся характеристиками только свойств материала. Разнообразие реальных условий нагружения материала, в том числе и влияние геометрии элемента конструкции, рассматривается в условиях подобия путем сведения всех получаемых кинетических кривых к базовой или единой кинетической кривой. Поэтому влияние того или иного параметра воздействия на кинетику усталостной трещины в измененных условиях опыта по отношению к тестовым условиям испытаний может быть учтено через некоторые константы подобия. Они выступают в качестве безразмерного множителя. [c.190]

В условиях рассматриваемого типа нагружения проявляются особенности малоцикловой усталости, заключающиеся прежде всего, как отмечено выше, в возможности накопления в процессе циклических нагружений наряду с усталостными повреждениями и квазистатических. В указанном наиболее общем случае оценка накопления повреждений может быть выполнена в деформационной форме, что является традиционным для малоцикловой ветви кривой усталости [2—8] и обосновывается в ряде исследований также и для многоцикловой области [144, 210, 211], а расчет повреждений представляется возможным осуществить на основе деформационно-кинетических критериев разрушения. [c.57]

Расчет сварных швов при циклическом нагружении. Расчет швов на прочность производится по тем же формулам (4.2) и (4.3), но с учетом того, что концентрация напряжений особенно проявляется при действии циклических нагрузок допускаемые напряжения пснижаются умножением на коэффициент у < 1 [c.404]

На рис. 1.6 для сравнения представлены кривые ползучести при статическам и ступенчатом нагружениях, рассчитанные по различным теориям ползучести. Из рисунка видно, что лучшее описание процесса ползучести при нестационарном нагружении дает теория анизотропного упрочнения. В случае циклического нагружения материала, работающего при высоких температурах, теория изотропного упрочнения (обычно именуемая просто теорией упрочнения) будет давать заниженные значения накопленной деформации ползучести (при расчете по теории упрочнения использовали зависимость Sf = где и гпс — эмпирические константы). [c.37]

Следует отметить, что в общем случае многоосного и сложного нагружений концепция обобщенной кривой циклического деформирования не применима [72, 73, 155]. Наиболее распространенным описанием деформирования при циклическом нагружении и объемном напряженном состоянии является схема трансляционного упрочнения, модификация которой использована при формулировке модели кавитационного разрушения в разделе 3.3. В случае одноосного циклического нагружения схема трансляционного упрочнения сводится к допущению, что 5ф(ёР)/ЭёР = = onst. С целью анализа применимости данной схемы параллельно с представленными выше расчетами были проведены вычисления долговечности при =(ф(ДеР) — [c.185]

Следующий вопрос, который был нами рассмотрен, касается применимости Г -интеграла в качестве критерия при знакопеременном нагружении. Несмотря на полученное Брастом [287J удовлетворительное совпадение результатов расчета и эксперимента, следует отметить, что в общем случае применение Т -интеграла в качестве критерия при знакопеременном нагружении проблематично. Покажем на примере нестационарного (в частности, циклического) нагружения невозможность исполь- [c.257]

Расчет траектории усталостной трещины и параметров механики разрушения при циклическом нагружении с учетом остаточных сварочных напряжений/Г, П, К а р з о в. В, А, К а р х и н, В, П, Леонов, Б. 3, Map-гoлин//Boпp, судостроения,—Сер, Сварка.— 1982,— Вып, 33.— С, 3—16, [c.374]

Снижение запасов прочности Hq, Hn и Пе по сравнению с указанными выше значениями (как и при расчетах сопротивления хрупкому разрушению) должно основываться на результатах тензометрических определений действительных нагрузок на моделях или натурных конструкциях, а также на экспериментальном изучении характеристик деформирования и разрушения применяемых конструкционных материалов в условиях, приближающихся к эксплуатационным. В некоторых случаях снижение запасов прочности основано на результатах натурных испытаний конструкций при циклическом нагружении. Однако и при проведении указанных выше испытаний материалов и конструкций запасы riQ, Пе и tiff должны быть соответственно не ниже 1,2—1,3 1,2— 1,5 и 3—5. [c.98]

Расчет при циклическом нагружении. Резьбовые соединения при таком виде нагружения выполняют с предварительной затяжкой. Поэтому при их расчете необходимо исходить из максимальных переменных напряжений цикла, учитывающих и напряжения, вызванные затяжкой. При ориентировочных расчетах можно воспользо- [c.418]

В. С. Калмуцким разработаны методики статистического расчета прочности и надежности деталей с электролитическими покрытиями при циклическом нагружении, установлены статистические закономерности повреждения и разрушения, проведена эксплуатационная проверка выдвинутых положений [53, 54]. [c.31]

В табл. 16 приведены обобщенные результаты циклических испытаний при жестком симметричном нагружении технически чистого титана и сплава ПТ-ЗВ при 20°С. Сравнение циклической долговечности обоих сплавов в области малых улругопластических деформаций показывает, что и при 20 С у сплава ВТ1-0 с более низким сопротивлением ползучести долговечность оказывается ниже, чем у сплава ПТ-ЗВ с большим сопротивлением ползучести, несмотря на значительно более высокую предельную пластичность первого. Таким образом, имеющиеся в настоящее время различные уравнения расчета циклической долговечности материалов носят ограниченный характер и применять их для титановых сплавов с низким сопротивлением ползучести нужно с большой осторожностью. [c.107]

При аналитическом построении циклических диаграмм допускается пренебрегать изменением модуля упругости и нелинейностью модулей нагрузки и разгрузки [45]. При аппроксимации циклической диаграммы, как и в случае большинства других предложений по аналитическому построению циклических диаграмм, исходят из предположения о подобии исходной и циклической диаграмм при различных температурах. Это позволяет свести задачу к изотермической и деформации в циклах неизотермического нагружения определять по диаграммам, полученным для изотермических условий. Здесь используется, как и в условии (1.5), представление о независимости поведения материала от способа подвода энергии в процессе упругого и пластического деформирования. Принимаемые при расчетах упрощающие гипотезы дают модель циклически стабильного материала, что считается оправданным, поскольку на практике изготовление дисков из циклически разуп-рочняющихся материалов не допускается, а по отношению к упрочняющимся материалам эти упрощения должны идти в запас прочности. [c.40]

Исследования литейного алюминиевого сплава Al-Mg-Si (6082) со средним размером зерна 155 мкм путем изгиба образцов 7x12x60 мм были проведены для сопоставления влияния состояния поверхности образцов на длительность периода роста усталостных трещин [101]. Были испытаны образцы с поверхностью непосредственно после литья (S ) и с полированной поверхностью (SP). Полировку осуществляли в две стадии шлифовкой пастой с размером абразива 3 мкм и затем электрополировкой. Изучение зоны зарождения усталостной трещины при последовательной наработке в испытаниях образцов показало, что период роста трещины до достижения длины на поверхности около 100 мкм составил 35-65 % для полированных и 2-10 % для неполированных образцов. Поэтому были проведены расчеты периода роста трещин по формуле механики разрушения от их начальных размеров 6 и 45 мкм до критической длины а . = 3 мм. Оказалось, что для долговечности образцов (2-3)-10 циклов имеет место почти совпадение расчета периода роста трещины с полной долговечностью (рис. 1.19). Далее наблюдается все большее расхождение расчетного периода роста трещины и долговечности образцов. Фактически для гладкой поверхности образца независимо от степени ее поврежденности (полированная и неполированная поверхность) имеет место резкая смена в условиях зарождения и роста трещины в районе длительности нагружения 10 циклов. Меньшие долговечности отвечают области малоцикловой усталости, и для нее весь период циклического нагружения связан с развитием усталостной трещины. Большие долговечности связаны с постепенным возрастанием периода зарождения усталостной трещины. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...