Испытания динамические на длительную прочность

I. Предварительные замечания. В 2.11 и 2.13 были описаны статические кратковременные испытания гладких образцов из различных материалов на растяжение и сжатие при комнатной температуре. Предыдущие параграфы настоящей главы содержат описание различных упругих и механических свойств материалов и оценку влияния различных факторов на эти свойства. Уже при этом обсуждении приходилось обращаться к результатам динамических испытаний (при определении сопротивляемости ударному воздействию и при оценке влияния скорости деформирования на различные свойства), кратковременных и длительных испытаний при высоких температурах (при определении предела длительной прочности и предела ползучести, а также при оценке влияния температурного фактора на различные свойства), длительных испытаний при переменных по величине и знаку нагрузках, длительных испытаний при комнатной температуре и постоянной нагрузке и при монотонно убывающей нагрузке. Приходилось, наряду с рассмотрением результатов испытания гладких образцов, обращаться и к анализу материалов испытаний образцов с надрезом указывалось, что, кроме непосредственного определения интересующих инженера свойств материала, существуют косвенные пути оценки этих свойств (при помощи определения твердости) отмечалось, что, [c.298]

Под жаропрочностью понимают свойство металлов при высоких температурах сопротивляться деформации и разрушению при действии приложенных напряжений [4]. Как и обычная прочность, жаропрочность должна быть обеспечена в условиях самых разнообразных схем напряженного состояния, обусловленных эксплуатацией котельного оборудования статического приложения растягивающей или изгибающей нагрузки, динамического воздействия внешних сил, приложения перемещенной нагрузки и т. д. Жаропрочность котельных материалов оценивают по результатам длительные испытаний на растяжение или изгиб при высоких температурах. Основными характеристиками жаропрочности являются предел ползучести и предел длительной прочности. Жаропрочность зависит от химического состава и структуры. Структура, в свою очередь, зависит от технологии изготовления детали и обработки. [c.45]

Из анализа результатов испытаний на динамическую и статическую усталость следует, что темп падения предела выносливости с увеличением базы испытаний (долговечности) существенно превышает темп падения предела длительной прочности. В результате линия статического разрушения преобразуется в предельную кривую (VI.32), значения параметров о 1 и 0д которой для заданной базы всегда определены неравенством о 1 < 0д [270]. [c.191]

Наибольшее внимание уделяется методике испытаний на ползучесть, релаксацию и длительную прочность. Однако в лабораторной практике получили распространение и другие методы горячих механических испытаний — как статические (растяжение, кручение, изгиб, твердость), так и динамические (изгиб, разрыв). Особое место занимают горячие испытания на усталость. Большинство этих методов имеет немаловажное значение для установления полной механической характеристики жаропрочных сплавов. [c.3]

Применяемая в машиностроении мягкая эластичная резина обладает большим относительным удлинением и может многократно переносить повторные деформации, поглощая и рассеивая при этом существенную часть подводимой механической энергии. Методы испытания механических и иных свойств резины стандартизованы, но характеризуют лишь образцы определенных габаритов. Однако форма и масштаб резинового изделия существенно сказываются на его механических свойствах. Объем резины при деформации практически не изменяется. Длительная статическая или многократно повторная динамическая деформации вызывают утомление резины, которое ведет к снижению ее прочности. [c.394]

Механические испытания определяют прочность и надежность сварных соединений. Их разделяют на статические и динамические. К статическим испытаниям, когда усилие плавно возрастает или длительное время остается постоянным, относят испытания стыкового соединения на растяжение, наплавленного металла на растяжение, стыкового соединения на изгиб, на ползучесть, на твердость. К динамическим относят испытания на ударный изгиб, когда определяется ударная вязкость, и испытания на усталость (выносливость) для определения способности металла сопротивляться действию переменных нагрузок при изгибе, растяжении и кручении. [c.252]

В условиях эксплуатации на материалы электрической изоляции повышенная температура воздействует в течение длительного времени, вызывая необратимые изменения свойств — тепловое старение. Органические диэлектрики, как правило, сильней подвержены тепловому старению, чем неорганические. В разных веществах, при разных температурных уровнях интенсивность термоокислительной деструкции, являющейся основным механизмом теплового старения, протекает по-разному. В первой стадии теплового старения за счет удаления остатков влаги и растворителей, улетучивания некоторых низкомолекулярных составных частей и других процессов электрические свойства твердых диэлектриков могут даже улучшаться без существенного снижения механических свойств. В дальнейшем термоокислительная деструкция, сопровождающаяся в органических диэлектриках выделением разных продуктов окисления, в том числе СО, СО2, Н2О и других продуктов иногда кислого характера с химическими агрессивными свойствами, будет вызывать прогрессивное ухудшение механических характеристик, в первую очередь тех, которые особенно чувствительны к появлению хрупкости материала падает удлинение при разрыве, число перегибов, удельная ударная вязкость, гибкость при изгибании вокруг стержней. В материале могут появляться сперва микроскопические, потом и более крупные трещины. При воздействии влаги, проникающей в эти трещины, может сильно снижаться удельное объемное сопротивление, возрастать tgб, падать электрическая прочность. Появление хрупкости особенно опасно при наличии динамических механических нагрузок, тряски, вибраций. Поэтому для выявления влияния теплового старения на электрические характеристики часто пользуются циклическими испытаниями чередующимися воздействиями на образцы высокой температуры, вибрации и влажности. При достаточно глубоком тепловом старении может произойти сильное науглероживание органического [c.98]

Опыт показывает, что очень редко удается найти тесную связь между характеристиками механических свойств, определяемых на образцах, и службой деталей, в широких диапазонах охватывающих сразу значительное количество производства и методов нагружения. Разнообразие условий работы деталей требуют для оценки конструктивной прочности и различных характеристик механических свойств. В зависимости от характера действующих нагрузок механические испытания прежде всего следует разделить на 1) статические испытания при нормальных температурах или длительные статические испытания при повышенных температурах 2) ударные динамические испытания при различных температурах 3) испытания при повторных знакопостоянных или знакопеременных нагрузках при нормальных температурах. [c.8]

Микромеханизмы разрушения и сопутствующие им эффекты при испытании композиционного материала на длительную прочность. Развитие разрушения исследуемых композитов на микроструктурном уровне, как правило, начинается с разрывов отдельных волокон. Следует заметить, что разрушению волокон предшествует накопление повреждений на субмикроструктурном уровне как внутри волокон, так и на границах [160, 161]. В данном случае эти эффекты непосредственно не рассматриваются и не моделируются на ЭВМ, как в работах [136, 138], но предполагается, что их действие может приводить к разупрочнению волокон и снижению прочности их связи с матрицей с течением времени. В силу разброса прочностных свойств волокон разрушение отдельных волокон в композите может происходить уже в процессе приложения нагрузки. Разрывы отдельных волокон вызывают концентрацию напряжений в локальных областях композита, и дальнейшее развитие разрушения в материале, находящемся под действием постоянной растягивающей нагрузки, в большей степени связано с процессами, развивающимися в этих дефектных областях, в частности с уменьшением несущей способности концевых участков разрушившихся волокон по мере релаксации касательных напряжений в матрице или с развитием процессов отслоения разрушившихся волокон от матрицы. Процессы релаксации напряжений в дефектных местах и процессы отслоения разрушившихся волокон от матрицы могут быть алгоритмизированы на основании проведенных исследований процессов перераспределения напряжений (см. гл. 2, разд, 7) и сопутствующих им динамических эффектов (см. гл. 3, разд. 5). [c.224]

Центральным вопросом в поиске оптимальной структуры сплава является связь его механических свойств со структурными параметрами. Исследования корреляций между деталями структуры и отдельными показателями механических свойств различных сплавов претерпели ряд периодов, связанных с появлением новых представлений о макро-, микро- и субмикроструктуре, с одной стороны, и о статической, динамической усталостной и длительной прочности — с другой. Долгое время предметом изучения было установление зависимостей между размером зерна, меншластиночным расстоянием в перлите и главными показателями прочности, определяемыми при статических испытаниях,— пределом текучести и временным сопротивлением (пределом прочности). Как известно, большим достижением на этом этапе исследований явилось соотношение Петча — Холла [c.6]

Приведем перечень основных видов испытаний, которые в настоящее время используют при исследовании механических и технологических свойств металлов и сплавов статические испытания в условиях одноосного напряженного состояния испытания на ударную вязкость и вязкость разрущения пластометрические исследования испытания на статическую и динамическую твердость и микротвердость испытания на предельную пластичность и технологические испытания (пробы) испытания в условиях сложнонапряженного состояния испытания на ползучесть, длительную прочность и жаростойкость испытания на циклическую, контактную прочность, усталость н в условиях сверхпластичности высокоскоростные испытания испытания при наложении высокого гидростатического давления испытания в вакууме, ультразвуковом поле, в условиях сверхпластичности и т. д. [c.38]

На рис. 5.1, б сравнивают экспериментальные и расчетные величины 1бО-часовой длительной прочности углеродистой стали с 0,15 % С при 450 °С (v = 30 Гц), полученные на основе данных, приведенных на рис. 4.34, б. Видно, что совпадение экспериментальных и расчетных значений очень хорошее. Данные испытаний на динамическую ползучесть до разрушения некоторых жаропрочных сплавов представлены на рис. 5.2. Здесь приведены экспериментальные данные Лазана [3, 4 ] по сплавам N-155, 19-9DL и Vitallium. Для стали с 13 % Сг при 450 °С и стали 18 Сг—8Ni— Nb при 650 °С экспериментальные величины прочности несколько превышают. значения, рассчитанные по, уравнению (5.2). Однако для углеродистой стали с 0,15 % С при 450 °С оценка прочности с помощью указанного уравнения возможна. Кроме того, можно отметить, что для сплавов. N-155 (см. табл. 1.4), 19-9DL (19 Сг— 9 Ni—Мо—W), Vitallium (HS-21, табл. 1.4) наблюдается тенденция упрочнения по мере увеличения долговечности до разрушения расчетная кривая, полученная с помон ью уравнения (5.2) (сплошная линия), характеризует безопасные параметры. [c.133]

Надежность работы в значительной мере зависит от соответствия примененных материалов и их качества требованиям нормативнотехнологической документации. Действующие нормы и правила предусматривают механические испытания и металлографический анализ основного металла и сварных соединений котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением. Объемы и методы механических испытаний и металлографических исследований строго регламентированы [23, 24, 25]. Механические испытания ставят своей задачей определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре, без знания которых нельзя правильно выбрать материал для изготовления детали и оценить состояние металла в процессе эксплуатации. Основными видами механических испытаний являются испытания на растяжение, твердость и на ударный изгиб (динамические испытания). Технологические испытания на загиб, раздачу и свариваемость служат для оценки возможности проведения технологических операций, необходимых для изготовления и монтажа оборудования (сварки, гибки, вальцовки и т. п.). Такие важнейшие для котельных материалов испытания, как испытания на ползучесть, длительную прочность, сопротивление усталости, релаксацию напряжений, не предусматриваются действующими правилами котлонадзора в качестве контрольных и служат в основном для выбора допускаемых напряжений и установления ресурса работы элементов, изготовленных из различных сталей. [c.8]

Из рассмотрения результатов испытаний видно, что длительность импульса тока оказывает незначительное влияние на прочность соединений. Так,статическая прочность на срез практически одинакова, при отрыве наблюдается некоторое повышение прочности у образцов, выполненных с большей длительностью тока. Прочность рабочих соединений образцов, выполненных на всех режимах, при динамических нагрузках практически одинакова у связующих соединений наблюдается снижение усталостной прочности при чрез.мерно мягком режиме (0,4 сек). Такие результаты можно объяснить следующим. Точечная сварка даже при мягких режимах характеризуется весьма кратковременным тепловым воздействиелМ на металл. В связи с этим наиболее резкое изменение механических свойств металла наблюдается лишь в литом ядре и значительно меньшее в околошовной зоне. Кристаллизация литого ядра происходит под действием усилия сжатия электродов как в случае жесткого, так и мягкого режимов, следовательно, имеем дело с метал-ло.м, имеющим практически одни и те же механические свойства. Этим можно объяснить одинаковые результаты при испытаниях на срез точек. [c.192]

В отличие от сплава ВТ14М кривые замедленного разрушения сплава 0Т4-1 с содержанием кислорода и азота в сумме 0,16% (см. рис. 22, б) состоят из двух прямолинейных участков, точка перегиба которых по оси абсцисс при всех температурах соответствует приблизительно выдержке в течение 1 мин. В области высоких напряжений (слева от точки перегиба) отрезки, выражающие зависимость прочности от времени до разрушения, с уменьшением длительности испытания стремятся к величинам предела текучести сплава при соответствующих температурах, постепенно приближаясь один к другому. Справа от точки перегиба отрезки временной зависимости прочности по мере увеличения длительности испытания также стремятся один к другому, и угол их наклона зависит от температуры испытания. Чем выше температура испытания, тем больше расходятся кривые временной зависимости прочности от экстраполированных в область низких напряжений левых отрезков кривых (см. пунктирные и сплошные линии на рис. 22, б). Это, по-видимому, обусловлено развитием динамического деформационного старения сплава в процессе его ползучести под напряжением. Чем выше температура испытания в исследованных пределах (О—75° С), тем эффективнее идет процесс блокировки дислокаций. Это согласуется сданными исследования процесса деформационного старения сплавов титана технической чистоты, которое показало [75], что максимальный эффект блокировки наблюдается при температуре 232° С. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...