Нагружение при высоких скоростях, влияние

Нагревостойкость — см. Теплостойкость Нагружение при высоких скоростях, влияние на механич. свойства 2—178 Нагрузки динамические 2—182 --импульсивные 2—181 [c.510]

Нагружение материала ЗК с частотами в несколько тысяч герц связано с возрастанием скорости изменения нагрузки в цикле, которая может стать соизмерима со скоростями ударного нагружения материала. Процессы релаксации подводимой энергии в цикле нагружения к материалу не успевают проявить себя в полной мере при высокой скорости деформации. Применительно к пластичным материалам влияние возрастания скорости деформации на развитие усталостных трещин выражено в подавлении механизма формирования усталостных бороздок, типичного для низкочастотной области нагружения (см. главу 6). [c.681]

Влияние на пластические деформации. Вторая стадия работы материала — сопротивление пластическим деформациям — существенно зависит от скорости нагружения и деформирования. Можно отметить следующие факты. Наблюдать картину сопротивления пластическим деформациям при высоких скоростях деформирования очень затруднительно. Только [c.277]

Поведение композита при высоких скоростях деформаций отличается от случаев, рассмотренных в предыдущих главах, поскольку при высоких скоростях деформаций прихо-ходится принимать во внимание влияние массы материала и нельзя исключить из рассмотрения вязкоупругость материала. Следовательно, диаграммы напряжение — деформация при динамических воздействиях будут отличаться от диаграмм, которые имеют место при статическом нагружении, что можно видеть из рис. 6.1. [c.147]

Из рис. 6.4 можно видеть, что на ударное поведение композита могут оказывать влияние такие факторы, как структура материала (характеристики композита, содержание компонентов в нем, особенности распределения фазы и форма конструкции), окружающие условия (температура, влажность и др.), условия нагружения внешними силами (скорость удара, растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и т. д.). Поэтому точное описание и определение поведения композита представляют собой сложную задачу. Исследование поведения таких материалов при высоких скоростях деформаций можно проводить аналитически, экспериментально или же в случае необходимости использовать комбинированные методики, содержащие как теоретические, так и экспериментальные элементы. При исследовании поведения материала можно выделить два этапа [c.148]

Приведенные графики показывают также, что при высоких скоростях нагружения жесткость испытательной установки (машин, порталов, захватов и т. п.) может оказывать существенное влияние на процесс нагружения. [c.67]

Приведенные на рис. 99 и 100 результаты показывают существенное влияние скорости деформирования на характер диаграмм растяжения монокристаллов Мо ориентировок 1 и 3. С увеличением скорости наблюдается уменьшение пластической деформации, соответствующей определенному уровню напряжения, возрастает величина условного предела упругости. В основе наблюдаемого эффекта лежит, как указывалось, низкая подвижность винтовых дислокаций в Мо при комнатной температуре, в результате чего при высокой скорости нагружения первоначально действующие источники блокируются. Блокировка источников приводит и к резкому уменьшению пластической деформации. Увеличение числа циклов нагружения способствует активизации дополнительных источников (например, связанных со вторичным скольжением в кристаллах ориентировки 3), вследствие чего повышается способность кристалла к пластической деформации. [c.130]

При высоких скоростях и резких изменениях скорости (ударное нагружение), в результате влияния инерционных сил. [c.69]

Влияние волновых процессов важно при высоких скоростях нагружения, например, при механических и тепловых ударах. В этих случаях напряженное и деформированное состояния и их изменение во времени определяются распространением, отражением и взаимодействием волн, и потому могут наблюдаться принципиальные отличия от статических состояний. Например, у составных тел из материалов разной плотности и при одинаковых модулях упругие статические деформации не будут отличаться от деформаций сплошных тел. В то же время отражение волн от границ между материалами может существенно изменить деформированное состояние. Необходимость учета волновых процессов тем важнее, чем больше протяженность тела и связанный с этим путь волны. Если при столкновении тела мало деформируются, то контактные явления незначительны. Тогда в зоне столкновения деформации невелики и главную роль играют волновые процессы. Скорость волн растет с увеличением модулей упругости (пропорционально ]/ Е или О). Поэтому у материалов с высокими модулями упругости и малым удельным весом (например, у бериллия) скорости упругих деформаций и обычно связанные с ними скорости хрупкого разрушения выше, чем у материалов с высокими удельными весами и малыми модулями упругости (например, у свинца). [c.227]

При динамических нагрузках для грунтов характерна повышенная скорость деформации. Поэтому для получения одной и той же величины пластической деформации при более высокой скорости приложения нагрузки требуется большая затрата энергии. В то же время влияние скорости на сопротивление грунта деформированию уменьшается с ее ростом, и при высоких скоростях нагружения дальнейшее их увеличение (даже в несколько раз) практически не сказывается на изменении сопротивления грунта деформации. Как видно из рис. 42, в зоне достаточно высоких скоростей нагружения величина деформации грунта уже мало зависит от скорости изменения напряженного состояния. [c.96]

Увеличение степени кристалличности полимера, приводящее не только к уменьшению доли аморфной фазы, но и к изменению ее свойств, сложным образом влияет на характер и энергию разрушения. На рис. 1.15 и 1.16 на примере полиэтилена различной плотности показано влияние степени кристалличности на энергию разрушения при комнатной температуре и низкой и высокой скоростях нагружения и на Гхр при высокой скорости нагружения. При низкой скорости нагружения энергия разрушения увеличивается пропорционально степени кристалличности (рис. 1.15, кривая 1), а при [c.33]

Наиболее заметно сказывается влияние скорости деформации при высоких температурах. В нагретом металле уже при сравнительно небольшом увеличении скорости нагружения обнаруживается тенденция к увеличению а р и уменьшению 8, [c.73]

Влияние различных факторов на механические свойства материалов. Экспериментами установлено, что при повышении скорости нагружения и скорости деформирования повышаются предел текучести и предел прочности. При повышении температуры особенно ощутимой является ползучесть (см. 3.9). При высоких температурах более явственными становятся вязкие (пластические) свойства, тогда как при пониженных температурах наблюдается охрупчивание. Существенно влияние на механические свойства металлов химического состава. Например, малые легирующие добавки (хром, никель, молибден и др.) изменяют механические свойства сталей, дают возможность создавать материалы с высокой проч- [c.142]

Чем выше температура, тем труднее определить механические характеристики материала. Происходит это не только потому, что возрастают сложности в технике эксперимента, но также вследствие того, что сами характеристики становятся менее определенными. При статическом нагружении, начиная с некоторых значений температур, резко сказывается фактор времени. Для одних материалов это происходит при более низких, для других — при более высоких температурах. Влияние фактора времени обнаруживается и при нормальных температурах. Однако для металлов его влиянием можно пренебречь. Для некоторых же органических материалов даже при низких температурах скорость нагружения суш,ественно сказывается на определяемых характеристиках. [c.80]

Приближение к частоте нагружения 120 Гц сопровождалось почти полным подавлением процесса формирования усталостных бороздок при одновременном снижении скорости роста трещины. Для алюминиевого сплава, имеющего более высокие характеристики пластичности, такое повышение частоты нагружения не только не вызвало исчезновения усталостных бороздок при снижении скорости роста трещины, но их шаг достаточно явно характеризовал прирост трещины в цикле нагружения при скоростях роста трещины более 10 м/цикл. Влияние частоты нагружения для алюминиевого сплава на формирование усталостных бороздок и изменение скорости роста трещины определяли множителями и соответственно. Выявленные [c.342]

Показатель степени при КИН указывает на развитие трещины с таким высоким ускорением, что различия в частоте нагружения не оказывают заметного влияния на процесс разрущения. Из этого факта можно заключить, что имеет место некоторое пороговое ускорение роста трещины, при достижении которого частота нагружения перестает влиять на процесс разрушения материала у кончика трещины. В припороговой области нагружения имеет место такое ускорение в развитии усталостных трещин. Исследования стали 1Сг-1Мо-0,25V и нержавеющей стали с содержанием Сг — 12 % были выполнены при температуре окружающей среды в припороговой области скоростей на компактных образцах толщиной 10 и шириной 50 мм [29]. [c.351]

При уменьшении скорости деформирования в материалах наблюдается общая тенденция к межзеренному разрушению, поэтому общим для разрушения при комнатной температуре (замедленное), в коррозионной среде (коррозия под напряжением) и при повышенной температуре (разрушение при ползучести) является преимущественно межзеренный излом. В двух последних случаях межзеренный характер разрушения облегчается существенной порчей границ зерен, происходящей в материале при высоких температурах и действии коррозионно-активных сред. Влияние скорости нагружения на характер разрушения можно проиллюстрировать табл. 3. [c.21]

В уравнении (2.3.21) функция напряжений и функция числа полуциклов для данной температуры определяются для мгновенных кривых циклического деформирования, получаемых при непрерывном (без температурных выдержек) циклическом деформировании со скоростями нагружения, позволяющими исключить влияние общей продолжительности деформирования, т. е. P2 t). В настоящее время, как отмечалось выше, имеются экспериментальные возможности получения кривых мгновенного циклического деформирования путем проведения испытаний при достаточно высоких скоростях нагружения. [c.96]

Таким образом, предлагаемая математическая модель (21) обладает важными преимуществами. Во-первых, она содержит в явном виде характеристики циклической трещиностойкости материала, определяемые по точкам того участка, к которому они относятся, благодаря чему исключается влияние точек одного участка на характеристики другого. Во-вторых, она позволяет адекватно описать диаграммы усталостного разрушения, содержащие все известные нам аномалии. В-третьих, раздельное описание отдельных участков существенно облегчает обобщение соответствующих выражений, так чтобы они учитывали асимметрию цикла, частоту нагружения, температуру и другие параметры, влияние которых может по-разному проявляться при низких, средних и высоких скоростях роста трещины. [c.222]

Таким образом, большая доля хрупкого разрушения на поверхностях излома при усталостном разрушении твердых сплавов обусловлена, очевидно, высокой скоростью распространения трещин и существенным влиянием на процесс усталости статической составляющей нагружения. [c.264]

Широко также проводятся работы по изучению влияния различных законов нагружения на реологические свойства металлов, по оценке предельной пластичности при различных схемах напряженного состояния деформируемого материала, испытания в условиях вакуума и высокого гидростатического давления, при сверхвысоких скоростях и в условиях сверхпластичности и т. д. [c.5]

Влияние агрессивной среды на скорость роста трещины усталости при частоте нагружения 20 Гц в сплаве 3003-0 представлено на рис. 4, а. Наиболее агрессивной из всех исследованных сред оказалась деионизированная вода. Это наводит на мысль, что причиной высоких скоростей роста трещины усталости при испытаниях во влажном воздухе по сравнению с испытаниями в среде сухого аргона или азота является содержащаяся в нем влага. Это согласуется с результатами, полученными в работах [3, 4 . [c.142]

Эта зависимость сопротивления от мгновенной величины и скорости пластического сдвига не учитывает влияния истории предшествующего нагружения. Так как высокоскоростная деформация по результатам экспериментальных исследований приводит к повышенному упрочнению, а значит и к более высокой плотности дефектов кристаллической решетки по сравнению с аналогичной деформацией при меньшей скорости, коэффициент размножения зависит от уровня действующих напряжений или связанной с ним скорости пластического сдвига i= [c.42]

Известно, что в диапазоне частот нагружения, меньших обычно наблюдаемых в условиях эксплуатации, на усталостную прочность частота практически не влияет, а при высоких частотах нагружения усталостная прочность может повышаться и снижаться с увеличением частоты. В машинах, имеющих обычные скорости вращения деталей и узлов, порядка 10 ООО об/мин и ниже, эффект влияния частоты нагружения на усталостную прочность сравнительно мал. Поэтому при проектировании машин на такие скорости нет необходимости учитывать частотный эффект. Изменения, [c.233]

При интенсивных термомеханических и динамических воздействиях в наиболее нагруженных элементах конструкций АЭУ, в зонах их конструктивных неоднородностей возможно возникновение пластических деформаций. На зависимости между напряжениями и деформациями в этом случае заметное влияние оказывают уровни температур и скорости деформирования. Влияние скоростей деформирования становится особенно существенным при высоких температурах и радиационном облучении [33, 34]. [c.100]

В агрессивных средах частотная зависимость числа циклов до зарождения трещины проявляется менее ярко, чем при испытании в воздухе (рис. 57). С увеличением частоты нагружения влияние коррозионной среды на число циклов до зарождения и скорость роста трещины ослабевают. При низких частотах нагружения превалирует коррозионное действие, при высоких - охлаждающее. [c.118]

Таким образом, снижение длины образца до /p/начальный период нагружения не влияет на характеристику прочности и пластичности (за исключением величины относительного удлинения) и обеспечивает получение кривой деформирования, лучше соответствующей поведению материала в определенном объеме (объеме рабочей части образца). При высоких скоростях дё формирования, при которых не представляется возможным обеспечить равномерность деформирования в начальный период нагружения, сокращение длины образца до минимума являемся необходимым условием получения корректных данных о качесР венном влиянии скорости деформирования на характеристикй прочности и пластичности материала и влиянии скорости на кривую деформирования. [c.115]

В качестве основного конструкцию иного материала для элементов, составляющих оболочечный корпус (оболочку, фланец), используют жаропрочный сплав ХН60ВТ. На рис. 4.48 и 4.49 приведены диаграммы деформирования этого сплава при температурах, характерных для условий эксплуатации рассчитываемых деталей. Деформирование образцов материала в процессе кратковременного нагружения при высоких температурах выполняли с повышенными скоростями нагружения, когда временные процессы не оказывают заметного влияния на сопротивление деформированию. [c.216]

Нарушение пассивного состояния может поддерживаться механическим путем в результате медленного нагружения с критической скоростью в коррозионной среде (рис. 4.13). При высоких скоростях деформации или нагружения вследствие малого общего времени испытания влияние коррозионной среды не успевает проявиться и происходит вязкое разрушение, а при низких скоростях — успевает наступить репассивацня, которая препятствует зарождению коррозионно-механических трещин. [c.196]

Введение. Известно, что при нормальных температурах влияние фактора времени на деформирование металлов за пределом упругости заметно проявляется при высоких скоростях нагружения (деформирования). Вместе с тем процессы, в которых скорости деформаций составляют (10 10 )с принято считать процессами, которым отвечает диапазон собственно пластического деформирования. Под этим подразумевается, что при данных скоростях процесс деформирования металлов близок к равновесному, а соответствующие деформации значительно превосходят деформации, обусловленные временными эффектами (ползучесть, релаксация и т.д.), что позволяет рассматривать их как собственно пластические. Однако даже при упомянутых скоростях процесс деформирования, строго говоря, не является равновесным. В этом можно убедиться, если, например, в эксперименте на одноосное растяжение при испытании резко изменить скорость нагружения (деформирования) или сделать остановку нагружения, осуществляя вьщержку материала под постоянной нагрузкой, а затем продолжить нагружение. Опыты [1—4], выполненные по таким программам, показьшают, что особенности реализации программы испытания во времени отражаются на виде диаграммы растяжения. Так, в первом случае точке резкого изменения скорости отвечает излом на диаграмме о-е [1-3], а во втором случае при выдержке материала под постоянной нагрузкой происходит накопление деформаций (ползучесть), чему соответствует горизонтальный участок на диаграмме [2—4]. Отмеченные особенности диаграмм указывают на существенную неравновесность процесса деформирования. Вместе с тем влияние на диаграмму деформирования способа реализации программы испытаний во времени носит локальный характер. При удалении от места изменения скорости или этапа выдержки получающиеся зависимости о-е сближаются с зависимостью а-е, отвечающей испытанию с постоянной скоростью нагружения. Это указьшает на то, что процесс деформирования вновь становится близким к равновесному ( квазиравновесным ). Так как при малых скоростях испытаний отклонения зависимостей о—е от соответствующей зависимости для постоянной [c.29]

Как упоминалось ранее, разрушения, произведенные острыми импульсами напряжения, могут отличаться от разрушений, произведенных статически, также вследствие изменений механического поведения твердых тел при высоких скоростях нагружения. Эти различия не связаны с распространением волн напряжения как таковых и имеют место всегда, когда скорость нагружения достаточно велика. В пластичных твердых телах влияние увеличения скорости нагружения сказывается в том, что образующиеся разрушения становятся более похожими на те, которые наблюдаются в хрупких материалах. Эта задача была рассмотрена Б. Гопкинсоном [56] и сравнительно недавно Лизерзичем [85]. Вязкость связана с течением твердого тела под действием приложенных напряжений сдвига, а хрупкое разрушение возникает в том случае, когда мелкие трещины растут под действием приложенных растягивающих напряжений. Когда сила приложена лишь на очень короткое время, возникающие сдвигающие напряжения не успевают произвести течения заметной величины, и многие материалы выдерживают кратковременные напряжения гораздо большей величины, чем их статический предел текучести (см. Тейлор [139]). Далее, когда разрушение происходит при этих условиях, оно имеет форму хрупкого разрушения без течения вокруг поверхностей разрушения. В опытах с образцами из перспекса, описанными в гл. VI, это явление изучалось путем наблюдения разрушающихся образцов в поляризованном свете. Когда пластик деформировался медленно, остаточная деформация большой величины сохранялась после снятия нагрузки. Но в образцах, на которых производились взрывы маленьких зарядов, не наблюдалось такой остаточной деформации даже в областях, непосредственно прилегающих к поверхностям разрушения. [c.177]

При высокой скорости дефор.мации появляется дополнительное демпфирование, связанное с наличием местных градиентов температуры. Так как влияние демпфирования противодействует деформации, возникающей под действие.м внешней нагрузки, то напряжение, потребное для получения данной дефор.дшции при высокой скорости нагружения, оказывается выше, чем при статическом нагружении до той же деформации и изотермическом процессе деформирования. [c.238]

Выеокую (или низкую) постоянную температуэу материала можно осуществить при неизменной с о-рости деформирования, если эта скорость невелика, например при статическом испытании. При высок зх же скоростях деформирования нельзя добиться ПС С-тоянства температуры материала, так как при этом происходит быстрый нагрев его. В этом случае влияние увеличения скорости нагружения на свойства материалов будет менее существенным, так как эффект, вызываемый повышением температуры, противоположен тому, какой вызывается повышением скорости деформирования. [c.42]

Экспериментальные результаты по влиянию скорости деформации на бороалюминиевые композиты приведены в [32]. Там испытаны на растяжение бороалюминиевые композиты, полученные литейной технологией с высоким процентным содержанием волокон. При изменении скорости нагружения от 0,005 до 905 мин значения прочности, по-видимому, имеют один и тот же порядок. Из-за большого разброса результатов трудно обнаружить какую-либо тенденцию в изменении значений прочности. [c.320]

В рассмотренном примере нагружения с постоянной скоростью предполагалось, что Kie = 0. Если это не так, скорость прорастания трещины равна нулю вплоть до достижения уровня напряжения а = Kieth Это явление можно учесть, считая просто, что подынтегральная функция в уравнении (5.59) стремится к нулю до тех пор, пока не достигнуто такое напряжение. До тех пор пока Kie близко к Кт, подобная замена не оказывает заметного влияния на расчетные предельные напряжения, так как из-за величины q наибольший вклад в U имеет место при высоких напряжениях. [c.208]

Основное условие получения достоверных результатов в ква-зистатических испытаниях — поддержание с заданной точностью однородности напряженного и деформационного состояния материала в объеме рабочей части образца. Это позволяет принимать регистрируемые зависимости между напряжением и деформацией за характеристики поведения локального объема материала. Таким методом определены характеристики сопротивления материалов деформированию в большинстве проведенных до настоящего времени исследований, в основном при испытаниях на растяжение или сжатие со скоростями до 10 м/с [69, 167, 208, 210, 305, 406, 409]. Область более высоких скоростей деформирования, особенно при испытаниях на растяжение, обеспечивающих получение наиболее полной информации о поведении материала под нагрузкой, практически не исследована. Такое ограничение исследований обусловлено тем, что с ростом скорости деформации возрастает влияние волновых процессов и радиальной инерции в образце и цепи нагружения, ведущих к нарушению однородности деформации и одноосности напряженного состояния в объеме рабочей части образца и затрудняющих приведение усилий и деформаций в материале. Уменьшение влияния этих эффектов требует разработки специальных методик для испытаний с высокими скоростями деформации. [c.13]

Рис, 4.112. Влияние различных факторов на вид диаграммы напряжений при растяжении полимерного кристаллического образца а) влияние температуры большим номерам кривых соответствуют более высокие температуры б) влияние скорости нагружения на два первых участка диаграммы большим номерам кривых соответствуют более высокие скорости в) влияние молекулярного веса на протяжеи-ность диаграммы ббльшим номерам точек, соответствующих разрушен ню отвечают большие молекулярные веса одного и того же вещества (более высокая степень полимеризации). [c.351]

Процесс нагружения может значительно повлиять на результаты испытаний на КР [41, 43, 95—98]. Например, сообщалось [95], что величина Кткр для сплава Т1 — 6А1 — 4У может быть увеличена на 30 % при уменьшении скорости нагружения. Как показано в работе [98], на гладких образцах сплава Т1 — 5А1 — 2,55п чувствительность к КР проявляется только в очень узком интервале скоростей деформации. Подобный эффект наблюдался и при испытании образцов с предварительно нанесенной усталостной трещиной сплава Т1—13У—11Сг — ЗА1 (рис. 9) [43]. Как видно, величина Кпф выше при очень низких и очень высоких скоростях перемещения ползуна. Влияние скорости нагружения в значительной степени зависит от состава сплава. Например, эффект скорости нагружения явно выражен для сплава Т1— 11,5Мо — 62г — 4,55п [19] и менее значителен для сплава Т1 — 8А1—Шо—IV. [c.318]

Эффект электроимпульсного разрушения материалов при одинаковых затратах энергии зависит от характера энерговыделения в канале разряда. Об эффективности разрушения можно судить по таким его параметрам, как максимальная длина трещин, суммарная длина и поверхность трещин, размер зоны трещинообразования и др. Наиболее общим случаем зависимости указанных параметров от скорости выделения энергии при неизменной ее величине является кривая с оптимумом. В зависимости от характера материала (хрупкие, пластичные) оптимум значительно сдвигается в область малых или больших значений мощности так, что при разрушении определенно пластичного органического стекла решающим является факт роста показателей эффекта с уменьшением мощности в разряде и соответствующем увеличении длительности выделения энергии, а для силикатного стекла, наоборот, оптимальной для разрушения является высокая скорость энерговыдлеления (рис. 1.29). Эффект разгрузки канала разряда (истечение энергии канала через устья канала пробоя и вышедшие на поверхность трещины) приводит к сокращению времени эффективного нагружения, а потому величина разрядного промежутка и глубина внедрения разряда оказывают заметное корректирующее влияние на характер зависимости эффекта разрушения от мощности разряда. При больших промежутках для горных пород действует зависимость, свойственная пластичным материалам, при малых промежутках - свойственная хрупким материалам. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...