Повреждаемость

Таким образом, адекватный прогноз прочности и долговечности конструкции неразрывно связан с количественным анализом процессов разрушения, который учитывает вклад различных факторов в повреждаемость материала. [c.4]

Аппроксимируя диаграмму деформирования степенной зависимостью а, = Вое , скорость повреждаемости можно представить в виде [121] [c.114]

Поскольку в общем случае функции fi(Aei) и f2(Aei) зависят от напряженного состояния, уравнения типа (2.87) не являются инвариантными относительно этого состояния. Поэтому использование уравнений типа (2.87), полученных при испытаниях одноосных образцов, для анализа повреждаемости материала в окрестности вершины трещины не является правомерным. [c.131]

Кроме того, у вершины усталостной трещины Отах могут превышать S (см. раздел 4.1), что не приводит к мгновенному разрушению элемента конструкции, как это следует из зависимости (2.95). Причиной данного противоречия является представление о снижении сопротивления отрыву с ростом накопленной повреждаемости (микроповреждений), т. е. с ростом и, что следует из зависимости (2.95), если ее представить в виде [c.134]

Отход от анализа повреждения материала в материальной точке, как это принято в механике деформируемого твердого тела, и рассмотрение процессов усталостного повреждения в конечном объеме — структурном элементе — позволяет адекватно прогнозировать не только долговечность, но направление развития разрушения. Такой подход дает возможность разрешить существующее противоречие, связанное с несоответствием при смешанном нагружении по модам 1 и И направлений развития усталостной трещины и локализации максимальной повреждаемости материала трещина развивается перпендикулярно максимальным нормальным напряжениям в область, где повреждаемость материала не является максимальной. [c.149]

Повреждение, обусловленное интенсивным порообразованием по границам зерен в материале, может приводить к значительному его разрыхлению. В этом случае проведение независимого (несвязного) анализа НДС и развития повреждений в материале дает значительные погрешности. Например, отсутствие учета разрыхления в определенных случаях приводит к существенному занижению скорости деформации ползучести и к снижению скорости накопления собственно кавитационных повреждений. В настоящее время связный анализ НДС и повреждаемости базируется в основном на феноменологических подходах, когда в реологические уравнения среды вводится параметр D, а в качестве разрушения принимается условие D = 1 [47, 50, 95, 194, 258, 259]. Дать физическую интерпретацию параметру D достаточно трудно, так как его чувствительность к факторам, определяющим развитие межзеренного повреждения, априорно предопределена той или иной феноменологической схемой. Так, во многих моделях предполагается, что D зависит только от второго инварианта тензора напряжений и деформаций и тем самым исключаются ситуации, когда повреждаемость и, как следствие, кинетика деформаций (при наличии связного анализа НДС и повреждения) являются функциями жесткости напряженного состояния. [c.168]

Анализ зависимостей (4.35), (4.36), (4.37) показывает, что размахи пластической и упругой деформации в цикле, характеризующие повреждаемость материала, зависят не только от размаха нагрузки, но и от максимального ее значения, а также от соотношения КИН I и II рода. [c.211]

На третьем этапе проводится расчет долговечности Тр и повреждаемости D наиболее нагруженных зон коллектора в соответствии с критерием квазистатического повреждения [46, 47) с учетом воздействия коррозионной среды [c.333]

Циклическая прочность зависит от перегрузок, которым деталь подвергается перед нагружением. По Френчу влияние перегрузок характеризуют построением кривых повреждаемости. Метод заключается в предварительном нагружении образцов напряжениями, превосходящими предел выносливости, при различном чис- [c.286]

Испытания на усталость по Велеру и на повреждаемость по Френчу проводят при стабильных по времени и непрерывно действующих циклических нагрузках. Этот вид нагружения свойствен лишь некоторым машинам, работающим непрерывно и на постоянном режиме (стационарные силовые двигатели, электрогенераторы, мащины, встроенные в автоматические линии непрерывного действия). Большинство же машин работает на переменных режимах с правильно или неправильно чередующимися цикла.ми и различным уровнем напряжений в циклах (транспортные, строительные и т. д.). [c.306]

Изыскание методов оценки накопления поврежденности материала и установления динамики изменения повреждаемости по мере наработки часов в процессе эксплуатации высоконапряженных ответственных элементов конструкций. [c.664]

Выбор наиболее нагруженных несущих элементов аппаратов выполняется на основе информации о конструктивных особенностях исследуемого оборудования, условиях их эксплуатации и статистических данных о повреждаемости. Вследствие сложных условий работы металла аппаратов оценка их технического состояния должна предусматриваться по комплексу диагностических параметров. [c.170]

Работоспособность конструктивных элементов оборудования представляет собой очень широкое и комплексное понятие, охватывающее возможность выполнять свои рабочие функции без разрушений и аварий в течение длительного, но определенного и ограниченного времени. При этом должна быть обеспечена безопасность и надежность эксплуатации, соответствующая объектам такого ответственного назначения, как сосуды и аппараты, работающие под внутренним давлением. При оценке работоспособности конструктивных элементов аппаратов необходимо опираться на данные о реальной их дефектности и данные о реальных механических характеристиках металла с учетом эффектов старения. Диагностическое оборудование должно давать возможность производить измерения всех основных параметров повреждаемости, определяющих работоспособность элементов. Необходимо иметь методы, позволяющие оценивать работоспособность по данным о дефектах, свойствах металла в процессе эксплуатации, параметрах нагруженности с учетом перепадов давления, состояния коррозионной защиты и др. [c.277]

Решение этой проблемы - задача не простая. Прежде всего, наибольшую сложность в эту проблему вносят концентраторы напряжений, в том числе различные дефекты сварных соединений и основного металла, которые приводят к крайне неравномерному распределению напряжений и деформаций, возникновению локализованных пластических деформаций, изменению свойств металла из-за деформационного охрупчивания и старения и др. Кроме того, в расчетах ресурса безопасной эксплуатации необходимо учитывать повреждаемость металла во времени, что дополнительно усложняет решение подобных задач. Особую сложность представляет оценка ресурса элементов оборудования при одновременном действии нескольких повреждающих во времени факторов с учетом различного рода дефектов, в том числе и трещиноподобных. Заметим также, что практически открытой остается проблема старения металла в процессе эксплуатации оборудования. [c.329]

В настоящее время, например, аппараты и нефтепроводы рассчитывают лишь на прочность от действия статических нагрузок, без учета временных факторов разрушения. Между тем они работают в режиме малоциклового нагружения, которое в десятки раз ускоряет процессы повреждаемости металла в зоне дефектов и конструктивных концентраторов напряжений. Кроме того, недостаточная степень подготовки нефти на промыслах способствует коррозионной активности рабочей среды. Циклические нагрузки в условиях коррозионной активности рабочей среды вызывают усиление усталостных процессов и особенно сильно в зонах концентрации напряжений. Это объясняется проявлением локального динамического механохимического эф- [c.365]

В связи с этим для оценки ресурса длительно проработавшего оборудования назрела необходимость в разработке методов расчета на прочность с учетом указанных факторов повреждаемости. Эта задача непростая, для ее решения прежде всего необходимо установление закономерностей повреждаемости материала при одновременном действии малоцикловых нагрузок и коррозионных сред, разработка методов оценки напряженно-деформированного состояния аппарата в зонах концентрации напряжений с применением новых средств исследования и методов оценки механических свойств с учетом деформационного старения, охрупчивания и др. [c.367]

Степень повреждаемости металла зависит от уровня номинальной и локальной напряженности в областях дефектов. Поэтому практический интерес представляет оценка напряженного состояния и работоспособности аппарата при наличии в металле дефектов различного происхождения. [c.369]

При пластических деформациях кинетическое уравнение коррозионно-механической повреждаемости представляется в следующем виде [c.378]

На стадии деформационного (параболического) упрочнения конструкционной стали скорость механохимической повреждаемости материала увеличивается практически пропорционально росту интенсивности предварительной пластической деформации материала элемента аппарата. Коэффициент Кст в уравнении (6.13) представляет собой тангенс угла наклона экспериментальной зависимости [c.378]

Следует отметить, что проведенный расчетно-экспериментальный анализ зависимости 5с(х) справедлив при достаточно малых усталостных микротрещинах, когда их размеры порядка ячейки субструктуры материала. При больших х и соответственно значительных усталостных повреждениях, размер которых составляет порядка нескольких диаметров зерен, зависимость 5с (х) может стать убывающей. Действительно, уменьшение 5с с увеличением х наблюдается при испытании образцов № 11, 12 (см. табл. 2.1, 2.2), где предварительная повреждаемость материала была значительной. Высокий уровень повреждаемости в образцах № 11, 12 выражался в большом количестве усталостных микротрещин, возникающих в достаточно представительном объеме материала, выявленных фрактогра-фическими исследованиями (подробное описание фрактур см. ниже). [c.82]

Ф. Макклинток [121] рассматривал рост цилиндрических пор в условиях обобщенной плоской деформации. Вдоль образующих пор действует напряжение Оа, в плоскости, перпендикулярной оси 2, действуют напряжения Охх = Оуу = агг- Макклинток предполагает, что, когда отношение радиуса поры к расстоянию между ними увеличится в достаточной степени, например в Fa раз, поры начнут взаимодействовать друг с другом и последует вязкое разрушение. При указанном допущении степень повреждаемости материала можно выразить через отношение приращения радиуса поры Ru к расстоянию между порами 1п,-так что разрушение произойдет при повреждении Лп=1. Приращение повреждения составит [c.114]

Большинство феноменологических моделей, описывающих процесс разрушения, в том числе усталостного, основываются на рассмотрении элементарного акта разрушения в бесконечно малом объеме материала [12, 38, 141, 282, 336, 349, 351]. Такой подход обязательно приводит к постулированию совпадения зон максимального повреждения и разрушения материала. При моделировании развития трещин в сплошной среде, где любой параметр НДС и повреждения относится к материальной точке, разрушение должно пройти через совокупность точек с максимальной повреждаемостью. В целом ряде случаев построенные на этой основе модели не позволяют объяснить существующие экспериментальные данные. Например, известно, что при смешанном нагружении тела с трещиной, описываемом совместным изменением КИН Ki и Ки, фактическое увеличение скорости развития трещины при росте отношения AKnl Ki оказывается существенно выше, чем это следует из НДС (и соответственно повреждения) в точках, через которые пройдет трещина [58]. В предельном случае при нагружении тела с трещиной только по типу II скорость роста определяется величиной максимальных деформаций, локализованных на продолжении трещины, а направление развития разрушения оказывается перпендику- [c.136]

В условиях циклического нагружения уменьшение эффективной скорости деформирования, обусловленное либо уменьшением частоты, либо выдержкой в цикле, либо формой цикла, может вызвать существенное снижение числа циклов Nf до разрушения, как показано на рис. 3.1,6 на примере нержавеющей стали типа 304, испытанной при 600 и 700 °С и размахе деформации Ае = 1 %. Аналогичные данные получены для бейнитной стали 2,25 Сг — 1 Мо [286] при Т = 575 °С и Ле = 0,5 % выдержка в циклах растяжения и сжатия до 6 мин приводит к снижению усталостной долговечности в три-четыре раза по сравнению с непрерывным циклированием со скоростью деформирования = 4-10- с-. Подобное влияние скорости деформирования на повреждаемость материала наблюдается и на стадии роста усталостной трещины. Например, для никелевого сплава 1псопе1718 уменьшение частоты нагружения до 0,1 Гц [c.151]

Как следует из рис. 3.5, при одной и той же скорости деформирования критическая деформация ef, соответствующая разрушению в агрессивной среде, меньше, чем Zf в инертной среде. Такой эффект может быть обусловлен либо увеличением интенсивности развития повреждений в агрессивной среде, либо снижением критической повреждаемости материала, а также совместным действием этих факторов. В работе [424] предложена модель, базирующаяся на предположении, что реагент среды, диффундируя к границам зерен, снижает их когезивную прочность и тем самым уменьшает критическую повреждаемость материала, отвечающую моменту образования макроразрушения. При этом темп развития межзеренных повреждений принимается инвариантным к среде. Наблюдаемое в опыте увеличение скорости ползучести в агрессивной среде по сравнению с на воздухе в работе [424] не нашло объяснения. [c.167]

С нашей точки зрения, снижение критической деформации в агрессивной среде в первую очередь связано с увеличением темпа развития повреждений и, как следствие, с ростом скорости деформации в режиме ползучести (см. раздел 3.3). Уменьшение критического уровня повреждаемости при кавитационном разрушении маловероятно, так как на критическое событие — слияние микропор, обусловленное пластической неустойчивостью, — не будет оказывать влияние когезивная прочность материала. Итак, предположим, что критическая повреждае- [c.167]

РЕШЕНИЕ УПРУГОВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКОИ ЗАДАЧИ С УЧЕТОМ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА [c.168]

Следует отметить, что накопление повреждений будет происходить и при условии, когда напряжения еще не достигают циклического предела текучести 5т, так как в этом случае идут процессы микротекучести. Тем не менее повреждаемость материала в условиях микротекучести будет достаточно малой и поэтому скоростью развития трещины при оценке AKth можно пренебречь (dL/dN Q). Строго говоря, при расчете НДС в окрестности вершины трещины нужно использовать параметр ат" < От, характеризующий сопротивление материала микро-пластическому деформированию. Однако известно, что в этом случае большинство положений теории пластичности не приемлемо [195, 206, 379]. Выходом из этого положения является анализ НДС в рамках теории пластичности (в расчет вводится параметр От), но и при анализе накопления повреждений учитывается повреждаемость от упругих (с макроскопических позиций) деформаций (см. раздел 2.3). [c.214]

Теория Пальмгрена основана на примитивных предположениях и далека от физической сущности явлений. В частности, она не учитывает действительной кинетики paзвиtия повреждений с увеличением числа циклов, влияния на повреждаемость таких факторов, как асимметрия циклов, чередование ступеней, отдых между ступенями и блоками напряжений. [c.310]

Лучше совпадает с опытом теория ступенчатого накопления повреждений (Кортен-Долан и другие), согласно которой отсчет на каждой ступени ведется от уровня повреждения, достигнутого на предыдущих ступенях. Учитывается также влияние степени асимметрии циклов на повреждаемость. [c.310]

Зайнуллин Р.С. Механика катастроф. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимиче-ской повреждаемости. - М. МИБ СТС, 1997. - 426 с. [c.107]

Анализ технической документации проводится с целью установления технических параметров, предельных состояний, выявления мест вероятных отказов и повреждений, а также элементов и участков, рост повреждаемости в которых и их дефектность могут привести к ресурсному отказу. Этот этап работы завершается составлением перечня про-гнализированной документации в виде эскизов и таблиц с [c.163]

Работоспособность оборудования (трубопроводы, сосуды, аппараты и др.) зависит от качества проектирования, изготовления и эксплуатации. Качество проектирования, в основном, зависит от метода расчета на прочность и долговечность, определяется совершенством оценки напряженного состояния металла, степенью обоснованности критериев наступления предельного состояния, запасов прочности и др. В области оценки напряженного состояния конструктивных элементов аппарата к настоящему времени достигнуты несомненные успехи. Достижения в области вычислительной техники позволяют решать практически любые задачи определения напряженного состояния элементов оборудования. Достаточно обоснованы критерии и коэффициенты запасов прочности. Тем не менее, существующие методы расчета на прочность и остаточного ресурса тр>ебуют существенного дополнения. Они должны базироваться на временных факторах (коррозия, цикличность нагружения, ползучесть и др.) повреждаемости и фактических данных о состоянии металла (физико-механические свойства, дефектность и др.). [c.356]

Экспериментальные исследования механохимической повреждаемости (МХПМ) углеродистых и низколегированных сталей при упругих деформациях показали, что значение Кн в инженерных расчетах можно определять по формуле, предложенной Э.М.Гутманом [c.379]

ДО разрушения конструктивного элемента аппарата. Наряду с механохимической повреждаемостью в процессе циклического нагружения имеет место усталостная (малоцик-повая и многоцикловая) повреждаемость. [c.386]

При этом различают малоцикловые испытания с трапе-циодальной формой цикла (рис. 6.5, а и в) и треугольной формой цикла (рис. 6.5, б и г). Общий вклад на степень ме-ханохимической повреждаемости эффекта цикличности на- [c.388]

Зайнуллин Р.С. Обеспечение работоспособности оборудования для подготовки и переработки нефти в условиях механохимической повреждаемости Диссертация на соискание ученой степени д-ра техн. наук. - Уфа 1987. -296 с. [c.403]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...