Диаграммы циклической трещиностойкости

Рис. 3.7. Диаграммы циклической трещиностойкости для зон сварных соединений низколегированных сталей.

Приведенные соотношения для характеристик Сип, отражающих сопротивление материала развитию усталостных трещин, позволяют получать расчетом диаграмму циклической трещиностойкости биметаллов по известным характеристикам составляющих композиций. Экспериментальная проверка данных выражений проводилась на образцах ЦТ1, ЦТ2 (см. рис. 5.9). Полученные результаты, ап- [c.138]

Рис. 5.23. Зависимость диаграмм циклической трещиностойкости от толщины образцов.

Диаграмму циклической трещиностойкости (рис. 18.15) строят в двойных логарифмических координатах. Средний участок этой диаграммы описывается уравнением Пэриса v = С (A/ )", где [c.321]

Вид диаграммы циклической трещиностойкости в правой части может принципиально отличаться от приведенной на рис. 17. Kf в 2- [c.49]

На рис. 5.6, б, показана расчетная диаграмма циклического разрушения, которая определяется значением К[ = 0,8К]с, где К с - характеристика статической трещиностойкости по напряжениям. [c.297]

Заключенная в диаграмме информация о сопротивлении материала развитию усталостной трещины выражается количественно через характеристики циклической трещиностойкости материалов. Таких характеристик должно быть как можно меньше, но достаточно для того, чтобы обеспечить однозначное воспроизведение диаграммы с точностью, соответствующей рассеянию экспериментальных точек. [c.217]

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]

Испытания по определению сопротивления распространению усталостных трещин в биметалле № 1 (табл. 5.1) проводили по схеме трехточечного изгиба на образцах с боковой плакировкой (см. рис. 5.6). На рис. 5.25 представлены зависимости скорости роста трещины от амплитуды КИН для образцов толщиной 10, 20 и 40 мм с коэффициентом плакирования, равным 0,4, 0,2 и 0,12 соответственно. Результаты экспериментальных данных аппроксимированы прямыми линиями с точкой перелома примерно при df/dN = 10 мм/цикл. Плакированный материал имеет повышенное сопротивление разрушению при циклическом нагружении по сравнению с материалом основы, так как кривая для биметалла смещена в область более высоких значении АК в среднем на 8...20 %. Использование зависимостей (5.2) и (5.3) позволило получить диаграммы циклического разрушения отдельно для составляющих композиции (см. рис. 5.25, а, б). Кривая для плакирующего слоя (см. рис. 5.25, а) смещена вправо по оси АК в среднем на 40 %, чем и следует объяснить повышение трещиностойкости данного материала с наплавкой. Для образцов толщиной 20 мм (П = 0,2) данный эффект проявляется менее значительно (см. рис. 5.25, б) и при толщине 40 мм (П = 0,12) практически отсутствует (см. рис. 5.25, в). [c.142]

На диаграмме обычно различают три участка I — низких (обычно до D = 10 м/цикл), // — средних (10" > и > 10" м/цикл) и III — высоких (о > 10 м/цикл) скоростей роста трещины. Основные характеристики циклической трещиностойкости материала [c.339]

В случае определения циклической трещиностойкости коэффициент асимметрии цикла R /А тах- Изменение величины среднего напряжения цикла существенно влияет на ход кинетических диаграмм усталостного разрушения. Скорость распространения усталостной трещины растет с увеличением R, В средней (линейной) части диаграммы влияние R в зависимости от структуры металлического материала может быть небольшим (рис. 4.24). [c.144]

Влияние пластической деформации на циклическую трещиностойкость технического железа (0,035% С, 0,18% Мп) было изучено в работе [51]. Заготовки образцов отжигались при температуре 920 °С в течение 2-х часов, после чего часть из них подвергали холодной прокатке со степенями деформации 25 и 50%. Кинетические диаграммы усталостного разрушения исследованных партий образцов представлены на рис. 6.30. [c.234]

Сущность предлагаемого здесь циклического метода определения характеристики трещиностойкости материалов К с состоит в следующем. Рассмотрим диаграмму усталостного разрушения в координатах Ф — Я, (см. рис. 26). Напомним, что Ф — характеристическая функция усталостного разрушения, обратная по величине и размерности скорости роста усталостной трещины, а безразмерный параметр % — относительная величина интенсивности напряжений, [c.213]

Диаграммы циклической трещиностойкости для различных зон сварных соединений сталей 09Г2С, ЮХСНД, 16Г2АФ представлены на рис. 3.7 (испытывались образцы V типа рис. 2.4) и для зоны терми- [c.87]

Рис. 3.8. Диаграммы циклической трещиностойкости образцов со сварным швом (тип VII рис. 2.4) для металла ЗТВ. Сталь 09Г2С.

На основе анализа многих экспериментальньгх данньгх было установлено, что датя большинства материалов зависимость (10.1.1) в двойных логарифмических координатах графически представляется 8-образной кривой. Эта кривая получила название диаграммьг усталостного разрушения (диаграммы циклической трещиностойкости) [194]. Она имеет три характерных участка (рис. 10.1.1). [c.356]

Масштабный фактор влияет не только на предел выносливости гладких образцов, но также изменяет характеристики циклической трещиностойкости, которые оцениваются при построении кинетических диаграмм усталосгного разрушения (КДУР). На рис. 51 приведены сравнительные данные гго исследованию скорости распространения усталостных трещин (РУТ) в сталях [c.83]

Следующий фактор, который необходимо учитывать при анализе циклической трещиностойкости материалов на стадии зарождения трещины, — это эффект ее закрытия (преждевременный контакт ее берегов). На него обратил внимание Элбер [319], указавший на важность влияния преждевременного закрытия трещины на кинетику роста усталостной трещины. Для припороговой области кинетической диаграммы характерен низкий уровень раскрытия трещины, что и создает благоприятные условия для смыкания ее берегов из-за наличия на поверхности устья трещины инородных частиц, неровностей поверхности и др. Проявления и механизмы закрытия усталостных трещин рассмотрены в [320]. Мы же отметим, что эффект закрытия трещины выражается в эквидистантном смещении КДУР вправо относительно инвариантной КДУР. Роль закрытия трещины сводится к замедлению перехода от ее зарождения к ее распространению. [c.199]

В соответствии с широко используемой инженерно-исследовательской практикой оценка сопротивления распространению трещин при циклическом нагружении сводится обычно к построению так называемой кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), устанавливающей зависимость между скоростью роста трещины о и коэффициентом интенсивности напряжений в вершине трещины (его амплитудным значением А/( или максимальным значением /(mas с учетом асимметрии цикла). Типичная КДУР строится в логарифмических координатах и имеет вид, показанный На рис. 15.20. На диаграмме обычно различают три участка (/—III). Важными параметрами, используемыми в расчетах на циклическую трещиностойкость, являются а) пороговый [c.243]

Недостатком выражений типа (19.15) является то, что через их параметры (кроме А/Сгл и /С/с) нельзя прямо определить характеристики циклической трещиностойкости материала. Кроме того, поскольку каждая из характеристик относится к определенному участку диаграммы, ее надо определять по точкам того участка, к которому она относится Этим требованиям удовлетворяет следующее уравнение скорости роста трещины, описывающее КДУР по участкам (19.101 о = 10- [F Ы ) АК где [c.340]

Циклическая трещиностойкость характеризуется высокой чувствительностью к структуре и составу сталей на / и // участках КДУР. Для ill участка диаграммы характер воздействия структурных и металлургических факторов может быть качественно оценен по их влиянию на вязкость разрушения, поскольку обычно существует симбатная корреляция между Kia и Kfe- [c.342]

Графическое представление зависимости скорости роста усталостной трещины от параметра разругиения называется кинетической диаграммой усталостного разругиения. Параметрами кривой скорости эоста усталостной трещины, по которым ее можно воспроизвести, являются характеристики циклической трещиностойкости, количественно выражающие сопротивление материала росту трещины в разных диапазонах его скоростей. [c.168]

Скорость роста усталостных трещин зависит от многих факторов. Среди этих факторов можно отметить следующие механические (амплитуда напряжений, асимметрия цикла нагружения, частота), металлургические (микроструктура, наличие включений, характер легирования), физико-химические (температура, среда, облучение) и геометрические размеры тела [283, 284, 323]. Тем не менее, кинетические диаграммы усталостного разругиения имеют больпюе практическое значение. С их помощью устанавливают характеристики циклической трещиностойкости, на их основании выбирают материал конструкций и оптимизируют технологию изготовления материалов оценивают условия эксплуатации, безопасный ресурс и живучесть поврежденных трещинами конструкций анализируют причины раз-эугиения конструкций [160, 286, 287. [c.170]

Трещина за каждый цикл нагружения получает незначитель-Бое приращение, так что ее распространение можно считать ква-зистатическим, пренебрегая динамическими эффектами. Как показывают расчеты, коэффициент интенсивности напряжений Ки у вершины трещины вдоль ее траектории развития практически равен нулю. Поэтому при определении живучести можно использовать зависимость скорости распространения трещины от коэффициентов интенсивности напряжений, установленной экспериментальным путем на опытных образцах с трещиной при разрушении нормальным отрывом, когда /Сы=0. Зависимость, связывающая скорость роста трещины и наибольший коэффициент интенсивности напряжений Ki цикла /Стах или его размах А/С=(1—ЮКтах лри постоянном коэффициенте асимметрии цикла Я = Кт1п/Ктах и всех других условиях испытаний, дается диаграммой усталостного разрушения (см. рис. 12, где изображена схема типичной диаграммы усталостного разрушения в логарифмических координатах Igv—Ig/ max). По диаграмме усталостного разрушения устанавливают следующие основные характеристики циклической трещиностойкости материала [89] [c.42]

С переходом от однократного нагружения к циклическому основным параметром разрушения становится скорость роста трещины dt/dN, зависящая от размаха коэффициента интенсивности напряжений Д/С. Построение зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений (диаграмма циклической трещино-стойкости - ДЦТ) позволяет получить универсальную характеристику циклической трещиностойкости для данных условий испытания. Экспериментально эту зависимость определяют испытанием образцов с предварительно созданным концентратором большая часть экспериментальных данных получена при испытании плоских образцов с относительно крупными трещинами в условиях одноосного или вне-центренного растяжения, изгиба и растяжения (сжатия), очень мало исследований выполнено на цилиндрических образцах, когда прямое наблюдение за развивающейся трещиной затруднительно. [c.41]

Ярема С.Я. Диаграмма усталостного разрушения и характеристики циклический трещиностойкости конструкционньгх материалов// Сопротивление развитию усталостных трещин в металлических сплавах, применяемых на железнодорожном транспорте Сб. науч. тр. — М. Транспорт, 1984- — С. 18-32. [c.367]

В работе [39] было рассмотрено влияние тонкой структуры на циклическую трещиностойкость (вторая стадия распространения усталостной трещины) закаленных и отпущенных сталей 09Г2С, 35 и 80. Механические свойства, режимы термообработки и параметры субструктуры исследованных сталей представлены в табл. 6.5 и 6.6, а пэрисовские участки диаграмм усталостного разрушения - на рис. 6.23. [c.223]

Электрохимические условия в вершине трещины существенно отличаются от условий на поверхности [239, 263]. Вследствие этого роль коррозионньгх процессов на стадии развития разрушения может оказаться значительной, а результаты воздействия коррозионной среды — неоднозначными. Так, исследования циклической трещиностойкости углеродистых и низколегированных сталей в феде номинальных параметров реакторов с кипящей водой [330], а также другие эксперименты позволили сделать вывод [263], что диаграммы усталостного роста трещины в коррозионной среде не являются инвариантными характеристиками трещиностойкости материала. Их параметры зависят от начальньи условий нагружения, геометрии образца, длительности нагружения. Однако экспериментально установлено [240], что коррозионную трещиностойкость материала в водных средах однозначно огфеделяют конкретные сочетания значений коэффициента интенсивности напряжений, водородного показателя среды и электрохимического потенциала в вершине трещины. [c.490]

Результаты исследования влияния коэффициента асимметрии цикла К на циклическую трещиностойкость основного металла и металла шва (рис. 71—72) показали, что повышение скорости роста трещины при изменении Л с О до 0,7 наблюдалось не только на первом участке диаграммы при малых K, но и на среднеамплитудном, где скорость роста трещины возрастала до двух (для стали 08X1812Т), трех (для металла сварного шва) раз по сравнению с испытаниями при Л = 0. [c.135]

Рис. 70. Циклическая трещиностойкость различных зон сварного соединения на среднеамплитудном участке диаграммы при / = О и г = 20 °С

Экспериментально установлены кинетические диаграммы усталостного разрушения изученных трех трубных сталей и их сварных соединений. Полученньге данные по скорости роста трещины усталости в сталях и их сварных соединениях не обнаружили существенного влияния эксплуатационной наработки ("старения" материала) на характеристики циклической трещиностойкости. [c.93]

Получаемый массив экспериментальных данных позволяет аттестовать материалы по сопротивлению разрушению при статическом, циклическом и ударном нагружении с определением предела усталости ст.ь статической (Кю) и циклической (Ki , К, ) трещиностойкости на основе испытаний крупногабаритных образцов линейной механики разрушения с построением (при циклическом нагружении) кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), а также показателей сопротивления разрушению при ударном нагружении -критические температуры хрупкости КТХ, ударная вязкость. [c.234]

Коррозионная трещиностойкость металлов и сплавов при циклическом нагружении оценивается, как правило, на основании кинетических диаграмм усталости, на которых, как и в случае испытаний в инертных средах, скорость распространения трещины выражается как функция амплитудных значений коэффициента интенсивности напряжений АК (иногда максимального значения коэффициента интенсивности напряжений за цикл нагружения Ктлх). Из начального участка кинетической диаграммы определяют амплитудное пороговое значение исследуемой пары металл — среда для определенных условий испытания (коэффициент асимметрии, частота и форма цикла нагружения). [c.338]

Исследованиями трещиностойкости при циклическом нагружении титановых сплавов выявлен ряд закономерностей и особенностей развития трещин в титане. Так, при построении диаграммы усталостного разрушения сплава ВТЗ-1 в пэрисовских координатах (рис. 98) [111] установлено следующее. Первый участок диаграммы очень крутой явно выраженным пороговым значением /<" /, = 7,85—8,98 MПav . Средний участок сильно развит, он распространен от v= Ш до v = = 7-10 м/цикл. Третий участок слабо развит, начало его лежит п м/цикл, а100 МПа /тй [c.147]

При низких скоростях роста трещины в меди и стали наблюдали ровные плоские участки, покрытые вырожденными бороздками. На первой стадии развития усталостной трещины в низкоуглеродистой стали макроскорость роста трещины примерно на два порядка меньше микроскорости, оцениваемой по ширине усталостных бороздок [240]. Приведенный выше анализ взаимосвязи структуры материалов и механизмов разрушения с диаграммой усталостного разрушения показывает, что исследование механизмов распространения трещины при циклических нагрузках позволит в итоге приступить к конструированию материалов с высокой трещиностойкостью. [c.163]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...