Напряжение в длительное — Скорость повреждения

Превышение над должно учитываться при нанесении правых ветвей. полных диаграмм усталости. Номинальные статические составляющие напряжения цикла, с учетом эквивалентности по критерию достигнутых деформаций ползучести, должны умножаться на коэффициент 1/ЛР -Аналогично определяются статические напряжения а , эквивалентные по линейному накоплению длительного статического повреждения Dx, пропорционального времени т. Скорость повреждения рассматривается как степенная функция напряжений в соответствии с уравнением кривой длительной статической прочности [c.219]

Разрушение при ползучести. В. И. Розенблюм (1957) получил решение задачи об определении времени до разрушения диска постоянной толщины с отверстием. В основу положены уравнения установившейся ползучести, распространенные на случай конечных деформаций, таким образом, рассмотрена схема вязкого разрушения. Л. М. Качанов (1960) рассмотрел на основе своей теории некоторые задачи о времени разрушения стержневых систем, сформулировал общую постановку задачи о движении фронта разрушения и определил время разрушения скручиваемого вала. Ю. Н. Работнов (1963) решил задачу о разрушении диска с отверстием по схеме хрупкого разрушения. При этом учитывалось влияние накопления поврежденности на скорость ползучести и, следовательно, на распределение напряжений. Позже Ю. Н. Работнов (1968) рассмотрел вопрос о влиянии концентрации напряжений на длительную прочность. При этом считалось, что распределение напряжений мало отличается от распределения напряжений в жестко-пластическом теле, но переменная величина степени поврежденности со фигурирует в условии пластичности, которое становится подобным условию равновесия неоднородной сыпучей среды. [c.149]

Функциональная зависимость долговечности материала от приложенного напряжения имеет сложный характер. Тем не менее, для напряжений в диапазоне (0,5-0,9) Ог графики функций 12Т = /(о) имеют вид практически параллельных прямых в широком диапазоне характеристик сероводородсодержащих сред. Для двух произвольно выбранных сред, условно названных модельной и натурной, график зависимости длительной прочности от времени приведен на рис. 4.1. Для заданного и одинакового уровня напряжений Ор материала, работающего в модельной и натурных средах, исходим из следующих предпосылок механизм накопления объемных повреждений одинаков для обеих сред или отличается несущественно разрушение идентичных образцов происходит при одинаковом объеме их повреждений = iV скорости накопления повреждения материала и в модельной и натурных средах [c.160]

Механическое повреждение кристаллических материалов при высокой температуре (т.е. при температуре, составляющей более 30 50 % температуры плавления) обычно происходит в результате ползучести или же сводится к разрушению при длительном воздействии напряжения. Ползучесть представляет собой зависящую от времени t пластическую деформацию. Хотя скорость этой деформации, невелика, материалы, предназначенные для использования при высокой температуре, подвергаются воздействию напряжения в течение длительного времени. Характеристики ползучести представлены на рис. 2.14. [c.153]

Выполненными исследованиями повреждений нескольких дисков и дефлекторов, нанесенных на них при их ремонте, было продемонстрировано, что максимальная глубина повреждения составляет 0,5 мм. Если исходить из того, что развитие трещины от повреждения до глубины 1 мм будет происходить при постоянной скорости или постоянной величине шага усталостных бороздок с учетом влияния остаточных напряжений вблизи повреждений, то длительность распространения трещины на этом интервале составит около JV , = (1 - 0,5)/1,55 10 = 3200 циклов. Эта величина может быть добавлена к полученной выше длительности распространения усталостной трещины, если считать, что более глубоких повреждений в диске, чем 0,5 мм, не может быть нанесено. [c.563]

При усталостных испытаниях основными характеристиками являются предел выносливости, усталостная долговечность, чувствительность к концентрации напряжений, степень поврежденности циклическими нагрузками, скорость роста трещины, число циклов до появления трещины, длительность периода живучести, характеристики петли гистерезиса, изменение деформации образца в процессе циклического нагружения, изменение величины раскрытия трещины. [c.7]

Для оценки несущей способности элементов конструкций при термоциклическом нагружении на стадии частичного разрушения от образования трещин длительного циклического разрушения необходим анализ закономерностей распространения этих трещин при повышенных температурах. Для температур, при которых еще не проявляются эффекты ползучести и длительного статического повреждения, скорость распространения трещины рассматривается [40] как и при нормальной температуре в степенной зависимости Пэриса от размаха интенсивности напряжений hK [c.31]

Развитие трещин при длительном статическом нагружении в работах [59—61] описывается с использованием критериев линейной механики разрушения при этом скорость распространения трещин оказывается связанной с коэффициентом интенсивности напряжений степенной функцией [59]. Увеличение скоростей развития трещин с накоплением времени объясняется снижением критических значений коэффициентов интенсивности напряжений, а также с активизацией процессов коррозионного повреждения металла в вершине трещины. [c.114]

Необходимыми для рассмотренного выше расчетного определения долговечности элементов конструкций на стадии образования л развития трещин являются испытания гладких стандартных образцов при кратковременном и длительном статическом нагружении (с оценкой характеристик прочности и пластичности), а также образцов с начальными трещинами при малоцикловом нагружении при соответствующей температуре и времени выдержки (с измерением скорости развития трещин). Приведенные выше уравнения позволяют осуществлять пересчет получаемых из экспериментов данных на другие числа циклов и времена нагружения. Воспроизведение в опытах эксплуатационных режимов нагружения, уровней номинальной и местной напряженности, исходной дефективности с учетом кинетики изменения статических и циклических свойств представляется пока трудноосуществимым. В связи с этим разработка способов приближенной оценки несущей способности элементов конструкций, работающих при высоких температурах (когда имеет место активное взаимодействие длительных статических и циклических повреждений), приобретает существенное значение. [c.120]

Такие испытания давали возможность варьировать долю того или иного повреждения. Испытания с выдержками при постоянном напряжении соответствуют большой доле длительных статических повреждений, испытания без выдержек при постоянной скорости нагрузки при мягком нагружении дают за счет накопления односторонних деформаций примерно равную долю усталостных и длительных статических повреждений и, наконец, испытания при постоянном размахе деформаций дают только усталостное повреждение, причем в случае достижения заданного размаха за счет ползучести можно широко варьировать время до разрушения при примерно одинаковом числе циклов. [c.211]

Эффект коррозионных воздействий учитывают в зависимости от типа коррозии — общей или местной (язвенной), характера коррозионной среды, ее давления и скорости, а также длительности коррозионного воздействия, частоты нагружения и концентрации напряжений 10, 15]. Снижение долговечности за счет коррозионных повреждений оценивают по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных долговечность для малоуглеродистых и низколегированных сталей в коррозионной среде (при равномерной коррозии) определяют по формуле [c.132]

Величина динамического воздействия подвижного состава на путь при всех прочих равных условиях зависит от осевых нагрузок и скоростей движения поездов. Последние весьма существенно влияют на работу пути и, в частности, на его стабильность и напряженное состояние. Работа пути за длительный период времени, накопление в нем остаточных деформаций и возникновение различных повреждений усталостного характера зависят не только от величины динамического воздействия, но и в еще большей мере от количества таких воздействий, иначе говоря, от грузонапряженности. Повышенный уровень динамического воздействия подвижной нагрузки на путь, а также увеличенная частота приложения этой нагрузки предъявляют особые требования к конструкции и содержанию пути на линиях со скоростным движением поездов и с большой грузонапряженностью. [c.117]

При длительно действующих статических или знакопеременных динамических нагрузках особенно проявляются присущие термопластичным полимерам вязкоупругость и кинетический характер разрушения. Поведение этих полимеров при длительных статических нагружениях оценивают по скорости ползучести или скорости релаксации напряжений. При этом наряду с развитием вязкоупругих деформаций в полимере протекают процессы накопления повреждений, приводящие в конечном счете к разрушению. Скорость протекания всех процессов определяет долговечность термопластичного полимера. При длительных динамических нагружениях накопление повреждений приводит к усталостному разрушению, устойчивость к которому характеризует усталостную прочность. [c.43]

Релаксация термических напряжений может достигать значительных величин, составляющих более половины исходного напряжения. С увеличением максимальной температуры цикла релаксация возрастает. Наибольшая. релаксация наблюдается в первом цикле, затем скорость релаксации уменьшается с каждым циклом 1[ к 8—15-му циклу стабилизируется. Начиная примерно с половины общей длительности до разрушения, релаксация усиливается и возрастает до разрушения. В этот период формируется начало разрушения и происходит постепенное накопление повреждений. [c.87]

На участках трубопроводов, подвергнутых действию рабочего напряжения 100.. .110 МПа (10.. .11 кгс/мм2), через 400.. .500 ч после начала третьей (ускоренной) стадии ползучести (на трубах с напряжением 60... 70 МПа значительно позднее) отмечена длительная непрерывная АЭ с большой скоростью счета. Эта АЭ соответствует интенсивному развитию повреждения металла - лавинному росту микропор и объединению их в микротрещины. Длительность отдельного акта составляла от 0,5 ч до нескольких часов. В этот период в отдельных сечениях труб наблюдались повышенная скорость деформации (до [c.253]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Процесс малоцикловой усталости при повышенных температурах, при которых уже проявляется влияние длительности и скорости деформирования на накопление пластической деформации и статического повреждения, неизбежно связан с формой и длительностью цикла. Это способствовало привлечению таких интерпретаций условий термодиклического разрушения, в которых в явной форме отражена частота v = 1/Г, где Т — период цикла. С помощью частотных представлений предлагается также охарактеризовать роль выдержек при постоянной деформации или напряжении, столь свойственных работе металла во многих конструкциях. Анализ соответствующих зависимостей,. вытекающих из опытных данных, предложенных рядом авторов, позволил уравнение кривой малоцикловой усталости в размахах 2г р пластической деформации выразить так [3] [c.4]

Пределы прочности керамических материалов при быстром нагружении зависят от его скорости [61 ] (рис. 1.24), а сопротивление длительному разрушению при достаточно высоких уровнях напряжений в среднем меньше сопротивления быстрому нагружению. При этом процесс повреждений, накапливающихся преимущественно в упомянутых локальных зонах концентрации напряжений, протекает в отсутствие ползучести, т. е. упругие деформации материала, отвечающие напряжению выдержки, остаются постоянными до момента полного разрушения образца. Возможно, что в указанном процессе доминирует термофлуктуаци-онный механизм локальных разрушений. [c.39]

Проблема малоцикловой усталости несущих элементов конструкций и деталей машин в широком диапазоне температур и скоростей нагружения применительно к малоцикловой усталости (без учета температурно-временного фактора) и длительной циклической прочности (с учетод температурно-временного фактора) включает в себя два основных направления (рис. 1.1) исследование кинетики полей напряжений и деформаций в зонах Д1аксималь-ной напряженности, определяющих места ускоренного накопления повреждений и разрушения изучение свойств Д1Этериалов по числу циклов и по времени деформирования. [c.7]

Длительное время внутренняя коррозия барабанных котлов объяснялась в основном недостатками водно-химического режима. В последние 10—15 лет со всей очевидностью установлено важное, а иногда и решающее влияние иа протекание и интенсивность коррозии экранных труб тепловой иагрузки и гидродинамических факторов. Установлена также непосредственная связь внутренней коррозии многих котельных элементов с их конструктивными особенностями. Неправильна постановка вопроса, какой из факторов является определяющим в протекании коррозии парогенерирующих труб внутритрубные отложения или тепловая нагрузка. Эти факторы жестко взаимосвязаны, и требуется конкретный подход в каждом отдельном случае [3]. Роль теплового напряжения в вязких (первого типа) и хрупких (второго типа) повреждениях иаро-генерирующих труб (см. 2.2) действительно значительна, но механизм воздействия теплового потока иа эти повреждения различен. При повреждениях первого типа его влияние при традиционном водном режиме связано с зависимостью скорости железоокисного накипеобразования от тепловой нагрузки. В дальнейшем протекает процесс электрохимической коррозии с утонением стенки труОы, скорость которого существенно зависит от качества котловой воды и ряда других факторов, в том числе и от тепловой иагрузки. При повреждениях второго типа, т. е. связанных с водородным охрупчиванием, разрушение труб фактически определяется только высоким уровнем теплового потока, вызывающего переход на нестабильный режим кипения при данном характере отложений (см. 2.3). Необходимо совместно рассмотреть влияние и водного режима, и тепловой иагрузки на коррозию экранных труб. Увеличение тепловой нагрузки вызывает существенную интенсификацию железоокисного и медного накипеобразования. Но в свою очередь наличие опасных пористых, мало-теилоироводиых отложений приводит к снижению того теплового потока, когда нарушается нормальный режим кииения и возникают частые и значительные теплосмены с разрушением защитных пленок, развитием пароводяной и водородной коррозии (см. 2.3, 3.1, 3.3). [c.199]

В общем случае условия разрушения металлов при длительном нагружении определяются накоплением повреждений и скоростью распространения трещин, приводящих к образованию новой поверхности раздела внутри детали, свободной от напряжения. В зависи. юсти от температуры материала локальная пластическая деформация люжет приводить к относительному у.мень-шепию концентрации напряжения и к упрочнению материала. [c.252]

Наряду с условиям достижения критической скорости распространения трещины и наличия достаточно большого напряженного объема материала должно быть выполнено также условие достаточной продолжительности действия высокого напряжения у края трещины для возможности разрушения металла. Так, например, при очень малой продолжительности действия ударной нагрузки, недостаточной для разрушения материала путем отрыва, развитие трещины может не иметь места. Влияние длительности нагружения на величину предельного напряжения рассмотрено в предыдущей главе. Одним из важных факторов, влияющих на длительность нагружения металла до разрушения, является температура испытаний Т. Здесь необходи.мо учитывать различное влияние температуры в двух различных случаях работы деталей 1) при большой длительности нагружения до разрушения и низком максимальном напряжении повышение тедгпературы приводит к уменьшению величины tp такое влияние температуры наблюдается в условиях ползучести, интенсивность которой увеличивается с повышением температуры 2) при кратковременном динамическом нагружении максимальное напряжение значительно выше предельного напряжения (сГд.)(,, еще не вызывающего повреждения материала. Как правило, в этих условиях разрушение материала происходит легче, и для предельного накопления деформаций требуется меньше времени при понижении температуры материала. [c.276]

Как видно, процесс разрушения можно разбить на два этапа инкубационный период, когда внутри материала накапливаются микроскопические повреждения, и этап продвиженпя магистральной трещины, который заканчивается разрушением. Картина до чрезвычайности напоминает ту, которая наблюдается при длительном разрушении в условиях высоких температур, разница состоит в том, что субмикро- и микротрещины появляются в результате нопеременных пластических сдвигов в теле зерна, а не на границах зерен. Существуют теории накопления поврежден-ности при переменных нагрузках (Костюк), которые мы здесь не затрагиваем. Что касается роста трещины, то, как оказывается, скорость его определяется коэффициентом интенсивности напряжений, поэтому можно принять [c.682]

Из-за подключения процессов ползучести характер кривой "циклическое напряжение - циклическая деформация" начинает зависеть от времени. При низкой частоте нагружения циклические напряжения оказываются ниже из-за более низкой скорости деформации и развития процессов динамического возврата. Рост длительности цикла создает возможность для статического возврата дислокационной структуры, а также для огрубления выделений зг -фазы. В поликристалли-ческом состоянии становятся важными процессы повреждения, связанные с образованием пор по границам зерен сплава. [c.344]

Интенсивное электромагнитное перемешивание жид кого металла в печах промышленной частоты уменьшает срок службы футеровки Осредненная скорость движения жидкого металла при допущении одномерной модели тигельной печи и отсутствия концевых эффектов, подсчитанная по методике работы [74] для температуры жидкого сплава 1500° С, в центре печи равна 4,1 чюек Однако в реальной печи при турбулентном течении металла возле стенок тигля, где напряженность магнитного поля выше, мгновенная скорость потока металла больше, чем осред-нениая и может быть выше критической кавитационной скорости, равной 5,5 м сек [57] Поскольку шероховатость стенок тигля способствует возникновению явления кавитации, в практике эксплуатации печей промышленной частоты наблюдается разъедание футеровки, имеющее кавитационный характер Кроме того, перемещение твердых частиц шихты и шлака движущимся металлом вызывает механические повреждения и размыв футеровки Таким образом, с целью повышения стойкости футеровки следует избегать длительного интенсивного перемешивания жидкого металла в тигле печи [c.29]

В соответствии с др. теориями, физич. природа процесса усталости отлична от природы статич. наклепа. Образование микроскопич. трещин при циклич. нагрузках рассматривается в этом случае как процесс постепенного ослабления межатомных связей и развития необратимых повреждений в определенных участках структуры (напр., на границах мозаичных блоков). Модель неоднородного упруго-пластич. деформирования конгломерата случайно ориентированных кристаллов послужила основой для теорий усталостного процесса как в детерминированной, так и в вероятностной трактовке. При напряжениях, не превосходящих предела текучести металла, усталостные процессы связаны лишь с явлениями местной пластич. деформации, не проявляющейся макроскопически, и рассматриваются как квази-упругие. Числа циклов, необходимые для усталостного разрушения при таких уровнях напряженности, измеряются сотнями тыс. и млн. При напряжениях, превосходящих предел текучести, явления усталости сопровождаются макросконическими пластич. деформациями и рассматриваются как упруго-пластические. Число циклов, необходимое для разрушения в этой области, измеряется сотнями и тысячами. В зависимости от условий протекания процесс У. может также сопровождаться фазовыми превращениями в металлах. Так, при новы-шенных темп-рах происходит выделение и перераспределение упрочняющих фаз при переменном нагружении, что иногда приводит к ускоренному ослаблению границ зерен, и при длительной работе трещины усталостного разрушения возникают в этом случае на границах зерен. Физико-химич. превращения в структуре наблюдались также и при комнатной темп-ре при циклич. напряжениях выше предела У. Стадия усталостного разрушения, связанная с развитием трещины, возникает на разных этапах действия переменных напряжений. При большой структурной неоднородности, свойственной, например, чугунам, в местах включений графита система микротрещин возникает задолго до развития магистральной трещины, приводящей к окончательному усталостному разрушению. Для структурно более- однородных металлов, напр, конструкционных сталей, образованию отдельных микро-, а потом макротрещин предшествуют длительно накапливающиеся изменения, и трещины возникают на относительно поздних стадиях, развиваясь с нарастающей скоростью. [c.383]

На рис, 37 приведены данные по накоплению повреждений, вычисленные по уравнению (4.34) по результа-тац испытаний стали 12Х18Н9Т при 650° С и различных условиях испытаний черными точками обозначены результаты, полученные при условии в в белыми — результаты расчета по (t). Расчет с использованием данных по 8д (t) идет в запас прочцости для длительности деформирования до, 20—30 ч, для больших длительностей разница оказывается несущественной. Испытания проводили с выдержками в 1, 5 и 50 мин при растяжении и растяжении-сжатии на трех уровнях напряжений (25, 26,5 и 28 кгс/мм ). Помимо этого проводили испытания с заданным размахом напряжений при постоянной скорости нагружения и разгрузки, с заданным размахом деформации без выдержек (жесткой нагружение) без выдержек и с выдержками с заданным размахом деформаций, достигаемым за счет ползучести в этом случае время выдержки определялось достижением заданного уровня деформации. [c.210]

Данные непосредственных определений защитных свойств различных цементов во время испытаний (осмотр состояния арматуры в бетоне, потеря в весе) подтверждают возможность оценки этих свойств электрохимическими методами. Так, при длительных испытаниях железобетонных образцов в различных средах (в 3 /о-ном растворе ЫаС1 влажной атмосфере, содержащей ЗОг агрессивном грунте водопроводной неагрессивной воде) стальные электроды под покрытиями из гипсоглиноземистого и расширяющегося цементов, а также портландцемента с добавкой 5—10 /о СаСЬ имели значительные коррозионные повреждения. Скорость коррозии стали под такими покрытиями в зависимости от условий испытаний составила 0,005—0,009 г м -ч. При этом коррозия имела месте как при относительно небольшой (15 и 25 мм), так и значительной (50 мм) толщине защитного слоя бетона. Коррозионные повреждения в этом случае носят местный характер (отдельные язвы и каверны) и являются наиболее опасными. Эта опасность возрастает еще и потому, что образовавшиеся под покрытием продукты коррозии создают з бетоне большие внутренние напряжения, которые в последующем приводят к его растрескиванию. [c.45]

Методы ondition monitoring довольно громоздкие. Скорость обнаружения повреждения ограничивается скоростью движения частиц износа в маслопроводе от объекта наблюдения до датчика регистрации. Другой возможный путь ускорения быстродействия системы контроля заключается в использовании акустического метода регистрации повреждений. Для этих целей можно выбрать метод акустической эмиссии (АЭ). Однако метод акустической эмиссии регистрирует все физические процессы, которые сопровождаются появлением волн напряжений. Поэтому необходимо разрабатывать способы разделения и идентификации АЭ сигналов. Для этого необходимо подробно изучить физическую сторону процесса изнашивания поверхностного слоя. В условиях сухого трения скольжения такое исследование проведено в работе [1], которое заключается в сопоставлении данных акустической эмиссии и данных по анализу частиц износа. Методика исследования поверхностного разрушения [1] основана на циклическом характере износа при сухом трении скольжения. По-видимому, циклический характер изнашивания является фундаментальной характеристикой трения скольжения. Есть много экспериментальных результатов подтверждающих циклический характер изнашивания при скольжении (см. список литературы в [1]). Можно показать цикличность изнашивания и теоретически [2]. Цикличность изнашивания в среде масла рассмотрена в работах [3-4]. Можно ожидать существенного удлинения длительности циклов изнашивания при переходе от сухого трения к трению в масле. На рис.1 показан контакт шероховатых поверхностей. [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...