Состояние напряженное при циклической ползучести

Для качественной оценки неоднородного напряженно-деформированного состояния при циклической ползучести рассмотрим простейший случай изгиба. При этом процесс изменения напряжений в полуцикле будем предполагать установившимся, а цикл симметричным, что позволит не определять нулевой уровень напряжений для решения будем использовать деформационную теорию. [c.55]

Авторы, не ограничиваясь обсуждением ползучести при одноосном напряженном состоянии, попутались рассмотреть весь круг проблем высокотемпературной прочности. К ним относятся ползучесть в условиях многоосного напряженного состояния и при циклических напряжениях, высокотемпературное растяжение, релаксация, высокотемпературная усталость, термическая усталость. Причем характерной особенностью является то, что эти явления рассмотрены, главным образом, с точки зрения механики процессов. [c.9]

Функции/и Ф (всего лишь две) идентифицируют реологические свойства структурной модели. После их определения по данным, полученным из опытов над образцами конкретного материала, модель подготовлена для применения к расчету процессов деформирования при любых программах нагружения (пока ограниченных условием пропорционального изменения напряжений дальнейшее обобщение рассматривается ниже). Те же две функции используются в принципе подобия и в уравнениях для расчета предельного состояния при циклической ползучести. [c.180]

Для качественной оценки кинетики неоднородного напряженного состояния при циклической ползучести рассмотрим простейший случай изгиба, [c.207]

В условиях асимметричного циклического растяжения, особенно в условиях малоциклового растяжения (/ = 0), когда за счет интенсивной циклической ползучести развивается шейка, общепринято считать, что развитие разрушения происходит во внутренних объемах металла в области действия объемного напряженного состояния. В то же время в подавляющем большинстве случаев циклического нагружения, особенно при жестком нагружении, возникновение и развитие трещин происходит в поверхностных слоях. В связи с этим циклическая долговечность определяется сопротивляемостью металла возникновению трещин [c.187]

Универсальная машина для испытания на усталость при различных видах напряженного состояния — изгибе, кручении, растяжении и сжатии, а также сложно-напряженном состоянии при совместном действии изгиба и кручения содержит два направленных вибратора, угол между которыми можно изменять от О до 90°. Разработана машина, позволяющая проводить испытания образцов или тонкостенных элементов конструкций при программном нагружении в условиях чередования статической ползучести и циклического нагружения [76]. Для исследования влияния переменных циклических напряжений на процесс ползучести разработано устройство [120], позволяющее регистрировать деформацию ползучести в указанном режиме нагружения. Установка позволяет проводить испытания плоских образцов на усталость при знакопеременном изгибе и кручении. [c.176]

Проблема длительной циклической прочности элементов конструкций связана с исследованием закономерностей деформирования и условий разрушения материалов для случая циклического нагружения при высоких температурах. Наряду с указанным неотъемлемой частью этой проблемы является проверка и уточнение критериев разрушения при неоднородном напряженном состоянии, в особенности в зонах концентрации, и решение краевых задач исходя из уравнений состояния применительно к процессам циклической ползучести. В настоящей работе рассматривается главным образом первая часть этой проблемы, являющаяся основой для разработки вопросов длительной циклической прочности элементов конструкций в целом, и дается приближенная оценка несущей способности при неоднородном напряженном состоянии, позволяющая сделать качественный анализ особенностей этой проблемы. [c.39]

Если повторные неупругие деформации возникают при повышенных и высоких температурах, то к пластическим деформациям добавляются деформации циклической ползучести и малоцикловые повреждения суммируются с длительными. В этом случае определение прочности и ресурса проводится по критериям длительной циклической прочности [2, 10, 11]. Напряженно-деформированные состояния и условия разрушения по критериям длительной циклической прочности формулируются и записываются в кинетической постановке. Эти вопросы также отражены в настоящей монографии. [c.12]

Предварительно на образцах из сплавов АК4-1-Т1, В-95Т, Д-19Т в диапазоне температур Г = 20 -ч- 215° С при статическом, малоцикловом и длительном статическом нагружениях были получены характеристики материалов при однородном напряженном состоянии. Время испытаний на ползучесть составляло от 0,5 до 3000 ч, суммарное время т циклических испытаний — от 0,01 до 100 ч при продолжительности цикла в интервале от 0,02 до 0,85 ч диапазон разрушаюш их чисел циклов N составил 10 — 10 циклов. В результате обработки результатов испытаний построены [11] кривые изменения ширины петли б по числу циклов К, кривые усталости при мягком и жестком нагружениях, зависимости поперечного сужения ф от числа циклов и времени испытания, кривые ползучести и изохронные кривые. Для алюминиевых сплавов в отличие от сталей участок упрочнения на диаграмме деформирования оказывается более пологим, в указанном диапазоне температур величина = 03 0,9, пре- [c.117]

Периодические нагревы и охлаждения в условиях ползучести могут привести к снижению предела ползучести. При малых напряжениях, вызывающих скорость ползучести порядка 10 мм/(мм-ч), циклические колебания температуры могут заметно увеличить скорость ползучести. Эти колебания усиливают процессы старения. Циклические колебания температуры снижают предел ползучести на 15—25% [12, 25, 47, 134]. Это следует принимать во внимание при проектировании. Расчет на ползучесть деталей, работающих в условиях ползучести при сложнонапряженном состоянии, например дисков, может быть произведен с использованием характеристик испытаний на ползучесть образцов при одноосном растяжении. Однако предел ползучести, определяемый на малых стандартных лабораторных образцах, может отличаться от предела ползучести, полученного на более крупных образцах. Опыты показывают, что образцы большой длины имеют меньшую скорость ползучести, чем короткие (при равных напряжениях). [c.16]

В испытаниях на меди при температуре 350° С циклическое напряжение накладывалось на постоянное напряжение при ползучести. Образцы испытывали при значительном статическом напряжении в течение 75 мин, а затем к ним в разные периоды прикладывали меньшее по величине усталостное напряжение. При действии циклических напряжений скорость ползучести увеличивалась. В переходной период, ведущий к стабильному состоянию материала, скорость ползучести оставалась выше, чем при первоначальных статических условиях испытания. [c.104]

За характерный период эксплуатации в опасных зонах конструктивного элемента возникают различные виды повреждений малоцикловое усталостное (длительное малоцикловое усталостное) и квазистатическое (длительное статическое), причем длительное малоцикловое усталостное и длительное статическое повреждения обусловливаются проявлением временных эффектов — ползучестью, релаксацией напряжений, деформационным охрупчиванием материалов и т. п. Предельное состояние по условиям прочности и малоцикловое разрушение материала определяются взаимосвязью и преимущественным влиянием того или иного вида повреждения в зависимости от удельного веса соответствующих этапов в режиме эксплуатации. В основном при циклическом неизотермическом высокотемпературном нагружении реализуется смешанный характер разрушения, когда основные виды малоциклового повреждения (усталостное и квазистатическое) сопоставимы. [c.44]

Если рассматривать неупругое состояние образца в конце выдержки при повышенной температуре и различных условиях напряжений, то можно получить участок изохронной кривой ползучести при циклическом нагружении (штриховые линии на рис. 4.6.18,а). Поэтому при расчете циклического деформирования возможен учел деформаций ползучести на основе представлений теории старения (рис. 4.6.18,6 и в). [c.268]

Важными последствиями процесса ползучести являются не только недопустимо большие перемещения, но также и разрыв вследствие ползучести, термическая релаксация, динамическая ползучесть при циклических нагружениях и циклических температурных воздействиях, ползучесть и разрыв в условиях многоосного напряженного состояния, накопление эффектов ползучести и совместное проявление эффектов ползучести и усталости. Все эти вопросы заслуживают пристального внимания. [c.433]

Корпуса современных энергетических установок [1—3] представляют собой ответственные и сложные конструкции, к надежной работе которых предъявляются специальные требования. В соответствии с нормами [4] оценка их прочности проводится по таким предельным состояниям, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению, появление макротрещин при циклическом нагружении, разрушение (вязкое и хрупкое) и др. При проведении поверочного расчета, позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции и определить допускаемое число циклов нагружения и ресурс эксплуатации. Напряжения рассчитываются, как правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. При этом для удобства выполнения расчетов, принятых в инженерной практике, вместо упруго-пластических деформаций рассматриваются условные упругие напряжения, равные произведению этих деформаций на модуль упругости [4]. [c.75]

На рис. 4.32 штриховыми линиями показаны расчетные кривые ползучести, а на рис. 4.33, в — соотношение между эквивалентным статическим напряжением Og и временем t. Экспериментальные результаты хорошо объясняются с помощью эквивалентного статического напряжения. Следовательно, динамическая ползучесть при циклических напряжениях высокой частоты также хорошо описывается с помощью механического уравнения состояния. Применяя уравнение (4.87) построили диаграмму Од—в безразмерных величинах (рис. 4.34, а). [c.122]

Если амплитуда напряжений мала по сравнению со средним напряжением, то в высокочастотной области [64] (при частоте более нескольких десятков циклов в минуту) при динамической релаксации наблюдаются такие же характерные особенности, как и при описанной выше динамической ползучести. В низкочастотной области (когда период изменения напряжений составляет более нескольких минут) наблюдаются характерные особенности ползучести, возникающей при циклическом напряжении (см. рис. 4.30 и 4.31). В обоих случаях деформация ползучести может быть определена с помощью механического уравнения состояния. Хотя в промежуточной области (между высокочастотной и низкочастотной областями) экспериментальных данных не получено и поэтому определенных выводов сделать невозможно, тем не менее можно считать, что характеристики деформации ползучести подобны описанным. [c.124]

Закономерности ползучести при переменном напряжении при сложном напряженном состоянии по существу аналогичны описанным. Экспериментально исследовали [80, 81, 82] ползучесть при переменных циклических напряжениях с изменением главных осей напряжений. Показали, что теория деформационного упрочнения, распространенная на сложное напряженное состояние, не дает удовлетворительного объяснения результатов экспериментов. На рис. 4.46 приведены результаты испытаний на ползучесть тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали при совместном воздействии напряжений растяжения и кручения. В этом случае эквивалентное напряжение постоянно о = = (o -)-Зт ) кривая ползучести, рассчитанная с помощью теории деформационного упрочнения, показана на рисунке штриховой линией. Однако в действительности скорость переходной деформации при изменении главных осей напряжений увеличивается деформационное упрочнение и возврат в направлениях, составляющих угол 45 с направлением осей, почти не связаны. [c.130]

Под эффектами циклической релаксации и циклической ползучести обычно понимают смещение петли пластического гистерезиса, происходящее в процессе повторных нагружений. Если цикл ограничен по деформациям (жесткое нагружение), при таком смещении изменяется его среднее напряжение, это называют циклической релаксацией. При ограничении цикла по напряжениям происходит постепенное накопление деформации (циклическая ползучесть). Любой из указанных эффектов, в зависимости от условий, в большей или меньшей степени может проявляться в процессе стабилизации диаграммы циклического деформирования. У циклически стабильных (стабилизированных материалов) они наблюдаются в экспериментах лишь при наличии асимметрии в условиях нагружения, которая при этом может быть даже малозаметной (настолько, что цикл ошибочно полагают симметричным). Упрощения, которые пришлось использовать, чтобы получить уравнение состояния (3.30), позволяющие достаточно просто и в то же время адекватно (см. 15) отразить основные закономерности повторно-переменного деформирования, исключили из рассмотрения эффекты циклической релаксации и циклической ползучести. Поэтому, строго говоря, эти уравнения справедливы лишь в условиях симметричного цикла (понятие [c.67]

Закономерности, рассмотренные в данном параграфе, характеризуют условия постепенного смещения петли пластического гистерезиса в процессе циклических нагружений и предельные значения этих смещений для жесткого и мягкого цикла. Форма петли, как было показано ранее, в основном (в предположении ее замкнутости) отражается уравнением состояния (3.30) с помощью последнего определяются также кривые ползучести и релаксации напряжений при различных программах нагружения. Возможность расчленения общей задачи описания процессов реономного деформирования на две части, которые могут решаться последовательно, естественно, упрощает анализ, оно удобно при решении прикладных задач. [c.76]

При циклически меняющемся длительном нагружении в нагретом состоянии в детали протекают процессы перераспределения деформаций и напряжений в результате как активного деформирования при изменении нагрузки, так и ползучести или релаксации во время выдержек в нагруженном и деформированном состояниях. Расчет усилий, чисел циклов и времен, соответствующих предельным состояниям, основывают на решении задач об упруго-пластическом распределении деформаций и напряжений в зонах концентрации в зависимости от циклов и времени, а также на использовании критериев разрушения (возникновения трещины) в условиях сочетания длительных статических и циклических изменений, постепенно протекающих в материале. [c.7]

Достижение предельного состояния при реализации критического распределения напряжений и деформаций на фронте трещины характеризует переход к глобальному (нестабильному) разрушению. Однако в зависимости от условий нагружения при росте трещины могут реализоваться условия для локальной нестабильности разрушения. Наиболее полно спектр пороговых значений К , отвечающих смене диссипативных структур, реализуется при циклическом нагружении и постоянной нагрузке низкого уровня. Как уже отмечалось в предыдущей главе, микроразрушение отрывом связано с достижением критического соотношения теоретических прочностей на сдвиг и на отрыв, контролируемого постоянной Л= [Lm/H G/E], полученной на основе идеи о независимости удельной энергии разрушения от вида подводимой энергии. Эта идея отражает принцип самоорганизации процессов диссипации энергии в металлах и сплавах при том или ином виде воздействия. Термодинамические аспекты этой идеи развиты В. В. Федоровым [110]. Согласно его концепции, критерием повреждаемости локального объема является критическая плотность внутренней энергии At/ , накопленной при его предельной деформации. Это позволило с единых позиций рассмотреть кинетику повреждений металлов и сплавов при ползучести, усталости, статическом деформировании, трении и т. п. Концепция с позиций термодинамики объясняет постоянство критической плотности энергии деформации и ее независимость от внешних факторов, что согласуется с концепцией [71]. [c.112]

Иное определение состояния приспособляемости в условиях ползучести характерно для цикла работ Понтера, Леки и других английских авторов [156, 169, 170, 171, 172, 195—200, 223 и др.]. Согласно исходному предположению, ползучесть происходит при всех (ненулевых) значениях напряжений. Задача состоит в определении области значений параметров нагружения, при которых циклические воздействия механической нагрузки не сопровождаются кратковременной пласти- [c.25]

Для оценки работоспособности материала при высоких температурах и различных видах нагружения (сжатии, изгибе, кручении, сложном напряженном состоянии), при циклических режимах нагрева и нагружения, отражающих реальные условия эксплуатации, а также в условиях весьма быстрого кратковременного подъема температуры (кратковременная или секундная ползучесть) применяют специальные установки и методики испытания. [c.131]

Расчет с учетом истории нагружения обычно дает большее значение запаса местной статической прочности по сравнению с расчетом по деформационной теории для конечного состояния. Такое увеличение запаса связано с существенной релаксацией и перераспределением напряжений при циклическом нагружении. При оценке запаса шаговым методом определяющими являются напряжения установившегося цикла, которые существенно перераспределяются по сравнению с максимальными напряжениями первого цикла, близкими к напряжениям, получаемым с использованием деформационных теорий пластичности и ползучестн. Рднако условия разрушения, которые приняты при оценке прочности дисков, изучены недостаточно, особенно в связи с неоднородностью напряженного состояния и неизотермическим нагружением. При оценке запаса не учитывается влияние малоцикловой усталости, перерывов в работе. Расчет долговечности дисков с учетом повреждаемости из-за ползучести и малоцикловой усталости может быть проведен по формулам главы 2. При этом амплитуды деформаций в каждой точке диска (или напряжений) легко рассчитать по формулам этого раздела. [c.396]

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах. [c.2]

Разработанные методы расчета напряженного состояния при циклическом нагружении [20] позволяют определить величину исходного напряжения Отах в любом цикле, если известны первичные характеристики материала — диаграммы деформирования при циклическом нагружении. Однако дальнейший расчет изменяющихся в течение цикла напряженного и деформированного состояний выполняют по уравнениям ползучести, предложенным для одноциклового нагружения, т. е. при анализе любого цикла принимают закон изменения напряжений, наблюдающийся в первом цикле, что объясняется отсутствием экспериментальных данных по циклической ползучести и релаксации. [c.105]

Особенности процесса нагружения материала при испытаниях на термическую усталость заключаются в неизотермичбском характере деформирования и в разнородности повреждений, возникающих в четных и нечетных полуциклах нагружения. В области упругого деформирования неизотермическое нагружение не вызывает изменения диаграммы термомеханического состояния однако при деформациях более 1 —1,5% неизотермическое нагружение приводит к смещению точек поверхности /(о, 8, /)=0, что особенно заметно при циклическом деформировании. Различный характер повреждения материала в течение каждого цикла (от холодного наклепа в зоне с i= imin до процессов достаривания и ползучести в области i = / max) определяет особый ВИД кинетики размаха напряжений при жестком нагружении процессы циклического упрочнения и разупрочнения могут чередоваться в течение срока службы материала. [c.188]

Рассмотрено обоснование деформационно-кинетического критерия и изохронных кривых циклической ползучести для аустенитных сталей при различных температурах. Дан приближенный расчет напряженно-деформированного состояния в простейших случаях изгиба и концентрации напряжений. Табл. 3, илл. 20, библ. 29 назв. [c.126]

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7, в), превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластической зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении. [c.11]

Таким образом, применяя метод оценки долговечности в условиях длительного повторного нагружения, можно определить скорость накопления повреяодений в зависимости от типа напряженного состояния, режима нагружения и свойств конструктивного материала, а следовательно, прогнозировать место разрушения. В качестве базовых данных при оценке долговечности используют кривые длительной малоцикловой усталости и располагаемой пластичности конструкционного материала. При анализе кинетики НДС в рассмотрение вводят диаграммы длительного циклического деформирования и кривые циклической ползучести. Б этом случае сопротивление деформированию характеризуется соответствующими мгновенной и изохронными кривыми деформирования. [c.11]

В случае малоцикловой усталости деформационная анизотропия играет определяющую роль, поэтому от соотношений (2.31) приходится отказываться. Для циклического нагружения при линейном напряженном состоянии кривые деформирования в конкретных циклах могут быть исследованы экспериментально, причем рекомендуется [18, 41, 79 J отсчитывать деформации обратного хода каждый раз от того состояния, в котором путь нагружения меняет свое направление. Применительно к ряду исследованных материалов подобные кривые, представленные схематически на рис. 2.5, оказываются общими для всех уровней напряжений [18, 42, 65], хотя могут зависеть при этом от коэффициента асимметрии цикла нагружения. Располагая наборомтаких кривых, можно определять в соответствующих циклах ширину петель гистерезиса. Для определения деформации циклической ползучести необходимо располагать еще и набором кривых деформирования в каждом цикле при прямом ходе нагружения, причем и здесь деформация отсчитывается от состояния, в котором путь нагружения изменяет свое направление (ср. рис. 1.10). Как при прямом ходе нагружения, так и при обратном (рис. 2.5, 2.6) односторонне накопленная пластическая деформация в N-u цикле равна сумме деформаций +. .. + [c.54]

С учетом бесчисленного множества возможных комбинаций параметров а, к, т, г экспериментальное обоснование функциональных зависи.мостей (1.3) и (1.4) оказывается связанным со значительными принципиальными и методическими трудностями. В соответствии с этим возникает задача о выборе основных характеристик механического поведения материалов при циклическом нагружении в неупругой области и базовых экспериментов с учетом отсутствия (нормальные или повышенные температуры) и на.личия (высокие температуры) температурно-временных эффектов (рис. 1.2). Исходными для выбора параметров уравнений состояния являются результаты кратковременных и длительных статических испытаний. Данные этих испытаний позволяют установить пределы текучести От, характеристики упрочнения (показатель упрочнения при степенной и модуль упрочнения Gт при линейной аппроксимации / (а, е)) и пластичность (относительное сужение ф - или логарифмическая деформация е/,-). По данным д.лительных статических испытаний определяется скорость ползучести <1е1с1х, длительная прочность Сты и пластичность д.ля данной температуры Ь и времени т. Параметры уравнений состояния при малоцикловом деформировании наиболее целесообразно определять при нагружении с заданными амплитудами напряжений — мягкое нагружение. В качестве основных характеристик сопротивления деформированию в заданном А-полуцикле при этом используются ширина петли и односторонне накопленная пластическая деформация е р При этом ширина петли определяется как произведение ширины петли в первом полуцикле к = 1) на безразмерную функцию чисел циклов Р к) [c.10]

Полученные при одпородно.м напряженном состоянии механические характеристики материала и закономерности накопления повреждений служат исходными данными при расчетной оценке предельных состояний методом конечных элементов. Разрабатываемый для этого алгорит.м предусматривает при расчете малоциклового нагрунгепия использование уравнения состояния в виде деформал,ионной теории пластичности, а при циклическом нагружении с выдержками — использование изохронных кривых цпк-.тической ползучести [12, 15[. Задача по расчету предельного со- [c.22]

Циклические ползучесть и релаксация. При выводе уравнений состояния (7.38)—(7.40) игнорировалось различие диаграмм деформирования реономных и склерономных стержней. Получаемая ошибка, малозаметная в каждом этапе нагружения, в определенных условиях может накапливаться. Например, циклическое несимметричное нагружение в соответствии с указанными уравнениями дает замкнутую (неподвижную) петлю пластического гистерезиса фактически часто наблюдается постепенное сползание петли вследствие реономности материала — в зависимости от условий возникают эффекты, называемые циклической ползучестью (задаются напряжения) или циклической релаксацией (задаются деформации). При непосредственном расчете кинетики деформаций в стержнях модели (без использования допущений, принятых при выводе указанных уравнений состояния) эти эффекты находят отражение. Однако можно воспользоваться уже рассмотренными методами анализа (исследование эпюр распределения упругих деформаций) для получения асимптотических решений в общей форме, т. е. определения границ сползания петель гистерезиса, если они существуют, и определения условий, в которых циклическая ползучесть происходит неограниченно (вплоть до ква-зистатического разрушения). [c.210]

Испытания на ползучесть при циклически изменяющихся напряжениях (т/р = 10 %) представлены на рис. 4.42. Если испытания проводятся при Стщах = 240 МН/м- и Omin = 20 МН/м (светлые кружки), то скорость деформации при приложении а ах увеличивается, поэтому расчет с помощью механического уравнения состояния обычно приводит к заниженной деформации (штриховые линии). В случае, когда Oniax = 240 МН/м и 0 1 = О (темные кружки), происходит значительный возврат деформации непосредственно после снятия напряжения расчет с помощью механического уравнения состояния (штриховые линии) приводит к несколько завышенной- деформации. [c.127]

При определенных температурных условиях явление перехода, показанное на рис. 4,45, а, наблюдается в материалах, в которых происходит деформационное старение. Ясно, что оно проиеходит при температурах, при которых возможно деформационное старение или при несколько более высоких температурах. Однако при очень высоких температурах, когда деформационное старение не происходит, экспериментально не исследовали, наблюдается ли подобное явление перехода. Кроме того, неясно, наблюдается ли такое явление в области высоких температур и в случае, когда не происходит резких изменений напряжения по прямоугольному циклу, а изменение напряжения соответствуют трапециевидному или треугольному циклу. Циклическая ползучесть в таких случаях, когда минимальное напряжение становится отрицательным или когда напряжение или деформация становятся знакопеременными, является важной характеристикой высокотемпературной деформации, связанной с малоцикловой или термической усталостью. Можно считать, что в этих случаях простое механическое уравнение состояния не применимо, однако подробных исследований по этому вопросу не проводили. [c.129]

Многоцикловое усталостное разрушение происходит путем зарождения и развития усталостной трещины, когда макроскопическое пластическое деформирование и циклическая ползучесть практически отсутствуют. Однако в некоторых металлах при многоцикловом нагружении довольно интенсивно протекают процессы пластической деформации (в общем случае неупругой деформации) в локальных объемах металла, что приводит к весьма значительным замкнутым петлям гистерезиса, площадь которых равна энергии, рассеянной в материале за цикл, а ширина — неупругой деформации за цикл. При малых неупругих деформациях практически отсутствует отличие в мягком и жестком режимах нагружения, при значительных неупругих деформациях их необходимо учитывать при оценке напряженно-деформированного состояния при наличии гоадиента напряжений и в других расчетах. [c.34]

Несколько сложнее оказывается анализ в случае циклов, не имеющих симметрии в конфигурации петли гистерезиса на плоскости г, е . В этом случае удобнее всего начать с определения такого положения петли (форма которой определяется предварительно в соответствии с программой нагружения), при котором ее смещение происходить не будет. Циклы, обладающие данной особенностью, независимо от их конфигурации, по аналогии с предыдущим будем называть симметричными. Рассмотрим, например, весьма характерное и важное для практических приложений нагружение, включающее выдержку в одном из полуциклов. Предположим, что указанным свойством обладает петля, изображенная на рис. 3.20 соответствующие необходимые и достаточные условия могут быть определены с помощью эпюры Эг, представленной на рис. 3.31. Здесь сплошные линии 1, 2, 3 отвечают характерным моментам цикла. Они построены исходя из следующих общих соображений в группе I подэлементов, испытывающих неупругую деформацию в предельном, установившемся цикле, все переходные процессы считаются закончившимися в группе II подэлементов, работающих упруго, при принятом условии среднее напряжение должно быть равно нулю. Подэлементы группы 1 испытывают быстрое циклическое пластическое дее[юрмирование на этапах 2—3 и 3—1 (чем и определяются их состояния в моменты 7 и, 5). В группе ползучесть в одном полу-цикле (участок 1—2) компенсируется быстрым неупругим деформированием обратного знака во втором на участке S—1 зти подэлементы деформируются упруго, чем и определяются их напряжения во все три момента времени. Подэлементы группы Ig работают почти упруго небольшая релаксация напряжения в краткие промежутки времени At в окрестности момента 3 компенсируется релаксацией при противоположном знаке напряжения при длительной выдержке на участке цикла 1—2 (длительность выдержки при положительном [c.72]

Примерно то же происходит и при регулярном циклическом нагружении, только в этом случае следует говорить уже не о точке, а о стационарном цикле напряжений р t). Каждому циклическому воздействию отвечает определенное стационарное циклическое состояние (стационарный или стабильный цикл). При начальных циклах нагружения процесс деформирования носит нестационарный характер, однако постепенно (в общем случае — асимптотически) напряжения и скорости деформаций в цикле стабилизируются [16, 20, 89, 92]. Но если при монотонном нагруясении стационарное состояние конструкции характеризуется совместностью скоростей ползучести (или скоростей кратковременной пластической деформации), то при циклическом стационарный цикл скоростей неупругой деформации определяется совместностью приращений деформации за цикл [c.185]

Как было отмечено выше, анализ работы конструкции, у которой свойства материала описываются структурной моделью, может быть сведен к анализу другой, соответственно усложненной идеально вязкой (или идеально пластической) конструкции. Последние образуют специальный класс идеально вязких конструкций, поскольку в общем случае они могут обладать определенными особенностями. Если иметь в виду структурную модель с бесчисленным множеством подэлементов (непрерывное распределение параметров 2), то для таких конструкций область упругой работы представляет условное понятие как бы ни была мала нагрузка, всегда найдется настолько слабый нодэлемент, который деформируется неупруго. С другой стороны, и предельное состояние может быть определено лишь после введения некоторого допуска. Если у такой модели допускается наличие идеально упругого подэлемента (см. 23), то не существует ни предельного напряжения при заданной скорости деформации, ни стационарной ползучести с ненулевой скоростью. Соответственно при регулярном циклическом нагружении моделируемой конструкции в стационарном цикле возможно лишь знакопеременное неупругое деформирование. Упругая приспособляемость и постепенное накопление деформации (прогрессирующее формоизмене- [c.205]

История изменения напряжения, температуры, пластической деформации и деформации ползучести в течение цикла может быть весьма разнообразна. Для отражения ее влияния на число циклов до разрушения внешних параметров цикла (например размаха деформации) оказывается в обш ем случае недостаточно. Здесь физически более оправданными представляются феноменологические модели другого типа в них рассматривается эволюция параметра повреждаемости (кинетика накопления повреждений) в течение каждого цикла в зависимости от те-куш их значений параметров состояния. Однако при этом сразу же возникают серьезные трудности обычные параметры состояния (напряжение, параметр Удквиста) не позволяют объяснить даже известную эмпирическую формулу Коффина, относяп] ую-ся к испытаниям простейшего типа. Это препятствие удается преодолеть при использовании структурной модели, выявившей два новых параметра состояния, связанных именно с циклическим деформированием. В принципе подобия (см. разд. А5.3) этими параметрами определяется текуш ая скорость неупругого деформирования в цикле. Их можно интерпретировать как относительное число вошедших в неупругое деформирование состав-ляюш их микрообъемов среды и их относительную нагружен-ность. Эти характеристики достаточно просто отражаются в макроскопических величинах С = /%/е характеризует первый параметр, 0(/-, 8>., 9у) — второй. [c.220]

В ограниченной области изменения температур и напряжений некоторые аустенитные сложнолегированные сплавы почти нечувствительны к колебаниям температуры 158, 59]. Тем не менее ползучесть металлов и сплавов при циклическом изменении температуры нельзя предсказать тривиальным усреднением по форме цикла (251— 254, 275, 287, 288]. Поведение материалов настолько отличается от ожидаемого, что гипотеза трансформированного времени не всегда в состоянии объяснить наблюдаемые эффекты. Дальнейшим шагом для понимания проблемы ползучести при переменной температуре явилась гипотеза температурного последействия. Данная гипотеза сводится к предположению о том, что всякое реальное твердое тело наследственно по температуре, т. е. обладает своеобразной памятью в отношении температурной предыстории. Это означает, что при любом изменении температуры скорость ползучести, соответствующая новой температуре, устанавливается не сразу, а в течение некоторого промежутка времени, необходимого для того, чтобы память о прежней температуре была полностью снята [92]. [c.355]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...