Кривые малоцикловой разрушения

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

На рис. 1.1.10 показаны кривые малоциклового разрушения при мягком и жестком нагружениях теплоустойчивой стали ТС. Характерными для этой п --- П 1 /ff [c.15]

При этом кривые малоциклового разрушения конструкционного материала при жестком нагружении, полученные в испытаниях цилиндрических и корсетных образцов при измерениях по- [c.157]

На основе уравнений (5), (7) и (8) можно записать уравнение кривой малоциклового разрушения для высоких температур [c.105]

Зависимость от характеристик механических свойств определяется ПО данным кратковременных или длительных статических испытаний гладких лабораторных образцов. Влияние величин т , и г на предельную деформацию устанавливается (рис. 1.5, а) из длительных циклических испытаний с учетом упомянутых выше методических трудностей. При увеличении температуры эксплуатации времени нагружения т и коэффициента асимметрии цикла разрушающие деформации падают (кривая малоциклового разрушения смещается вниз и влево). Для макси- [c.18]

Получение указанных выше данных является основой для уточненного определения действуюш их циклических напряжений и построения расчетных кривых малоциклового разрушения с использованием запасов по амплитудам условных упругих напряжений Па и долговечности численные значения которых содержатся в нормах [5, 8] и приведены в 3. [c.46]

По данным экспериментов были получены характеристики статической прочности и пластичности (табл. 10.1), а также данные по прочностным (кривые малоциклового разрушения) и деформационным свойствам материалов в условиях симметричного жесткого и мягкого режимов нагружения. [c.202]

В связи с изложенным в приведенных ниже методиках расчета сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчетное определение прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статиче- [c.214]

При жестком малоцикловом нагружении, как отмечалось выше, сопротивление разрушению при долговечности до 10 циклов определяется пластичностью и темпом ее исчерпания при увеличении предельного числа циклов в соответствии с зависимостями (4.56) и (4.57) увеличивается роль упругой составляющей деформации, которая может быть определена характеристикой статической прочности, что вытекает из уравнений кривых малоциклового разрушения (4.56) и (4.57), рассмотренных в гл. 4. На рис. 7.3 приведены зависимости этих характеристик механических свойств, определяемых при кратковременных статических испытаниях, от температуры испытаний. Из представленных данных, а также результатов эксперимента следует, что (см. рис, 7.4—7.7) сопротивление разрушению при жестком нагружении деформационно стареющей стали 22к с повышением темпе- [c.257]

Рис. АЗ.39. Кривая малоциклового разрушения стали 45 [71]

На рис. 7 показаны кривые малоциклового разрушения при жестком нагружении, выраженные через амплитуды полных де-формаций Динамическое деформационное старение, протекающее дри упругопластическом нагружении в условиях повышенных температур, сопровождается значительным снижением пластичности. При Т — 270° С (температура максимального проявления деформационного старения для стали 22К) долговеч- [c.58]

Полученные здесь экспериментальные данные по размеру и плотности карбидных частиц в дальнейшем использованы для проверки и определения структурных параметров, входящих в уравнения кривых малоциклового разрушения и характеризующих изменение пластичности материала при длительном высокотемпературном нагружении. [c.85]

Рис. 12. Кривые малоциклового разрушения при мягком нагружении металла различных зон сварных соединений

На рис. 56 приведены типичные кривые малоцикловой усталости сплава ОТ4, полученные при пульсирующем растяжении с частотой 2 цикл/мин. На участке I образцы не разрушаются, т.е. разрушение происходит или при статическом нагружении, или после числа циклов, соответствующих участку II. На участке II разрушение происходит вследствие исчерпания пластичности в результате протекающей здесь циклической ползучести. Предельная пластичность при разрушении f на этом участке равна или превышает таковую при статическом растяжении 6,. . Повышение предельной пластичности при разрушении вследствие циклической ползучести связано, вероятно, с меньшей неоднородностью деформации при циклическом нагружении по сравнению со статическим. Для участка III характерно усталостное разрушение, которое может происходить на фоне развитых односторонних деформаций (а и Л/р, — напряжения и соответствующие им долговечности, при которых происходит переход от квазистатического к усталостному разрушению). По виду кривые циклической ползучести при квазистатическом разрушении аналогичны кривым ползучести при статическом нагружении. Как и при статической ползучести, кривые циклической ползучести имеют [c.96]

Представление о соотношении между периодом развития трещины и долговечностью материала в разных областях много- и малоцикловой усталости может быть получено при более детальном рассмотрении кривой усталостного разрушения материалов по стадиям накопления повреждений и роста трещин [27]. В ходе циклического нагружения при постоянном уровне переменного напряжения в материале протекает первоначально процесс накопления необратимой повреждаемости, и при достижении некоторого критического уровня плотности дефектов происходит возникновение начальной поверхности трещины или зоны очага [c.55]

Рассматриваемая концепция кинетических деформационных критериев малоциклового разрушения предполагает зависимость кривой усталости при жестком высокотемпературном нагружении только от величины располагаемой пластичности материала [c.32]

Выше было отмечено характерное для малоцикловых испытаний отклонение экспериментальных данных до одного порядка по числу циклов в малоцикловой области долговечностей при жестком нагружении от расчетной кривой усталости типа уравнения (1.2.1). Указанное возможное несоответствие расчета является как следствием непостоянства показателя степени т, так и отражает уровень корреляции характеристик сопротивления малоцикловому разрушению со статическими свойствами (прочность и пластичность) материала, используемыми при вычислении констант правой части уравнения. [c.34]

Таким образом, с помощью испытания одной серии усталостных образцов исследуется вся область существования трещин от их возникновения до развития на все сечение образца (излом). По точкам, характеризующим полное разрушение образца, строится кривая малоцикловой усталости по излому, а по нижней границе точек, характеризующих наличие усталостных трещин, строится кривая трещинообразования. Одновременно определяются ограниченные пределы выносливости по излому и по трещинообразованию на выбранной базе испытаний. [c.293]

При представлении кривой малоциклового разрушения в полных деформациях, равных сумме упругой и пластической, получается двухчленное уравнение типа [c.82]

Аналитическим выражением кривой малоциклового разрушения может быть уравнение Мэнсона [101, 144] [c.175]

Основными экспериментальными данными являются кривые малоциклового разрушения в условиях проведения опытов, а также серия диаграмм циклического деформирования. Диаграм- [c.235]

Расчеты на прочность при малоцикловом нагружении осуществляются на основе кривых малоциклового разрушения в деформациях (или условных упругих напряжениях) с учетом механических свойств материалов (прочности, пластичности, степени упрочнения в неупругой области при однократном и циклическом нагружении) и асимметрии Щ1кла [4, 6,9]. [c.126]

Для уточненной] оценки прочности и долговечности элементов резьбовых соединений необходимо располагать расчетными или экспериментальными данными по изменению усилий, номинальных напряжений, деформаций и температуры в шпильках и по кривым малоциклового разрушения натурных соединений или их моделей. Кроме того, проводят исследование основных механических и циклических свойств применяемых материалов с установлением соответствующих параметров деформирования и разрушения [8, 14]. Ниже приведены результаты экспериментальных исследований сопротивления деформированию и разрушению сталей 25Х1МФ и ХН35ВТ, используемых для изготовления натурных шпилек основного разъема энергетических аппаратов [8]. Испытания проводились при мягком и жестком нагружениях на гладких цилиндрических образцах 011 мм в условиях комнатной температуры на программной испытательной установке фирмы [c.201]

Вычисленные кривые малоциклового разрушения по параметру температуры испытаний при (Ха = Ъ показаны на рис. 7.11. Расчет осуществляется для номинальных напряжений Hohi отнесенных к пределу текучести при соответствующих температурах в пределах 0,4—1. Наиболее сильным влияние температуры испытаний сказывается на деформационно стареющей малоуглеродистой стали 22к. У сталей ТС и Х18Н10Т повышение температуры приводит к повышению долговечности соответственно за счет увеличения пластичности и уменьшения местных пластических деформаций вследствие циклического упрочнения. [c.263]

В случае стабилизирующихся материалов с умеренным накоплением односторонних деформаций различие в кривых малоциклового разрушения в зонах концентрации, полученных по расчету с учетом кинетики и по приближенному расчету с использованием кривых разрушения при мягком и жестком нагружении, не существенно, но число циклов до разрушения, рассчитанное по методике ASME, оказывается значительно больше. Для интенсивно упрочняющихся материалов результаты [c.116]

Строят диаграммы циклического де-фортрования в координатах S— по параметру числа полуциклов нагружения, определяют параметры линейной Щ или степенной аппроксимаций. По результатам испытаний при жестком нагружении находят параметры кривой малоциклового разрушения — показатели т и f. [c.121]

А. Н. Романова, В. В. Малова). На основе экспериментального пределения размера и характера распределения частиц карбидной фазы показана возможность определения структурцых параметров, входящих в уравнения кривых малоциклового разрушения, и экстраполяции свойств материала на длительные сроки (статья А. Н. Романова и В. В. Малова). [c.4]

На основании изучения структурных изменений стали Х18Н10Т и определения размера и расстояния между карбидными частицами рассчитаны структурные параметры, входящие в уравнение кривой малоциклового разрушения при высоких температурах. [c.143]

Выражение (5.8) является уравнением кривой малоцикловой усталости, выраженным через амплитуды пластической деформации, имеющей преимущественное влияние на разрушение в области чисел циклов до 10. При дальнейшем снижении уровня нагруженности и увеличении числа циклов до разрушения пластические (2ёар) и упругие (2ёае) деформации становятся соизмеримыми и кривая усталости может быть построена в полных деформациях 2ёа. Соответствующее уравнение Мэнсона записывается в виде [c.80]

На рис. 5.11 экспериментальные данные об условиях малоциклового разрушения при температуре 650°С и выдержках Лт=5 мин для стали Х18Н10Т (светлые кружки) сопоставлены с условием (5.12) (линия 1). На этом рисунке зачерненными кружками и кривой 2 показаны результаты определения условий разрушения в со- [c.95]

Ниже приведены результаты исследований малоцикловой усталости в области криогенных температур некоторых наиболее перспективных титановых сплавов по данным В. А. Стрижало. В широком диапазоне температур кривые малоцикловой прочности и кривые предельных пластических деформаций подобны кривым при 20°С и имеют участки с одинаковым характером разрушения. На рис. 64, 65 приведены кривые [c.108]

Кривые малоцикловой усталости сплавов при 20°С имеют развитые участки квазистатического разрушения, сохраняющие свой характер и при понижении температуры до — 196°С. Однако со снижением температуры уменьшается протяженность зоны долговечностей, при которой происходит квазистатическое разрушение. Изменение величины напряжений а , при которых наблюдается переход от квазистатического разру- [c.110]

В области (—196) -г20°С кривые малоцикловой усталости характеризуются наличием хорошо развить1х участков квазистатического разрушения, при котором пластические деформации захватывают все микрообъемы образца и накопление их и eeт монотонный характер. Кривые циклической ползучести при температурах 20 и — 196°С имеют одинакб- [c.111]

Базовыми экспериментами при использовании деформационнокинетических критериев в форме (1.1.10)—(1.1.12) являются малоцикловые испытания при жестком нагружении и статический разрыв, проводимые с целью построения кривой малоциклового усталостного разрушения и определения располагаемой пластичности [c.16]

Сформулированные выше основные закономерности малоциклового деформирования и разрушения необходимы в связи с разработкой методов оценки прочности элементов конструкций. Для обоснования расчетной процедуры и уточнения запасов прочности в инженерной практике проводятся мснытанвя моделей и натурных элементов. Основными задачами, которые решаются в таких испытаниях, являются сопоставление расчетного и экспериментального распределения деформаций и напряжений (особенно в зонах концентрации с учетом поциклового перераспределения), а также изучение условий достижения предельного состояния по разрушению (образованию трещины). При этом для оценки прочности в условиях циклического упругопластического деформирования необходимы данные о кинетике деформированного состояния конструкции, а также кривые малоцикловой усталости материала при однородном напряженном состоянии. [c.135]

В испытаниях на термическую усталость с варьируемой жесткостью нагружения [4,5, 10] это связано прежде всего с режимом неизотермического малоциклового нагружения (жесткость нагружения, уровень максимальной температуры цикла, скорость нагрева и охлаждения, длительность выдержки) и определяется различным сопротивлением статическому и циклическому деформированию частей образца, нагретых в разной степени из-за продольного градиента температур, и протеканием реологических процессов на этапе выдержки при высокой температуре [4, 10]. На рис. 4, б показано, что зффект одностороннего накопления деформаций существенно проявляется в характерной для малоцикловой усталости области чисел циклов (до 10 ) и в определенных условиях (большая жесткость нагруяшния — до 240 Т/см и длительная выдержка — до 60 мин), возможно накопление перед разрушением деформаций, близких к величинам статического однократного разрыва (кривые 7,5, 5) при соответствующем времени деформирования в условиях неизотермического нагружения. При этом реализуется смешанный или квазистатический (длительный статический) характер малоциклового разрушения. [c.40]

Фрактографические исследования характера разрушения других сплавов в малоцикловой области, испытанных при пульсирующем нагружении с частотой 2 цикл/мин, также показали, что переломы на кривых малоцикловой усталости обусловлены изменением типа,, или микромеханизма разрушения на структурном уровне. Так, для хромоникелевого сплава ЭИ437БУ статическое разрушение, как и квазистатическое, сопровождается межзеренным распространением трещины (см. рис. 3, г, д), а усталостное — внутризеренным (см. рис. 3,е). В зоне разрушения, которая образуется при доломе образца на последнем цикле после развития трещины до критической величины, наблюдается смешанное разрушение (см. рис. 3, ж). Аналогичное изменение характера макро- и микроразрушения при переходе от одних участков предельных кривых малоцикловой усталости к другим четко прослеживается и для других сплавов. [c.138]

Таким образом, между процессами направленного пластического деформирования и разрушения металлов в области малоцикловой усталости существует тесная взаимосвязь изменение характера макроразрушения материала от квазистатического к усталостному, регистрируемое по разрывам на предельных кривых пластичности, обусловлено изменением структурных особенностей их деформирования и разрушения, которое фиксируется по переломам на предельных кривых скоростей ползучести и кривых малоцикловой усталости с эответственно. [c.138]

Исследования малоцикловой усталости различных сталей и сплавов при пульсирующем растяжении в области долговечностей 0,5 ч- 2 X 10 циклов показали, что при циклическом упругопластическом деформировании существует тесная взаимосвязь между процессами деформирования и разрушения материала. Изменение характера макроразрушения от квазистатического к усталостному, вызывающее появление разрывов на предельных кривых пластичности, обусловлено изменением особенностей микродеформироваиия и микроразрушения металлов, которое фиксируется по переломам на предельных кривых скоростей ползучести и кривых малоцикловой усталости соответственно. [c.425]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...