Деформации пластические,односторонние накопленные за цикл

Основным параметром в исследованиях малоцикловой усталости при мягком нагружении является ширина петли гистерезиса для нечетных и для четных полуциклов (рис. 577). Ширина петли за данный полуцикл — пластическая (остаточная) деформация за полуцикл, а разность ширины петель в двух соседних полуциклах характеризует накопленную за цикл одностороннюю пластическую деформацию. [c.620]

Показатели, определяющие конструктивно-технологическое совершенство конструкционных элементов и машин. Рассмотрим частный случай накопления усталостных повреждений. Пусть работа одностороннего накопления пластической деформации за один цикл равна нулю. Тогда выражение для меры повреждений принимает вид [c.233]

Для сопоставления результатов был произведен расчет рассматриваемого диска по методике, в которой ползучесть описывается теорией упрочнения и взаимное влияние обоих видов необратимой деформации не учитывается (пластические свойства материала сохранялись прежними). При таком расчете размах необратимой деформации за цикл оказался меньше почти на порядок (на рис. 10.6 штриховая линия). Существенно различаются и величины односторонне накопленной деформации. Долговечность диска, подвержен- [c.237]

Из рис. 1.6 видно, что при частотах 1,6 10 - и 3,3-10 Гц для интервалов температур 180—240 и 150—195° С соответственно предельные состояния сплава достигаются за счет интенсивного накопления односторонних пластических деформаций и характе ризуются долговечностями порядка 120—150 циклов (при напряжении 28 кгс/мм -). В указанной области долговечность определяется способностью материала сопротивляться длительному статическому разрушению и в соответствии с зависимостью типа [c.18]

Квазистатическое разрушение при мягком нагружении определяется накопленной односторонней пластической деформацией суж- Накопление пластической деформации для упрочняющихся материалов носит обычно затухающий характер, для материалов со стабильной петлей или для разупрочняющихся материалов накопление деформации может развиваться весьма интенсивно. Особенно быстро накапливается деформация при асимметричных циклах напряжений, когда ширина петли в полуцикле с максимальным напряжением значительно больше, чем в полуцикле с минимальным напряжением. За счет этой разницы и происходит интенсивное накопление пластической деформации. [c.97]

Как и для агрегатов теплоэнергетики, при определенных сочетаниях режимов термоциклического нагружения, действия статических нагрузок и конструктивных параметров детали в элементах турбомашин может проявиться эффект формоизменения конструкции в целом [10] или отдельных зон [70], выражающийся в накоплении односторонних [12] деформаций [9, 44]. Этот эффект особенно характерен в условиях значительных градиентов по сечению детали и высоких температур термического цикла. Такой случай реализован при испытании дисков (диаметр диска 450 мм, диаметр ступицы 70 мм) турбомашин по специальной программе (рис. 1.15, а) с имитацией центробежных сил [43]. В период выхода на стационарный режим в диске наводились высокие перепады температур (до 600° С). Опытные данн-ые (рис. 1.15, б) свидетельствуют о том, что процессы накопления за цикл односторонних деформаций (для режима при Ттах=750°С) быстро стабилизируются. Характер изменения пластических деформаций и деформаций ползучести по циклам один и тот же. Значения накопленных за цикл деформаций (пластической и ползучести) сопоставимы, а суммарная их величина оказывается значительной с точки зрения накопления квазиста-тических повреждений. Циклический характер процесса деформирования реализуется по всему объему диска (рис. 1.15, в). Примечательно, что пластические зоны деформирования появляются на ободе и в зоне расточки диска они занимают большие объемы и не меняются при циклическом деформировании, при этом пластические деформации могут составлять около 1% [44]. Следовательно, наиболее подвержены повреждениям крайние точки обода и ступица диска [22, 100]. [c.29]

Отмеченные закономерности определяют степень одностороннего накопления необратимой циклической деформации сжатия, характер которой для корсетного сплошного образца показан на рис. 22 [29]. Сопоставление кривых для разных режимов показывает, что накопление деформации сжатия ( бочка ) за счет выравнивания температурного поля (см. рис. 21) может быть существенным. Например, при увеличении времени цикла в 4 раза накопление пластической деформации к 20-му циклу увеличивается в 30 раз (режимы I и V). В связи с этим можно ожидать, что предельное состояние при неизотермическом нагружении с длительными выдержками в значительной степени будет определяться величиной длительного статического повреждения. Следует указать, что одностороннее накопление ква-зистатической сжимающей деформации было обнаруЖ1ено и в. тонкостенных корсетном и гладком образцах [35]. [c.40]

При циклическом деформировании в упругопластической области возникают пластические деформации, накапливающиеся циклически (за каждый цикл возникает деформация гистерезиса, обозначенная на рис. 4 2sp) и односторонне (Авр,), за счет циклической анизотропии [15], процессов релаксации и ползучести при выдержках. Для деформационной оценки накопленного повреждения используется уравнение кривой малоцикдовой усталости в начально предложенной форме [16] [c.11]

Циклическая анизотропия свойств материалов характеризует собой явление неодинакового сопротивления циклическому деформированию в направлении четных и нечетных полуциклов нагружения, что может объяснять наряду с другими причинами (различие исходных диаграмм растяжение—сжатие, асимметрия цикла напряжений) возникновение у некоторых материалов преимущественного одностороннего накопления пластических деформаций. Хотя большинство материалов является циклически изотропными, циклическая анизотропия может быть присуща ряду материалов — как циклически разупрочняющимся (сталь ТС), так и стабилизирующи.мся (В-95) и упрочняющимся (В-96, АК-8). Экспериментальное изучение зависимости ширины петли гистерезиса в первом полуцикле нагружения (считая исходное нагружение за нулевой полуцикл) от степени исходного деформирования при симметричном и асимметричном мягком нагружении устанавливает линейную связь между этими характеристиками (рис. 2.4) во всем диапазоне исследованных деформаций (до 10 е .). При построении зависимости для несимметричного цикла от амплитудных значений деформаций ёа в исходном нагружении экспе- [c.29]

Дальнейшим усложнением условий нагружения относительно простого циклического является блочное ступенчатое нагружение, связанное, например, с периодическими изменениями уровней нагруженности конструкций в эксплуатации. В этом случае могут изменяться как уровни действующих циклических напряжений, так и количество циклов на канчдом уровне. Исследование характера развития циклических деформаций при различных сочетаниях подобного рода режимов нагружения показало [3], что и в этом случае закономерности изменения величин циклической бЛ и односторонне накапливаемой пластических деформаций, полученные на основе представлений о существовании обобщенной диаграммы циклического деформирования с учетом некоторых особенностей условий нагружения, дают удовлетвори-те.льные результаты. При этом было предложено для вычисления величин б< > и при переходе с уровня нагружения 1 на уровень 2 (обозначены первой цифрой индекса у номера полуцикла к на рис. 4.2) на последнем за начало отсчета принимать номер полу-цикла к 1, соответствующий на этом уровне поврежденности материала за всю предыдущую историю нагружения. Исходя из этого положения, были получены расчетные кривые изменения б для стали 15Х2МФ при чередовании блоков нагружения по 50 циклов на уровнях амплитуд относительных напряжений = 1,06 и бо2 = 1,11, причем нагружение начиналось с меньшего уровня 1. Из рис. 4.2, а, на котором кроме расчетных кривых нанесены точками отвечающие этим условиям нагружения экспериментальные данные, видно, что между ними имеет место достаточно удовлетворительное соответствие. Аналогичный подход использован и при вычислении кинетики односторонне накопленной [c.67]

Таким образом, рост величины полной циклической пластической деформации на стадии процесса деформирования происходит в основном за счет наличия и прогрессирующего развития деформации ползучести х в процессе выдержек, кинетика которой показана на рис. 4.10, з. По своему характеру она практически повторяет кинетику б< ), проявляя на начальной стадии некоторое уменьшение своей величины с последующим ее возрастанием вплоть до разрушения. Это относится как к полуциклам растяжения, так и к полуциклам сжатия. В последнем случае деформация ползучести (при сжимающей нагрузке) повторяет характер своего развития в смежных полуциклах растяжения, а по величине на низких уровнях амплитуд напряжений также близка к ней, в то время как при высоких уровнях Оа оказывается несколько меньшей (штриховая линия на рис. 4.10, г). Односторонне накопленная деформация в начальный период упрочнения материала в рассматриваемых условиях остается на уровне накопления в первом цикле (рис. 4.10, б), а с началом периода разупрочнения, т. е. с прогрессирующим увеличением циклической пластической деформации б наблюдается и рост Это обстояте.льство в значительной степени связано с увеличением к данному моменту влияния наличия деформации ползучести в процессе выдержек [c.77]

В теории приспособляемости исследуются условия, при которых после одного или нескольких циклов в теле возникает такое поле остаточных напряжений, что последующие циклы нагружения вызывают только упругую деформацию. Если нагрузка выхидиг за пределы приспособляющей , может возникнуть знакопеременная пластичность или одностороннее накопление пластической деформации с каждым циклом. В обоих случаях после определенного числа циклов должно последовать разрушение, несмотря на то, что ни одно из значений нагрузки не достигало предельного. [c.64]

Если к системе приложена большая сжимающая сила, ползучесть может приводить к росту односторонней деформации с каждым циклом (рис. 21,в). Фактически для элемента 1 здесь имеет место релаксация с периодическим восстановлением начального уровня напряжений ( подтягом ) за счет пластического деформирования других элементов. При этом существенное значение может иметь упрочнение как следствие накопления мгновенной пластической деформации в элементах 2, 3, приводящее к постепенному снижению уровня начальных напряжений в элементе 1, либо как результат накопленной деформации ползучести (в элементе 1). [c.42]

Рассмотрим вопросы прочности и особенности условий разрушения. В общем случае процесс длительного малоциклового нагружения сопровождается накоплением односторонних деформаций, вызываемых циклической анизотропией свойств материалов, асимметрией цикла нагружения (по напряжениям, длительностям выдер-л<ек) и т. п. Когда процесс накопления односторонних деформаций выражен, наблюдается так называемый квазистатический тип малоциклового разрушения с характеристиками пластичности,, соответствующими условиями статического (однократного) нагружения до разрыва. Как правило, в конструкциях за пределами упругости работает материал только в зонах максимальных напряжений. За счет стесненности пластических деформаций в большинстве случаев нагружения накопление односторонних деформации подавлено или отсутствует. Под действием циклических деформаций развиваются иоврех дения, приводящие к малоцикловому усталостному разрушению, когда в зонах максимальных циклических деформаций образуются макротрещины усталостного типа. [c.95]

Таким образом, зависимости (4.52)—(4.53), так же как и критерии Лангера и Мэнсона (4.38) и (4.39), отражают влияние пластической и упругой составлнющих деформаций в цикле. Однако критерии (4.38) и (4.39) в отличие от критерия (4.53) описывают лишь жесткое нагружение и не могут быть использованы при мнг-ком нагружении (нагружение с заданной амплитудой напряжения) или при длительном циклическом нагружении в условиях высоких температур, когда имеет место накопление односторонних пластических деформаций за счет ползучести. Расчет по зависимостям (4.38), (4.39) и (4.52) для жесткого нагружения дает близкие результаты. [c.121]

Сопротивление деформированию и разрушению при малом числе циклов нагружения определяется структурным состоянием материала и условиями нагружения. По циклическим свойствам принято различать циклически упрочняющиеся материалы, у которых ширина петли пластического гистерезиса с ростом числа циклов нагружения уменьшается разупрочняющиеся, деформирование которых сопровождается прогрессирующим увеличением ширины петли гистерезиса вплоть до разрушения, а также циклически стабилизирующиеся, для которых характерна неизменность ширины петли гистерезиса за исключением начального и конечного участков нагружения [1]. Один и тот же материал в зависимости от исходного структурного состояния может быть либо упрочняющимся, либо разупрочняющимся, либо циклически стабилизирующимся. О характере поведения материала при малоцикловом нагружении можно судить по его статическим свойствам материалы, у которых отношение величины равномерной деформации и общей при статическом разрушении больше 0,5, являются упрочняющимися, при 8в/8< 0,5 они разупрочняются, апри8в/е = 0,5 — стабилизируются [2]. Сопротивление конструкционных материалов малоцикловому разрушению определяется их исходной пластичностью и темпом ее исчерпания [3, 4]. Для упрочняющихся материалов характерен затухаюший темп накопления повреждений (рис. 1, кривая 1, алюминиевый сплав АД-33), для разупрочняющихся — прогрессирующий (кривая 3, сталь ТС) и для циклически стабилизирую щихся материалов — равномерный (кривая -2, сталь 22К) темп накопления повреждений. В последнем случае это накопление сравнительно равномерно в связи с тем, что петля гистерезиса не изменяется с ростом числа циклов нагружения, и неравномерность наблюдается лишь при квази-статическом разрушении, когда интенсивно накапливается односторонняя деформация, определяющая уровень квазистатического повреждения. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...