Деформации пластические циклические

В качестве надрезов с малым радиусом кривизны используют усталостные трещины, создаваемые при предварительном циклическом нагружении с амплитудой номинального напряжения, достигающего 0,25 От. При этом число циклов, необходимое для образования трещины требуемой длины, составляет примерно 10 — 5-10. При таком режиме необходимо предусмотреть, чтобы размеры зон пластической деформации при циклическом нагружении не превышали размеров этих зон при статических испытаниях для определения Ki - [c.55]

Размер зоны определяет величину подрастания трещины в цикле нагружения, а следовательно, контролирует масштабный уровень процесса формирования поверхности разрушения. Поэтому сначала рассмотрим закономерности формирования зоны пластической деформации при циклическом нагружении материала. [c.134]

Ход внутренней компоненты напряжения трудно объяснить прямо из теории дислокаций на основе конфигурации дислокаций, но он вытекает естественно из неоднородного распределения упругих и пластических деформаций внутри циклически деформированного материала. [c.69]

Отличительной особенностью развития микропластических деформаций при циклических нагрузках является стадийность их развития, что весьма наглядно прослеживается по изменению целого ряда параметров, указывающих па наличие не упругих процессов, приводящих к изменению (рис. 2, б) 1 — характеристики сопротивления микропластическим деформациям — предела упругости оо ог 2 — характеристики сопротивления малым пластическим деформа- [c.126]

Пластическая деформация при циклическом нагружении может осуществляться наряду со скольжением и путем двойникова-ния. [c.32]

Исследования механического пове-дения материалов должны быть направлены на накопление систематической (в том числе статистической) информации о характеристиках прочности и пластичности, устанавливаемых при испытаниях по стандартизованным методам (кратковременные статические, длительные статические и циклические испытания), а также на разработку новых методов и средств оценки сопротивления деформациям и разрушению при сложных режимах и программах нагружения. При этом существенное значение приобретает анализ процессов протекания неупругих деформаций (пластических и временных) для указанных выше стадий разрушения. [c.27]

Другое направление учитывает роль пластических деформаций в механизме демпфирования энергии при колебаниях. Отметим здесь две гипотезы. Это прежде всего гипотеза упругого гистерезиса, предложенная Н. Н. Давиденковым зависимость напряжения от деформации при повторном нагружении является степенной функцией, определяемой амплитудой деформации, а не скоростью. Гипотеза Н, Н. Давиденкова нашла многих сторонников, она получила подтверждение опытными данными для многих конструкционных материалов. Упомянем также комплексное представление Е. С. Сорокина для связи между напряжением и деформацией при циклическом нагружении, когда неупругая циклическая деформация отстает по фазе от упругой на 90°. Для петли гистерезиса гипотеза Е. С. Сорокина дает эллиптическую зависимость, что удобно при расчетах. [c.6]

Рис. 5.12. К учету циклической нестабильности и ползучести а — одностороннее накопление пластических деформаций б — циклическая нестабильность

В отличие от рассмотренного варианта композитного диска с аустенит-ным ободом и перлитной центральной частью, условия работы аустенитного диска с приварными перлитными полувалами облегчены. Температура сварного соединения в данном случае относительно невелика и возможность возникновения дополнительных знакопеременных напряжений и пластических деформаций при циклических изменениях температуры практически исключены. Расчет сварного соединения производится обычными методами в соответствии с расчетами валов на передачу крутяш,его момента. Термические напряжения, вызванные разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых материалов, при этом расчете обычно не учитываются. [c.131]

Пластическая деформация характеризует циклическую анизотропию и определяется суммированием деформации исходного нагружения и алгебраической суммы величин б( ) по числу полуциклов к. При высоких температура.х к указанным выше деформациям б( ) и добавляются циклическая и односторонняя деформации ползучести. Сочетание этих деформаций при испытаниях с выдержками определяет характеристики длительной [c.10]

Для режимов малоциклового нагружения с увеличением числа циклов до разрушения существенную роль в повреждении материала наряду с пластической циклической деформацией начинает играть упругая составляющая. В этом случае обобщение, учитывающее длительность малоциклового нагружения, может быть выполнено [29] на основе двучленной зависимости (2.15) с включением в нее, по аналогии с зависимостью (2.19), параметров частоты и температуры испытания [c.72]

Таким образом, как вытекает из зависимости (4.53), наибольшее сопротивление малоцикловому разрушению оказывают материалы, у которых больше пластичность на стадии потери устойчивости пластической деформации (точка 3 на рис. 5.24) и наибольшие сопротивления деформациям при циклическом и статическом нагружениях, т. е. наибольшие предел текучести и пластичность. Те материалы, у которых больше пластичность (е в точке 3, рис. 5.24) и предел текучести, лучше сопротивляются малоцикловому разрушению. В связи с этим материалы могут быть охарактеризованы величиной энергоемкости, определяемой как Отб. [c.210]

В основу расчета долговечности при циклическом и длительном статическом нагружениях положен принцип суммирования повреждений, рассмотренный выше. Для определения местных деформаций используются результаты испытания материалов в условиях однородного напряженного состояния и их соответствующие аналитические интерпретации применительно к материалам циклически упрочняющимся, разупрочняющимся и стабилизирующимся в процессе циклического нагружения [29, 101, 117]. При этом пластические циклические и статические свойства определяются для зон концентрации с учетом их стесненности и кинетики в процессе нагружения. Расчет коэффициентов концентрации напряжений Кд и деформации К , производится на основе модифицированной зависимости Нейбера [29, 110, 118, 124]. Запасы прочности по напряжениям принимаются равным Пд = 2 и по числу циклов — = 10. [c.252]

Два первых слагаемых связаны с циклической пластичностью и циклической ползучестью и определяются по формулам, подобным (А3.79) два последних с односторонней деформацией — пластической и вследствие ползучести соответственно. Кроме того, повреждения определяются их отношениями к значениям этих деформаций, отвечающим разрушению. Заметим, Что идея разделения размаха деформации впервые была сформулирована именно в таком виде [12, 13]. [c.217]

В качестве основного параметра, характеризующего пластическую деформацию при циклическом,деформировании с постоянной амплитудой напряжений, удобно принять ширину петли деформирования в некотором полу-цикле k (остаточная деформация за полуцикл (см. рис. 1) 2fi для четных полуциклов к к — 2п— 1 для нечетных). [c.78]

Критерии несущей способности деталей при упруго-пластическом циклическом деформировании могут быть приняты такими же, что и при статическом деформировании, но нужно иметь в виду, что в этом случае деформации, напряжения и перемещения в детали от цикла к циклу изменяются. [c.118]

Таким образом, чувствительными к режиму нагружения оказались циклически разупрочняющиеся стали, в которых происходит повреждение материала в вершине трещины. Степень повреждения и размеры области, охваченной им, увеличиваются с продвижением фронта трещины и увеличением коэффициента интенсивности напряжения. Для материалов, у которых зоны пластичности очень малы (сталь 45 после закалки и низкого отпуска) или в которых происходит затухание пластических деформаций вследствие циклического упрочнения (армко-железо), отличия в характеристиках вязкости разрушения Кю, т/с iz) найденных при различных режимах нагружения, не наблюдаются. [c.328]

Во многих реальных инженерных конструкциях наблюдается разрушение после относительно небольшого числа циклов нагружения, исчисляемого несколькими тысячами повторений. Разрушение после малого числа циклов нагружения от так называемой малоцикловой усталости обычно происходит при значительной (около 1%) пластической циклической деформации в макрообъемах рассматриваемого элемента конструкции. [c.618]

На рис. 6.2,6 прямая А AM. является огибающей семейства диаграмм циклического деформирования с уменьшающимся (вследствие циклического упрочнения) в геометрической прогрессии размахом деформации 2еар. Циклическое упрочнение определяется повышением напряжений за полуцикл на величину Дст и характеризуется углом а. Угол р наклона огибающей зависит от соотношения жесткостей пластически и упруго деформированных элементов положение конечной точки Ш зависит также от уровня исходной деформации 2еа. Если амплитуда действующего напряжения (Та выше разрушающего напряжения ffp для пластического элемента, то при возрастании напряжения до уровня Ср 106 [c.106]

Рассмотрим особенности развития микропластических деформаций при циклических нагрузках. Наличие резко выраженной неоднородности деформации по локальньпг областям поликристаллического сплава создает предпосылки для постепенного входа в пластическое деформирование слабых микрообъемов по мере уве.личения числа циклов. Кроме того, в каждом цикле нагрузка — разгрузка и с изменением напряжения при обходе по восходящей и нисходящей ветвям петли механического гистерезиса будет непрерывно изменяться доля неупруго-деформирующихся микрообъемов. Такие локальные пластические деформации, проходящие иа фоне общей упругой деформации матрицы [5], еще не приводят к выделению остаточной де- [c.124]

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]

Условие (24) позволяет определить границу области приспособляемости по возникновению односторонне накапливающейся, пластической деформации. Соответствующий теоретический анализ и опытные данные о приспособляемости для случая сочетания механического и теплового нагружения [361 позволили построить диаграммы приспособляемости в зависимости от параметров этого нагружения. На рис. 19 представлена схема такой диаграммы а относительных величиных механической Р 1Р(, и тепловой q /qo знакопеременной нагрузки. Область приспособляемости А) ограничена кривой 1, по достижении которой возникает знакопеременная пластическая деформация Б), приводящая к малоцикловому усталостному разрушению, и кривой 2, по достижении которой наступает одностороннее накопление пластической деформации от циклических напряжений (В), образованных механической нагрузкой, и термических, вызванных изменением температуры. Если механической нагрузки нет, а только циклически изменяется температура, то условие (24) с учетом (25) переходит в [c.28]

Характер зависимости пластических циклических и односторонне накопленных деформаций от числа циклов нагружения и времени в общем случае определяется историей нагружения. Учитывая многообразие возможных сочетаний режимов нагружения по скоростям, температурам и длительностям вьщержек, для решения конкретных задач об определении НДС целесообразно использовать экспериментальные диаграммы деформирования, полученные для конкретных условий рассматриваемой задачи. Указанная необходимость получения прямых зкспериментальных данных и невозможность прогнозиров ия максимальных повреждающих эффектов обусловливают требование проведения прямых экспериментов по определению сопротивления деформированию конструкционного материала при наиболее опасных режимах термомеханического нагружения. [c.22]

Связь между пластической циклической деформацией е и числом циклов до разрушения при малоцикловой усталости Л/ обычно описывается уравнением Коффина - Мэнсона е Л/" =С, где m и С - постоянные. [c.120]

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]

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, развиваемые ранее [65, 66, 77] представления о разрушении как о предельной работе, совершенной микронапряжениями на пути упругой и пластической деформации при циклическом нагружении, могут быть использованы также для описания разрушения на стадии развития трещин при длительнолс статическом нагружении. [c.238]

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 отличие от явлений, в результате которых термическая усталость приводит к разрушению, термическим скачком называют явление, вызывающее деформацию при этом деформация, обусловленная циклическим изменением термических напряжений, накапливается в одном направлений. Обычно, если действуют только термические напряжения и неупругая деформация многократно изменяется циклически, то однонаправленные напряжения растяжения или сжатия релаксируются и становятся знакопеременными. Деформация также становится знакопеременной, термический скачок не возникает. Если помимо термических действуют и другие напряжения, то эти напряжения играют роль средних напряжений деформации. Отличие of скачка пластической деформации в материалах при комнатной температуре, когда не происходит ползучести, заключается в накоплении неупругой деформации, зависящей от времени (ползучести), помимо пластической деформации, не зависящей от времени. Следовательно, рассматриваемое явление зависит от числа циклов наг )ужения и 6т времени. [c.16]

Некоторые недавние исследования указали на большую важность пластических деформаций, чем напряжений для определения разрушения, которое происходит при небольшом числе циклов. При разрушении в интервале от 10 до 10 000 циклов Лоу [136] нашел, что нанесение на график экспериментальных усталостных результатов в форме зависимости логарифма числа пластических циклических деформаций от логарифма числа циклов дало одну и ту же прямую линию для трех весьма различных сталей и для двух алюминиевых сплавов. Тевернелли, и Коффин [266] в обзоре литературы по усталости показали, что указанная выше зависимость справедлива для широкого круга металлических материалов и что обратная экстраполяция к статическому разрушению могла бы быть достигнута, если бы эта зависимость была выражена в виде [c.31]

Форма петли пластического гистерезиса, которая обсуждалась выше, представляет только одну сторону реакции материала на циклическое нагружение. Другая сторона (квазистатнче-ская) — смещение этой петли, т. е. изменения среднего напряжения II (или) средней деформации, вызываемые циклической релаксацией II циклической ползучестью. [c.106]

Для идентификации модели необходимы опыты по циклическому нагружению без выдержек (находятся с , и а ), опыты с двусторонней ползучестью (с, и а ), испытания на длительную прочность [функция 8 (а)], на разрушение при кратковременном статическом нагружении (величина при растяжении) Параметры li находятся в испытаниях с односторонним накоплением (например, быстрое циклическое нагружение с накоплением односторонней деформации определяет циклическое нагружение с односторонней выдержкой позволит затем найти 1 ). Параметры могут быть найдены в испытаниях со знакопеременной пластической деформацией с включением в один из по-луциклов выдержки. [c.219]

Для случая циклического деформирования с выдержками под нагрузкой, т. е. при сочетании упруго-пластического циклического деформирования и ползучести можно сделать предположение о том, что деформирование на активном участке нагружения внутри полуцикла рассматривается на основе деформационной теории, а на участке ползучестй (релаксации) на основе теории старения. На рис. 26 приведены схемы длительного циклического деформирования с выдержками при постоянной нагрузке и постоянной деформации. В первом случае при выдержке осуществляется ползучесть, во втором — релаксация. [c.201]

Схема распределения деформаций в сечении образца при его упруго-пластическом циклическом знакопеременном изгибе показана на рис. 176, где прямая 1 соответствует повороту сечения образца при действии изгибающего момента Ми = Ммакс, прямая 2 — положению этого сечения при = О после предварительного нагружения в упруго-пластическую область MOMeHTOjvi Ммакс противоположного знака и прямая 3 — неупругим деформациям. Границей зон упругого и неупругого деформирования является линия [c.252]

Жабко Н. И. О влиянии остаточных напряжений и деформаций, обусловленных циклическим упруго-пластическим изгибом.— В кн. Усталостная прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения. Киев Наук, думка, 1979, с. 240. [c.330]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...