Диаграммы циклически упрочняющегося материала

Рис. 2. Диаграммы деформирования циклически упрочняющегося материала при нагружении

Диаграммы циклического деформирования при мягком нагружения позволяют получить кинетику деформаций, которая необходима для определения деформационных свойств материала при циклическом нагружении, а при жестком — кинетику напряжений при циклическом упругопластическом деформировании. По характеру изменения свойств при многократном упругопластическом нагружений материалы разделяются на три основных типа циклически стабильные, циклически упрочняющиеся и циклически разупрочняющиеся. Циклически стабильными называются материалы, у которых сопротивление многократному упругопластическому деформированию не зависит от числа циклов нагружения. Это означает, что модуль упругости, предел пропорциональности и текучести, секущий и касательный модули не зависят от числа циклов нагружения. [c.237]

Изменение амплитуды напряжений при жестком нагружении, как и изменение амплитуды деформаций при мягком нагружении, в процессе циклических испытаний определяется свойствами материала. Для одних материалов (алюминиевые сплавы, титан и низкопрочные а-сплавы на его основе, некоторые конструкционные стали) ширина петли гистерезиса при мягком деформировании по мере нара--стания количества циклов уменьшается, а амплитуда напряжений при жестком нагружении увеличивается. Для этой группы материалов характерно повышение предела пропорциональности с увеличением количества циклов нагружения, в связи с чем такие материалы относят к группе циклически упрочняющихся. Для других материалов (например, теплостойкие стали, чугуны, высокопрочные титановые а и (а+ 0)-сплавы) наблюдается обратная картина при мягком нагружении ширина петли гистерезиса увеличивается, а при жестком нагружении амплитуда напряжения снижается. Сопротивление деформированию для этой группы материа-пов с увеличением количества циклов уменьшается, а вся группа материалов относится к типу циклически разупрочняющихся. И, наконец, ряд материалов (аустенитные стали, конструкционные стали средней прочности, некоторые титановые сплавы) не изменяют сопротивления деформированию при цикпическом нагружении, форма диаграмм деформирования остается практически неизменной, а сами материалы относятся к циклически стабильным. На рис. 47 приведен характер изменения диаграмм при жестком и мягком нагружении описанных групп материалов. [c.87]

При аналитическом построении циклических диаграмм допускается пренебрегать изменением модуля упругости и нелинейностью модулей нагрузки и разгрузки [45]. При аппроксимации циклической диаграммы, как и в случае большинства других предложений по аналитическому построению циклических диаграмм, исходят из предположения о подобии исходной и циклической диаграмм при различных температурах. Это позволяет свести задачу к изотермической и деформации в циклах неизотермического нагружения определять по диаграммам, полученным для изотермических условий. Здесь используется, как и в условии (1.5), представление о независимости поведения материала от способа подвода энергии в процессе упругого и пластического деформирования. Принимаемые при расчетах упрощающие гипотезы дают модель циклически стабильного материала, что считается оправданным, поскольку на практике изготовление дисков из циклически разуп-рочняющихся материалов не допускается, а по отношению к упрочняющимся материалам эти упрощения должны идти в запас прочности. [c.40]

Циклический предел пропорциональности З т определяемый по допуску на остаточную деформацию 0,01%, также изменяется в зависимости от типа материала и поцикловой трансформации петли гистерезиса — Зг растет у циклически упрочняющихся материалов, уменьшается у разупрочняющихся и неизменен у циклически стабильных материалов. При аналитическом описании обобщенной диаграммы циклический предел пропорциональности принят равным [c.74]

Первая область является областью низкоциклической усталости, для которой характерно циклическое напряжение с частотой от нескольких циклов в минуту до нескольких де-сятков циклов в минуту. Основные испытания на усталость, как правило, проводятся во второй области. Частота циклического изменения напряжения в этой области составляет 1000—2000 циклов в минуту. В третьей области определяется предел усталости. При использовании в качестве упрочняющего материала углеродных волокон рассматриваемая диаграмма оказывается почти параллельной оси абсцисс. В случае же использования стекловолокна диаграмма имеет тенденцию к постепенному падению. [c.177]

Основные зaкoнo epнo ти, описывающие кинетику циклической и односторонне накапливаемой деформаций основаны на принципе обобщенной диаграммы циклического деформирования, а их форма в виде уравнений (2.10) и (2.18) относится к случаю сим.метричного нагружения. Вместе с этим известно, что изменение асимметрии нагружения приводит к тому, что равные с сим-метричны.м нагружением амплитуды напряжений снижают сопротивление деформированию материала в этих условиях [1]. Если для циклически упрочняющихся материалов этот эффект выражен незначительно и в первом приближении для оценки кинетики де-фор.маций могут быть использованы лишь амплитудные значения действующих напряжений и деформаций, то для циклически стабильных, а тем более разупрочняющихся материалов существенное значение имеют и средние напряжения цикла. В этой связи расчет кинетики деформаций основывается на приведенных значениях напряженихг и деформаций [1], причем последняя в виде ёщ, определяется по диаграмме статического разрушения, как соответствующая напряжению Одр = Пд хст , где х — коэффициент чувствительности к асимметрии, определяемый экспериментально и имеющий различные значения для полуциклов растяжения и сжатия. В этом случае приведенные напряжения для нечетных полуциклов определятся как Одр = о [1 Х1(1 -(- г)/ [c.65]

Таким образом, двухчастотный режим нагружения в рассматриваемых ус.товиях для различных по циклическим свойствам сталей не изменяет характера их циклического поведения. Однако как для циклически упрочняющихся, так и циклически разупроч-няющихся материалов с увеличением уровня амплитуды высокочастотной деформации наблюдается более интенсивное упрочнение материала в отдельных полуциклах нагружения в сравнении с равным по размаху максимальной деформации одночастотным нагружением. Этот эффект может быть учтен при определении кинетики модуля циклического упрочнения материала в случае степенной аппроксимации диаграмм циклического деформирования путем введения в расчет параметров исходного и циклического деформирования, учитывающих условия двухчастотности на-хружения. [c.108]

Как было показано (см. гл. 1), конструкционные материалы могут быть разделены на циклически упрочняющиеся, циклически разупрочняющиеся и циклически стабильные с характерными для них параметрами диаграмм циклического деформирования. В зависимости от структурного состояния и условий нагружения один и тот же материал может либо упрочняться, либо разупрочняться, либо оставаться стабильным при циклическом нагружении. При этом интенсивность накопления повреждений по числу циклов может уменьшаться, увеличираться или сохраняться постоянной. [c.253]

Предложенная модель разрушения конструкционных сплавов с трещиной при циклическом нагружении учитывает влияние на вязкость разрушения изменения характеристик механических свойств материалов в пластически деформируемой зоне у вершины трещины при циклическом нагружении и класса материала (циклически разу-прочняющийся, упрочняющийся, стабильный). Для количественной оценки вязкости разрушзния необходимо знать закономерности изменения параметров диаграмм циклического деформирования (ширины петли пластического гистерезиса), циклического предела пропорциональности, циклического предела текучести, показателя деформационного упрочнения (в зависимости от режимов нагружения, класса материала и условий испытаний, например температуры), которые определяются при циклическом нагружении гладких образцов. [c.221]

Диаграммы циклического деформи роваяия. Как указывалось выше, по циклическим свойствам материалы могут быть упрочняющимися, разупроч-няющимися или стабилизирующимися [12, 13, 20 J. В зависимости от типа материала перераспределение напряжений и деформаций по числу циклов сопровождается увеличением (уменьшением) сопротивления циклическому деформированию при жестксш нагружении и снижением (ростам) величин упругопластических деформаций при мягком нагружении. [c.83]

У циклически упрочняющихся материалов сопротивление упругопласти-ческому деформированию возрастает с ростом числа нагружений, а у циклически разупрочняющихся— уменьшается. Однако циклическая стабильность, упрочнение или разупрочнение скорее являются этапами деформирования, а не характеристиками материала в целом. На характер процесса цикличе Ь ского деформирования существенное влияние оказывают состояние материала, скорость деформирования, температура, форма цикла изменения напряжений и другие факторы. Для установления законов изменения напряжений и де( юрмаций при циклическом упругопластическом нагружении необходимо знать зависимость между напряжениями и деформациями (т. е. уравнения состояния материала после каждого цикла нагружения). Диаграммы циклического деформирования, приведенные в работах Мэнсона [262,263] и Орована [278], позволяют определить только предельные изменения напряженного состояния при циклическом упру-гопласгическом деформировании. Зависимости между напряжениями и деформациями, предложенные в работах Г. Мазинга [266], Р. Булли [290] и др., пока не могут быть распространены на все материалы и различные условия нагружения. [c.237]

Если при испытаниях с заданной деформацией значение нагрузки по степенно уменьшается по мере увеличения числа циклов или при испыта ниях с заданной нагрузкой значение деформации увеличивается с увелн чением числа циклов нагружения, то материал называют циклическг разупрочняющимся. Если же с увеличением числа циклов иагружеии при испытаниях с заданной деформацией нагрузка растет или при испытаниях с заданной нагрузкой деформация постепенно уменьшается, то испытываемый материал называют циклически упрочняющимся. Существуют и так называемые циклически стабильные материалы, для которых диаграмма нагрузка — деформация практически повторяется от цикла к циклу, количественно не изменяясь. [c.32]

Один и тот же материал в зависимости от структурного состояния может быть или упрочняющимся, или разу-прочняющимся, или циклически стабильным. Материалам, находящимся в упрочненном состоянии (высокие пределы прочности и текучести), свойственно разупрочнение, а материалам с низкими прочностными и высокими пластическими свойствами — упрочнение. Указанным состояниям соответствуют характерные особенности диаграмм статического (однократного) разрушения. При этом материалы, у которых равномерная деформация невелика, склонны к циклическому разупрочнению, материалы с большой равномерной деформацией упрочняются, а материалам, у которых равномерная деформация и удлинения на стадии локализации деформаций (образования шейки) приблизительно равны, свойственна циклическая стабильность. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...