Долговечность малоцикловая расчетная

В режиме нагружения образцов учтено, что титановые сплавы могут проявлять чувствительность к их выдержке при постоянной нагрузке в цикле нагружения в малоцикловой области. Она выражается в смене механизмов разрушения и снижении долговечности и живучести материала при введении в цикл его нагружения выдержки более 3 с и достижении в вершине трещины коэффициента интенсивности напряжения Ki порядка 20-25 МПа м / [10, 13, 17]. Поэтому образцы испытывали по двум формам цикла нагружения треугольной и трапецеидальной. Для сокращения времени испытаний уровень максимальных напряжений в образцах при обеих формах цикла составил 500 МПа, что позволило обеспечить расчетное значение К в вершине концентратора примерно в 30 МПа м /2. [c.511]

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]

Отмеченное обстоятельство дает возможность использовать для расчетной оценки кривые малоцикловой прочности материала, полученные при жестком нагружении. На рис. 3.3.11 приведены экспериментальные данные. Характерно, что независимо от типа материала и зон сварного соединения данные по долговечности образцов при жестком нагружении образуют единую полосу разброса. [c.175]

В книге подробно освещены методические вопросы испытания материалов в условиях неизотермического малоциклового нагружения, даны схемы испытательных машин, приведены параметры кривых термической усталости многих жаропрочных материалов, показано влияние технологических факторов (режимов литья, термообработки, модифицирования структуры, механической обработки и др.). Экспериментальный материал обобщен расчетными уравнениями, которые рекомендованы для прогнозирования долговечности деталей на стадии проектирования и продления ресурса. [c.4]

Из приведенных выше расчетных уравнений наибольшее распространение для оценки долговечности при изотермической малоцикловой усталости получили зависимости (5.2), (5.17) — (5.20), (5.22), (5.24), (5.28) — (5.32). Другие зависимости, основанные, например, на энергетических критериях прочности, имеют в ряде случаев не меньшие основания для применения но соответствующие уравнения включают ряд постоянных, интегрально зависящих от многих факторов и поэтому обычно трудно определяемых. Однако следует указать, что и в тех уравнениях, которые используют для расчета, далеко не всегда удается [c.121]

Расчетное уравнение долговечности, основанное на деформационно-кинетическом критерии, предложенном для изотермического малоциклового нагружения, имеет вид [85] [c.185]

В сборнике рассматриваются основы методов расчетного и экспериментального определения прочности и долговечности циклически нагруженных элементов конструкций в широком диапазоне температур, времен и чисел циклов. Приводятся критерии и основные уравнения статических и циклических предельных состояний в температурно-временной постановке рассмотрены закономерности деформирования и разрушения в зонах концентрации и в связи с неоднородностью напряженных состояний. Рассмотрены методы испытаний на циклическое нагружение, описан ряд опытных результатов. Систематизированы данные по характеристикам малоцикловой усталости, по концентрации напряжений и деформаций, необходимые для расчета прочности. Излагаемый материал в значительной степени основывается на результатах работ сотрудников Института машиноведения, доложенных на Всесоюзном симпозиуме по малоцикловой усталости при повышенных температурах в Челябинске в 1974 г. [c.2]

Необходимыми для рассмотренного выше расчетного определения долговечности элементов конструкций на стадии образования л развития трещин являются испытания гладких стандартных образцов при кратковременном и длительном статическом нагружении (с оценкой характеристик прочности и пластичности), а также образцов с начальными трещинами при малоцикловом нагружении при соответствующей температуре и времени выдержки (с измерением скорости развития трещин). Приведенные выше уравнения позволяют осуществлять пересчет получаемых из экспериментов данных на другие числа циклов и времена нагружения. Воспроизведение в опытах эксплуатационных режимов нагружения, уровней номинальной и местной напряженности, исходной дефективности с учетом кинетики изменения статических и циклических свойств представляется пока трудноосуществимым. В связи с этим разработка способов приближенной оценки несущей способности элементов конструкций, работающих при высоких температурах (когда имеет место активное взаимодействие длительных статических и циклических повреждений), приобретает существенное значение. [c.120]

Вопросам расчетно-экспериментального обоснования методов определения долговечности конструкций при длительном малоцикловом и неизотермическом нагружении посвящена эта книга. [c.3]

Долговечность оценивают, используя правило суммирования повреждений в соответствии с деформационно-кинетическим критерием прочности. Базовые данные и расчетные характеристики получают при термомеханическом режиме нагружения, соответствующем эксплуатационному или эквивалентному ему по деформациям, температурам и длительностям. При этом определяют кривые малоцикловой усталости (при жестком нагружении) и располагаемой пластичности (при монотонном статическом разрыве или испытании на длительную прочность и пластичность). [c.23]

Коэффициенты запасов прочности принимают по числу циклов (ид ) и деформациям (и или и ). При этом расчетные кривые малоцикловой усталости материала и располагаемой пластичности выбирают из условия обеспечения минимальной долговечности, а следовательно, максимального запаса. Коэффициенты запаса назначают в зависимости от типа изделия и его эксплуатационных характеристик, точности определения нагрузок, деформаций, механических свойств и расчетных характеристик, влияния среды, технологии (в том числе свар- [c.23]

Расчетные характеристики конструкционного материала детали. Для определения полей напряжений и циклических деформаций за пределами упругости в локальных зонах конструктивного элемента и оценки его долговечности необходима информация о характеристиках процесса циклического деформирования и сопротивления усталости применяемого конструкционного материала при малоцикловом неизотермическом нагружении с учетом характера нагружения. [c.137]

Эффективность метода расчета малоцикловой долговечности применительно к конкретному конструктивному элементу можно проанализировать путем сравнения расчетных значений малоцикловой долговечности с результатами стендовых либо (при наличии достаточного объема информации) эксплуатационных испьгганий. [c.149]

При известной внешней максимальной нагрузке цикла (с учетом перекоса и эффекта перегрузки в рабочих условиях) в результате соответствующего анализа определяли распределенную нагрузку q в локальной зоне телескопического кольца при перекосе и по ней находили (точка 5 на рис. 3.13), усредненное (из полученных расчетом с помощью МКЭ и на основании модифицированного соотношения Нейбера) значение максимальной деформации в зоне переходной поверхности радиусом Ry . Затем по кривой малоцикловой усталости материала (см. рис. 3.7) определяли расчетное число циклов Л Р. Можно отметить, что и для телескопического кольца получено удовлетворительное согласование экспериментальных и расчетных значений долговечности. [c.150]

Расчетно-экспериментальное обоснование метода оценки долговечности деталей, работающих при неизотермическом малоцикловом нагружении в квазистатическом режиме нагрева, дает удовлетворительное соответствие расчетной и фактической долговечности. [c.151]

С использованием необходимых характеристик материала (a j и С), а также кривой ф (т) при 600 °С (рис. 3.26) были построены кривые малоцикловой усталости 3-10 (рис. 3.27) при продолжительности испытаний 1 - 100 ч и различном времени выдержки в цикле. Долговечность при увеличении периода цикла может уменьшиться на порядок и более, но при этом не превышает расчетного минимального значения, определяемого наименьшим относительным сужением = 25 %. На основании результатов расчетно-экспериментального анализа НДС сильфона и кривых малоцикловой усталости конструкционного материала можно определить малоцикловую долговечность сильфонных компенсаторов и металлорукавов. [c.165]

На рис. 3.25 приведены некоторые результаты испытаний сильфон-ных компенсаторов и металлорукавов, полученные при характерных значениях температуры и времени выдержки. Кривые малоцикловой усталости конструкционного материала достаточно точно совпадают с расчетными значениями деформаций и экспериментальными значениями малоцикловых долговечностей конструкций. Это подтверждает вьшод о том, что причиной имеющихся отказов, обусловленных появлением трещин в гофрах сильфона, являются циклические упругопластические деформации, и прочность таких конструкций связана прежде всего с малоцикловым характером действующих нагрузок. [c.167]

На рис. 3.29 приведены также расчетно-экспериментальные данные для других типов сильфонных компенсаторов и металлорукавов, полученные при повышенных температурах и различных режимах малоциклового нагружения. Достаточно представительный объем расчетно-экспериментальных данных по малоцикловой долговечности гофрированной оболочки сильфонных компенсаторов и металлорукавов сконцентрирован в довольно узкой полосе около расчетной прямой. [c.168]

Располагая такими данными, можно на стадии проектирования выполнить обоснованный выбор конструкционного материала, формы и размеров изделий с параметрами, обеспечивающими заданную малоцикловую долговечность, а затем провести расчетную оценку и на стадии изготовления опытных образцов экспериментальную проверку несущей способности реальной гофрированной оболочки с учетом влияния технологии изготовления на НДС и прочность опасных зон конструкции. [c.169]

Сравнение экспериментальных и расчетных значений малоцикловых долговечностей оболочечных корпусов указывает на существенное несоответствие между ними. При использовании для расчета деформации начального периода нагружения оценка долговечности получается существенно заниженной. В частности при расчете по деформации первого цикла нагружения получается значение долговечности в 2 - 2,5 раза меньше экспериментального. [c.249]

Таким образом, неучет кинетики упругопластических деформаций при оценке малоцикловой долговечности приводит к существенному отличию расчетных значений от экспериментальных. [c.249]

Сопоставление реализуемой и расчетной (с пятикратным запасом) долговечности показало, что в эксплуатации долговечность ниже расчетной в пределах 1,1-1,4 раза. Однако на самом деле это расхождение было еще выше, поскольку проектирование дисков осуществлено по принцину безопасного ресурса, когда трещины в диске вообще не допустимы. Если учесть период роста трещины в области малоцикловой усталости дисков и вычесть его из общей наработки дисков, то оказывается, что до появлепия трещины диски наработали в 2-3 раза меньше, чем по расчетной долговечности с пятикратным запасом. [c.518]

Леонов В. П., Ильин А. В., Марголин Б. 3. Методы расчетной оценки долговечности и принципы оптимального конструктивно-технологического оформления сварных элементов и конструкций//Тезисы докл. V Все-союзн. симпозиума Малоцикловая усталость — критерии разрушения и структура материалов , часть П.—Волгоград ВПИ, 1987.—С. 137—141. [c.370]

Исследования литейного алюминиевого сплава Al-Mg-Si (6082) со средним размером зерна 155 мкм путем изгиба образцов 7x12x60 мм были проведены для сопоставления влияния состояния поверхности образцов на длительность периода роста усталостных трещин [101]. Были испытаны образцы с поверхностью непосредственно после литья (S ) и с полированной поверхностью (SP). Полировку осуществляли в две стадии шлифовкой пастой с размером абразива 3 мкм и затем электрополировкой. Изучение зоны зарождения усталостной трещины при последовательной наработке в испытаниях образцов показало, что период роста трещины до достижения длины на поверхности около 100 мкм составил 35-65 % для полированных и 2-10 % для неполированных образцов. Поэтому были проведены расчеты периода роста трещин по формуле механики разрушения от их начальных размеров 6 и 45 мкм до критической длины а . = 3 мм. Оказалось, что для долговечности образцов (2-3)-10 циклов имеет место почти совпадение расчета периода роста трещины с полной долговечностью (рис. 1.19). Далее наблюдается все большее расхождение расчетного периода роста трещины и долговечности образцов. Фактически для гладкой поверхности образца независимо от степени ее поврежденности (полированная и неполированная поверхность) имеет место резкая смена в условиях зарождения и роста трещины в районе длительности нагружения 10 циклов. Меньшие долговечности отвечают области малоцикловой усталости, и для нее весь период циклического нагружения связан с развитием усталостной трещины. Большие долговечности связаны с постепенным возрастанием периода зарождения усталостной трещины. [c.58]

Расчет кривой длительной малоцикловой прочности материала Х18Н10Т при использовании указанных выше характеристик дает долговечности, меньшие экспериментально полученных примерно в два раза. Данные обстоятельства могут быть связаны с ограниченной точностью корреляционных зависимостей, прежде всего с характерным отклонением расчетных и экспериментальных данных на основе характеристик, определяемых статической пластичностью материала ф. Для приведения соответствия расчетной зависимости и экспериментальных данных формула (4.3.7) была использована при [c.207]

Рашространение области исследования малоцикловой усталости до значений долговечности Л/=10 - 10 циклов привело к необходимости учета в расчетных зависимостях не только пластической, но и упругой доли размаха деформаций за цикл. Это было сделано Мэйсоном в виде [c.116]

Расчетные уравнения долговечности деталей, подвергаемых действию термоциклов, в основном, построены на базе имеющихся предложений для изотермической малоцикловой усталости, либо являются аппроксимацией накопленных экспериментальных данных. Использование расчетных уравнений Коффина, Мансона, Лэнджера, Закса, Марина и др. иногда может быть оправ- [c.191]

Предлагается деформационно-кинетическая трактовка условий достижения предельного состояния материалов при неизотермическом малоцикловом (в том числе термоусталостном) нагружении, а также обосновываются методы получения расчетных хараятеристик, входящих в уравнения предельных повреждений II малоцикловой долговечности. [c.421]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

При расчете доли усталостных повреждений используют результаты испытаний в жестком режиме нагружения, в частноаи кривые малоцикловой усталости при расчетных параметрах (температуре, частоте и скорости изменения в цикле параметров нагружения), причем в широком интервале изменения коэффициента асимметрии цикла деформаций долговечность материалов определяется единой кривой малоцикловой усталости (рис. 1.2). [c.6]

Использование в расчетной практике в качестве базовых данных результатов термоусталостных испытаний при промежуточном режиме малоциклового нагружения с явно выраженной кинетикой циклических и односторонне накопленных деформаций, а также представление результатов в виде зависимости циклической деформации (суммарной или необратимой) от долговечности недостаточно корректно, поскольку уменьшение малоцикловой долговечности (вследствие неучета влияния квазнстатических повреждений) в этом случае по сравнению с долговечностью при жестком противофазном режиме может достигать 10 раз (см. рис. 2.6, 2.7,2.19 и 2.20). [c.45]

В ряде случаев для расчета малоцикловой долговечности при термоусталостном нагружении применяют зависимости типа Мэйсона - Коффина [2, 17], а также зависимости подобного типа [3,8], учитьшаю-щие уменьшение деформационной способности во времени при длительном малоцикловом нагружении. Однако их использование оправдано только для приближенной оценки долговечности при введении соответствующих коэффициентов запаса, учитывающих отклонения экспериментальных данных от расчетных. При уточненных расчетах мало-пикловой долговечности необходимы прямые экспериментальные данные (аналитически аппроксимированные тем или иным способом), полученные в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным [ 2 ]. [c.47]

Анализ данных, приведенных в табл. 2.7, показывает, что использование интерполяционных соотношений (2.150) и (2.151) для расчета малоцикловой долговечности элементов конструкций может привести к результатам, идущим не в запас прочности расчетные значения долговечности могут превышать действительные значения в 2,5 раза и более. Однако при Оу <2,5 зависимости (2.150) и (2.151) обеспечивают погрешность долговечности не бопее 10 %. Такую же погрешность при всех исследованных уровнях нагрузок и коэффициентов концентрации напряжений дают интерполяционные соотношения. [c.119]

Рассмотрим результаты расчетно-экспериментального исследования малоцикловой долговечности, вьтолненного с целью обоснования метода оценки прочности элементов конструкций по критериям прочности [4]. [c.122]

Расчетная оценка малоцикловой долговечносга. На базе полученной информации о циклических деформаций в опасной точке детали и кривых малоцикловой усталости оценим долговечность телескопического кольца, используя деформационно- кинетический критерий прочности при постоянных температурах [см. соотношение (1.3)]. Разрушения детали (см. рис. 3.2) в условиях эксплуатации, а также модели при стендовых испытаниях в условиях высокотемпературного малоциклового нагружения имеют преимущественно усталостный характер (наличие сетки мелких трещин, инициирующих магистральное разрушение, без признаков накопления односторонних деформаций), поэтому расчетное критериальное уравнение, описьшающее предельное состояние материала, обусловленное накоплением усталостных повреждений, принимаем в виде [c.144]

На рис. 3.16 приведены также значения малоцикловой долговечности модели, рассчитанные по кривой малоцикловой усталости материала (кривая 1 на рис. 3.7) с использованием максимальных упругопластических деформаций, найденных с помощью метода фотоупру-госги (точки и и МКЭ (точки + и х). В общем случае расчетные данные (кривые 1 к 3) удовлетворительно согласуются с экспериментальными (кривые 2 а 4). При зтом лучшую сходимость дает МКЭ. [c.147]

Кривые усталости / и i на рис. 3.17 отражают погрешности способа расчета циклических деформаций с помощью интерполяционного соотношения (3.1) в сочетании с поляризационноюптическим методом анализа НДС и влияние режима термомеханического нагружения на сопротивление малоцикловой усталости. Для результатов расчета с помощью указанного подхода характерно систематическое отклонение кривых 1 W 3 от кривой 2. При этом расчетная долговечность для зоны [c.148]

Выполненная расчетно-экспериментальная оценка долговечности деталей типа телескопического кольца в условиях малоциклового нагружения основана на представлении процесса неизотермического термомеханического нагружения в виде последовательности процессов механического нагружения при постоянных температурах. При такой схематизации не учитывается возможность возникновения дополнительных температурных напряжений, обусловленных изменени- [c.150]

Расчетное и экспериментальное исследования НДС и последующая оценка малоцикловой долговечности гофрированной оболочки без учета и с учетом высокотемпературной выдержки проведены [3, 20] применительно к промьшшенным компенсаторам, изготовленным из стали 12Х18Н10Т и эксплуатирующимся при температурах до 600° С и давлении до 20 МПа.. [c.159]

Расчетно-экспериментальная оценка малоцикловой дожовечности гофрированной оболочки сильфонного компенсатора. Для оценки малоцикловой долговечности детали необходимо обосновать критерий предельного состояния материала (образования трещины) в опасной зоне конструктивного элемента. [c.162]

По результатам экспериментов построены кривые малоцикловой устапости натурной конструкции - зависимости долговечности от задаваемого размаха перемещения (рис. 3.28, а) и расчетной упругоплас- [c.167]

Сопоставление расчетных Л Р и экспериментальных значений малоцикловых долговечностей сильфонного компенсатора Z)y40 пока-зьшает, что разброс расчетных и экспериментальных данных для нагружения без вьщержек (точки 3 на рис. 3.29) и длительных высокотемпературных вьщержек (точки 2) приблизительно одинаков. [c.168]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...