Материалы циклически стабилизирующиеся

Для материалов, циклически стабилизирующихся, ширина петли в чет- [c.80]

Циклическая анизотропия свойств присуща ряду исследованных материалов как циклически упрочняющимся, так и циклически стабилизирующимся, и разупрочняющимся. В то же время независимо от характера изменения обобщенной диаграммы циклического деформирования большая группа конструкционных сталей и сплавов оказывается циклически изотропными материалами (табл. 2.1.1 и 2.1.2), [c.68]

Следует подчеркнуть, что в связи с различным характером изменения сопротивления циклическому деформированию в зависимости от состояния (термообработка, наклеп) материал одной марки может относиться к различным группам классификации. Так, углеродистая сталь ЗОХГСА в отожженном состоянии является материалом, циклически изотропным, стабилизирующимся, а в нормализованном и закаленном — материалом, циклически изотропным, разупрочняющимся. [c.74]

В табл. 3.3.4 приведены вычисленные на основе интерполяционного соотношения Нейбера а = КзК значения коэффициентов концентрации напряжений Кз и деформаций для сварных соединений исследованных труб. Для вычисления значения упругопластических коэффициентов Кз и К , кроме известных значений упругих коэффициентов концентрации ац, необходимо знать зависимость между напряжениями и деформациями для циклического упругопластического деформирования. Так как испытанные материалы оказались циклически стабилизирующимися, расчет производился согласно кривой стабильного состояния. При этом в связи с уменьшением сопротивления деформированию за пределом упругости металла (снижение упрочнения) значения коэффициентов концентрации напряжения Кз уменьшались по срав- [c.174]

Незначительные отклонения в режимах термообработки привели к образованию существенно различных структур, обусловивших также и разное поведение материалов при упругопластическом циклическом деформировании материал с бейнитной структурой упрочнялся, со структурой зернистого перлита — разупрочнялся, а с феррито-перлитной структурой — был циклически стабилизирующимся [96]. [c.159]

При жестком нагружении напряжения в полуциклах изменяются в зависимости от структурного состояния для упрочняющихся материалов — увеличиваются, для разупрочняющихся — уменьшаются и остаются неизменными большую долю долговечности. Всем типам материалов при жестком нагружении свойственно упрочнение (увеличение напряжения) с последующим его снижением для разупрочняющихся материалов и неизменностью уровня для циклически стабилизирующихся материалов. Так же как и изменение ширины петли гистерезиса, характер изменения напряжений зависит от уровня накопленного повреждения. [c.170]

Рис. 3.24. Характер кривых статического растяжения упрочняющегося, разупрочняющегося и циклически стабилизирующегося материалов (а) и изменение циклических свойств (6)

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]

Известно, что циклическое поведение многих материалов в исходном состоянии нестабильно, на начальном этапе нагружения наблюдается циклическое (изотропное) упрочнение или разупрочнение. У циклически стабилизирующихся материалов этот процесс сравнительно быстро затухает строго говоря, затухание идет асимптотически, но наибольшие изменения приходятся на первые циклы, [c.22]

Не сразу стало понято, что принцип Мазинга относится лишь к циклически стабильным материалам — именно такими свойствами были наделены стержни исходной модели. Его можно распространить и на материалы, циклические свойства которых стабилизируются после некоторого числа первых циклов для этого необходимо с помощью специальной методики получить начальную диаграмму деформирования предварительно стабилизированного материала. [c.106]

Для асимметричного цикла нагружения в случае циклически стабилизирующихся и разупрочняющихся материалов, помимо амплитудного значения напряжений Ста существенное влияние на ширину петли оказывает среднее напряжение цикла В этом случае в качестве первого приближения можно использовать величину исходной деформации соответствующей приведенному напряжению "= Оа уОт по Диаграмме однократного деформирования. Коэффициент X определяется из данных эксперимента [7]. [c.82]

У материалов с менее выраженным накоплением пластических деформаций или усталостных повреждений наблюдается переходная зона разрушения и в зависимости от уровня напряжений происходит тот или иной вид разрушения. Циклически стабилизирующаяся сталь ЗОХГС при больших напряжениях может накапливать пластическую деформацию, и осуществляется квази-статическое разрушение. По мере понижения уровня напряжений интенсивность накопления пластических деформаций падает, что приводит к постепенному переходу от- квазистатического к усталостному разрушению (рис. 28). Квазистатическое разрушение отмечено светлыми точками, усталостное — черными. Переходная область сильно растянута от 50 до 1000 циклов нагружений (наполовину зачерненные точки). По мере приближения к усталостному типу разрушения пластичность падает. [c.110]

Для циклически разупрочняющихся и циклически стабилизирующихся материалов, склонных к накоплению пластических деформаций, в общем случае асимметрия цикла сказывается не только на величине разрушающих напряжений, но и на характере разрушения. [c.111]

Наконец, в случае циклически стабильных материалов (например, среднеуглеродистые и аустенитные стали) ширина петли упру-го-пластического гистерезиса практически не зависит от числа циклов деформирования. При различной ширине петель в четных и нечетных полуциклах происходит одностороннее накопление деформации. Для таких материалов, стабилизирующихся при определенном числе полуциклов k = k, ширина петли определяется по формуле (22.29) при k = k. [c.686]

Характерная особенность реактивного напряжения заключается в многократной воспроизводимости гистерезисной зависимости напряжения от температуры при повторяющихся нагревах и охлаждениях. Термомеханический гистерезис не обязательно бывает замкнутым, особенно в первых циклах, но после некоторого числа термоциклов гистерезисная петля стабилизируется (замыкается.). Это весьма важно для практического использования материалов с ЭПФ в циклически действующих устройствах. [c.840]

Для циклически разупрочняющихся и стабилизирующихся материалов ширина петли в первом и втором полуциклах при симметричном цикле нагружения зависит от степени исходного деформирования и определяется выражениями [c.81]

Мы будем рассматривать материалы, нечувствительные к циклам, и применять теории несвязанной термопластично-сти. Удобно различать два случая, а именно случай пластической деформации, стабилизирующейся после определенного числа циклов, и случай пластического течения, продолжающегося во время циклического процесса. [c.235]

В процессе циклического нагружения у ряда материалов обнаруживается неодинаковое сопротивление деформированию в направлении четных и нечетных полуциклов нагружения. Это означает, что на основной процесс изменения ширины петель гистерезиса от цикла к циклу накладывается процесс накапливания деформаций в направлении меньшего сопротивления циклическому деформированию [63]. Указанное явление неодинаковогр сопротивления циклическому деформированию в различных направлениях отражает циклическую анизотропию свойств материалов. Циклическая анизотропия свойств присуща ряду исследованных материалов — как циклически разупрочняющимся, так и стабилизирующимся, и упрочняющимся. [c.65]

При решении задачи использовались в силу высокой частоты нагружения компенсаторов диаграммы циклического деформирования, полученные в условиях, когда эффект времени не успевал проявиться, т. е. диаграммы деформирования, близкие к мгновенным (изоциклические ди-аграммы деформирования). Кроме того, в связи с характерным для гофрированной оболочки компенсатора наклепом, возникающим в процессе пластического формообразования профиля, диаграммы деформирования были получены на материале, предварительно наклепанном растяжением до величины порядка 20%. На рис. 4.3.3 приведены диаграммы деформирования после указанного наклепа стали Х18Н10Т для ряда полу-циклов нагружения к = 1,5) при 600° С и временах нагружения в цикле порядка 30 с. Материал рис. 4.3.3 циклически стабилизировался после А = 5. [c.205]

Анализ диаграмм статического и циклического деформирования указанных материалов подтвердил возможность построения по параметру числа полуциклов независимо от режима нагружения обобщенной диаграммы циклического деформирования при этом сталь 25Х1МФ является циклически разупрочняющейся, а сталь ХН35ВТ — циклически стабилизирующейся. [c.202]

Сопротивление деформированию при циклическом упругопластическом деформировании, с одной стороны, определяется структурным состоянием материала, а с другой — условиями его нагружения. Например, аустенитная сталь Х18Н10Т является циклически стабилизирующимся материалом при испытаниях в условиях комнатных температур (рис. 2.13). С повышением темпера- [c.36]

Наличие обобщенной диаграммы и ее аналитическая интерпретация в форме уравнений (2.13), (2.14) и (2.17) экспериментально подтверждены (например, рис. 2.18) для большого класса исследованных материалов — циклически упрочняющихся, разупроч-няющихся и стабилизирующихся (алюминиевые сплавы, углеро- [c.46]

При изотермической усталости характер накопления повреждений (рис. 2.28) для разных материалов неодинаков. В зависимости от типа материала интенсивность накопления повреждений на разных стадиях нагружения различна [87, 88]. Для циклически стабилизирующейся стали интенсивность накопления повреждений (кривая 2, рис. 2.28) сравнительно равномерно увеличивается с ростом числа циклов нагружения. Однако для других типов материалов (кривые 1 и 3) характер накопления повреждений принципиально различен если для разупрочняющейся стали (кривая 3) интенсивное накопление повреждений характерно на стадии окончательного разрушения NitN f> 0,7), то для разупрочняющегося материала большое накопление повреждений характерно в начале нагружения (кривая 1). [c.82]

Оценка несущей способности элементов конструкций при малоцикловом нагружении основана на анализе напряженного и деформированного состояния в зонах концентрации напряжений (деформаций) с использованием кинетики циклических деформационных свойств материалов по числу циклов нагружения и соот-иетствующих критериев разрушения. Изменение деформационных характеристик зависит как от условий нагружения, так и от структурного состояния материала и может характеризоваться либо увеличением (разупрочняющиеся материалы), либо уменьшением (упрочняющиеся материалы), либо неизменностью (циклически стабилизирующиеся материалы) ширины петли гистерезиса с ростом числа циклов нагружения с заданной амплитудой нагрузки (напряжение) в цикле. [c.6]

Таким образом, длительность стадий циклического упрочнения, разупрочнения и стабилизации для металлических материалов может быть оценена по кривым статического растяжения, представленным в координатах условное напряжение—статическое повреждение т) = е/вобщ. При этом длительность стадии упрочнения характеризуется величиной т)ь = е /вобщ- Для упрочняющихся материалов Ць 0,5, для разупрочняющихся — Ць < 0,5 и для циклически стабилизирующихся — Т1ь = 0,5, т. е. длительность стадий упрочнения, разупрочнения и стабилизации определяется тем, как сильно т) отличается от 0,5. [c.204]

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]

Если об упрочнении или разупрочнении судить по изменению условных напряжений, величина которых зависит от истинного сечения образца, то для циклически упрочняющихся материалов при статическом нагружении с измерением поперечных деформаций, контролирующих изменение сечения при деформировании, практически до момента разрушения наблюдается рост условных напряжений (кривая 1 на рис. 1, а), т. е. упрочнение материала за счет пластической деформации протекает более интенсивно, чем разупрочнение вследствие уменьшения сечения. У разупрочняющихся материалов большая доля накопления деформаций (бв < < 0,5 8общ, где 8в — деформация, соответствующая пределу прочности Сц) при статическом нагружении сопровождается падением условных напряжений (кривая 2 на рис. 1, а). Для циклически стабилизирующегося материала (кривая 3 на рис. 1, а) имеют место практически равные участки упрочнения (роста напряжений) и разупрочнения (падения напряжений), т. е. ь-д — 0,5 8общ. Причем, как и при циклическом деформировании, начальная стадия статического растяжения у всех типов материалов характеризуется упрочнением (ростом напряжений до о в). [c.131]

По своим циклическим свойствам материалы могут быть циклически изотропными или анизотропными упрочняющимися, ра-зупрочняющимися или стабилизирующимися. В зависимости от свойств материала и условий нагружения процесс деформирования может протекать с увеличением или уменьшением от цикла к [c.5]

Экспериментально установлено, что по циклическим свойствам материалы могут быть упрочняющимися, разупрочняющи-мися или стабилизирующимися [200]. В зависимости от типа материала процесс перераспределения напряжений и деформаций по числу циклов сопровождается увеличением (уменьшением) сопротивления циклическому деформированию при жестком нагружении и снижением (ростом) величин упругопластических деформаций при мягком нагружении. [c.65]

Для циклически упрочняювпдхся алюминиевых сплавов АК-8 и В-96 пластические деформации при к оо стремятся к предельной величине, приведенной на рис. 2.1.6, а, в зависимости от степени исходного деформирования (экспериментальные точки). Сплошными линиями показан расчет по уравнению (2.1.8), а пунктирными — по уравнению (2.1.9), учитывающему циклическую анизотропию свойств материалов. Аналогичные данные по циклически анизотропным материалам, стабилизирующимся (В-95) и разупроч-няюпщмся (ТС1), приведены на рис. 2.1.6, б. [c.73]

Испытания проводились на двух, различных с точки зрения циклических свойств, материалах — аустенитной нержавеющей стали Х18Н10Т (стабилизирующейся) и теплоустойчивой стали ТС (разупрочняющейся) — в условиях мягкого и жесткого нагружения на машине УМЭ-10Т. Одновременно регистрировали диаграммы циклического деформирования с измерением продольных и поперечных деформаций. Продольную деформацию образцов измеряли деформометром от машины УМЭ-10Т, поперечную — специальным поперечным деформометром, описанным в работе [77]. [c.240]

Циклически стабильные (стабилизирующиеся ) материалы (углеродистая сталь 45, высокопрочный чугун ВПЧНМ, сталь 1Х18Н9Т при невысоких температурах) обладают постоянной шириной петли в каждом полуцнкле. Причем если ширина петель в четных и нечетных полуциклах различается, то это приводит к непрерывному одностороннему накоплению деформаций п ии-тенсивность процесса непосредственно перед разрушением возрастает (рис. 2.2, б). Существенное значение при этом на процесс циклического деформирования оказывает степень асимметрии цикла — чем она больше, тем интенсивнее происходит процесс накопления односторонних деформаций в сторону действия максимального напряжения цикла. [c.29]

Сталь Х18Н9Т относится к числу стабилизирующихся материалов. Подсчет истинных напряжений при разрушении в квази-статической области показывает, что циклическое нагружение сопровождается интенсивным уменьшением истинной деформации за цикл при поддержании постоянства амплитудных значений нагрузки. Так, для образца, долговечность которого равнялась 217 циклам, максимальная истинная деформация за цикл уменьшилась в 5,8 раза при к = 18 и в 14,7 раза при к = 278 (примерно половина долговечности). Истинное напряжение при этом увеличилось соответственно на 14,5 и 29% (или на 37,5 и 54,5% по отношению к условному напряжению). Если судить по истинным [c.172]

Надо полагать, что субмикроскопические трещины как дефекты структуры существуют в исходном материале или образуются уже при малых статических, а в особенности при циклических нагрузках, но в дальнейшем они самозалечиваются или после перераспределения напряжений стабилизируются. Подобное происходит при напряжениях не только ниже предела выносливости, но и превышающих его, когда субмикротрещина расположена в области не очень больших средних напряжений. [c.245]

Отдельные типы напряженных элементов конструкций при ограниченном сроке службы могут работать за пределами приспособляемости. В этом случае при стационарном циклическом нагружении конструкций из циклически стабильных (стабилизирующихся) материалов происходит тэстепенная стабилизация цикла изменения напряжений и скоростей деформации. Существование процесса стабилизации, который асимптотически заканчивается переходом к стационарному циклу изменения напряжений и скоростей деформации, в общей форме было доказано Фредериком и Армстронгом [127] на основе постулата Друккера. В цитируемой работе получила обоснование также единственность (независимость от начального состояния) напряжений в стабильном цикле в областях тела, где скорости неупругой деформации в указанном цикле отличны от нуля. Таким образом, соответствующая теорема для условий упругой приспособляемости, приведенная в [10], может рассматриваться как частный случай. [c.34]

При малоцикловом нагружении различают циклически изотропные и анизотропные упрочняющиеся, разупроч-пяющиеся й стабилизирующиеся материалы. [c.81]

В зависимости от циклической изотропности или анизотропности материала, характера изменения свойств ври малоцикловом нагружении, режима испытания (мягкий, жесткий, асимметрия и др.) одиосторонние деформации либо накапливаются, ливо отсутствуют. Накопление односторонних деформации для циклически упрочняющихся материалов носит затухающий с числом циклов нагружения характер для циклически разупроч-пяющихся и стабилизирующихся материалов возможно прогрессирующее либо стабилизирующееся с числом ииклов нагружения накопление одно- [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...