Нагружение нерегулярное

Нагружение нерегулярное — Понятие 510 [c.541]

В третьей главе обсуждается постановка граничных и начально-граничных задач теории упругости, доказывается их единственность. Рассмотрению двумерных задач предшествует формулировка принципа Сен-Венана и его доказательство в случае нагружения цилиндрического стержня. Далее вводятся общие представления смещений через гармонические и через волновые функции, позволяющие свести некоторые важные задачи теории упругости к одной или нескольким последовательно решаемым классическим краевым задачам. Обстоятельно рассмотрены качественные вопросы, связанные с понятием сосредоточенной силы, нерегулярных решений задач теории упругости, возникающих при наличии на границе угловых линий, конических точек и т. п. Указанные решения легли в основу постановок задач механики хрупкого разрушения. [c.7]

В соотношении (1.6) обычно при оценке усталостной долговечности в качестве характеристики повреждаемости Df рассматривают число циклов нагружения. В реальной эксплуатации при взаимодействии нагрузок, особенно в случае малоцикловой усталости, линейное суммирование накопленных повреждений не отражает реального, нелинейного процесса накопления повреждений в различных зонах центроплана и крыла ВС [29, 38]. Это же относится и к стойкам шасси пассажирского самолета [39]. Интервал разброса в оценках накопленных повреждений может составлять 0,5-4,0 [40, 41], а при учете последовательности циклов нагружения разброс данных может быть еще выше [19, 24, 30]. Поэтому для более точной оценки усталостной долговечности введен метод спектрального суммирования, позволяющий установить связь между характеристиками долговечности и характеристиками случайного процесса нагружения на основе использования спектральной плотности мощности [30]. При нерегулярном нагружении, характеризуемом непрерывной спектральной плотностью, энергия процесса с частотой со/,- может быть заменена эквивалентной (по средней использованной долговечности) энергией, характеризующей процесс нагружения на другой частоте. В частности, на некоторой характеристической частоте [c.37]

Нерегулярное нагружение элемента конструкции в эксплуатации может быть описано с единых позиций синергетики в соответствии с изложенными выше представлениями. При сохранении ведущего механизма разрушения или до нарушения принципа однозначного соответствия процесс накопления повреждений в открытой системе описывается единственным образом по одному из уравнений синергетики. Нерегулярное нагружение вызывает усиление или уменьшение флуктуаций в зависимости от того, насколько близко на переходных режимах внешнего нерегулярного воздействия система подходит к точке бифуркации. Если поведение системы рассматривается вдали от критических точек, то ее описание сводится к анализу управляющего параметра, характеризующего реакцию материала на воздействие в любой момент времени. [c.126]

Итак, одни и те же уравнения синергетики описывают поведение открытых систем между двумя соседними точками бифуркации при любом виде регулярного и нерегулярного нагружения элемента конструкции. При этом каждому отрезку времени будет соответствовать свой управляющий параметр, и эволюция системы в каждый момент времени будет, например, определяться по уравнению [c.126]

На поверхности излома было выявлено резкое изменение профиля сформированных усталостных бороздок в момент перехода в испытаниях от регулярного к нерегулярному нагружению с возрастающей амплитудой напряжения (рис. 3.32). Треугольный профиль усталостных бороздок соот- [c.174]

Рис. 3.32. Последовательность (а), 6) возрастания шага бороздок в каждом цикле нагружения и (в) схема геометрических особенностей этой последовательности шага на участке излома на границе перехода от регулярного к нерегулярному нагружению

Описанные закономерности формирования усталостных бороздок позволяют дать объяснение многим закономерностям процесса роста трещин при регулярном и нерегулярном нагружении. Рассмотрим два примера [158, 159]. [c.177]

Представленные примеры иллюстрируют достоверность описания закономерности событий в вершине усталостной трещины за счет ротаций объемов материала в полуцикле разгрузки. Это приводит к созданию разнообразных профилей усталостных бороздок на разных этапах роста трещины и эффекта пластического затупления вершины трещины при нерегулярном нагружении, что приводит к созданию более сложной конфигурации профиля бороздки. [c.178]

Разработанный Фурье-фрактографический анализ использовали для сравнительного анализа данных о кинетических закономерностях роста трещины в случае нерегулярного нагружения, чтобы измерения шага усталостных бороздок могли быть выполнены автоматизированно, без влияния субъективного отбора измеряемых величин оператором. [c.214]

Нерегулярное нагружение путем уменьшения максимального напряжения цикла по мере увеличения длины трешины также позволяет поддерживать механизм разрушения материала в пределах первой стадии кинетической диаграммы. Для алюминиевых сплавов эта ситуация наблюдается, если развитие трещины реализуется при размахе КИН менее 7 МПа-м / . Применительно к сплавам алюминия при пульсирующем (отнулевом) цикле нагружения достижение меньшей величины размаха КИН означает поддержание процесса роста трещины в пределах области, где не формируются усталостные бороздки. [c.290]

При нерегулярном нагружении возникает дополнительное влияние на рост трещины переходных режимов нагружения, которые усиливают или ослабляют влияние асимметрии цикла. Это приводит к возникновению переходных процессов в пределах нескольких циклов нагружения после смены режима. Уменьшение минимального напряжения, что соответствует увеличению асимметрии цикла без изменения максимального напряжения цикла, в течение нескольких переходных циклов нагружения сопровождается постепенным увеличением, а далее — снижением шага усталостных бороздок. Аналогичным образом реализуется переход от меньшего к большему максимальному напряжению при неизменном минимальном напряжении цикла, как в случае однократного изменения режима, так и в случае его многократного изменения в направлении роста трещины. Наличие зоны пластической деформации в вершине трещины порождает эффекты взаимного влияния нагрузок на переходных режимах нагружения. Наблюдаемые флуктуации обусловлены неравномерностью протекания переходных процессов вдоль всего фронта трещины. Вносимое возмущение на переходном режиме нагружения материала в процесс роста трещины в результате возрастания размаха напряжения первоначально реализует более интенсивное повреждение материала в срединной части образца. Только после выравнивания распределения энергии вдоль всего фронта трещины в течение некоторого периода циклического [c.290]

Рис. 8.4. Схемы режимов одноосного нерегулярного нагружения образцов с различным чередованием уровня напряжения ( /), (2) путем изменения минимального и (3), (4) максимального напряжения цикла

Средняя величина прироста трещины за один период изменения амплитуды напряжения по результатам измерения расстояния между двумя соседними максимальными величинами шага усталостных бороздок совпадает с СРТ, определявшейся в испытаниях в виде прироста трещины по боковой поверхности образца за некоторое число периодов изменения амплитуды напряжения (рис. 8.1 Об). Для рассмотренных соотношений при монотонном периодическом изменении амплитуды напряжения закономерности роста трещин качественно аналогичны выявленным ранее при нерегулярном нагружении в условиях одноосного растяжения или изгиба. [c.415]

Раскрытие берегов трещины может быть эффективно реализовано при моделировании роста трещины в случае двухосного нагружения [63]. Однако и эти подходы пока не распространены на случай нерегулярного двухосного многопараметрического нагружения, когда имеет место одновременное изменение нескольких параметров цикла нагружения. Поэтому даже при высокой эффективности моделирования роста трещины по любой из предложенных моделей применительно к случаю одноосного нерегулярного нагружения пластины реальным спектром, отражающим нагружение крыла транспортного самолета, полученный результат не в полной мере соответствует росту трещины в панели крыла самолета. Это связано с тем, что в различных зонах крыла самолета имеет место переменное во времени и но уровню двухосное напряженное состояние по этапам полета (см. 1 главу). [c.425]

От точности математического описания участка аномального поведения трещины после перегрузки зависит точность моделирования процесса усталостного разрушения при нерегулярном нагружении. Параметры длины трещины при моделировании связывают с размером зоны пластической деформации, сформированной в момент перегрузки. По уравнениям механики разрушения (2.2), описывающим размеры зоны пластической деформации, устанавливают соотношения между размером зоны и длиной трещины после перегрузки йд. При этом требуется наиболее полно описать физические процессы, определяющие аномальное поведение материала с трещиной в пределах отрезка Яд. [c.440]

Основная идея описанного способа состоит в создании поля напряженного состояния материала, которое вызывает переориентацию плоскости последующего распространения трещины. Изменение положения плоскости трещины в пространстве (в листовом материале) позволяет реализовать контактное взаимодействие ее берегов, что приводит к интенсивному поглощению энергии циклического нагружения на трение, и темп подрастания трещины резко снижается. Происходит "самоторможение" трещины за счет нарастания контактного взаимодействия ее берегов. Расположение стяжных элементов под углом к плоскости усталостной трещины задерживает рост трещины первоначально, а в последующем способствует переориентации трещины вдоль созданных канавок. Совокупность проводимых операций позволяет задержать процесс роста трещины почти на 10 циклов при регулярном нагружении, когда отсутствуют дополнительные эффекты взаимодействия нагрузок. Нерегулярное нагружение способствует еще более интенсивному контактному взаимодействию берегов усталостной трещины (см. 8.1 и 8.2). Причем у легких сплавов период задержки трещины может быть увеличен, если стяжные элементы изготавливать стальными. [c.449]

Фрактографическим исследованием излома диска № 2, подвергавшегося нерегулярному нагружению, было установлено, что разрушение диска началось от поверхности галтельного перехода ступицы в полотно с образования двух трещин, зародившихся рядом и параллельно друг другу, которые затем слились и образовали в очаге сту- [c.494]

Развитие трещины характеризовалось существенным окислением излома, отчетливыми, но нерегулярными усталостными линиями, а микрорельеф указывал на распространение трещины в области многоцикловой усталости, как и в случаях разрушений Ха 5-7. Однако нафужение детали в рассматриваемом сечении во всех случаях по зоне сварки отличалось от нагружения рычага. [c.782]

Ф = 1,273. Применительно к высокопрочному материалу переход к нестабильному разрушению происходит при скорости роста трещины не более 10 м/цикл, тем более, что в эксплуатации нагружение является нерегулярным. Для указанной скорости согласно единой кинетической кривой (см. главу 5) эквивалентная величина коэффициента интенсивности напряжения составляет около 70 МПа м / . Подставляя указанные величины в уравнение (15.2), получаем величину эквивалентного уровня напряжения около 320 МПа. [c.783]

Деформационная трактовка накопления усталостных повреждений при нерегулярном малоцикловом и многоцикловом нагружении с перегрузками [c.57]

Выше деформационно-кинетические критерии малоциклового разрушения рассмотрены и обоснованы для весьма различных условий изотермического и неизотермического нагружения как в области умеренных, так и высоких температур, в том числе при программном изменении напряжений и деформаций. Вместе с тем наиболее общим случаем является нерегулярное нагружение, и проверка применимости деформационно-кинетических подходов к оценке прочности в таких условиях представляет существенный интерес. [c.57]

В Институте машиноведения выполнена серия испытаний [95, 96], обосновывающая деформационную трактовку накопления усталостных повреждений при нерегулярном малоцикловом и многоцикловом нагружении с перегрузками. [c.57]

Названные условия нагружения приняты как весьма общие и характерные для ряда ответственных узлов и деталей машин, когда осуществляется нерегулярное усталостное нагружение с кратковременными перегрузками. При этом уровень переменных напряжений, как правило, не достигает предела пропорциональности материала и соответствует величине предела усталости или несколько его превышает, в то время как перегрузки выводят материал за предел упругости. В этом случае разрушение может происходить и в многоцикловой области, и при малом числе циклов нагружения. [c.57]

Более жесткая проверка справедливости использования критерия (1.1.12) для описания процесса накопления суммарного повреждения в широком диапазоне долговечностей может быть осуществлена при программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений (деформаций) в процессе испытаний. [c.61]

Нерегулярное случайное нагружение осуществлялось в режиме слежения за деформациями в процессе испытаний. Среднее значение регулируемого параметра процесса во всех случаях нагружения задавалось равным нулю. Примеры осциллограмм изменения нагрузки и деформации в процессе испытаний показаны на рис. 1.4.3. [c.61]

Для оценки накопленного усталостного повреждения В с использованием зависимости (1.1.12) при нерегулярном случайном нагружении необходимо прежде всего учитывать. полученное тем или иным методом схематизации распределение амплитуд деформаций Б блоке нагружения, общее количество циклов в блоке нагружения Vб и количество блоков до разрушения Я,. [c.63]

Результаты экспериментальной проверки справедливости линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений в деформационной трактовке при программном двухступенчатом и нерегулярном случайном нагружении с изменением параметра иррегулярности х в пределах 0,53—0,93 при наличии перегрузок порядка = 117 а 1 и общей долговечностью, не превышаю- [c.64]

Сопротивление малоцикловому деформированию при меняющихся амплитудах напряжений в условиях нерегулярного нагружения [c.125]

Посадки неподвижных относительно нагрузки колец назначают более свободными, допускающими наличие небольшого зазора, так как обкатывание кольцами сопряженных деталей в этом случае не происходит. Нерегулярное проворачивание невращающегося кольца полезно, так как при этом изменяется положение его зоны нагружения. Кроме того, такое сопряжение облегчает осевые перемещения колец при монтаже, при регулировании зазоров в подшипниках и при температурных деформациях валов. [c.112]

Итак, анализ сигналов акустической эмиссии в процессе раскрытия и закрытия берегов усталостной трещины свидетельствует о реализации ротационных эффектов в зоне пластической деформации и разрушения материала при формировании усталостных бороздок в каждом цикле приложения нагрузки. Остается теперь продемонстрировать в прямом эксперименте факт формирования усталостных бороздок именно на нисходящей ветви нагрузки. Это оказалось возможным сделать на основе представления об упругом и пластическом раскрытии берегов усталостной трещины в мезотуннелях в случае регулярного и нерегулярного нагружения соответственно. [c.174]

Рис. 3.31. Схема нагружения образца для фиксации геометрии профиля усталостных бороздок за счет эффекта пластического затупления вершины мезотунне-ля и последовательность испытательных циклов регулярного (reg) и нерегулярного (irreg) нагружения образца, реализованная в эксперименте

Сопоставим эту ситуацию с ситуацией у границы перехода от регулярного к нерегулярному нагружению. Начало нерегулярного нагружения сопровождается формированием первоначально зоны вытягивания (пластическое затупление вершины трещины в мезотуннелях), и только затем имеет место формирование треугольного профиля усталостной бороздки. Пластическое затупление в вершине трещины может быть реализовано до прекращения действия монотонно возрастающей нагрузки цикла. Пластическое затупление снимает (снижает) концентрацию напряжений в вершине трещины (в вершине мезотуннеля). Поэтому завершить течение материала формированием треугольного профиля усталостной бороздки невозможно, пока не прекратится процесс пластического притупления вершины трещины и не будет достигнута (локально) вязкость разрушения материала. Но в этот момент, как это следует из ситуации непосредственно при переходе к статическому проскальзыванию трещины, происходит срыв процесса деформации и переход к процессу разрушения с формированием ориентированных ямок. Из этого следует, что, во-первых, треугольный профиль усталостной бороздки формируется на нисходящей ветви нагрузки. Второе, в режиме регулярного нагружения раскрытие вершины трещины происходит квазиупруго, поскольку процесс пластического затупления вершины трещины в виде зоны вытяжки отсутствует. [c.177]

Формирование рельефа излома кронштейна в эксплуатации произошло в течение длительного периода времени в результате регулярного нагружения кронштейна блоком циклических нагрузок, повторявшихся от полета к полету в момент выпуска и уборки системы механизации крыла. В результате этого излом имел четкую последовательность усталостных мезолиний, отражающих повторяющийся цикл нагружения кронштейна от полета к полету. Между регулярно расположенными в изломе мезолиниями сформированы нерегулярные линии, отражающие колебания уровня нагрузки на кронштейн в пределах каждого полета воздушного судна (рис. 5.7). Представленный фрагмент излома и его спектрально-фрактальные характеристики свидетельствуют о том, что даже в пределах небольшого участка излома имеет место их существенное рассеяние во взаимно перпендикулярных направлениях. Средняя величина фрактальной размерности указывает на необходимость в оценках КИН увеличивать измеряемый размер трещины на 20-30 %, поскольку затраты энергии на рост трещины выше, чем по оценке ее проекции на условную горизонтальную плоскость. [c.265]

НА СТА/ЩЙНОСГЬ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ при РЕГУЛЯРНОМ и НЕРЕГУЛЯРНОМ ОДНООСНОМ НАГРУЖЕНИИ [c.286]

В условиях нерегулярного нагружения, когда в направлении роста трещины меняются внешние условия или величины параметров цикла нагружения, можно переходить от одного механизма разру- [c.308]

Величина постоянной скорости роста трещины существенно зависит от частоты приложения нагрузки [126]. Программные испытания аусте-нитной стали AISI4340, выполненные в среде водяных паров с переменной частотой нагружения, показали, что при переходе от частоты 10 Гц к частоте 1 Гц скорость роста трещины дискретно возрастает и остается в среднем постоянной, пока не произойдет переход к 0,1 Гц, когда скорость опять возрастет и останется постоянной. Дальнейшее увеличение частоты до 10 Гц приводит к снижению скорости роста трещины, которая опять остается в среднем постоянной в некотором интервале длины до нового уменьшения частоты нагружения. Частота нагружения влияла на процессы у кончика трещины, которые на переходных (нерегулярных) режимах нагружения не могут быть реализованы в полной мере. Поэтому пока действие одного процесса деструкции материала нарастало, действие другого процесса ослабевало. Интегральный вклад всех процессов после смены частоты нагружения обеспечивал постоянство скорости роста трещины, что соответствует активизации или замедлению процесса мезотуннелирования в агрессивной среде для разных частот нагружения. [c.393]

В случае нерегулярного нагружения титанового сплава Ti-6Al-4V с перегрузками в агрессивной среде 3,5 %-й р-р Na l в воде с выдерж- [c.396]

Для сталей величина коэффициента = 130, а для А1-сплавов можно воспользоваться данными работы [33]. В ней эта длина определяется циклической зоной пластической деформации. Экспериментальная проверка модели Матцуока показала, что для ряда материалов и видов нерегулярного нагружения модель дает существенное расхождение расчета с экспериментом [52]. Поэтому были предприняты попытки уточнить эту модель, вводя описание скорости роста трещины после перегрузки с помощью нелинейной связи между Q и (Аа,/ йд) [54]. При этом величина йд = 2/7,2, а параметром [c.424]

Изменения в режимах колебания дефлекторов в процессе роста трещин отразились в формировании регулярных, более четких, и нерегулярных, менее выраженных, усталостных микролипий. Рельефные линии образованы зонами вытягивания и характеризуют границу перехода от меньшего к существенно более высокому уровню нагрузки. Наиболее глобальные изменения в напряженности дефлектора связаны с его нагружением при запуске двигателя, что подтверждается всеми случаями разрушения дефлекторов в момент выхода на взлетный режим и пробега ВС по взлетной полосе. Поэтому наиболее рельефные, регулярные усталостные линии (см. рис. 10.2) относят к ситуации регулярно повторяющегося цикла запуска двигателя, а расстояния между двумя соседними, регулярными линиями — к одному полету ВС. [c.538]

Применительно к рассматриваемой задаче оценки прочности в условиях сочетания малоциклового и многоцикловОго, в том числе и случайного по характеру нагружения с наложенными кратковременными перегрузками, справедливость деформационнокинетического критерия разрушения не очевидна. С целью обоснования справедливости критерия (1.1.12) для указанных случаев проводились испытания при мягком и жестком типах нагружения, а также программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений или деформаций в процессе испытания. Во всех случаях форма цикла регулярного нагружения была симметричной синусоидальной, и общая долговечность всех испытанных образцов не превосходила 5 10 циклов. Частота испытаний выбиралась из условий соблюдения требований ГОСТ 2860—65 Металлы. Методы испытаний на усталость об исключении саморазогрева образца до температуры более 50° С в процессе повторных нагружений при нормальной температуре. В зависимости от уровня напряжений (деформаций) частота составляла 0,5—50 Гц. [c.58]

Другим базовым экспериментом является жесткое циклическое нагружение. В этих испытаниях поддерживаются постоянными от цикла к циклу максимальные деформации, т. е. накопление односторонних деформаций и, следовательно, квазистатичес-ких повреждений исключено. Разрушение в этих условиях происходит в результате накопления усталостных повреждений. На рис. 1.4.1, а приведена кривая усталости материала, по которой в соответствии с уравнением (1.1.12) может быть вычислена для любого регулярного и нерегулярного режимов нагружения величина усталостного повреждения. [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...