Повреждение усталостное накопленное

Поскольку усталостные повреждения включают накопление пластической деформации, как предсказать поведение двухфазного материала, в котором упрочняющая фаза часто совершенно непластична [c.376]

Получаемые по данным тензометрирования величины циклических Ср и односторонне накопленных вр деформаций позволяют с использованием критериальных уравнений (1.1.10) — (1.1.12) оценить повреждение (усталостное и квазистатическое) конструкции. [c.270]

Типично усталостные процессы, в том числе и усталостные процессы изнашивания, всегда имеют скрытый период развития, в пределах которого на поверхности незаметны следы каких-либо существенных повреждений. Характер накопления структурных изменений в этот период во многом определяет дальнейший процесс изнашивания, когда на поверхности образуются микроскопические трещины, приводящие к отделению частиц износа. [c.31]

Накопление усталостного повреждения приписывается циклической деформации е р, статического повреждения — односторонне накопленной Вр, т. е.[17] [c.11]

В зависимости от величины действующей нагрузки при мягком нагружении в общем повреждении превалирует либо усталостное, либо статическое повреждение, определяемые соответственно по зависимостям (4.40) и (4.41). Для квазистатического разрушения (при Малых долговечностях) определяющим является повреждение от накопленной деформации (рис. 4.14). При больших долговечностях разрушение (усталостный тип) происходит от накопленного циклического повреждения. В тех случаях, когда имеет место разрушение смешанного типа (к моменту разрушения ма- [c.101]

Особенности сопротивления металла усталостному повреждению характеризуются накоплением повреждения при нестационарных режимах действия переменных напряжений, когда амплитуда последних меняется. В предположении пропорциональности накопления повреждения числу циклов их действия на каждом уровне напряжений и независимости этих иро-]],ессов на каждом интервале числа циклов друг от друга, это накопление а оценивается суммой цикловых отношений [c.385]

Процессы накопления усталостных повреждений и накопления пластических деформаций протекают одновременно, поэтому возможно также образование промежуточных форм разрушения, когда трещины усталости образуются на фоне развитых пластических деформаций. [c.108]

Величина динамического воздействия подвижного состава на путь при всех прочих равных условиях зависит от осевых нагрузок и скоростей движения поездов. Последние весьма существенно влияют на работу пути и, в частности, на его стабильность и напряженное состояние. Работа пути за длительный период времени, накопление в нем остаточных деформаций и возникновение различных повреждений усталостного характера зависят не только от величины динамического воздействия, но и в еще большей мере от количества таких воздействий, иначе говоря, от грузонапряженности. Повышенный уровень динамического воздействия подвижной нагрузки на путь, а также увеличенная частота приложения этой нагрузки предъявляют особые требования к конструкции и содержанию пути на линиях со скоростным движением поездов и с большой грузонапряженностью. [c.117]

Рассмотрены два механизма отказа внезапный — при превышении действующим напряжением несущей способности и постепенный - при накоплении усталостных повреждений. [c.4]

УЧЕТ НАКОПЛЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ [c.64]

В предыдущем разделе задача определения размеров поперечного сечения, обеспечивающих заданную надежность, рассматривалась в предположении внезапного механизма отказа, т.е. под мерой надежности понималась вероятность непревышения действующим напряжением несущей способности. Но очень часто характер действия нагрузок Таков, что разрушение наступает в результате постепенного накопления усталостных повреждений. [c.64]

Воспользовавшись линейной теорией накопления усталостных повреждений, в предположении, что нагрузка q(t) - нормальный, стационарный процесс, можно записать для определения 5 экв следующее выражение [ 3,35] [c.65]

В ТОМ случае, когда отказ наступает в результате постепенного накопления усталостных повреждений при случайных колебаниях элементов конструкций, также можно получить достаточно простые расчетные формулы. В этом случае в рамках предположений, сделанных в разд. 2.3, можно записать для надежности [c.73]

Накопленный опыт эксплуатации конструкций различного назначения показывает, что, как правило, их преждевременные повреждения, связанные с запуском тех или иных механизмов разрушения материала, происходят при совокупном действии нескольких конструктивных, технологических и(или) эксплуатационных факторов. Каждый фактор в отдельности в большинстве случаев может не приводить к провоцированию какого-либо механизма разрушения. Например, мы можем защитить конструкцию в отдельности от усталостного разрушения, учитывая факторы, провоцирующие этот механизм, и обеспечить ее длительную прочность, используя пластичный материал с большим сопротивлением ползучести, но в то же время нет гарантии, что рассматриваемая конструкция не разрушится по механизму, именуемому в литературе взаимодействием ползучести и усталости . [c.4]

При анализе зарождения разрушения по изложенной выше схеме обычно делается одно существенное допущение — независимость НДС от повреждения материала. Только при малом относительном объеме повреждений указанное допущение справедливо. При усталостном и хрупком разрушениях повреждение характеризуется весьма острыми микротрещинами, объединение которых (зарождение макроразрушения) происходит при относительно небольшой доле поврежденного материала. Поэтому при усталостном и хрупком разрушениях анализ НДС и накопления повреждений можно проводить независимо. Вязкое, особенно межзеренное, кавитационное разрушение обусловлено объединением большого количества растущих в процессе деформирования пор. Очевидно, что в данном случае объем повреждений может достигать значительной величины и разрыхление материала будет оказывать влияние на НДС. Следовательно, анализ вязкого разрушения материала требуется проводить посредством решения связной задачи о НДС и накоплении повреждений в элементе конструкции, что отмечено пунктирной стрелкой на рис. В.1 между блоком НДС и блоком Анализ зарождения макроразрушения . [c.7]

По всей видимости, снижение е/ в зависимости от hjs можно объяснить следующей причиной. Следствием импульсного нагружения являются последующие свободные колебания сварного соединения. Очевидно, что в зоне сопряжения шва с основным металлом эти колебания за счет концентрации напряжений и деформаций могут приводить к циклическому знакопеременному упругопластическому деформированию материала. Разрушение материала в данном случае может быть связано с накоплением усталостных повреждений. Ясно, что критическая деформация, по сути являющаяся остаточной деформацией после импульсного нагружения, будет меньше, чем критическая деформация при монотонном квазистатическом нагружении. Увеличение относительной высоты усиления hjs приводит к росту инерционных сил, за счет которых в зависимости от схемы нагружения растет амплитуда и(или) количество циклов свободных колебаний сварного соединения. Роль усталостного повреждения в этом случае увеличивается, что приводит к снижению критической деформации при динамическом нагружении. [c.45]

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]

Вопросы усталости, и в первую очередь малоцикловой усталости, совершенствование методов испытания на усталость, обоснование деформационных критериев малоцикловой усталости, установление физической модели накопления повреждений при повторно-переменных нагрузках, кинетики развития усталостных трещин в тех или иных условиях нагружения, статистический аспект усталости, а также разработка инженерных методов расчета элементов конструкций на прочность при повторно-переменных напряжениях с учетом различных факторов (вида напряженного состояния, конструктивно-технологических особенностей, температуры, начальной напряженности и т. п.). [c.664]

Существенно влияют на возникновение и развитие усталостных трещин дефекты внутреннего строения материала (внутренние трещины, шлаковые включения и т. п.) и дефекты обработки поверхности детали (царапины, следы от резца или шлифовального камня и т. п.). Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а разрушение вследствие распространения усталостной трещины — усталостным разрушением. Свойство материала противостоять усталости называют сопротивлением усталости. [c.307]

Наиболее опасными для технических объектов оказываются вибрационные воздействия. Знакопеременные напряжения, вызванные вибрационными воздействиями, приводят к накоплению повреждений в материале, что вызывает появление усталостных трещин и разрушение. Кроме усталостных напряжений в механических системах наблюдаются и другие явления, вызываемые вибрациями, например постепенное ослабление ( разбалтывание ) неподвижных соединений. Вибрационные воздействия вызывают малые относительные смещения сопряженных поверхностей в соединениях деталей машин, при этом происходит.изменение структуры поверхностных слоев сопрягаемых деталей, их износ и, как результат, уменьшение силы трения в соединении, что вызывает изменение диссипативных свойств объекта, смещает его собственные частоты и т. п. [c.272]

На рис. 5.13 видно, что резкое снижение временного сопротивления для зоны термического влияния наблюдается при уровне накопления усталостных повреждений более 0,5, а условный предел текучести до уровня накопления усталостных повреждений, равного 0,5 незначительно возрастает, а затем снижается. [c.341]

Рис. 5.13. Зависимость временного сопротивления и условного предела текучести от уровня накопленных усталостных повреждений N/Np

Рис. 5.14. Зависимость скорости распространения ультразвуковых продольных волн от уровня накопления усталостных повреждений N/Np

Изменение скорости распространения ультразвуковых волн по мере накопления уровня усталостных повреждений (N/Np) в зоне термического влияния происходит быстрее, чем в зоне сварного шва и основного металла, что видно из графика (рис. 5.15.). [c.343]

Из полученных результатов численного счета (рис. 9.5) следует, что для реальных трубопроводов, имеющих большую изгибную жесткость, неустойчивые параметрические колебания возможны (с учетом сил вязкого сопротивления) при сравнительно больших амплитудных значениях гощ периодических составляющих потока в рассмотренном примере они возможны при размерных значениях амплитуд, больших 150 см/с, т. е. практически при значениях, близких к постоянной составляющей скорости потока Шор. Наибольшую опасность представляют вынужденные параметрические колебания, которые приводят к накоплению усталостных повреждений и тем самым снижают долговечность трубопроводов. [c.275]

Программа испытаний охватывала различные типы нагружения (рис. 2.40), позволившие дозировать долю усталостного повреждения и повреждения от накопления односторо,иних деформаций (квазистатическое повреждение) вследствие циклической анизотропии свойств, асимметрии и т. п. На рис. 2.41 приведены соответствующие экспериментальные данные. Разброс накопленного суммарного повреждения d для всех рассмотренных режимов нагружения находится в пределах 0,5... 1,5, что соответствует разбросу экспери- [c.98]

Из полученных соотношений видно, что при нелинейном накоплении повреждений усталостное повреждение за один цикл зависит от числа накопленных циклов нагружения (или тем самым от величины накопленного усталостного повреждения) и, следовательно, долговечность зависит от истории нагру гкения. При линейном накоплении повреждений усталостное повреждение за один цикл не зависит от числа накопленных нагружений и долговечность не зависит от истории нагружения. [c.168]

Уравнения (20) и (22) определяют условия достижения предельного состояния по моменту образования трещины малоцикловой усталости. Выполнена широкая экспериментальная проверка (20) и (22) для многих конструкционных материалов. Программа испытаний охватывала различные типы нагружения (мягкое, жесткое с симметрией и асимметрией по напряжениям и деформациям, блочное, случайное), что позволило дозировать долю усталостного повреждения и повреждения от накопления односторонних деформаций (квазистатнческое повреждение) вследствие циклической анизотропии свойств, асимметрии и т. п. На рис. 28 приведены экспериментальные данные, полученные при мягком и жестко,м режимах нагружения. Разброс накопленного сум1йарного повреждения d для всех рассмотренных режимов нагружения находится в пределах 0.5— 1,5, что соответствует разбросу экспериментальных данных в малоцикловрм диапазоне чисел циклов до разрушения. [c.103]

В табл. 43 приведены сравнительные данные усталостного накопления повреждения агрегатов автомобилей ЗИЛ-157К и Урал-375Д для разбитой грунтовой и крупнобулыжной дороги. [c.268]

При описании картины усталостного разрешения поликрис-таллического материала одним из ключевых вопросов является выбор минимального объема, для которого оказываются применимы соотношения, связывающие долговечность с НДС, рассчитываемым по уравнениям механики сплошной среды. В работах [72, 73] показано, что необходимым и достаточным условием накопления повреждений в материале является достижение зоной знакопеременной пластической деформации [c.139]

Один из наиболее трудных и наименее разработанных вопросов механики материалов — прогнозирование типа разрушения (внутризеренного или межзеренного) и условий перехода от внутризеренного, менее опасного разрушения, к межзерен-ному, приводящему к снижению критической деформации и долговечности материала. В настоящей главе предложен подход к анализу типа разрушения в зависимости от условий испытаний. Суть подхода заключается в параллельном анализе накоплений повреждений в теле зерна и по его границам тип разрушения будет определяться тем процессом, который дает меньшие значения параметров предельных состояний материала Nf и е/). Такой анализ может проводиться на основании физико-механических моделей кавитационного внутризеренного или усталостного разрушения, рассмотренных в гл. 2, и модели кавитационного межзеренного разрушения, представленной в данной главе. [c.187]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

Вообще же усталостью материалов (в частности, металлов) называют явление разрушения в результате постепенного накопления в них повреждений, приводяш.пх к возникновению усталостной трещины при многократном повторении нагруженмй. [c.588]

При мягком нагружении циклически разупрочняющихся или стабильных металлов накапливаются пластические деформации, которые могут привести к двум типам разрушения — квазистати-ческому и усталостному. Квазистатнческое связано с возрастанием остаточных деформаций до уровня, соответствующего разрушению при однократном статическом нагружении. Разрушение усталостного характера связано с накоплением повреждений, образованием прогрессируюш,их трещин при существенно меньшей пластической деформации. Возможны и промежуточные формы разрушения, когда образуются трещины усталости на фоне заметных пластических деформаций. [c.623]

Усталостное разрушение. Происходит при циклическом (повторном) нагружении в ре.зультате накопления необратимых повреждений. Излом макроскопически хрупкий, однако, у иоворхности излома материал существенно наклона vi. Различают усталость и малодикловую усталость. [c.12]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...