Характеристики предельных состояний деформационные

Для получения оценки долговечности с максимальным запасом прочности в расчет вводят минимальные значения характеристик сопротивления усталости (например, для наиболее опасных режимов неизотермического нагружения) и располагаемой пластичности (например, предельную пластическую деформацию при равномерном удлинении в состоянии деформационного охрупчивания). [c.23]

Деформационные характеристики и кривые усталости, полученные при однородном напряженном состоянии, использованы в качестве исходных данных для расчетной оценки ресурса элементов конструкций методом конечных элементов и на основе соотношений типа (2.14). Достижение предельных состояний определяли на основе деформационного критерия малоциклового разрушения в виде, представленном в гл. 1, 6. [c.117]

Таким образом, для широкого диапазона условий нагружения [15, 49] суммарное повреждение, определенное в соответствии с уравнением (2.39) или (2.41), укладывается, как правило, в полосе разброса 0,5... 1,5. Это свидетельствует о возможности использования деформационно-кинетического критерия для расчета прочности при малоцикловом и длительном малоцикловом нагружении. Однако необходимо использовать результаты только корректно поставленных экспериментов, обеспечивающих получение полной информации о параметрах процесса деформирования и характере изменения с числом циклов и -во времени нагрузок (напряжений), деформаций и температур в зоне достижения предельного состояния по условиям малоциклового разрушения, а также систему базовых данных и расчетных характеристик, необходимых для правильной оценки повреждений, накопленных в ходе повторных нагружений. [c.101]

Отмеченные ограничения возникают в результате стремления расширить области применения основных положений линейной механики разрушения на условия упругопластического деформирования и разрушения. Однако возможности такого перехода связаны с уровнем номинальной нагруженности рассчитываемых элементов и влиянием эксплуатационных факторов (температура, скорость нагружения и Т.Д.). Очевидно, что в этих условиях необходим анализ закономерностей, характеристик и критериев упругопластического деформирования и разрушения. Важным аспектом данного анализа является оценка влияния эффектов объемности напряженного состояния на определяемые характеристики трещиностойкости и его учет в уравнениях предельного состояния. Предварительные результаты, полученные в этом направлении, привели к необходимости использовать в расчетных соотношениях эффективный предел текучести в условиях, отличных от линейного однородного напряженного состояния. Наиболее успешно такой подход реализован в отношении деформационного (коэффициент интенсивности деформаций К[(,(,) и энергетического (Л-интеграл) критериев упругопластического разрушения [14, 30-32]. [c.22]

Использование в качестве характеристики напряженно-деформированного состояния материала или детали с трещиной, подвергающейся циклическому нагружению силовых, деформационных и энергетических характеристик, имеющих место в локальных объемах материала у вершины трещины, позволяет более обоснованно и целенаправленно изучать процесс усталостного разрушения, прогнозировать долговечность и предельное состояние с учетом влияния свойств материала и условий их нагружения и дает новые возможности для сравнительной оценки способности магериалов сопротивляться разрушению при наличии трещин. [c.3]

Предельные состояния, виды и критерии разрушения. Традиционные инженерные расчеты на прочность деталей машин и элементов конструкций при однократном нагружении основаны, с одной стороны, на номинальных напряжениях, определяемых по формулам сопротивления материалов, теории упругости и пластичности, теории пластин и оболочек и, с другой стороны, на характеристиках прочности материалов при однократном нагружении,, определяемых при стандартизированных или унифицированных испытаниях лабораторных образцов из применяемых конструкционных материалов [16]. В зависимости от большого числа конструктивных (вид нагружения, размеры и форма сечений, наличие концентрации напряжений), технологических (.механические свойства применяемых материалов, вид и режимы сварки, термообработки, упрочнения) и эксплуатационных (скорость нагружения, уровень нагрузок, температура, среда) факторов при однократном нагружении возможно возникновение трех основных видов разрушения — хрупкого, квазихрупкого и вязкого 16]. Каждый из этих видов разрушения существенно отличается по уровню номинальных и местных разрушающих напряжений и деформаций, скоростям развития трещин и времени живучести деталей с трещинами, внешнему виду поверхностей разрушения. Применительно к этим видам разрушения выбирают те или иные критерии разрушения из трех основных групп — силовых, деформационных и энергетических. [c.9]

Под влиянием факторов окружающей среды происходит ухудшение различных свойств стеклопластиков. При этом изменение механических, диэлектрических, диффузионных и других свойств происходит с различной скоростью, в неодинаковой степени лимитируя вьшолнение заданных функций вплоть до отказа. В ходе исследований химического сопротивления весьма важно выявить параметр материала, наиболее чувствительный к конкретным температурно-влажностным и деформационно-силовым воздействиям окружающей среды, и оценить предельное состояние по данному параметру. Этим параметром может быть долговременная прочность, кратковременные прочностные характеристики, проницаемость, декоративные качества-и т.д. [c.166]

Как показали экспериментальные исследования, ни силовые, ни деформационные критерии не могут быть использованы для оценки условий перехода к нестабильному развитию трещин пластичных конструкционных материалов. Характеристики вязкости разрушения, полученные для одних и тех же материалов при испытании образцов различных размеров и различной формы могут существенно различаться (см. табл. 5.3) и в связи с этим расчет предельного состояния деталей по характеристикам, найденным на лабораторных образцах, становится необоснованным. Это вызвало необходимость поиска других критериев разрушения материалов с трещинами, которые были бы инвариантными к условиям испытаний. [c.315]

Базовыми при расчете повреж/ ,ений являются кривая малоцикловой усталости, получаемая в испытаниях с заданными предельными циклическими деформациями, и пластичность (деформационная способность) конструкционного материала. Причем базовые характеристики должны быть определены с учетом особенностей протекания режима нагружения и типа напряженного состояния рассчитываемого на прочность конструктивного элемента. Расчет ведется по моменту образования макротрещины. [c.4]

Для прямого учета деформационных характеристик в расчетах на статическую прочность необходимо получить зависимость предельных деформаций от вида напряженного состояния. Анализ таких зависимостей выполнялся в работах [2, 12, 16, 17, 19], [c.50]

Деформационное старение приводит к коренным изменениям деформационной характеристики металла а=1(е). На рис. 11-10 (левая часть) сравниваются характеристики Ст. Зкп на участке до образования шейки (до точки О) в исходном состоянии при температурах -1-20° С и —60° С и после деформационного старения (пластическая деформация— 10%, выдержка при Г—250° С в течение 3 ч) при тех же температурах. Предел текучести после указанного деформационного старения возрастает при 7=20° С примерно вдвое, а показатель степени упрочнения уменьшается с 0,23- 0,25 до 0,05-г-0,06. Весьма значительно уменьшается равномерная деформация до образования шейки и предельная деформация металла до разрушения разрушающее истинное напряжение практически не изменяется. Изменение характеристики а=1(е) после деформационного старения приближает Ст. Зкп к высокопрочным сталям по ее чувствительности к концентраторам, в то время как величина разрушающих напряже- [c.274]

Отрицательное влияние трещин на прочность материалов и деталей. машин при статическом и циклическом нагружениях известно давно. В последние годы исследованию этого влияния уделяется особенно большое внимание и получены новые существенные результаты. Прог-ресс в исследованиях объясняется в первую очередь разработкой методов оценки напряженно-деформированного состояния в вершине трещины и перехода в связи с этим от качественных методов оценки влияния трещин на прочность к количественным. В качестве характеристик предельного состояния при наличии трещин используются критические значения силовых, деформационных и энергетических характеристик напряженно-деформированного состояния в вершине трещины. [c.6]

Уточнение напряженно-деформационного состояния (НДС), критериев предельных состояний и характеристик металла проводится с целью получения дополнителььюй информации об уровне номинальной и локальной напряженности с учетом фактических свойств металла, необходимой для установления механизмов повреждений и расчетов остаточного ресурса. [c.167]

Рассмотренные три подхода для расчета деформаций в слоях при помощи классической теории слоистых сред предполагают неизменными свойства материалов при любых уровнях приложенной нагрузки. Здесь снова при вычислении напряжений в слоях используется предположение о линейной упругости. Композиты часто в действительности обнаруживают нелинейность механических свойств, поэтому расчетные методы, пренебрегающие этим обстоятельством, могут привести к неверным результатам. Однако учет нелинейности значительно усложняет анализ напряженного состояния композита. Поэтому Коул [36] предложил использовать для расчета поверхностей прочности условные характеристики материала слоя, полученные путем некоторого занижения экспериметально определенных предельных характеристик. Предельные кривые на рис. 4.4 построены именно таким образом и, следовательно, отражают прочностные свойства материала с некоторым запасом, компенсирующим погрешности расчета, вследствие пренебрежения нелинейностью деформационных характеристик. [c.168]

Достижение предельного состояния по образованию трещины при малоцикловом, в том числе нестационарном, нагружении трактуется в повреждениях, выраженных либо в относительных временах и долговечностях 29, 72, 80, 109, 122, 135], либо в деформационной форме [8, 15, 24, 85, 117], При этом соответствие указанных подходов не является очевидным, в особенности при неизотермическом нагружении, охватывающем высокие переменные температуры, когда значима роль временных эффектов процесса деформирования и изменения характеристик применяемых материалов. [c.196]

В процессе испытаний фиксировались характеристики нагружения и деформирования образца развитие односторонне накапливаемой деформации и поцикловое изменение деформаций при каждом блоке нагруже- df иия вплоть до достижения образцом предельного состояния по образованию макротрещины. Характеристика, приведенная г " на рис. 4.20, б, позволяет рассчитать долю квазистатического повреждения с помощью предельной односторонне накоп- -jq-z ленной деформации в условиях статического разрыва. Усталостное повреждение для любого режима нагружения в соответствии с деформационно-кинетическим критерием вычисляют с использованием кривой малоцикловой усталости ири жестком стационарном режиме (рис. [c.199]

Свойство конструкционных материалов упрочняться при пластическом деформировании часто используется на практике для повышения их механических характеристик (механическое упрочнение) и несущей способности конструкций (например, автофретирование). Материал подвергается упрочнению в процессе технологических операций — гибки, ковки, штамповки, которые приводят к деформационной анизотропии материала, оказывающей заметное влияние на его последующее поведение под нагрузкой. В связи с этим актуальное значение приобретают экспериментальные исследования предыстории нагружения на процессы деформирования при разных видах напряженного состояния, а также опытное определение предельных состояний при различных величинах допуска на пластическую деформацию. [c.278]

Понятие прочности ассоциируется с сопротивлением материала его разрушению (нарушению сплошности среды), происходящему под действием механического поля. Реакция на механическое воздействие характеризуется напряженным и деформированным состоянием, а связь этих состояний обусловлена обобщенным временныл фактором, поэтому прочностные свойства резин наиболее полно должны быть определены как предельные эцачения деформационных свойств, т. е. соотношений напряжение о — деформация е — обобщенное время Ь, при которых в заданных условиях нагружения происходит разрушение материала. Поэтому прочностные свойства резин (предельные напряжения, деформации) существенно зависят от режима деформирования, и их следует характеризовать в совокупности, указывая все механические параметры, или условия нагружения. Минимальное число характеристик — это предельные напряжение сг и деформация е при обобщенном временном факторе I, включающем как время, так и температуру. Практически необходимо определять также вид деформации, среду, состояние материала (высокоэластическое, застеклованное, хрупкое) и масштабный фактор (объем, форма, размеры). [c.182]

Одной из наиболее информативных характеристик трещино-стойкости нелинейной механики разрушения является коэффициент интенсивности деформаций в упругопластической области К1е [1, 65-67], применимый в условиях статического и циклического нагружения. Его использование в инженерных расчетах [1, 68-71] позволяет определять запасы прочности и долговечности по предельным нагрузкам, локальным упругоплаетическим деформациям, размерам трещин и числам циклов нагружения. При этом основа расчетов — традиционные характеристики механических свойств (пределы текучести и прочности, относительные удлинение и поперечное сужение, показатель деформационного упрочнения и др.). Учитывается также влияние уровня номинальных напряжений, изменение параметров деформационного упрочнения, степени объемности напряженного состояния и предельной пластичности материала. [c.53]

Расчет долговечности при циклическом упругопластическом деформировании основан на использовании циклических деформационных характеристик материалов,, изменяющихся с числом циклов нагружения, и величины предельной пластичности при однократном статическом разрыве. Вследствие структурной неоднородности поликристаллических материалов, к которым относятся конструх ционные стали и сплавы, при циклическом упругопластическом деформировании наблюдается неоднородность развития пластической деформации в отдельных зернах (или участках) рабочей базы образца, нагружаемого в условиях однородного напряженного состояния. В результате в участках с повышенными значениями пластической деформации (по сравнению со сред ней) возникают предельные по накопленному повреждению состояния с образованием микротрещин. На основе эксперименталЬ ного измбрения локальных деформаций на поверхности образцэ1 показана возможность описания рассредоточенного трещинообразования при малоцикловом нагружении (статья С. В. Серен-сена, А. Н. Романова и М. М. Гаденина). При этом показано так--же, что степень структурной неоднородности может быть описана через параметры нормального закона распределения микротвердости. [c.3]

Гаф [11] и Казо [12] приводят обзор ранних теорий, выдвигавшихся различными исследованиями для объяснения явления усталости. Однако ни одна пз этих теорий не объясняет полностью фактов, наблюдаемых при усталостных нопытаниях в лаборатории. Ранние теории усталости основывались на предельном напряженном состоянии. Более новые теории основываются на деформационных характеристиках или дислокации. Эти новые теории, часть которых рассмотрена в работе Боаса [13], отличаются большей сложностью по сравнению с теориями, исходившими из предельного напряженного состояния, но, по-видимому, более точно объясняют действительный механизм усталости. В результате своих исследований Боас пришел к (выводу, что в настоящее время существуют теории, объясняющие наиболее важный процесс возникновения усталостных трещин, однако многие подробности еще предстоит изучить. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...