Цикл изменения деформаций

При асимметричном цикле изменений деформаций, когда имеются переменные и постоянные составляющие цикла, эквивалентная деформация [c.466]

ЦИКЛОМ изменения напряжения (мягкое нагружение), в то время как при заданном цикле изменения деформации (жесткое нагружение) для образования каждой очередной петли гистерезиса потребовалось бы постоянное нарастание от цикла к циклу размаха напряжений. [c.16]

Цикл изменения деформаций (напряжений, температур) — изменение деформаций (напряжений, температур) от исходной величины с переходом через максимальное и минимальное алгебраическое значение до первоначальной в течение рабочего цикла может быть один или несколько циклов изменения деформаций (напряжений, температур). [c.219]

На рис. 6.9 показана цилиндрическая часть образца с галтелью (сечение по плоскости симметрии, проходящей через ось вращения) и расчетная сетка конечных элементов. Реализовывался режим жесткого нагружения (задавались перемещения головки образца), соответствующий следующему циклу изменения деформаций на измеряемой базе образца растяжение до деформации бц = 0,9%, последующее сжатие до деформации [c.163]

Наложение на основные циклы изменения деформаций ва вибрационных воздействий (от гидродинамических, механических и тепловых пульсаций) с амплитудами Вав и частотами /в приводит к снижению долговечности. Число циклов до разрушения с учетом [c.132]

Цикл изменения деформаций 122 [c.223]

Имеются два фактора, которые могут способствовать этому явлению. Во-первых, долговечность может быть связана с величиной пластической деформации в процессе каждого цикла изменения нагружения, а при высоких частотах это время мало для того, чтобы прошла деформация, так что результирующее повреждение может быть меньше. Этот эффект имеет более важное [c.85]

Зависимость предела выносливости (при симметричном цикле изменения напряжений) от вида деформации характеризуется следующими данными [c.301]

При усталостных испытаниях основными характеристиками являются предел выносливости, усталостная долговечность, чувствительность к концентрации напряжений, степень поврежденности циклическими нагрузками, скорость роста трещины, число циклов до появления трещины, длительность периода живучести, характеристики петли гистерезиса, изменение деформации образца в процессе циклического нагружения, изменение величины раскрытия трещины. [c.7]

Для оценки суммарного повреждения О при мягком нагружении на основе деформационно-кинетического критерия (1.1.12) процесс изменения деформаций рассматривался нестационарным, приводился для упрощения расчетов к стационарным режимам с заданной величиной деформаций на выбранном интервале чисел циклов (см. рис. 1.4.1,6, кривая о 1), разрушающее число циклов нагружения для которых определялось по кривой жесткого нагружения. Ниже приведены результаты определения по экспериментальным данным [c.60]

Полученные данные по характеру изменения деформаций ползучести с числом циклов нагружения подтверждают известные из литературы сведения об увеличении, уменьшении или неизменности с числом циклов нагружений у различных материалов деформаций ползучести (49, 50, 58, 118, 132, 135, 136, 269, 273, 279]. [c.103]

В настоящее время эти сведения весьма противоречивы часто термоусталостному разрушению приписывают черты длительного статического (развитие трещин по границам, поверхностное растрескивание на небольшую глубину), однако выше были приведены примеры развития трещин по закономерностям механической усталости. Разрушение при термоусталости не может быть охарактеризовано однозначно как усталостное или статическое оно может быть тем или иным, либо смешанным в зависимости от величины и соотношения трех основных факторов максимальной температуры цикла, амплитуды деформации и длительности цикла (выдержки на максимальной температуре). Именно эти факторы определяют основные изменения в структуре материала, относящиеся к состоянию границ зерен, количеству и виду упрочняющих фаз и их изменению во времени, характеру дислокаций, их торможению на границах зерен, образованию вакансий и т. д. [c.97]

Упругопластические деформации при знакопеременном цикле напряжений в вершине трещины (рис. 12,6), развившейся на некоторую глубину и вышедшей из зоны влияния исходного концентратора напряжений, существенно отличаются от деформаций в вершине концентратора. Приложение растягивающего напряжения вызывает в вершине трещины упругопластические деформации (кривая 0—1 ), по характеру сходные с деформациями в вершине концентратора. При этом, если радиус исходного надреза невелик, то значение деформации, характеризующей положение точки 1 лишь немногим больше, чем для точки 1 (см. рис. 12, а). Снятие внешней нагрузки вызывает изменение деформаций (/ —2 —3 ), также подобное наблюдавшемуся в вершине концентратора. Однако с приложением внешней сжимающей нагрузки закономерность упругопластического деформирования существенно меняется, так как трещина при уменьшении деформации до нуля полностью закрывается, в результате чего зона образца с трещиной может воспринимать сжимающие нагрузки. Напряжения сжатия, однако, не концентрируются у вершины трещины, как при сжатии зоны концентратора напряжений. Кривая деформаций в полуцикле сжатия, таким образом, будет выглядеть как 3 —4. Характерным в этом случае является отсутствие пластической деформации в полуцикле сжатия. Следовательно, при разгрузке кривая деформирования должна вернуться в точку 3, а последующее растяжение приведет ее в точку 5. Дальнейшее знакопеременное нагружение вызовет изменение деформаций по петле 5 —3 —4 —3 —5. Сравнивая работу циклического упругопластического деформирования, определяющуюся пло- [c.28]

Характеристики цикла упругопластических деформаций можно определить по экспериментальным кривым циклического деформирования, полученным при малоцикловых испытаниях образцов из конструкционного материала в жестком или мягком режиме нагружения. Использование реальных диаграмм циклического деформирования для всего рассчитываемого диапазона чисел циклов нагружения позволяет учесть действительное поведение материала в условиях малоциклового термомеханического нагружения кинетику циклического деформирования, нелинейные эффекты при разгрузке-нагрузке в упругой области (упругий гистерезис), циклическое упрочнение, разупрочнение, стабилизацию эффект Баушингера в исходном (нулевом) полу-цикле нагружения и его изменение в процессе повторных нагружений циклическую анизотропию свойств материала. [c.79]

Специфическая особенность режима термоциклического нагружения для сферического корпуса — смена знака перепада температур в продольном направлении еще в период перехода ее в горячее состояние (см. кривые 7 и 5 на рис. 4.6). Это означает, что цикл деформаций в наиболее нагруженной зоне не совпадает по фазе с циклом изменения температур (см. рис. 4.5) в особых точках конструкции. При этом разгрузка и переход к циклическому деформированию в противоположном направлении происходят значительно раньше (т =1,5 мин), чем сброс температурной нагрузки (г = 5,0 мин). [c.176]

Расчет напряжений и деформаций в наиболее нагруженной зоне корпуса типа II для схематизированного цикла изменения температуры выполнен без учета (сплошные линии) и с учетом (штриховые линии) ползучести. Влияние ползучести проявляется после 20 - 25 циклов термоциклического нагружения, причем размахи напряжений и деформаций, достигнутые к двадцатому циклу, остаются примерно постоянными при последующем нагружении. [c.228]

Для ускоренного определения предела выносливости деталей и сборочных единиц машин начали применять метод испытаний при прогрессивно возрастающей нагрузке. Сущность его заключается в том, что деталь или сборочную единицу подвергают переменным нагрузкам, возрастающим по времени, при постоянном соотношении прироста нагрузки на одну деталь к числу циклов на ступень. Этот метод может быть применен для любого вида деформации и коэффициента асимметрии цикла изменения нагрузки. [c.74]

Г0 превышает период изменения напряжений, расчет повреждений производится на каждой ступени отдельно и не требует особых пояснений. В том случае, когда периоды циклов изменения температуры и напряжений близки или совпадают, расчет осложняется тем, что на каждом шаге изменения напряжений или деформаций приходится вводить различные постоянные материала. [c.205]

Совместное рассмотрение режимов эксплуатационного нагружения и местных напряженно-деформированных состояний позволяет в расчетах прочности и ресурса перейти к анализу истории местной нагруженности и выявлению в ней циклов изменения местных напряжений и деформаций по их соответствующим [c.10]

На рис. 2.20 показано сопоставление расчета накопленной пластической деформации в зависимости от степени исходного деформирования (сплошные линии — формула (2.16), пунктирные— (2.18)) с экспериментальными данными. Формулы (2.6) — (2.18) получены для случая симметричного цикла изменения напряжений (мягкое нагружение), для упрощения можно также принять, что а и р не зависят от уровня действующих напряжений. [c.46]

Возникновение разности фаз между напряжением и деформацией обусловлено релаксационными явлениями, вызываюш,ими запаздывание изменения деформации по сравнению с соответст-вуюш,ими изменениями напряжения. Напряжение и деформация совпадают по фазе в стеклообразном состоянии и имеют очень малый сдвиг фаз в области развитого высокоэластичного состояния. В области температур между этими состояниями происходит сдвиг фаз между а и е. При каждом цикле деформации необратимо затрачивается работа, характеризуемая на графике рис. 36, а площадью гистерезисной петли. Величина ф максимальна в переходной области, в которой период деформации сравним с периодом релаксации т [22]. Угол сдвига фаз зависит не только от частоты, но и от температуры, причем повышение температуры и понижение частоты производят один и тот же эффект (рис. 36, б). Гистерезис- [c.71]

Из сказанного следует, что в качестве основного параметра при определении термической усталости следует принимать суммарную деформацию в цикле, которая наиболее пригодна для количественной оценки долговечности выбранного материала по числу циклов изменения температуры до разрушения. [c.6]

Были также проведены испытания на стали Х18Н9, в которых температура оставалась постоянной в пределах каждого полу-цикла и изменялась при переходе через нуль по напряжениям в процессе одноминутной выдержки при о = О (режим е, см. рис. 5.3). Нагружение осуществлялось при постоянной амплитуде деформаций блоками с двумя уровнями температуры 150 и 650° С. Первый блок соответствовал комбинации растяжение—650° С, сжатие — 150° С второй — растяжение — 150° С, сжатие — 650° С. Чередование блоков происходило через 30, 5 и 1 цикл изменения деформаций. В этом случае, как и при линейном изменении температуры в пределах цикла, было отмечено удовлетворительное соответствие полученных диаграмм деформирования результатам изотермических испытаний. Причем число циклов в блоке практически не сказывалось на ходе диаграмм деформирования. Пунктирными линиями на рис. 5.8 показаны диаграммы изотермического нагружения (150 и 650° С), сплошными — блочного неизотермического нагружения. Диаграммы соответствуют стабилизированному состоянию материала. [c.120]

Важной особенностью ползучести при циклическом изменении напряжений является то, что при относительно умеренном уровне напряжений и температур, испольауемых для длительно работающих высокотемпературных деталей, циклы изменения деформаций в течение большей части времени испытаний носят практически стабильный характер. При этом участок неустановившейся ползучести с мгновенными скоростями повторяется цикличесхи, накопленная за цикл деформация ползучести имеет постоянное для любого цикла значение, и огибающая накопленной деформации становится прямой линией, т. е. процесс нестационарной ползучести становится установившимся, хотя и с существенно большей скоростью, чем при постоянном напряжении. В нескольких первых циклах и на заключительном этапе испытания перед разрушением такой стабильности не наблюдается (рис. 4.8). [c.45]

Рассмотрим случай, когда контролирующим параметром циклического нагружения является заданная деформация S (жесткое нагружение). Характерное поцикловое изменение деформаций и напряжений в образце в условиях коррозионного воздействия рабочих сред показано на рис. 6.5. Характер изменения напряжений зависит от циклических характеристик стали (рис. 6.5, в и г). Для циклических упрочняющихся сталей отмечается поцикловой рост напряжений (до определенной наработки), а для циклически разу-прочняющихся - их снижение (см. рис. 6.5, д). В конструктивных элементах из циклически стабилизирующихся сталей напряжения от цикла к циклу должны оставаться неизменными, несмотря на коррозионное растворение металла. [c.389]

Рассмотрим теперь такой класс упругих материалов, для которых работа, произведенная над элементарным объемом в замкнутом цикле по деформациям иди напряжениям, равна нулю. В классической литературе именно это определение принималось за определение упругого материала в современных руководствах по отношению к ним применяется термин гиперунругие . Сохраняя обычную терминологию, мы сохраним название упругие тела для таких тел, к которым относится не только первое условие, сформулированное в начале, но также требование отсутствия немеханических потерь энергии или, наоборот, необходимости привлечения немеханической энергии извне при деформировании. В 7.4 было выписано выражение для вариации работы внутренних сил на возможных вариациях деформаций если вариации деформаций заменить их действительными приращениями, мы получим элементарную работу внутренних сил на единицу объема или изменение упругой энергии. Предположение о ги-нерупругости исключает влияние термических эффектов. Итак, изменение внутренней энергии равно [c.237]

Величина предела выносливости стальной или чугунной детали, имеющей форму стержня, в интервале температур — 30 -г 400 °С и отсутствии коррозионной среды зависит от марки материала, коэффициента асимметрии цикла, испытываемой деформации (растяжения — сжатия, чистый сдвиг, кручение, поперечный изгиб), концентрации напряжений, размеров детали и еостояния ее поверхности он практически не зависит от частоты и характера изменения напряжений (например, синусоида или пилообразная линия на рис. Х1.3,а). [c.334]

Схема образования разрушения при малоцикловом нагружении на основе рассмотрения деформаций (нижняя часть рисунка) и напряжений (верхняя часть рисун-ка), предложенная Р. М Шнейдеровичем, представлена на рис. 5.3. Кривые а характеризуют процесс изменения деформаций или напряжений при мягком нагружении, кривые с — при жестком. При малом числе разрушающих циклов при мягком нагружении циклически разупрочняющегося анизотропного материала возникает квазистатическое разрушение (точки А и А ). [c.81]

На рис. 12, а показано изменение деформаций при знакопеременном цикле напряжений в области вершины резкого концентратора напряжений. Участок между точками О и 1 соответствует упругопластической деформации в первом полу-цикле растяжения. При этом зона пластической деформации локализована в небольшой области у вершины концентратора, а в остальном материале существуют только упругие деформации. Снятие нагрузки приводит к уменьшению деформации (точка 2), а затем в результате воздействия зон материала, находящихся в упругодеформированном состоянии, к их исчезновению (точка 3). Приложение внешней сжимающей нагрузки вызывает продолжепие петли гистерезиса до точки 4. Разгрузка приводит к полному снятию деформаций (точка 5),, а новое приложение растягивающей нагрузки увеличивает деформации до значения, соответствующего точке 6. Дальнейшее знакопеременное циклическое деформирование приводит к изменению деформации по петле между точками 5 и до тех пор, пока не возникнет усталостная трещина. [c.28]

Увеличение жесткости напряженного состояния у вершины усталостной трещины при ее развитии. Если усталостная трещина возникает на поверхности гладкого образца или образца с надрезом, вызывающим невысокую концентрацию напряжений, то развитие ее на некоторую глубину сопровождается увеличением жесткости напряженного состояния материала при вершине трещины, что вызывает стеснение пластической деформации, накапливание которой необходимо для дальнейшего роста усталостной трещины. Таким образом, при одном и том же внешнем нагружении на поверхности образца пластическая деформация протекает свободно и приводит к появлению усталостной трещины, а на некоторой глубине (у вершины возникшей трещины) пластическая деформация затруднена настолько, что дальнейший рост трещины при данном цикле изменения напряжений становится невозможным и трешина превращается в нерасиространяющуюся [30]. [c.29]

Основными факторами, определяющими уровень неупругих деформаций и их зависимость от числа циклов напряжения при различных уровнях напряжений, наряду с общими свойствами сплавов являются особенности дислокационного механизма деформирования сплавов при циклическом нагружении [9, 10], скорость изменения деформаций в процессе циклического деформирования [101 и остаточные напряжения второго рода, возникающие в локальных объемах металла (эффект Баушинге-ра) [1]. [c.5]

Выше (см. гл. IV) отмечалась невозможность одностороннего прогрессирующего, с каждым циклом нарастания деформаций в том случае, когда действующие на тело механические кагрузки пропорциональны одному параметру. Здесь аналогичное утверждение доказано для циклического воздействия температурного поля, приводящего к возникновению однопараметрических тепловых напряжений. Однако, если в первом случае причиной является совпадение нагрузки, приводящей к прогрессирующему разрушению, с предельной, то во втором она связана с отсутствием преимущественного направления деформации. Поэтому при одновременном изменении внешней нагрузки и температуры пропорционально одному параметру прогрессирующая деформация становится в принципе возможной, если выполняется необходимое условие (см. гл. IV). [c.217]

Предельное состояние при повторном приложении нагрузок можно охарактеризовать мерой накопления усталостных и квазистатичес-ких повреждений, причем усталостные повреждения обусловлены действием циклических деформаций кваэистатические — односторонне накопленных деформаций Характер изменения деформаций конструктивных элементов при повторном нагружении существенно зависит от режима приложения нагрузок, напряженного состояния и свойств материалов. Диаграммы циклического деформирования при различных циклах нагружения отражают различный характер изменения односторохше накопленных и циклических упругопластических деформаций (рис. 1.1). [c.4]

Сопротивление деформированию при длительном малоцикловом и неизотермическом нагружении зависит не только от числа циклов нагружения, но и от температуры и формы циклов термомеханического нагружения (длительности цикла, времени выдержки при постоянной нагрузке и т. д.). Процрсс сопровождается соответствующим увеличением или уменьшением показателей упрочнения и, следовательно, изменением деформаций и напряжений (коэффициентов К >, [c.96]

Рис. 4.73. Кривые изменения деформации ползучести е,., накопленной в цикле упругопластическо о деформирования ва этапе выдержки, и необратимой деформации е в опасной точке сф >нческ<и о корпуса накоплсяной к моменту очередного малоциклового нагружения

Однако в связи е нарастанием единичных мощностей современного оборудования при одновременном сокращении их металлоемкости все более очевидной становится необходимость развития наряду с указанными выше методами традиционных расчетор на прочность новых методов расчетов на сопротивление малоцикловому разрушению, поскольку в экспериментальных условиях эксплуатации элементов машин в наиболее нагруженных зонах возникают местные упругопластические деформации. Последние в силу периодичности большинства рабочих процессов машин оказываются повторными и, как правило, знакопеременными даже при пульсирующих циклах изменения номинальных параметров нагруженности. Такие условия деформирования вызывают появление в рассматриваемых высоконагруженных зонах элементов конструкций (как правило, это зоны конструктивной концентрации напряжений) эксплуатационных повреждений в виде трещин малоцикловой усталости и выход тем самым из строя наиболее ответственных узлов машин. [c.3]

Кривые 3 ш 4 соответствуют неизотермическому циклу с такими же скоростями деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. Температура в пределах каждого полуцикла оставалась постоянной растяжение — 650, сжатие — 150 С и изменялась при 0 = 0. Как видно из рис. 5.13, независимо от уровня температуры в полуцикле сжатия кривые 1 и 3 практически совпадают при равных скоростях деформирования и одинаковой амплитуде необратимых деформаций. Вместе с этим был отмечен обратный эффект — влияние деформаций ползучести, развивающихся при высокой температуре, на ход кривой активного нагружения в последующем полуцикле с более низкой температурой. В этом случае в эксперименте наблюдается некоторое смещение кривой активного нагружения вниз по сравнению с неизотермическими испытаниями без выдержек. На рис. 5.14 показаны диаграммы деформирования стали Х18Н9 при неизотермическом нагружении, характерные для стабильного цикла. Нагружение осуществлялось по жесткому режиму с контролируемым законом изменения деформаций, температура изменялась в момент перехода через нуль по напряжениям от 150 до 650° С в процессе одноминутной выдержки. Кривые 1 ж 2 соответствуют циклу без выдержки, 3 и 4 — циклу с выдержкой при растяжении. Выдержка осуществлялась при 0 = onst до момента достижения заданного значения деформации. Как следует из рис. 5.14, смещение кривой 4 относительно кривой 2 составляет 10—15%. Отмеченное влияние деформаций ползучести при высокой температуре на активное нагружение при более низкой температуре может быть описано, как уже указывалось выше для изотермического случая, с использованием подходов, изложенных в главах 6, 7. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...