Кручение неупругое

При кручении неупругую деформацию определяли по формуле [c.81]

Рассмотрим способы определения параметров полученных уравнений (2.107) и (2.111). Величину Sm можно рассчитать при известных значениях долговечности до зарождения макро-трещины при одинаковом размахе пластической (неупругой) деформации и различной величине максимальных напряжений в цикле. Например, если известна долговечность при изгибе и кручении то в соответствии с уравнениями (2.107) мо- [c.143]

Выражение (5.9) является более универсальным, чем выражение (5.8), поскольку в нем не предполагается линейной зависимости в, lip — l/po) и т. д. от внутренних силовых факторов. Оно применимо, в частности, и для случая неупругого изгиба и кручения. [c.239]

В работах [14—16] показано существенное влияние градиента напряжений на величину неупругих деформаций при изгибе и кручении. С увеличением градиента напряжений при одинаковых действительных напряжениях величина неупругой деформации уменьшается и область перехода от упругого к неупругому деформированию смещается в область более высоких напряжений. Эти результаты хорошо согласуются с многочисленными экспериментальными данными по влиянию градиента напряжений на характеристики сопротивления усталостному разрушению металлов. [c.8]

Эти характеристики определяются путем испытания стандартных образцов. Для каждого материала устанавливаются государственным стандартом форма и соотношение размеров образцов для определения в лабораторных условиях их механических свойств. Образцы испытываются в зависимости от материала на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез. Отечественной и зарубежной промышленностью создано большое количество испытательных машин для различных испытаний, позволяющих получить зависимости между нагрузками и соответствующими деформациями в упругой и неупругой стадиях работы материала. [c.56]

В качестве основного метода, позволяющего интегрально описать структурные изменения, приводящие к возникновению магистральной трещины, использован метод динамической петли гистерезиса, который позволяет измерять неупругие циклические деформации и рассеянную энергию за цикл. Приведены результаты исследования закономерностей зарождения и развития трещин в сталях, показана их связь с характеристиками неу пру гости (в первую очередь, неупругой деформации за цикл), проанализирована связь характеристик трещино-стойкости с пределами выносливости с учетом вида нагружения (кручения, растяжения — сжатия) и концентрации напряжений [c.33]

Неупругую деформацию за цикл при кручении определяли по формулам (1441 [c.44]

Рис. 28. Взаимосвязь картины трещин и неупругих деформаций при кручении (а) и растям<ении — сжатии (б) для стали 45

Вид напряженного состояния. Представляет интерес рассмотреть соотношение неупругих деформаций за цикл иа стадии стабилизации, характеризующих рассеянное усталостное повреждение в момент зарождения магистральной усталостной трещины при различных видах нагружения. Количество таких экспериментальных данных весьма ограничено и в основном они получены при линейном (растяжение) и плоском (кручение) напряженных состояниях. Результаты исследования неупругих деформаций при симметричном цикле растяжения — сжатия и кручения при многоцикловом нагружении описаны в работе 11711. Достоинством результатов, полученных в этой работе, является то, что испытания при растяжении и кручении проводились на одинаковых образцах и при кручении было обеспечено однородное напряженное состояние, т. е. было исключено влияние градиента напряжений. [c.77]

Весь процесс циклического нагружения, предшествующий усталостному разрушению, может быть разделен на три периода. В первом периоде происходит увеличение неупругой деформации с ростом числа циклов нагружения. Второй период, продолжительность которого зависит от уровня напряжений, характеризуется стабилизацией неупругой деформации. В третьем, завершающем, периоде, который более отчетливо выражен при кручении, наблюдается увеличение неупругой деформации вплоть до разрушения образца. В зависимости от уровня приложенных напряжений, материала и вида деформации продолжительность отдельных периодов может быть различной. [c.77]

Выше было показано, что для исследованных сталей в области напряжений, превышающих предел выносливости, неупругая деформация за цикл на стадии стабилизации определяется в первую очередь размерами и числом микротрещин, возникающих в процессе циклического нагружения. На рис. 47 представлены начальные участки диаграмм деформирования и кривые усталости при циклическом кручении и растяжении — сжатии. При построении диаграмм деформирования использовали соотношения [c.77]

Для случаев окончательного разрушения, т. е. достижения трещинами размера 15—20 мм, значения неупругой деформации на стадии стабилизации при кручении и растяжении — сжатии при одном и том же числе циклов до разрушения могут быть различны, что связано с различными условиями распространения магистральной трещины при различных условиях нагружения. [c.81]

Модель неупругого деформирования поликристалла можно также использовать для анализа непропорционального нагружения материала. Описание поведения материала в точке излома траектории сложного нагружения в пространстве напряжений является своего рода пробным камнем для того или иного варианта теории пластичности. Например, при кручении тонкостенного трубчатого образца, [c.114]

Зная действительную диаграмму деформирования материала при растяжении или кручении, не представляет трудности определить действительные значения неупругих деформаций и [c.111]

Описанная система автоматизации исследования неупругости металлов может быть использована и в случае неоднородных напряженных состояний (изгиб, кручение) с применением расчетных соотношений, рассмотренных выше. [c.120]

Влияние вида напряженного состояния. Сравнение неупругих деформаций, имеющих место при симметричных циклах растяжения — сжатия и кручения, выполним построением начальных [c.167]

В табл. 29 приведены значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений Kf, полученные в работе [213], для различных значений отношения половины диаметра образца а к радиусу концентратора р. Анализ приведенных данных показывает, что учет неупругих деформаций с позиций, рассмотренных выше, дает результаты, качественно совпадающие с такими экспериментально установленными фактами, как более высокие значения пределов выносливости в условиях неоднородного напряженного состояния (изгиб, кручение сплошных и толстостенных трубчатых круглых образцов) по сравнению с однородным напряженным состоянием (растяжение — сжатие, кручение тонкостенных трубчатых образцов), влияние формы поперечного сечения образца, более низкие значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений по сравнению с теоретическими коэффициентами концентрации напряжений и т. п. [c.250]

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в области больших долговечностей (10 и более) для довольно большой группы исследованных металлов влияние неупругих деформаций на несущую способность образцов при изгибе и кручении не является определяющим. Это влияние более существенно проявляется в случае кручения. [c.263]

Приведенные на рис. 194 данные показывают, что в этом случае, если рассматривать отношение действительных напряжений при кручении с учетом неупругих деформаций к напряжениям в условиях однородного линейного напряженного состояния, для всех исследованных материалов наблюдается весьма близкое соответствие этих отношений критерию максимальных относительных деформаций. Коэффициент Пуассона для металлов обычно равен 0,25—0,35, следовательно, критерий максимальных относительных деформаций дает [c.283]

НЕУПРУГОЕ КРУЧЕНИЙ СТЕРЖНЕЙ Ц5 [c.115]

НЕУПРУГОЕ КРУЧЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ КРУГОВОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ [c.115]

Рис. 3.13. Неупругое кручение стержня кругового поперечного сечения.

Подбор сечений для продольно сжатых стержней часто представляет собой решающую часть общего расчета конструкции, поскольку разрушение такого стержня обычно вызывает катастрофу. Более того, рассчитывать продольное сжатие стержней труднее, чем изгиб и кручение балок, поскольку поведение стержней при этом оказывается более сложным. Если длина продольно сжатого стержня значительно больше его ширины, то он может перестать выполнять свои функции вследствие потери устойчивости, т. е. вследствие изгибания и появления боковых прогибов, что происходит раньше, чем конструкция выйдет из строя непосредственно из-за сжатия. Потеря устойчивости может быть либо упругой, либо неупругой в зависимости от гибкости стержня. Ниже в первую очередь будет обсуждаться поведение длинных тонких стержней из упругого материала. [c.387]

Неупругое кручение стержня 115 Неустойчивое равновесие 398, 503 Неустойчивость, см. Устойчивость Нормальная сила 125 Нормальные напряжения 42, 65, 145 [c.661]

Имеются установки для исследования неупругости при изгибе и при кручении [3]. Методика исследования неупругих деформаций в металле в процессе ударно-циклического нагружения на копре типа ДСВО-150 предусматривает использование тензодатчиков [3]. [c.145]

Разработанные установки позволяют проводить исследования как в условиях однородного напряженного состояния (растяжение — сжатие, кручение тонкостенных стержней) [4—6], так и в условиях неоднородного напряженного состояния (изгиб, кручение) [6—8]. В случае испытаний в условиях неоднородного напряженного состояния рассчитывались действительные значения максимальных напряжений, которые имели место в поверхностных слоях неупруго деформируемых образцов и соответствуювще им действительные значения неупругих деформаций и рассеянных энергий [1, 6]. [c.4]

На рис. 7.34 показана реологическая функция стали Х18Н9Т при Г = 650° С, определенная по данным испытаний на кручение тонкостенных трубчатых образцов. Здесь 1 —данные, полученные по скорости установившейся ползучести 2 — с использованием циклических диаграмм при различных скоростях деформирования (по коэффициентам подобия) 3 — по кривым неустановившейся ползучести. Соответствие результатов, определенных тремя способами, свидетельствует о хорошем согласии экспериментальных данных с принятой концепцией о единстве свойств неупругого деформирования при мгновенном нагружении и при ползучести. [c.209]

Вместе с тем обоснование прочности и надежности деталей машин и элементов конструкций при кратковременном, длительном и циклическом эксплуатационном нагружении остается трудно решаемой в теоретическом и экспериментальном плане задачей. Это в значительной степени связано со сложностью детерминированного и стохастического анализа напряженного состояния в элементах конструкций при возникновении упругих и упругопластических деформаций и ограниченностью критериев разрушения в указанных условиях при использовании конструкционных материалов с различными механическими свойствами. Трудности, возникающие при исследовании напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах в упругой и неупругой области объясняются отсутствием аналитического решения соответствующих задач в теориях упругости, пластичности, ползучести и, тем более, в теории длительной циютической пластичности. К числу решенных таким способо.м задач мог т бьггь отнесены те, в которых определяются номинальные напряжения и деформации при растяжении-сжатии, изгибе и кручении стержней симметричного профиля, нагружении осевыми уси- [c.68]

Механические свойства исследованных сталей приведены в табл. 4. На рис. 46 показана зависимость изменения неупругой деформации за цикл от числа циклов нагружения при различных уровнях напряжений (напряжения уменьшаются с увеличением порядкового номера кривой) при растяжении — сжатии и кручении. Характер изменения неупру-гих деформаций одинаков для обоих напряженных состояний. Исследуемые стали следует отнести к циклически разупрочняющимся материалам. [c.77]

Рис. 46. Зависимость изменения неупругой деформации от числа циклов нагружения для стали 45 при кручении (о) и растяжении — сжатии (6) стали 12ХНЗА при кручении (й) и растяжении — сжатии (г) и стали 40Х при кручении (5) для различных уровней напряжений 1—8).

На рис. 49 приведены зависимости неупругой деформации за цикл на стадии стабилизации от числа циклов до зарождения трещин размерами 0,2 мм при кручении и 0,05—0,1 мм при растяжении — сжатии. За продолжительность до зарождения усталостной трещины принимали число циклов до выхода на стадию стабилизации процесса неупругого деформирования и определяли его по зависимостям Ун W и Де (п). При отсутствии стадии стабилизации за число циклов до обра- [c.80]

Как видно из рис. 49, экспериментальные точки для исследуемых материалов при кручении и растяжении — сжатии укладываются в общую полосу разбора зависимости Ig Дби (Ig N ). Между неупругой деформацией за цикл и числом циклов до зарождения усталостной трещины в логарифмических координатах имеет место линейная зависимость, что свидетельствует о соответствии полученных результатов уравнению Коффина — Мэйсона [c.81]

На рис. А5.35 в качестве примера представлена реологическая функция стали 12Х18Н9Т при Т = 650 °С, определенная по результатам испытаний трубчатых образцов на кручение. Приведены значения, полученные по скорости установившейся ползучести (/) [когда ф(С ) = 0] по коэффициентам подобия диаграмм деформирования (2) при разных скоростях деформирования е [когда 0 = Ф°(ё, Т)/гд] по кривым неустановившейся ползучести (3). Заметим, что соответствие результатов, полученных тремя способами, подтверждает, в частности, и обоснованную с помощью структурной модели концепцию единства процессов неупругого сформирования при быстром нагружении и выдержках. Анало- [c.201]

Недостатками этого метода являются сложность разделения суммарной энергии на и Eg и получение при его использовании средних характеристик неупругости, поскольку такой метод, как правило, реализуется при испытаниях на изгиб и кручение [40]. В некоторых работах [84] делаются попытки обосновать возможность определения характеристик неупругости металлов по ширине пика резонансной кривой, построенной в координатах амплитуда вынужденных колебаний — частота возбуждающей силы. Совернтенно очевидно, что существует непосредственная связь между шириной такого пика и характеристиками неупругости исследуемого материала. Однако определение численных значений характеристик неупругости металлов с использованием этого метода связано с большими трудностями аналитического характера и необходимостью учета потерь в местах сочленений. [c.97]

Результаты такого анализа частично приведены на рис. 124, где для сталей 40Х, ЭИ612 при температурах 293 К и 873 К и сплава ЭИ437Б в координатах Токт—Токт и G i— ц построены начальные участки диаграмм деформирования но результатам пс> пытаний при растяжении — сжатии 1 и кручении 2, На основе данных, приведенных на этом рисунке, можно сделать вывод, что одинаковые неупругие деформации при кручении и растяжении — сжатии наблюдаются в случае равенства октаэдрических напряжений. Из сравнения значений неупругих нормальных [c.169]

Для различных материалов имеют место различные соотношения. При этом следует учитывать сложность установления такого критерия на основе анализа весьма малых величин неупругих деформаций, соответствующих пределу выносливости на базе 10" циклов. Более обоснованный вывод можно сделать, если проанализировать значения деформаций в широком интервале долговечностей. Выполненный в работе [127] анализ показал, что для ряда различных по своим свойствам материалов результаты испытаний образцов при растяжении — сжатир , кручении тонкостенных и сплошных цилиндрических образцов достаточно хорошо укладываются на прямые в координатах Ig Ig TVp с пересчетом сдвиговых деформаций в нормальные с учетом = 28а,. Вместе с этим следует сделать вывод, что количество экспериментальных данных по сопоставлению неупругих деформаций, имеющих место при различных соотношениях главных напряжений, в области многоцикловой усталости весьма ограниченно, чтобы можно было сделать однозначные выводы. [c.170]

Аналогичные результаты были получены и при испытаниях в случае кручения [117] Влияние низких температур на закономерности неупругого деформирования иллюстрируют данные, приведенные на рис. 129, на которых показаны зависимости Абн — N для алюминиевого сплава Д20 при температурах 293 К и 77 К [147]. Эти данные свидетельствуют, что с понижением температуры напряжения, соответствующие переходу от упругого к ыеупругому деформированию, смещаются в область более высо- [c.176]

При наличии неупругих деформаций в случае неоднородного напряженного состояния (изгиб, кручение, концентрация напряжений и т. п.) будет иметь место отличие номинальных напряжений, подсчитанных с использованием соотношений теории упругости (11.24), (11.26), и действительных напряжений на поверхности при одинаковых значениях приложенных нагрузок. Разница номинальных и действительных напряжений будет зависеть от размеров области, в которой имеют место неупругие деформации, и от характера связи между напряжениями и деформациями в этой оэласти. [c.240]

При напряжениях, соответствующих долговечностям 10 —10 циклов, для ряда углеродистых, аустенитных и малолегированных сталей в условиях циклического изгиба отмечается существенная разница (до 40%) между действительными и номинальными напряжениями, вызванная неупругими деформациями, что необходимо учитывать при расчетах на прочность и построении моделей усталостного повреждения. О влиянии неупругих деформаций на несущую способность образцов при кручении можно судить по данным, приведенным на рис. 184 [162]. [c.262]

Трощенко В. Т., Шестопал Л. Ф. Методика исследования усталостной прочности и неупругости металлов в условиях комнатной и высоких температур при кручении. / АН УССР. Ин-т. проблем прочности.— Киев Наук, думка, 1973.— 10 с.— (Информ. письмо). [c.335]

Авторы излагают теорию напряженно-деформированного состояния, я ыБают отдельное и суммарное действия изгиба, кручения и растяжения упругих стержней. Они рассматривают статическое приложение сил и действие ударного нагружения, освещают вопросы изгиба стержней несимметричного поперечного сечения, в частности определения напряжений в тонкостенных несимметричных профилях. Особое внимание уделяется теории изгиба стержней при неупругих деформациях. Целая глава отводится расчету статически [c.6]

Даже беглого взгляда на оглавление достаточно, чтобы увидеть, какие темы освещаются в этой книге. Сюда входят и методы расчета элементов конструкций при продольном нагружении, кручении и изгибе, и основные понятия механики материалов (энергия преобразование напряжений и деформаций, неупругое деформирование и т. д.). К частным вопросам, интересующим инженеров, относятся влияние изменения температуры, поведение непризматических балок, большие прогибы балок, изгиб несимметричных балок, определение центра сдвига и многое другое. Наконец, последняя глава представляет собой введение в теорию расчета конструкций и энергетические методы, включая метод единичной нагрузки, теоремы взаимности, методы податливостей и жесткостей, теоремы об энергии деформации й потенциальной энергии, метод Рэлея — Ритца, теоремы о дополнительной энергии. Она может служить основой для дальнейшего изучения современной теории расчета конструкций. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...