Критерий длительной и малоцикловой

Критерий длительной и малоцикловой прочности 595 [c.595]

КРИТЕРИИ ДЛИТЕЛЬНОЙ И МАЛОЦИКЛОВОЙ ПРОЧНОСТИ [c.595]

В условиях эксплуатации при повышенных температурах большинство материалов, применяемых в энергоустановках, термически нестабильны. Кроме того, применяемые материалы имеют широкую гамму структур в исходном состоянии. В связи с этим при длительной эксплуатации снижение ресурса материала при ползучести и высокотемпературной малоцикловой усталости может произойти за счет падения длительной прочности в результате существенного уменьшения сопротивляемости развитию трещин. Наряду с использованием при оценках ресурса критериев длительной прочности в настоящее время дополнительно разрабатываются критерии трещиностойкости материала (28, 29, 30]. [c.63]

Для расчетной реализации деформационно-кинетических критериев длительного малоциклового разрушения, помимо характеристик предельных деформаций, необходимо знать изменение необратимой и односторонне накопленной деформации по числу циклов и во времени. При этом специфика исследования деформационных свойств при высоких температурах связана с возможным влиянием реологических характеристик и в соответствии с этим со значением, которое приобретают скорость и время циклического деформирования, наличие или отсутствие длительных высокотемпературных выдержек под напряжением и без, характерных для условий работы высоконагруженных элементов конструкций. [c.85]

В соответствии с критерием длительной малоцикловой прочности предельные числа циклов на стадии образования трещины определяются линейным суммированием квазистатических и усталостных повреждений с учетом изменения циклически и односторонне накопленных деформаций по числу циклов и времени, а также изменения во времени располагаемой пластичности материала. [c.199]

Если повторные неупругие деформации возникают при повышенных и высоких температурах, то к пластическим деформациям добавляются деформации циклической ползучести и малоцикловые повреждения суммируются с длительными. В этом случае определение прочности и ресурса проводится по критериям длительной циклической прочности [2, 10, 11]. Напряженно-деформированные состояния и условия разрушения по критериям длительной циклической прочности формулируются и записываются в кинетической постановке. Эти вопросы также отражены в настоящей монографии. [c.12]

В связи с рассмотренными особенностями деформирования и разрушения резьбовых соединений, работающих в широком диапазоне температур, важное значение может иметь температурный фактор, способствующий возникновению дополнительных деформаций ползучести, снижению усилий предварительного затяга п накоплению длительных статических и циклических повреждений. Оценка сопротивления малоцикловому разрушению резьбовых соединений при высоких температурах может быть осуществлена по критериям длительной циклической прочности (см. гл. 2, 4 и 11). Понижение температур эксплуатации приводит к возможности возникновения хрупких разрушений резьбовых соединений на ранних стадиях развития трещин малоциклового нагружения. Это требует изучения трещиностойкости конструкционных материалов (предназначенных для изготовления резьбовых соединений) с применением соответствующих критериев линейной и нелинейной механики разрушения [19, 12]. [c.211]

Типы предельных состояний и критериев разрушения и методы расчета при длительном циклическом нагружении принимаются такими же, как и при расчете малоцикловой прочности (см. пп. 1.3, 1.5 и 1.6 2). [c.245]

Во втором случае экспериментальные исследования сосредоточены на получении исходных характеристик материалов по сопротивлению деформированию и разрушению. Эти характеристики определяются при испытаниях лабораторных образцов. Критерии повреждения устанавливаются на базе исследований основных механических закономерностей поведения материалов при кратковременном и длительном нагружении (ползучесть, длительная прочность и пластичность), при малоцикловом нагружении с выдержками и без выдержек. Указанные исследования позволяют сформулировать критерии образования и развития разрушения и уравнения состояния. [c.9]

В упомянутые десятилетия кафедрой заведовали профессора Ю. И. Ягн и П. А. Павлов — выдающиеся отечественные механики, известные своими изысканиями в области критериев пластичности и разрушения, в проблемах много- и малоцикловой усталости, ползучести и длительной прочности металлов. В учебнике по возможности учтена их точка зрения по отмеченной тематике. Авторы придерживались их трактовки при изложении понятий обобщенных сил и обобщенных перемещений, инженерных расчетов ка удар и трещиностойкость. [c.3]

Долговечность оценивают на основе суммирования повреждений в соответствии с деформационно-кинетическим критерием длительной малоцикловой и неизотермической прочности. [c.189]

Метод расчета длительной малоцикловой прочности сильфонных компенсаторов с учетом влияния высоких температур и времени нахождения под нагрузкой 19] основан на использовании деформационно-кинетических критериев длительной малоцикловой прочности и решения задачи о напряженно-деформированном состоянии сильфонного компенсатора при длительном циклическом нагружении, а также данных о механических свойствах материалов в указанных условиях. [c.219]

Важным элементом обоснования метода расчета на прочность является накопление и систематизация данных об отказах по критериям длительной малоцикловой и неизотермической прочности при эксплуатации машин и конструкций. Указанное дает возможность проверить достоверность расчетных оценок долговечности, а также уточнить запасы прочности. [c.231]

Повышение эксплуатационных нагрузок и снижение запасов прочности приводят к тому, что расчеты прочности и надежности по критериям сопротивления длительному и циклическому разрушению должны осуществляться не только в напряжениях, как это традиционно имело место, а в деформациях. Это связано с тем, что в неупругой области небольшим изменениям номинальных напряжений соответствуют еще меньшие изменения максимальных напряжений в перенапрягаемых зонах и существенные изменения местных деформаций. Поэтому для случаев однократного и малоциклового нагружения в упругопластической области необходима разработка методов кинетики местных дефор.маций и деформационных критериев разрушения. [c.69]

На основе представлений о разрушении как предельной работе микронапряжений на пути пластической и упругой деформации предложен энергетический критерий в деформационных терминах, единый как для малоцикловой, так и многоцикловой усталости, а также критерий длительного статического разрушения с экспериментальной проверкой их в условиях статического и циклического нагружений, в том числе программного (одночастотное и двухчастотное, нагружение с временными выдержками, многоступенчатое, с чередованием видов нагружения и т. д.) с привлечением теплофизического анализа и проведением термодинамического эксперимента. [c.271]

Критериями оценки конструкций дисков являются коэффициенты запасов по различным параметрам, определяющим их напряженность, деформативность, несущую способность и долговечность. Важной характеристикой является долговечность диска-Повышение ресурсов работы приводит к резкому увеличению как длительности действия нагрузок, так и числа повторений (циклов) нагружений для некоторых машин. Накопление длительных статических и малоцикловых повреждений в материале может привести к преждевременному разрушению дисков. Расчет долговечности должен быть основан на точной оценке напряжений и деформаций, учете концентрации напряжений, знании свойств материала в аналогичных условиях нагружения и использовании современных представлений о накоплении повреждений. [c.6]

Для оценки несущей способности конструкций по критерию усталостного разрушения (малоциклового и многоциклового) типа (1) необходимы сведения о закономерностях изменения деформационных циклических свойств и пластичности материала. Надежная экстраполяция этих свойств на длительные времена (100 тыс. ч и более) может быть обоснована путем исследования закономерностей структурных изменений материала под действием температурного и силового воздействия при длительных сроках нагружения. [c.67]

Вторая группа включает параметры, оценивающие сопротивление материалов переменным и длительным статическим нагрузкам. При повторном нагружении в области многоцикловой усталости определяется предел выносливости на базе 10 -н2-10 циклов. Малоцикловая усталость отделяется от многоцикловой условно выбранной базой испытания (Л >5-10 циклов) и отличается пониженной частотой нагружения ( = 0,1-н5 Гц). Сопротивление малоцикловой усталости оценивается по долговечности при заданном уровне повторных напряжений или пределом малоцикловой усталости на выбранной базе испытаний. Сопротивление длительным статическим нагрузкам определяют, как правило, при температуре выше 20°С. Критериями сопротивления материалов длительному действию постоянных напряжений и температуры являются пределы ползучести (То,2/-с и длительной прочности Сх. Предел длительной прочности определяют при заданной базе испытаний, обычно 100 и 1000 ч, предел ползучести — по заданному допуску на остаточную (обычно 0,2%) или общую деформацию при установленной базе испытаний. [c.46]

Проблема длительной малоцикловой прочности элементов конструкций связана с исследованием закономерностей деформирования и условий разрушения материалов для случая циклического нагружения при высоких температурах. Исследования критериев малоциклового разрушения при высоких температурах ведутся в последнее десятилетие весьма интенсивно, однако достаточно однозначных результатов не получено, о чем также свидетельствует большое количество различных предложений, в ряде случаев противоречивых. Соответствующие обзоры по данному вопросу содержатся в работах [156, 178, 183, 184, 239, 243, 253, 256, 283, 291-293]. [c.19]

Возможность применения деформационно-кинетических критериев малоцикловой и длительной циклической прочности в условиях неизотермического нагружения должна быть экспериментально обоснована с учетом особенностей, сопровождающих процесс циклического нагружения при переменных температурах. Эти особенности прежде всего связаны с характером изменения во времени и с числом циклов нагружения располагаемой пластичности материала, а также односторонне накопленных и циклических необратимых деформаций. [c.44]

Важным методическим моментом расчета повреждений в форме деформационно-кинетического критерия малоцикловой прочности является вопрос о возможности использования известных корреляционных зависимостей характеристик сопротивления усталостному разрушению от статической и длительной пластичности материала. В исследовательских работах, связанных с обоснованием применимости критерия, необходимо получать прямые опытные данные путем постановки базовых экспериментов в соответствующем диапазоне условий (температурный режим, частота и скорость деформирования, предельные базовые числа циклов и общая продолжительность статических и циклических испытаний). При наличии [c.53]

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружений. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения — накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально исследовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины. [c.274]

Оценка повреждений с целью проверки справедливости деформационно-кинетических критериев циклического разрушения должна осуществляться с использованием прямых корректно полученных данных базовых экспериментов, причем в общем случае проведение таких экспериментов предусматривается на машинах с обратными связями, обеспечивающих различные режимы программного нагружения и нагрева с погрешностью по каналам сил, деформаций и температур не более 1—2%. При этом в соответствии с результатами испытаний широкого круга конструкционных материалов суммарное накопленное к моменту разрушения (появления трещины) повреждение для случаев малоциклового, длительного циклического изотермического и неизотермического нагружений, а также термической усталости оказывается, как правило, в пределах от 0,5 до 1,5. [c.275]

Основные механические закономерности сопротивления материалов малоцикловому и длительному циклическому нагружению, а также деформационно-кинетический критерий малоциклового и длительного циклического разрушения необходимы для решения соответствующих задач определения кинетики деформированных состояний в зонах концентрации и оценки долговечности на стадии образования трещины. Полученные данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению использованы для расчета малоцикловой усталости циклически нагружаемых конструкций. Применительно к сварным трубам большого диаметра магистральных газо- и нефтепроводов, волнистым компенсаторам и металлорукавам на основе их испытаний разработаны и экспериментально обоснованы методы расчета малоцикловой усталости при нормальных и высоких температурах. [c.275]

Базовыми экспериментами при использовании деформационно-кинетического критерия прочности являются испытания на малоцикловую усталость при одноосном напряженном состоянии в жестком режиме нагружения и испытания на статический разрыв переменной длительности, проводимые с целью определения предельной пластической де-формации материала. [c.6]

Долговечность оценивают, используя правило суммирования повреждений в соответствии с деформационно-кинетическим критерием прочности. Базовые данные и расчетные характеристики получают при термомеханическом режиме нагружения, соответствующем эксплуатационному или эквивалентному ему по деформациям, температурам и длительностям. При этом определяют кривые малоцикловой усталости (при жестком нагружении) и располагаемой пластичности (при монотонном статическом разрыве или испытании на длительную прочность и пластичность). [c.23]

Важным методическим моментом оценки повреждений с помощью деформационно-кинетического критерия является вопрос о возможности использования известных корреляционных зависимостей характеристик сопротивления малоцикловой усталости, статической и длительной пластичности и прочности материала. [c.46]

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах. [c.2]

В работе [123] предлагается метод расчета длительной малоцикловой прочности сильфонных компенсаторов с учетом влияния высоких температур и времени нахождения под нагрузкой. Расчет основан на использовании разработанных в Институте машиноведения деформационно-кинетических критериев длительной малоцикловой прочности [232, 241] и метода решения задачи о напряженно-деформированном состоянии сильфонного компенсатора при длительном циклическом нагружении [140], а также данных о механических свойствах материалов в указанных условиях. Осущест- [c.198]

Вьювленные закономерности длительного неизотермического малоциклового деформирования и разрушения свидетельствуют о сложности происходящих при этом явлений. Ор)ш из возможных подходов к расчету долговечности — получение зависимостей, инвариантных к рассматриваемым факторам. Такую инвариантную зависимость можно получить на основании деформационно-кинетического критерия прочности при неизотермическом нагружении в форме [c.36]

Расчет суммарного повреждения для режимов (см. рис. 2.46, а.... ..г) неизотермического нагружения [17] (в том числе при испытаниях, когда возможно. накопление больших поврен<де шй как усталостных, так и квазистатических, а также для режимов с максимальным повреждаюш,им эффектом) показывает удовлетворительное соответствие экспериментальных данных (расчетным, полученным по деформационно-кинетическому критерию длительной малоцикловой неизотерм ической прочности (рис. 2.47). [c.109]

Задача определения длительной малоцикловой и неизотермической прочности деталей машин и конструкций включает получение данных о термомеханической нагруженности в эксплуатационных условиях, определение полей деформаций и напряжений рассчитываемых на прочность элементов (в первую очередь в зонах максимальной напряженности), использование обоснованных критериев длительной малоцикловой и иеизотермической прочности, определение механических свойств и расчетных характеристик конструкционных материалов применительно к условиям службы элементов. Этапы оценки длительной малоцикловой и неизотермической прочности представлены на рис. 4.1. [c.174]

Предельное состояние по условиям длительной малоЦикловой прочности в зоне концентрации определяли на основе деформаци-онно-кияетического критерия с учетом малоцикловых и длительных статических повреждений в форме (2.41). [c.210]

Даны характеристики эксплуатационной нагруженности машня и конструкций расчеты на прочность по критериям сопротивления однократному, длительному статическому, малоцикловому и многоцикловому разрушениям параметры, необходимые для расчетов долговечности машин. Изложены методы расчетов конструкций энергетического, транспортного, сельскохозяйственного, металлургического и других отраслей машиностроения. [c.4]

Традиционные расчеты статической и длительной прочности изделий, основанные на оценке номинальной нагруженности, оказываются в силу назвайных обстоятельств недостаточными, и в ряде случаев наблюдается выход деталей из строя вследствие исчерпания ресурса по критерию малоциклового сопротивления в зонах местной нагруженности изделия. [c.3]

Как показывают экспериментальные данные (см. рис. 1.2.4), при наличии в цикле выдержек наблюдается весьма существенное изменение напряжений и деформаций, причем накопленная деформация может превышать заданный размах в 2—3 раза и более. Расчет длительной малоцикловой прочности в соответствии с кинетическими деформационными критериями в форме уравнений (1.2.8), (1.2.9) дает для рассматриваемого случая нагружения хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных (таблица 1.2.1). На рис. 1.2.2, б показаны величины накопленного повреждения для режимов нагружения с выдержками при растяжении и сжатии, а также только при сжатии (точки 4). Характерно, что новые данные укладываются в поле рассеяния точек, соответствующих испытаниям, проведенным в условиях мягкого и жесткого нагружений без выдержек и с выдержками при постоянном напряжении (точки 2). Для расчета величины повреждения использована зависимость распо.пагаемой пластичности от времени, где ( ) — пластическая деформация при статическом разры- [c.27]

Последнее обстоятельство позволяет распространить указанные подходы на расчетное определение прочности и ресурса других типов элементов конструкций. Расчет выполняется на основе деформационно-кинетических критериев малоцикловой и длительной циклической прочности, базируется на расчетных и экспериментальных данных о местной напряженности конструкции с учетом поцикловой и во времени кинетики деформаций, проводится [c.275]

Ниже приведены результаты испытаний сплава ХН73МБТЮВД, на примере которых показана возможностБ" использования деформационно-кинетического критерия в случае термической усталости. Испытания проводили по режимам, приведенным выше были получены кривые малоцикловой усталости при изотермическом и неизотермическом нагружении по жесткому режиму, а также кривые термической усталости в циклах раз личной длительности (рис. 73). Эти зависимости необходимы для определения величины в.ходящей в уравнение (5.51). Значение Np принимают из опытов на неизотермическую малоцикловую усталость при жестком режиме нагружения, когда односторонняя деформация отсутствует. [c.131]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

Для указанных условий деформирования и разрушения долговечность определяют на основании деформационно-кинетических критериев прочности. При расчете учитьшают кинетику циклических и односторонне накопленных деформаций в различных зонах конструктивных элементов, а также изменение механических свойств материала при высокотемпературном малоцикловом нагружении. Определим долговечность элементов конструкций с зонами концентрации напряжений и мембранными зонами при различных режимах длительного малоциклового нагружения, приводящих к усталостным и квазиста-тическим повреждениям. В качестве модельного элемента выберем оболочечную конструкцию с фланцами, работающую при повторном нагружении внутренним давлением при высоких температурах. Предположим, что конструктивный элемент изготовлен из аустенитной стали ее характеристики при статическом и длительном нагружении [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...