Критерий длительной и малоцикловой прочности

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]

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]

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]

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]

Для использования данного критерия при оценке прочности оболочечных конструкций требуется информация о кинетике циклических и односторонне накопленных деформаций в максимально нагруженных зонах конструкции, а также данные о сопротивлении разрушению конструкционных материалов, полученные с учетом высоких температур эксплуатации, формы цикла нагружения, времени выдержки и частоты. Для проверки правильности метода оценки длительной малоцикловой прочности необходимы [c.161]

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]

Деформационно-кинетическая трактовка малоцикловой, длительной малоцикловой и неизотермической прочности выполняется в линейной трактовке, принципиально отличаясь, как правило, от нелинейных интерпретаций повреждений во временной форме. Пересчет одних и тех же экспериментальных данных в соответствии с деформационно-кинетическим критерием (2.42) и во временном выражении (2.34) подтверждает линейность в первом и нелинейность во втором случае суммирования повреждения (рис. 2.49), [c.111]

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]

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]

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]

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]

Анализ НДС элементов конструкции при малоцикловом термомеханическом нагружении (см. гл. 4) дает необходимую информацию о циклических упругопластических деформациях в наиболее нагруженных зонах конструкций, а также зависимости этих деформаций от числа циклов, скорости нагружения и длительности выдержки при постоянной нагрузке. Эту информацию принимают в качестве исходных данных при оценке прочности конструктивных элементов с помощью деформационно-ки-нетического критерия прочности (см. гл. 2). [c.246]

Применительно к наиболее ответственным конструкциям (атомные и химические реакторы, сосуды для транспортировки токсичных газов и жидкостей под давлением) выполнение пп. 1—5 осуществляется для стадии образования макротрещин. При этом указанные выше запасы по нагрузкам ид, деформациям 1 и долговечности гея определяются по уравнениям типа (1.3) кривых малоциклового или длительного циклического разрушения, получаемых по критерию образования макротрещин. Однако опыт эксплуатации и испытаний большого числа элементов конструкций при малоцикловом нагружении показывает, что долговечность на стадии развития трещин сопоставима или в 2—5 раз превышает долговечность на стадии образования трещин. Это позволяет за счет уточнения расчетов прочности и ресурса по первой и второй стадии повреждения увеличить срок безопасной эксплуатации конструкций. [c.20]

Деформационно-кинетический критерий прочности при длительном малоцикловом и неизотермическом нагружении [c.95]

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]

Рассмотренные выше закономерности длительного малоциклового и неизотермического разрушения позволили сформулировать критериальные зависимости (2.39), (2.41), (2.42) прочности. Наибольшей общностью обладает деформационно-кинетический критерий разрушения, подтверждающийся с достаточной для инженерных расчетов точностью. [c.125]

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]

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]

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]

Располагая расчетными данными о циклических деформациях в максимально нагруженных зонах гофрированной оболочки и кривой усталости конструкционного материала в заданных по частоте и выдержке условиях нагружения, можно определить длительную малоцикловую прочность комненсатора. Расчет производится на основе деформационно-кин-етического критерия (2.41) без учета доли квазистатического повреждения (накоплением односторонних деформаций при длительном малоцикловом нагружении компенсаторов в условиях заданных перемещений можно пренебречь). В табл. 5.4 для различных условий нагрунсения компенсаторов приведены расчетные данные о числе циклов до разрушения. [c.229]

Изложенный в книге анализ законом ериостей деформирования и разрушения позволяет сделать заключение о возможности использования деформационно-кинетических критериев разрушения в условиях длительного малоциклового и неизотермического нагружения. При этом долговечность элементов конструкций оценивают на базе данных о напряженно-деформированном состоянии с учетом кинетики по числу циклов и во времени), а также системы расчетных характеристик малоцикловой прочности конструкционного материала (принимая во внимание изменения механических свойств в процессе длительного высокотемпературного нагружения за пределами упругости). [c.230]

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]

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]

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]

Малоцикловую долговечность согласно деформационно-кинетическому критерию прочности определяют на ошовании оценки накопленных повреждений, используя данные о сопротивлении малоцикловой усталости и длительной пластичности конструкционных материалов. [c.246]

Экспериментально полученная информация о иагруженности элементов энергетических установок (как показано на рис. 3.8—3.12) позволяет оценить характеристики циклов напряжений (приведенных или местных), амплитуды условных упругих напряжений и коэффициент асимметрии напряжений. Эти параметры циклов напряжений входят в качестве исходных в упомянутые выше расчетные зависимости для определения прочности и ресурса. Эти зависимости могут быть представлены в форме уравнений типа (2.2), (2.3), (2.5) и (2.6) гл. 2 или в расчетных зависимостях 2 и 3 гл. И. На базе деформационных критериев разрушения — малоциклового и длительного статического, указанных в гл. 2 и 11, применительно к элементам паровых стационарных турбин допускаемое число циклов N за расчетный срок службы по заданным в эксплуатации амплитудам напряжений at производится по формуле [13] [c.71]

Аналитическое интегрирование уравнений неупругого поведения и накопления повреждений для простейших стационарных режимов нагружения приводит к известным критериям малоцикловой усталости и длительной прочности. Модель апробирована в различных программах экспериментальных исследований при сложном нагружении (эксперименты И. М. Коровина, В. П. Дегтярева, О. А. Шишмарева, Охаси и др.). Сравнительные исследования различных теорий пластичности, ползучести, неупругости показали, что результаты, полученные с помощью обобщенной модели неупругости, лучше всего соответствуют экспериментальным данным. [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...