Предел длительной прочности упругости

I. Предварительные замечания. В 2.11 и 2.13 были описаны статические кратковременные испытания гладких образцов из различных материалов на растяжение и сжатие при комнатной температуре. Предыдущие параграфы настоящей главы содержат описание различных упругих и механических свойств материалов и оценку влияния различных факторов на эти свойства. Уже при этом обсуждении приходилось обращаться к результатам динамических испытаний (при определении сопротивляемости ударному воздействию и при оценке влияния скорости деформирования на различные свойства), кратковременных и длительных испытаний при высоких температурах (при определении предела длительной прочности и предела ползучести, а также при оценке влияния температурного фактора на различные свойства), длительных испытаний при переменных по величине и знаку нагрузках, длительных испытаний при комнатной температуре и постоянной нагрузке и при монотонно убывающей нагрузке. Приходилось, наряду с рассмотрением результатов испытания гладких образцов, обращаться и к анализу материалов испытаний образцов с надрезом указывалось, что, кроме непосредственного определения интересующих инженера свойств материала, существуют косвенные пути оценки этих свойств (при помощи определения твердости) отмечалось, что, [c.298]

На приведенных графиках сопоставлено распределение в дисках суммарных упругих напряжений и напряжений ползучести, которые получились в результате перераспределения первоначального напряженного состояния за время ресурса работы двигателя. Там же даны значения пределов длительной прочности за 50 000 час (ресурс работы двигателя) по радиусу диска. Разница между кривой оа. по ООО и кривыми рабочих напряжений определяет величину запаса прочности в различных участках диска. [c.128]

При расчетах циклической и длительной циклической прочности на стадии проектирования и пуска атомных реакторов в соответствии с данными 3 используются характеристики механических свойств применяемых конструкционных материалов, гарантируемые соответствующими техническими ус.ловиями и стандартами. Этими характеристиками являются модули упругости E , пределы прочности од и текучести Оа,2, относительное сужение ф или фй, определяемые при кратковременных статических испытаниях, а также пределы длительной прочности а х и длительная пластичность ф (или 8 ), определяемые из опытов на длительную прочность и ползучесть. Дополнительными характеристиками материалов являются показатели степени кривой [c.43]

Предел длительной прочности принимают для 100 тыс. ч работы, а предел ползучести при деформации, равной 1 /о, — за 100 тыс. ч. Если Б какой-либо зоне цельнокованого ротора температура достаточно-высока, необходимо выполнять расчет ротора на ползучесть (см. гл. IV). Иногда для быстрой оценки прочности ротора расчет производят упрощенно (как для упругой зоны), а допускаемые напряжения получают, принимая коэффициенты запаса прочности /(д=1,5 /( =1,0. [c.271]

Коэффициент запаса прочности по пределу длительной прочности вычисляют но отношению к максимальным расчетным упругим напряжениям [c.376]

В связи с этим максимальные упругие напряжения, очевидно, не определяют несущей способности корпуса и при пластичном материале й статической нагрузке могут быть достаточно высокими, но не превосходящими предел текучести и предел длительной прочности. Однако более подробный анализ прочности корпуса с учетом влияния упомянутых выше факторов, позволяющий детально проследить изменение напряженного состояния конструкции во времени, весьма важен. Поэтому особенно большое значение имеет разработанная в последнее время в ЦКТИ [68] программа расчета корпуса турбины для состояния не-установившейся ползучести. Программа предусматривает изменение температуры по толщине стенки и вдоль образующей корпуса и позволяет рассчитывать оболочку с произвольным очертанием меридионального сечения. Методика дает возможность определять напряжения и деформации конструкции за весь срок службы конструкции. [c.401]

На рис. 228—230 показано изменение модуля упругости, пределов длительной прочности и ползучести сталей этого типа для испытаний различной длительности. [c.391]

Если проводится упругопластический расчет, то последовательно выдаются результаты упругого и упругопластического расчетов. Запасы прочности по напряжениям упругопластического расчета для расчетных радиусов того же диска турбины (рис. 4.2, а) показаны на рис. 4.2, в. На рис. 4.2, б показано меридиональное сечение диска, распределение температуры в зависимости от радиуса и пределов длительной прочности в кгс/мм. Напряжения упругопластического расчета в этом диске приведены на рнс. 3.4. [c.118]

Е — модуль упругости G — моду 1ь сдвига fjL — коэффициент Пуассона Од,,— предел прочности дл —предел длительной прочности X —напряжение сдвига вр — временный модуль деформаций /Гдл — длительный модуль деформаций Лвр — временной деформационный коэффициент йд.с —коэффициент длительного сопротивления feo — коэффициент однородности i —расчетное сопротивление т) — коэффициент внутреннего трения f— коэффициент продольного изгиба X — гибкость /—время [c.8]

С другой стороны, по мере уменьшения скорости загружения зависимость прочности от нее усиливается. В пределе, при нулевой скорости загружения получается минимальное значение прочности. Этот предел, называемый в различных источниках по-разному пределом длительного сопротивления, пределом длительной прочности и просто длительной прочностью, — представляет для строительных конструкций весьма большой интерес. Однако определение его при обычных испытаниях очень затруднительно, так как прессы для получения весьма малых скоростей загружения не приспособлены. Длительная прочность материала определяется по специальной методике, зависящей от вязких и упругих свойств материала (см. ниже). Обычно ее выражают в отношении к пределу прочности. Для того чтобы получать однообразные результаты, необходимо сам предел прочности определять всегда при одной и той же скорости загружения. [c.26]

Физически причина разрушения полимера во всех случаях и в случае непрерывного быстрого загружения, и в случае медленного его загружения, и в случае длительного выдерживания под некоторым фиксированным значением разрушающей нагрузки—может быть одна и та же — расширение микродефектов, но достигается оно при различной степени участия податливых связей в восприятии внешней нагрузки. Отсюда следует, что если предел прочности характеризуется усилием, вызывающим максимально возможное упругое напряжение всех элементарных частиц вещества, то предел длительной прочности характеризуется усилием, возбуждающим до предела только те частицы, которые имеют жесткие взаимные связи. Те частицы, которые не имеют жестких связей с другими, в длительном восприятии нагрузки не участвуют, выключаясь из работы в процессе ползучести. Длительная прочность в зависимости от структуры полимера, т. е. от наличия жестких связей между его элементарными частицами, изменяется от предела прочности до нуля, всегда оставаясь меньше предела прочности. [c.37]

Пусть полная площадь поперечного сечения Р элемента изображается на оси абсцисс (рис. 14) отрезком ОО, а ее вязкий и упругий компоненты— отрезками ОС = тР и С О = —т)Р соответственно. Длительная прочность вязкой части равна нулю. Длительная прочность упругого каркаса равна его пределу прочности и изображается прямой СО. [c.48]

При переходе за предел длительной прочности точки перегиба кривых ползучести винипласта и полиэтилена не лежат на одном уровне (рис. 16) и деформации в этих точках не равны предельной упругой. Отсюда следует, что при разрушающих напряжениях винипласт и полиэтилен с течением времени упрочняются , элементарные частицы их поворачиваются, в результате чего ориентация их стремится улучшиться. Но это улучшение связано с обрывом поперечных связей, т. е. с разрушением материала и поэтому не влияет на длительную прочность, которая остается на прежнем уровне. [c.59]

Модуль упругости у никелевого чугуна с шаровидным графитом и перлитной структурой при температуре 400-550 °С на 1 20 % выше, чем у ферритного молибденового, однако предел длительной прочности и текучести при 450 °С ниже, чем у ферритного чугуна с молибденом. [c.637]

В каждом сечении лопатки отыскиваются точки с минимальным запасом прочности. При большой разности температур между входной и выходной кромками и средней частью сечения лопатки опасные точки находятся на контуре средней части сечения с вогнутой стороны. Вследствие различия температур в отдельных точках, модулей упругости Е и пределов длительной прочности б] точки сечения с минимальным запасом прочности не совпадают с точками максимальных напряжений. [c.256]

Сложное напряженное состояние диска, изменяющиеся вдоль радиуса температура и свойства материала не позволяют заранее указать те радиусы, на которых запасы прочности окажутся минимальными. Для оценки упругого состояния диска строится полная характеристика распределения запасов прочности вдоль радиуса диска. На рис. 6.20 показано примерное распределение напряжений и запасов прочности в диске с неравномерным нагревом. На участке от нулевого сечения до радиуса наибольшим главным напряжением является окружное напряжение ае, а наименьшее осевое а = 0. На этом участке запас прочности определяется по напряжению ае. На участке в пределах радиусов г . .. Гь наибольшим напряжением является а , и оно определяет запас прочности. В периферийной части диска на радиусах больше Гь Запас прочности определяется суммарным напряжением а + + ае, так как последнее является отрицательным и складывается с первым главным. Наименьшие запасы могут быть на контуре отверстия или на внешнем контуре диска. В первом случае имеет место пиковое возрастание окружного напряжения ае, а во втором — сложение двух достаточно больших главных ае и а . Кроме того, на внешнем контуре существенно снижается предел длительной прочности материала из-за высоких рабочих температур. В средней части диска запасы прочности достаточно высоки По сравнению с критическими сечениями. Подбором толщины и [c.311]

Остановимся на некоторых примерах выбора коэффициентов запаса для деталей турбин. Для статических напряжений можно допускать коэффициенты запаса даже меньшие 1, если при подсчете упругих напряжений учтены температурные напряжения, а возможное поле остаточных напряжений не принимается во внимание. Если напряжения рассчитываются только от центробежных сил, коэффициент запаса принимают 1,4-1,5. Так, например, обычно коэффициент запаса статической прочности в пере лопаток Лет = о длз/о стл > 1,5, ще <Гд.па - эквивалентное значение предела длительной прочности, рассчитанное исходя из принципа суммирования повреждений на регламентированных техническими условиями ГТУ режимах работы применительно к соответствующим ресурсам. В хвостовиках лопаток и в замковых выступах дисков допустимый запас прочности по статическим напряжениям обычно варьируется в пределах от 2 до 3. Столь большой запас вызван тем, что в расчетной практике учет неравномерности распределения усилий по зубцам, величины концентрации напряжений в условиях ползучести применительно к реальным условиям работы, а также точности изготовления (в пределах заданных допусков) не нашел еще широкого применения. [c.533]

Свойства бериллия также исследовались для определения возможностей его использования в качестве волокнистого армирующего материала для композитов с полимерной матрицей, если он сам имелся в достаточном количестве в форме пластичной проволоки. Высокий модуль (на 40% больше, чем у стали) и низкая плотность (на 30% меньше, чем у алюминия) сделали его привлекательным конструкционным материалом для авиации, и можно было надеяться, что пластичность проволок улучшит ударные свойства композита. В работе [62] опубликованы некоторые результаты по растяжению бериллиевой проволоки диаметром 0,005 дюйм. Она разрушалась вязко даже при комнатной температуре после удлинения примерно на 1—3%. Позднее [36] исследован более детально предел упругости проволоки и определено ее остаточное удлинение при различных уровнях нагружения. Кроме того, исследованы также свойства длительной прочности проволоки при комнатной температуре. Данные показывают уменьшение прочности с ростом продолжительности действия нагрузки, однако результаты имеют большой разброс. [c.278]

В последнее время проводились работы в области механики полимеров, создания методов расчета деталей из полимеров на прочность, комплексного изучения их физико-механических характеристик. Изучаются теории, необходимые для решения задач о деформированном и напряженном состоянии упруго-вязких полимеров. Получила развитие теория и накоплен обширный экспериментальный материал в области температурно-временной зависимости прочности, развиты представления о статической усталости армированных систем на основании свойств отдельных компонентов, показано существование предела длительной статической прочности. Для описания условий разрушения предложены критерии предельного состояния, экспериментально показана зависимость плотности и упругости. Определенное развитие получили представления о взаимосвязи структуры полимеров и их механиче ских свойств, а также структурная механика армированных систем. [c.215]

Инженер-конструктор создает продукцию двух видов проект деталей и узлов, представленный чертежами и описательными ведомостями, и прогнозную оценку (расчет) их надежности и работоспособности. Именно второй вид продукции требует самых больших усилий и наиболее активного сотрудничества с разработчиками материалов. Предметом рассмотрения в данном случае является такой аспект работоспособности деталей, как рабочая долговечность. Чтобы предсказать ее, инженер должен определить напряжения, температуру, химический состав рабочей среды и характеристики поведения материала. Для этого он может воспользоваться собственными расчетами, проведением испытаний или консультацией специалистов. Чтобы описать поведение, можно использовать характеристики как связанные, так и не связанные с разрушением. К последней группе характеристик относятся такие свойства, как модули нормальной упругости и сдвига, коэффициент Пуассона, коэффициент линейного расширения, теплопроводность, излучательная способность, плотность. Они нужны для расчета напряжений, деформаций и температур. В числе связанных с разрушением рассматривают коррозионные свойства, характеристики ползучести и длительной прочности, диаграммы много- и малоцикловой усталости, характеристики вязкости разрушения, текучести и предела прочности. Совместное рассмотрение всех этих характеристик приводит к выводу, что механизмы разрушения (в их зависимости от температуры и числа циклов нагружения) представляют наибольший интерес для конструкторов камеры сгорания, а также рабочих и направляющих лопаток. [c.63]

Для простых двухфазных структур отношение длительной прочности к пределу прочности (коэффициент длительности Адд) равно отношению длительного модуля деформаций к модулю упругости. [c.53]

Предел длительной прочности, предел ползучести, модуль продольной упругости и коэффициент линейного расширения для некоторых материалов при различнЕлх температурах приведены на рис. 8.1 и 8.2 [6]. [c.275]

Марка стали Температура, С Предел текучести Oj,, МПа Предел прочности Од, МПа Относительное удлинение 8, % Модуль упруго- сти 10 , МПа Предел длительной прочности Стдп за 10 4, МПа Коэффициент линейного расширения 10 , 1/К Коэффициент теплопроводности X, Вт/(м К) Декремент колебаний Л, % Область применения [c.64]

Пример 4.1. Результаты расчета напряжений в диске турбины из сплава ХН77ТЮР-ВД приведены в контрольном расчете к программе и анализируются в гл. 1 4 (упругий расчет см. рис. 1.10) и в гл. 3 8 (упругопластический расчет см. рис. 3.4). В программе имеется автономная процедура Запас , по которой вычисляются запасы по напряжениям. Описание этой процедуры см. также в приложении 1. Если проводят упругий расчет, то в исходной информации в табличной форме задают пределы прочности материала для нескольких температур диска, или если учитывают длительность работы, то задают пределы длительной прочности. Промежуточные пределы прочности для всех температур в расчетных точках определяются путем интерполяции. Результаты расчета выдаются на печать в виде запасов по напряжениям kg. [c.117]

Очевидно, что = Е (То) Вц представляет собой начальное напряжение в стержне. При хрупком характере разрушения материала стержня, когда (5.1) остается справедливым вплоть до разрушения, в условии работоспособности а [ < [а (Т) ] допустимое напряжение [а (Т) ] связано с временным сопротивлением материала либо на растяжение р (Г), если а >0, либо на сжатие Tj,, с Т), если <7 с 0. В последнем случае предполагается, что потери устойчивости стержня и его выпучивания под действием сжимающих напряжений не происходит. В принципе даже при упругой работе материала стержня его разрушение может быть связано с процессо1и длительного накопления повреждений. Тогда при заданном времени tj действия температуры Т значение [а (Т) ] будет связано с пределом длительной прочности материала, соответствующим значениям Т и tj. При циклическом изменении температуры стержня при упругой работе его материала для оценки работоспособности потребуется привлечение критериев многоцикловой усталости (см. 3. 4 и [50]). [c.192]

Пределы длительной прочности композиционных материалов оказываются функциями не только времени но и предельной деформации, мгновенного и длительного модулей упругости наполнителя и связующего, а также коэффициента армирова- ния г ). [c.140]

Пределом длительной прочности называют напряжение, от действия которого при данной температуре в течение заданного промежутка времени происходит разрушение материала соответственно [оГдJ—допускаемое напряжение, найденное на основе предела длительной прочности a f. Детали, которые могут быть подвержены ползучести, должны быть проверены исходя из Осе, и [о вЛ-Релаксацией называется уменьшение напряжений в материале с течением времени при заданной постоянной деформации детали, происходящее вследствие уменьшения упругих деформаций за счет роста пластических деформаций. Кривая релаксации имеет вид, показанный на рис. 17.2. Процесс релаксации выражается следующим уравнением [c.348]

Примечание. Г - предельная температура применения металла, которой соответствует предел длительной прочности за 1000 ч не менее 250 МПа а - коэффициент линейного расширения (ТКЛР) А - коэффициент теплопроводности - модуль упругости р - плотность. [c.44]

Предел прочности в кГ1мм . . . Предел текучести в кГ мл . . . Относительное удлинение в %. . Модуль упругости в кГ/мм -. . Длительная прочность (за 100 час.) [c.374]

Сложность введения ориентированных нитевидных кристаллов в металлическую матрицу с целью максимально возможной реализации их высоких механических свойств не позволяет пока рассматривать композиционные материалы, упрочненные нитевидными кристаллами, как материалы, широко изученные и готовые к практическому применению. Однако работы по исследованию возможности создания материалов с алюминиевой матрицей показывают, что введение нитевидных кристаллов позволяет существенно повысить прочность, особенно при высоких температурах. Композиционный материал, содержаш ий 20 об. % нитевидных кристаллов AI2O3 (имеющих среднюю прочность 560 кгс/мм ), имеет при 500° С предел прочности 21 кгс/мм и 100-часовую длительную прочность 8,4 кгс/мм . Модуль упругости этого материала равен 12 700 кгс/мм [187]. Материал с 30 об. % нитевидных кристаллов AI2O3 имеет при 500° С предел прочности 38 кгс/мм [174]. [c.211]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

В этих условиях длительная прочность материала стенки бланкета при 1000° С и ресурсе не ме-нее 10 000 ч должна быть также не менее 4—5 кгс/мм . Кроме того, к материалу стенки предъявляются и другие жесткие требования максимальный предел прочности при 1000° С материала стенки должен быть не менее 40—50 кгс/мм стенка должна иметь близкую к меди высокую теплопроводность (не менее 100—300 Вт/(м град)) минимальный коэффициент термического расширения (менее 4—5-10 1/град) высокий модуль упругости минимальный коэффициент Пуассона (менее 0,3) минимальную упругость пара в рабочих условиях (менее 10 мм рт. ст.) высокую совместимость с теплоносителем и достаточно высокие технологичность и свариваемость. К этим разнообразным требованиям присоединяются еще и ядерно-физические материал стенкн бланкета должен иметь минимальные сечения ядерных реакций, не должен подвергаться радиационному охрупчиванию и распуханию, должен оказывать максимальное сопротивление ионному распылению и эрозии вследствие блистерообразова-ния. [c.14]

Получившие большую экспериментальную проверку и проверку в условиях эксплуатации традиционные методы расчета прочности серийно выпускавшихся ранее машин и конструкций, основанные на сопоставлении номинальных статических упругих напряжений с допускаемыми [1, 2], для указанных выше условий нагружения оказались недостаточными. Это подтвердилось случаями эксплуатационных поврея<дений и разрушений уникальных машин и конструкций уже на стадиях испытаний и в начальный период работы при долговечностях, несопоставимых с требуемым ресурсом. Запасы статической прочности Пт по пределам текучести 0т, пь по пределам прочности О ,, Пх по пределам длительной [c.5]

Для объяснения поведения при ползучести сплавов, упрочнеп-ных монокарбидами, могут быть использованы представления, развитые Томсоном и др. [61] в работе по исследованию сплава, упрочненного карбидом хрома. Рассмотрим для простоты псевдо-бинарный никелевый сплав, упрочненный Nb . Предел длительной 100-часовой прочности при 1093° С этого сплава, по данным Лемке и Томсона [42], составляет 55 МН/м . Прикладываемое напряжение, которое ниже предела текучести, распределяется между компонентами в отношении, примерно равном отношению их модулей упругости. При этой температуре отношение модуля упругости волокна i< модулю упругости матрицы можно принять равным 4 1, а напряжения в волокне и матрице составят 164 и 41 МН/м соответственно. Матрица не может выдержать напряжения такой величины без разрушения дая е короткое время, поэтому она релаксирует путем ползучести и напряжение передается карбидной фазе. [c.142]

Прессование изделий. Практика производства стеновых изделий полусухим способом показала, что выбор типа пресса, величины прессового давления и влажности массы зависит от технологических свойств глины, применяемых в производстве. При сухом прессовании строительного кирпича, в частности, важную роль играет величина упругих деформаций керамической массы. Спрессованный сырец после прекрашения действия прессового давления (как после снятия вертикального давления при подъеме верхнего штампа, так и при снятии бокового давления — после выталкивания из формы) несколько увеличивается в объеме. Особенно сильное расширение происходит в направлении прессового давления. При влажности массы 5—6% и малой длительности прессования упругое расширение может достигнуть по толщине сырца 2—3 мм. С повышением влажности оно заметно понижается. Пластичные глины имеют более ярко выраженные упругие свойства по сравнению с тощими и сильно запесоченными глинами. Этим и объясняется тот факт, что тощие массы расслаиваются (в изделиях возникают трещины) лишь в результате приложения очень больших давлений. Однако для их прессования также необходимо высокое давление. Величина деформаций зависит от длительности воздействия давления. Чем больше это время, тем значительнее возрастают пластические деформации и уменьшаются упругие, повышается плотность и прочность сырца и обожженного изделия. При добавлении к пластичной глине шамота или песка пропрессовываемость сырца ухудшается и вместе с этим повышается предел его прочности. Количество добавляемого шамота или песка в каждом конкретном случае должно быть определено экспериментальным путем. Важен также подбор зернового состава шихты хорошая пропрессовываемость достигается при содержании круп- [c.283]

При фиксированных нагрузках, превышающих длительную прочность, на первоначальном этапе процесс ползучести имеет затухающий характер и определяется теми же формулами, что и для безопасных нагрузок. По достижении кривой дефор.чации (рис. 14) точки перегиба в результате перераспределения напряжений наибольщие внутренние напряжения достигают уровня СО. Очевидно, что в условиях воздействия постоянной нагрузки упругая фаза подвергается на самом деле непрерывному загружению в результате перераспределения усилий, а поэтому по достижении максимальными напряжениями уровня предела прочности в ней также начнется разрушение. По характеру оно может быть хрупким или пластическим. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...