Диаграммы длительной прочности разрушения

Рисунок 4.32 - Параметрическая диаграмма длительной прочности [36] Точка С, отвечающая изменению ведущего механизма разрушения (при достижении ее начальная энергия активации разрушения скачкообразно изменяется с L до L2), характеризует точку бифуркации. В этой связи следует придать фундаментальное значение параметрам Lj и Lj и пороговому напряжению Ос, отвечающему точке С. Такой тип зависимости подтвержден массовыми экспериментами на стали различного уровня прочности, сплавах никеля, титана, алюминия, магния и др. Это позволило разработать систему критериального

Формула (7.34) позволяет с единой точки зрения объяснить замедленное разрушение и влияние скорости нагружения. При этом на основании излагаемой теории на диаграмме длительной прочности 1пт — СВ общем случае следует ожидать двух характерных участков с различными U -л у (отвечающих разрывам жидкого покрытия при малых а и разрывам самого металла при достаточно больших с). [c.398]

Большое практическое применение находят параметрические методы экстраполяции результатов испытаний. Эти методы основаны на введении какого-либо параметра, который отражает одновременное влияние температуры и времени. Введение такого параметра позволяет в координатах Ig а — параметр построить единую диаграмму длительной прочности, соответствующую различным температурам испытания. Наличие таких параметрических кривых дает возможность находить большие времена до разрушения при низких температурах по результатам относительно кратковременных испытаний, но при более высоких температурах. [c.118]

Возможность использования обобщенного напряжения по существу предполагает независимость времени до разрушения от первого инварианта тензора напряжения. Вместе с тем имеется большое количество материалов, диаграммы длительной прочности которых расслаиваются в координатах Oi, Ig В качестве примера можно указать на рис. 61, а, б, где представлены диаграммы длительной прочности органического стекла при нормальной температуре в координатах Oi, Ig [c.128]

Расслоение диаграмм длительной прочности в координатах (т,-, Ig говорит о влиянии типа напряженного состояния на время до разрушения, Введение эффективного напряжения и времени — один из возможных путей, облегчающий обработку экспериментальных данных. [c.130]

Выше в этой главе была рассмотрена длительная прочность на основе моделей вязкого и хрупкого разрушений. Вернемся к рис. 104. Прямая АВ—это диаграмма длительной прочности при вязком, а прямая D — при хрупком разрушении. Очень часто области вязкого и хрупкого разрушений разделяет зона смешанного разрушения ВС), которая характеризуется одновременным протеканием и взаимным влиянием процессов ползучести и трещинообразования. [c.199]

Результаты испытаний на длительную прочность представляют в виде кривых или диаграмм длительной прочности, изображающих в логарифмических или полулогарифмических координатах зависимость между а и т. Известно несколько разных видов (степенная, экспоненциальная) зависимости времени разрушения Тр от напряжения а. Наиболее широкое распространение [222] получила зависимость Ларсона-Миллера в виде 0(lg Тр -I- С) = Р(о), где 0 - абсолютная температура испытания, С - константа материала, Тр - время до разрушения при приложенном напряжении о. По результатам испытаний большого числа сплавов величина С зависит от температуры и изменяется в диапазоне от 15 до 30. [c.354]

Предположим, что произвольно проведенные девять лучей из полюса р с координатами lga = 0, = 0 определяют сходственные точки (эквивалентного разрушения) на диаграммах длительной прочности (рис. 2.22). Такое предположение допустимо, поскольку границы перехода от одного типа разрушения к другому вследствие рассеяния экспериментальных данных не могут быть выражены конкретными характеристиками длительной прочности (напряжением и временем разрушения). Тогда линии У и 2 на рис. 2.21 определяют среднестатистические границы переходных областей, протяженных во времени и напряжении. [c.50]

Посмотрим, как изменяются условия подобия по напряжению в сходственных точках диаграмм длительной прочности по рис. 2.22. Для этого в координатах оь аг отложим значения напряжения для меньшей температуры по оси ординат, а для более высокой — по оси абсцисс в сходственных точках для каждой пары температур (рис. 2.23). Для всех уровней температур (попарно) зависимости между напряжениями в сходственных точках аппроксимируются двумя (а данном случае) прямолинейными отрезками, один из которых пересекает при продлении ось ординат, а другой проходит через начало координат. Это свидетельствует о существовании двух условий подобия для данного материала в указанном интервале температур и долговечностей до разрушения. В общем случае существуют три условия подобия в соответствии с тремя областями разных типов разрушения. [c.51]

Далее для произвольно выбранных на диаграммах длительной прочности напряжений и соответствующих им длительностей до разрушения определяют значения коэффициентов К по формуле 2.31), записанной в виде [c.53]

Подобие диаграмм длительной прочности рассмотрено по двум координатам ant. При этом сопоставимые с точки зрения эквивалентной поврежденности значения напряжений, вызывающие разрушение за разное время при различных температурах, располагаются в наклонных сечениях, которые могут быть приведены к одному полюсу. [c.255]

Для некоторых полимерных материалов отмечено расслоение диаграмм длительной прочности в координатах 0(—lg что свидетельствует о влиянии вида напряженного состояния на время до разрушения [39]. Введение эффективного напряжения и времени (по методу, предложенному в [39[) —один из возможных путей, облегчающих обработку экспериментальных данных. Наряду с этим часто прибегают к введению только специального эквивалентного напряжения, оставляя временную ось без изменений. [c.286]

Таким образом, получается полная диаграмма длительной прочности материала. Кривые длительной прочности по параметру вероятности разрушения для материала 33—18С представлены на рис. 31. Задавшись необходимой вероятностью, можно определить предел длительной прочности, соответствующий базе т, или долговечность, соответствующую уровню напряжений, с оценкой рассеяния. [c.56]

Каждая из этих областей характеризуется определенным диапазоном температур и напряжений, который удобно рассмотреть на диаграмме рис. 18.2.1. Здесь по оси абсцисс откладывается темпе,ратура Г, по оси ординат — напряжение а. В результате кратковременного испытания па разрыв определяется предел прочности Ов. Верхняя кривая 1 соответствует зависимости предела прочности от температуры, область, лежащая выше этой кривой и обозначенная буквой Р, есть область мгновенного разрушения. Предел прочности Ов зависит от скорости испытания, особенно при высоких температурах, но мы не принимаем во внимание эти эффекты при рассуждениях качественного характера. Штриховая кривая 2 определяет ту границу, ниже которой ползучесть вообще не наблюдается. Эта кривая также довольно условна. Многочисленные попытки определения истинного предела ползучести, т. е. такого напряжения (при данной температуре), ниже которого материал вообще не ползет, не привели пи к каким результатам и в настоящее время оставлены. Под действием постоянного напряжения а образец при данной температуре разорвется по истечении времени t. Наоборот, задаваясь временем t, можно определить напряжение, при котором образец в это время разорвется. Назовем это напряжение длительной прочностью 0(. Очевидно, что величина длительной прочности за-40 [c.615]

На основе этих результатов строят диаграмму напряжение — время до разрушения (в полулогарифмических координатах 0 — lg х), которая для большинства марок конструкционной и жаропрочной стали оказывается линейной (рис. 11, А, В). По этой диагра.мме можно определить искомый предел длительной прочности путем интерполяции или экстраполяции. Для некоторых марок стали. метод экстраполяции на большие длительности может дать ошибочный результат вследствие прямой перелома о — lg т (рис. 11, С). [c.473]

Основываясь на параметрах совместной диаграммы термической усталости и длительной прочности (см. рис. 16), была получена [29 ] следующая формула для расчета числа циклов до разрушения [c.164]

Если провести Испытания на длительную прочность, то на полученных диаграммах можно выделить стадии установившейся и не-установившейся ползучести, а также стадию ускоренной ползучести, на которой наступает разрушение образца (рис. 8.23) [5]. [c.240]

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]

Предел кратковременной прочности (а ) определяют, как и при обычных испытаниях, но с нагревом образца до заданной температуры. Эта характеристика служит для расчета на прочность деталей, работаюш их весьма непродолжительное время (секунды, минуты) при высоких температурах. Длительную прочность устанавливают для деталей, работающих при высоких температурах. Пределом длительной прочности называется напряжение, вызывающее разрушение образца при данной температуре через конкретный промежуток времени. Например, предел длительной прочности а оо = 250 МПа (25 кгс/мм ) означает, что при температуре 600 С напряжение 250 МПа (25 кгс/мм ) вызывает разрушение образца через 100 ч. Для деталей, работающих при высоких температурах в течение очень длительного времени, устанавливают предел ползучести. Для этого проводят соответствующие испытания, записывая диаграмму ползучести (рис. 2.6). [c.22]

На рис. 5.11 приведены результаты испытаний на ползучесть до разрушения тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали с 0,14 % С (часть результатов показана на рис. 4.11) под действием растяжения и внутреннего давления. На этом рисунке показана диаграмма, характеризующая ЮО-часо-вую длительную прочность по отношению к двум главным напряжениям — осевому Oz и тангенциальному стд. Если рассматривать начальные напряжения, то область ае/о = 0-н1 (oe/ r = 0 — простое растяжение) соответствует эквивалентному напряжению Мизеса эта область показана в виде круга сплошной линией. Область = 1ч-2 (Oe/a = 2 — внутреннее давление) соот- [c.140]

Если опытных точек для построения указанных диаграмм достаточно, то для температуры Т- можно получить прогнозированное по лучу Ki значение длительной прочности и времени до разрушения Фг+i, исходя из выбранного критерия подобия [32. [c.246]

Форму кривой длительной прочности определяет содержание водорода в стали. На фиг. 36 показана эта зависимость для надрезанных образцов стали SAE 4340, электролитически наводороженных, гальванически кадмированных и выдержанных при температуре 150°С различное время (от 0,5 до 24 ч). Как следует из диаграммы, все показатели кривой (предел прочности, время до разрушения и предел длительной прочности) повышаются с увеличением времени выдерживания (старения), т. е. при снижении содержания водорода. [c.92]

На рис. 3.29 представлена параметрическая диаграмма длительной прочности стали 15Х1М1ФЛ, на которой изображены кривая среднемарочных значений (линия 5) и граница 5%-ной вероятности разрушения (линия б). Марочное значение предела длительной прочности при 540 С равно 100 МПа, а при 565 °С — 78 МПа. [c.112]

Рис. 18. Диаграммы длительной прочности стали XI8H9T при различных температурах а — после закалки с 1050 — 1100° С на воздухе с выдержкой 30 мин] б—после закалки при той же температуре и старения при 700° С в течение 20 ч в — изменение удлинения образцов после испытания на длительную прочность в зависимости от длительности времени до разрушения

Рис. 10.14. Области одинаковых физических условий разрушения на диаграмме длительной прочности стали Т5МФ.

Разрушение образца может сопровождаться достаточно боль-. шими деформациями и носить вязкий характер (вязкое разрушение), а может быть хрупким, и происходить Прй маль деформациях (xpyjiKoe разрушение). В случае хрупкого разрушения Б однородном материале начинают образовываться мелкие тре-. щины, эти трещины растут наконец, образуется магистральная трещина, и образец разрушается. В зависимости от уровня напряжения при данной температуре один и тот же материал может -разрушаться или вязко или хрупко. При боЛьших напряжениях и малых временах происходит вязкое разрушение, при низких напряжениях и больших временах — хрупкое. Каждому значению растягивающего напряжения соответствует определенное время до разрушения. Для многих материалов оказывается, что. при различных температурах зависимость времени до разрушения. (долговечности) от величины напряжения такая, что в логарифмических координатах получаем прямую. На рис. Г показаны такие диаграммы длительной прочности. Может оказаться, чтов исследованном временнбм интервале зависимость Ig a(lg i ) представляется одной прямой (рис. 1, а) или ломаной (рис. 1, б). Во втором случае отрезок Л В соответствует вязкому разрушению, отрезок. 5С хрупкому. У многих материалов между участками Л В и ВС имеетея зона плавного перехода, которая соответствует области так называемого смешанного разрушения. [c.6]

Если оставаться в рамках рассмотренной модели Л. М. Качанова, но учесть мгновенную пластическую деформацию, то, как показал Одквист, диаграмма длительной прочности в координатах ]g (Sq ]g будет располагаться несколько ниже (штриховая линия на рис. 109). Исследования длительной прочностл в рамках модели смешанного разрушения при более общих предположениях относительно вида функций f и ф в формулах (6.51) и (6.52) можно найти в работах [29], [69]. [c.201]

Графически диаграммы длительной прочности для сталей имеют два или три перелома типа представленных на рис. 5.102 для стали 15МФ [222, 223]. Наличие этих перегибов отражает наличие при ползучести различных механизмов разрушения. Участок выше линии I на рис. 5.102 соответствует вязкому внутризеренному разрушению, а участок ниже линии II - хрупкому разрушению. [c.354]

Наиболее убедительны существование областей с тремя типами разрушения и последовательность их чередования при длительных испытаниях металлических материалов показаны в работах [70, 73]. Результаты испытаний молибденованадиевой стали в широком интервале температур приведены на рис. 2.21 [73]. Линиями У и 2 показаны границы перехода типов разрушения, установленные металлографическими исследованиями линиями 3 п 4 аппроксимированы точки переломов на диаграммах длительной прочности, ггостроенных в виде прямолинейных отрезков для каждой из областей с разными типами разрушения. Обработку результатов испытаний проводили на основании зависимости Ларсона—Миллера. Значения коэффициента С для каждой из трех областей существенно различны, что исключает возможность построения единой обобщенной параметрической кривой [73]. Интерполяционные пересчеты на другие температуры внутри исследованного интервала возможны лишь в пределах каждой из областей при соответствующем коэффициенте С. Аппроксимация прогнозируемых данных прямолинейными отрезками для каждой области приводит к переломам на диаграммах длительной прочности, которые физического смысла не имеют, что подтверждается их различной ориентацией по отношению к линиям 1 и 2. Качественно линии 3 я 4 отра- [c.48]

На примере результатов испытаний большой длительности рассмотрим условия температурно-временного подобия между характеристиками длительной прочности в условиях эквивалентного разрушения (под эквивалетными разрушениями понимаем разрушения, происходящие при одинаковых физических условиях и различных температурах) под эквивалентными характеристиками длительной прочности — характеристики, расположенные на диаграммах длительной прочности в направлении одного луча — линии /, 2 и им подобные — на рис. 2.21. [c.49]

Рис. 19.9. Обобщенная диаграмма длительной прочности и ползучести для стали 40Х15Н7Г7Ф2МС (ЭИ388) при температуре испытания 650° С (режим термообработки см. рис. 19.6) [25] цифры на кривой — удлинение в процентах при разрушении

На основании анализа подобных диаграмм И. И. Трунин [447 сделал вывод, что разрушение исследованной стали хорошо описывается критерием Б. П. Сдобырева. Результаты обработки опытных данных с целью определения коэффициента Хд в критерии (VI.9) представлены на рис. 203, г, где приведены диаграммы длительной прочности, соответствующие одноосному растяжению и чистому кручению. Для кручения построены диаграммы = = А (1 т) и Ог = 2 (lg т). По этим диаграммам графически определены величины Ор, (Тг и на базе 100 и 1000 ч и по уравнению [c.376]

В практических условиях службы турбинных деталей циклические напряжения обычно накладываются на статические напряжения, как это имеет место, в частности, в отношении турбинных лопаток, для которых внешними силовыми факторами являются статические растягиваюш ие и переменные изгибаюп ие нагрузки, действующие одновременно. О поведении металла в условиях комбинированного воздействия циклических и статических напряжений можно судить по диаграмме Тэпселла (фиг. 235), отличающейся от приведенной выше (п. 28, фиг. 88) диаграммы предельных амплитуд цикла тем, что по оси абсцисс в ней вместо средних напряжений цикла отложены постоянные напряжения, обусловливающие ползучесть. Точка а здесь соответствует пределу усталости, точка б — пределу длительной прочности. Разрушение в любой точке 0, лежащей на кривой абв, происходит вследствие комбинированного воздействия переменных и постоянных напряжений. Точка д соответствует статическому напряжению, вызывающему 0,1% деформации ползучести за данный промежуток времени. [c.312]

На рис. 7.3 показана интегральная кривая распределения для полиэтилена, полученная Кауш-Блекеном при испытании на длительную прочность в идентичных условиях 500 образцов. Видно, что справедлив логарифмический нормальный закон распределения долговечностей. Полученные нами интегральные кривые распределения длительной прочности для полиэтиленов высокой и низкой плотности на 50 образцах при температуре 60, 70° С и напряжениях 30, 70 кгс/см подтверждают справедливость логарифмически нормального закона распределения долговечностей для этих материалов. Особенности диаграмм длительной прочности ПЭВП можно объяснить, если проанализировать механизм разрушения частично кристаллических полимеров. [c.258]

Наличие двух участков на диаграммах длительной прочности ПЭВП при различных напряженных состояниях связано, вероятно, с изменением характера разрушения материала — от смешанного (квазихрупкого), наблюдаемого при средних напряжениях, к хрупкому, имеющему место при малых напряжениях. [c.287]

Но по формуле (192.2) IjAna есть время до разрушения, соответствующее постоянно действующему напряжению Од. Зная величину кюжно по диаграмме длительной прочности (рис. 295) найти соответствующее значение времени до разрушения т если a t) есть заданная функция времени, то x i) также представляет собою известную функцию времени. Последнее уравнение перепишется [c.439]

В случае, когда при той или иной температуре происходят заметные структурные изменения (например, растворение уп-рочняюш ей фазы), применение параметрических зависимостей приводит к ошибкам в определении (Гд.п, достигающим 30-40%. Определенными преимуществами в этом случае обладает метод обсушенных диаграмм, предложенный В.И. Ковпаком [55]. Метод основан на предположении о том, что диаграммы длительной прочности геометрически подобны в нескольких (в зависимости от характера того или иного микромеханизма разрушения при ползучести) интервалах времени. Справедливость этого предположения подтверждена автором исследованиями структуры и свойств материалов в условиях эквивалентного температурносилового нагружения. Условия подобия для каждого интервала [c.148]

При базовых экспериментах в области механики длительного статического разрушения определяют характеристики сопротивления деформированию и разрушению при однородном иапряженном состоянии (длительной прочности и пластичности на стадии образования трещин, изохронных кривых деформирования), а также строят диаграммы длительного разрушения. [c.23]

С целью исследования влияния покрытий на механические свойства сталей были проведены испытания на растяжение при различных температурах (табл. 4.2). Очевидно, что покрытия различного химического состава неоднозначно влияют на механические свойства сталей. Значительную роль играют свойства самих покрытий, в частности, их деформационная способность. Так, с началом процесса накопления деформации на образцах с покрытиями 0,3 нефелин, 0,3 Дл и 0,5 Дл отмечается появление трещин, а при дальнейшем деформировании — отслаивание. Последнее происходит столь интенсивно, что к моменту разрушения образца только на малых участках отмечаются следы покрытия. Хорошо зарекомендовало себя покрытие типа 1М + 0,ЗС. Появление кольцевь1х трещин на данном покрьиии отмечалось только в момент начала образования на образцах шейки. Именно появлением трещин можно объяснить вид диаграммы растяжения, фиксируемый в процессе испытаний (рис. 4.1), когда при нагрузках, превышающих предел длительной прочности, отмечаются ступеньки. Этот процесс повторяется многократно, участки разупрочнения чередуются с участками упрочнения. Аналогичный тип диаграмм был зафиксирован и для образцов с силицидными и боридными покрытиями [19, 98]. [c.60]

Одним из показателей изменения закономерностей ползучести является характер разрушения при длительном разрыве транскри-сталлитное и межзеренное разрушения. Изменение характера разрушения проявляется в изменении наклона параметрических линий, построенных в координатах р—Igo. Поэтому для предварительной проверки данных с целью корректирования режимов испытаний и определения границ действия идентичных механизмов ползучести используют условную параметрическую диаграмму, представляющую аппроксимацию кривой отрезками прямых. Параметр каждого испытания на длительную прочность определяют по формуле [c.38]

Целесообразность применения метода предварительной обработки проиллюстрируем результатами ранее проведенных испытав ний стали 15Х1М1Ф. Металлографическим анализом рабочей части образцов в зоне разрушения при испытании их на длительную прочность было установлено, что при температурах 565, 585 и 610° С характер разрушения менялся. На условной параметрической диаграмме экспериментальные точки расположены так, что можно провести два отрезка прямых (рис. 2.16) и, следовательно, выделить экспериментальные данные, пригодные для прогноза на большие сроки службы. Такое разделение результатов испытаний на длительную прочность соответствует данным металлографического анализа [60]. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...