Коэффициент асимметрии цикла интенсивности напряжений

Эффективный размах коэффициента интенсивности напряжений - Ксд 21. Коэффициент асимметрии цикла - К (К Рт]п/Ртах К, /К, . х) [c.9]

Влияние асимметрии цикла нагружения. Одним из основных параметров циклического деформирования, оказывающим существенное влияние на сопротивление усталости материалов, является асимметрия цикла нагружения. Это влияние можно наблюдать на обеих стадиях усталости до образования усталостной трещины и при ее развитии. В общем случае увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения приводит к более раннему возникновению усталостных трещин и уменьшению скорости их развития. С увеличением асимметрии цикла нагружения увеличивается также пороговое значение амплитуды коэффициента интенсивности напряжений, ниже которого не происходит роста усталостных трещин. [c.88]

Таким образом, можно сделать вывод, что пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений не является константой материала и зависит от коэффициента асимметрии цикла нагружения 26]. Считаем, что закон скорости роста трещины подчиняется зависимости [c.133]

Основные пороговые значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений о A " углеродистых сталей I и П при различных коэффициентах асимметрии цикла нагружений [c.134]

Выявлены характерные особенности изменения пороговых коэффициентов интенсивности напряжений от характеристики асимметрии цикла внешней нагрузки. Показано, что при знакопеременных напряжениях в широком диапазоне коэффициентов асимметрии цикла влияние сжимающих напряжений незначительное. [c.433]

Среднее значение коэффициента а подсчитывается по формуле типа (5.16), которая не включает параметров напряженного состояния. Коэффициент р в формуле (3.14) зависит при линейном напряженном состоянии от Ощи и R. При сложном напряженном состоянии вместо а ..у вносится максимальная за период времени интенсивность напряжений oj шах. а вместо R — приведенный коэффициент асимметрии цикла согласно (3.73). [c.193]

Из рис. 92, а следует, что значения порогового коэффициента интенсивности напряжений /Скл при Т = 293 К с увеличением коэффициента асимметрии цикла [c.157]

Интенсивность циклической ползучести, наблюдаемой при асимметричном мягком нагружении, зависит от амплитуды напряжений и коэффициента асимметрии цикла / = = = (о , - + о ). Кривые накопления деформации по числу циклов в общем случае характеризуются наличием трех участ- [c.106]

Таким образом, пороговое значение размаха коэффициента интенсивности напряжений является важным критерием при расчете дета лей и конструкций, работающих в условиях циклического нагружения. Значение представляет собой свойство материала, зависящее от многих металлургических факторов и условий испытаний. Главными из них являются микроструктура, коэффициент асимметрии цикла и окружающая среда. В результате обобщения и анализа литературных данных по влиянию на дпя феррито-пер-литных и отпущенных мартенситных сталей было установлено [339], что с увеличением значение А/fj/, уменьшается по линейной зависимости [c.44]

Исследование циклической трещиностойкости двухфазной стали (0,07 С 1,46 Si 0,70 Мп 0,47 Мо 0,61 Сг Fr ост., вес.%) с различным содержанием мартенсита (от 5,1 до 82%) показало [16], что наибольшей циклической трещиностойкостью обладает сталь с 31,4% мартенсита вне зависимости от коэффициента асимметрии цикла R. При R = 0 пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений АК, , выше независимо от содержания мартенсита (рис. 6.21), Из совместного рассмотрения данных по влиянию объемной доли мартенсита на изменение механических свойств (рис. 6.22) и размаха порогового коэффициента интенсивности напряжений АК, , (рис. 6.21) хорошо видно, что для достижения максимальной трещиностойкости совсем не обязательно стремиться к получению максимальных прочностных свойств [16], [c.223]

Циклы, у которых коэффициенты асимметрии одинаковы Интенсивность нормального или касательного усилия, вычисляемая по формулам сопротивления материалов без учета концентрации напряжений, остаточных напряжений и упругопластического перераспределения напряжений в процессе деформирования. Прн изгибе нормальное напряжение [c.37]

Обращает на себя внимание тот факт, что в рассматриваемой корреляции участвуют данные с показателями степени, которые характеризуют фактически независимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений — около 1,5 и И. При этом обобщение экспериментальных данных проведено без разделения роли асимметрии цикла в достижении предельного состояния, соответствующего началу ускоренного роста трещины, которое реализуется при разной скорости роста трещины и разном размахе КИН. Поэтому есть основания относить этот важный массовый эксперимент к реализациям с разными граничными условиями по скорости роста трещины, что не было определено при проведении обобщения. [c.191]

Рис. 4.12. Зависимость скорости роста усталостной трещины da/dN от размаха коэффициента интенсивности напряжения АК в алюминиевом сплаве при разной асимметрии цикла [125]. Разграничение стадий роста трещины и расчет показателей степени гпр проведены в работе [125]. Комментарии по указанной границе скорости приведены в тексте

Рис. 5.1. Влияние размера зерна на зависимость скорости роста усталостной трещины от размаха коэффициента интенсивности напряжения АК при асимметрии цикла нап)ужения R = 0,35 в титановом сплаве Ti-115 и Ti-155 [75]

Возрастание асимметрии цикла связано с уменьшением размаха коэффициента интенсивности напряжения и, согласно соотношению = [c.287]

Рис. 6.3. Зависимость шага усталостных бороздок 8 от размаха коэффициента интенсивности напряжения при разной асимметрии цикла R на границе перехода к нестабильному росту усталостной трещины в образцах из алюминиевого сплава Д1Т. Программы испытания показаны на рис. 6.1

Глубина нераспространяющейся усталостной трещины увеличивается с ростом уровня амплитуды или максимальных напряжений цикла нагрузки, причем тем интенсивнее, чем больше коэффициент асимметрии цикла нагружения. Детали с усталостными трещинами одного размера могут выдерживать без разрушения тем более высокие амплитуды цикла напряжений,, чем больше среднее напряжение цикла смещено в сторону сжатия. На рис. 56 приведены зависимости глубины нераспро-страняющнхся усталостных трещин, возникших в призматических образцах (40x40 мм) с концентратором напряжений из стали 45 при асимметричном цикле нагружения с различными напряжениями сжатия. Увеличение среднего сжимающего напряжения снижает рост размера нераспространяющейся усталостной трещины. [c.136]

Приведены результаты измерений скорости развития усталостных трещин в сплаве титана ТП,5А11Мп и его сварных соединениях. Показано большое влияние коэффициента асимметрии цикла на эту скорость. Определены предельная величина коэффициента интенсивности напряжения и скорость разрушения [c.428]

Для четных полуциклов нагружения (кривые 1 к 3) характерно значительное увеличение сопротивления деформированию, причем после первых десяти циклов интенсивность упрочнения уменьшается и в дальнейшем практически на всей базе испытаний процесс упрочнения стабдпизируется. С увеличением числа полуциклов к коэффициент асимметрии цикла напряжений приближается к = -1, значения деформаций уменьшаются, а коэффициент асимметрии цикла деформаций сохраняется. [c.228]

При испытании в воде и при наложении катодной поляризации изменение коэффициента асимметрии цикла нагружения с / =0 до / =0,7 приводит к увеличению скорости роста усталостной трещины (рис. 65), причем влияние асимметрии нагрузки заметнее в низкоамплитудной области, т.е при малых значениях размаха коэффициента интенсивности напряжений По-видимому, это происходит вследствие раскрытия трещины, когда ма териал в ее вершине находится в напряженном состоянии в течение пол ного цикла нагружения, и проникновение водорода в зону лредразру шения усиливается. [c.130]

Максимальные значения ограничиваются величиной 0,6 в условиях плоской деформации и величиной 0,8 в условиях плоского напряженного состояния. Замедление и ускорение роста трещины учитывается соответственно уменьшением или увеличением эффективного коэффициента асимметрии 1щкла в (4.2.42). Коэффициент асимметрии цикла является функцией остаточного ко-э4х1 ициента интенсивности напряжений Kr и текущего коэффициента интенсивности напряжений К [c.434]

Иепытания образцов на циклическую трещиностой кость (см. рис. 2.3) проводили при частоте нагружения 10 Гц в режиме мягкого нагружения с коэффициентом асимметрии цикла R = 0,2 и 0,3. В процесее иепытаний оеуществляли постоянный контроль максимальной и минимальной нагрузок цикла, что позволяло проводить их корректировку и учитывать инерционные нагрузки на образец, которые составляли 10 % от Р ах- Исходный уровень номинальных максимальных напряжений цикла по нетто-сечению образцов в начальный период испытаний составлял 0,3...0,8 0. . Регистрацию длины трещины выполняли специальными оптическими приставками с погрешностью измерения 0,05 мм. Все испытания на циклическую тре-щиностойкость проводили при нормальной температуре. Обработку результатов измерения длин трещин, расчет коэффициентов интенсивности напряжений и построение диаграмм циклического разрушения осуществляли в соответствии с РД 50-345-82 [10]. В рамках настоящей работы испытано около 800 образцов. [c.34]

Широкое распространение получила также зависимость Формэна [28] связывающая скорость развития трещины при циклическом нагружении с размахом коэффициента интенсивности напряжений АКх с критическим коэффициентом интенсивности напряжений Кс и коэффициентом асимметрии цикла р в виде (1.80), а также ряд других зависимостей, использующих силовые критерии механики разрушения (табл, 1.1.), и в первую очередь критерий, представленный в виде (1.81), где и — соот- [c.23]

В параграфе 5 главы I было показано, что важной характеристикой кинетических диаграмм усталостного разрушения является пороговый коэффициент интенсивности напряжений. С практической точки зрения эта величина имеет большое значение, так как определяет по существу предел выносливости образца или детали с трещиной определенного размера. Как и предел выносливости гладких образцов, пороговый коэффициент интенсивности напряжений, который представляется в виде размаха или максимального значения за цикл [kKth, зависит от коэффициента асимметрии цикла нагружения, окружающей среды, частоты нагружения, температуры и т. п. В некоторых случаях эта характеристика зависит и от толщины образцов 146, 3061. При всех одинаковых условиях пороговый коэс х зициент интенсивности напряжений является постоянной величиной для данного материала при глубине трещины больше определенного размера 158, 233, 246, 258, 263, 280, 315, 336]. Этот размер для каждого материала свой, и чем ниже предел выносливости гладкого образца, тем больше этот критический размер. Для применяемых в практике материалов критическая глубина трещины может быть весьма различной — от 0,05 до 1 мм 1232]. Если глубина трещины ниже критического размера, то значение порогового размаха коэффициента интенсивности напряжений снижается. Причину этого следует видеть в том, что для оценки напряженного состояния материала с трещиной и без нее применяют принципиально различные критерии. При использовании асимптотического распределения напряжений в вершине трещины (критерий — коэффициент интенсивности напрял<ений), длина которой стремится к нулю, коэффициент интенсивности напряжений, определяемый по формуле К — = УаУа, также стремится к нулю. Однако это не значит, что условия продвижения такой малой трещины отсутствуют. Известно, что прочность материала в частности определяется такими характеристиками, как ао,2, Од. В подходах, где пренебрегали трещинами, например в работе [142], интенсивность накопления усталостного повреждения связывается с размахом пластической деформации. [c.88]

На рис. 100 101 представлены экспериментальные зависимости между числом циклов задержки и эффективным коэффициентом интенсивности напряжений для стали 08X17Н6Т и сплавов ВТ9, ЖС6КГ1, ЖС6Ф (111) при различных температурах и коэффициенте асимметрии цикла R = —1. Испытания проводили по методике, изложенной в параграфе 1 главы III, тип стальных образцов представ- [c.173]

Циклическое нагружение. Здесь приведены результаты исследований характеристик циклической вязкости разрушения конструкционных сталей различных классов при различных степенях их охрупчивания, достигаемых путем понижения температуры испытаний или применением различных вариантов термической обработки, частотах нагружения, З1ичениях коэффициентов асимметрии цикла, исходных значений коэффициентов интенсивности напряжений При циклических испытаниях образцов разных толщин (от 10 мм до 150 мм), выполненных в ИПП АН УССР, и произведен анализ влияния указанных факторов на значения и соотношения значений характеристик вязкости разрушения К1с К%, Кю, Kia, Kq, Ki конструкционных сталей различных классов при различных степенях их охрупчивания с использованием результатов исследований характеристик статической и циклической вязкости разрушения конструкционных сплавов, опубликованных в лг тературе. Методики определения характеристик вязкости разрушения при циклическом нагружении приведены в параграфе 1 главы IV. [c.205]

В механике усталостного разрушения на стадии роста магистральной трещины при циклическом нагружении параметром разругиения, характеризующим напряженно-деформированное состояние у вергии-ны трещины в упругом теле и контролирующим закономерности ее эоста, служит коэффициент интенсивности напряжений К вместе с коэффициентом асимметрии цикла нагружения R = i min/ max-Максимальное и минимальное напряжения цикла нагружения определяют и соответствующие коэффициенты интенсивности напряжений, [c.168]

Трещина за каждый цикл нагружения получает незначитель-Бое приращение, так что ее распространение можно считать ква-зистатическим, пренебрегая динамическими эффектами. Как показывают расчеты, коэффициент интенсивности напряжений Ки у вершины трещины вдоль ее траектории развития практически равен нулю. Поэтому при определении живучести можно использовать зависимость скорости распространения трещины от коэффициентов интенсивности напряжений, установленной экспериментальным путем на опытных образцах с трещиной при разрушении нормальным отрывом, когда /Сы=0. Зависимость, связывающая скорость роста трещины и наибольший коэффициент интенсивности напряжений Ki цикла /Стах или его размах А/С=(1—ЮКтах лри постоянном коэффициенте асимметрии цикла Я = Кт1п/Ктах и всех других условиях испытаний, дается диаграммой усталостного разрушения (см. рис. 12, где изображена схема типичной диаграммы усталостного разрушения в логарифмических координатах Igv—Ig/ max). По диаграмме усталостного разрушения устанавливают следующие основные характеристики циклической трещиностойкости материала [89] [c.42]

В рамках подобного подхода развитие усталостных трещин представляется в виде кинетических диаграмм усталостного разрушения, изображающих зависимость скорости роста трещины от наибольшего коэффициента интенсивности напряжений iifj или его размаха (амплитуды) АК при постоянном коэффициенте асимметрии цикла нагружения i (рис. 5.31). [c.247]

В работе [275] представлены материалы Исследования механизма смыкания берегов трещины методом двухступенчатых реплик в технически чистом титане. Оказалось, что смыкание вызвано отклонением траектории трещины и появлением участков сдвигового разрушения. Смыкание трещины препятствует уменьшению коэффициента инт сивности напряжений до минимального значения цикла и происходит не по всей длине трещины, а лишь в отдельных точках ее поверхности. Для изучения этого явления Пеллу и др. [276] использовали электронную фрактографию. Они установили, что в условиях плоской деформации эффекты смыкания в алюминиевых сплавах незначительны. Исследование смыкания берегов трещины в вакууме показало [277], что оно больше, чем на воздухе. Возможно, это связано с большой зоной пластической деформации при вершине усталостной трещины. Известно, что закрь1тие трещины сопровождается распространением крупных усталостных трещин. Оно рассматривается как основной фактор, определяющий влияние коэффициента асимметрии цикла при низких скоростях распространения трещины (da/dN 10 м/цикл), при которых его роль возрастает вследствие уменьшения размаха коэффициента, интенсивности напряжений [278]. Это позволяет предположить, что закрытие трещины должно иметь важное значение в процессе распространения микротрещин в прйпороговой области, причем оно может быть болёе значительным, чем в случае крупных трещин. [c.181]

Применительно к испытаниям сталей на усталюсть при различных частотах нагружения с коэффициентами асимметрии цикла нагружения 0,7 0,8 и 0,9 в атмосфере паров воды выявлены различные постоянные скорости роста трещины в при ороговоА области при изменяющемся коэффициенте интенсивности напряжений. Механизм сохранения постоянства скорос-бей роста трещины был объяснен с позиций водородного охрупчивания материала, а аномальное поведение в развитии трещины — отсутствие зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений — охарактеризовали как плато [269].. [c.214]

Предположим, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными (критический разбор этого положения приведен в 11). В этом случае увеличению нагружения образца соответствует движение точки Ml, изображающей цикл (фиг. 486) по лучу ОМ аЬ (при этом коэффициент асимметрии цикла г остается неизменным). Предельный цикл определяется пересечением луча OMi г = onst) с предельной кривой АЕ. Максимальное напряжение этого предельного цикла — предел выносливости — равен в некотором масштабе сумме отрезков Od и da (фиг. 486). [c.694]

Характер влияния ОСН на скорость роста усталостной трещины определяется главным образом размахом напряжений от внешней нагрузки До и коэффициентом асимметрии цикла R, которые обусловливают степень релаксации ОСН, причем в наибольшей мере влияние ОСН проявляется при небольших значениях размаха коэффициета интенсивности напряжений АЩ [316, 256]. Результаты работ по нормированию пределов вьшосливости сварных соединений и узлов с этих позиций представлены на рис.9.5.4. Можно видеть, что в наибольшей степени влияние ОСН проявляется при симметричном цикле напряжения. С ростом асимметрии цикла влияние ОСН понижается. Для сварных соединений с ОСН, не превьппающими половины предела текучести основного металла, разбитых на девять классов от AD до A8 [c.344]

Влияние коррозионной среды и температуры испытания (эксплуатации) может быть учтено с помощью коэффициентов Со и т. Коэффициент асимметрии цикла определяется максимальным А тах и минимальным значениями коэффициентов интенсивности напряжении в цикле К - K [JKmax [c.34]

Иснытание образцов на циклическое растяжение проводили на машине МУП-20 с частотой нагружения 400 циклов в 1 мин при коэффициенте асимметрии цикла г = 0,15. Нагрузка, равная 50 кН, дает возможность развиваться микротреш ине по длине до 40-50 мм, после чего происходит статический долом образца. Контроль распространения треш ины осуш ествлялся визуально с помош ью микроскопа и нанесенной на шлифовальную поверхность образца делительной сетки с шагом 1 мм. По результатам измерений построены графики зависимости скорости распространения треш ины с11/с1Ы от циклического коэффициента интенсивности напряжений АК (рис. 3.10). [c.78]

Коррозионная трещипостойкость металлов и сплавов при циклическом нагружении оценивается, как правило, на основании кинетических диаграмм усталости, на которых, как и в случае испытаний в инертных средах, скорость распространения трещины выражается как функция амплитудных значений коэффициента интенсивности напряжений АК (иногда максимального значения коэффициента интенсивности напряжений за цикл нагружения Kmmi). Из начального участка кинетической диаграммы определяют амплитудное пороговое значение исследуемой пары металл — среда для определенных условий испытания (коэффициент асимметрии, частота и форма цикла нагружения). [c.362]

Рис. 4.2. Зависимость скорости роста усталостной трещины dA/dN, от размаха коэффициента интенсивности напряжения АК в панелях толщиной 5 мм из алюминиевого сплава 2024-Т351 при разной асимметрии цикла [62]

Рис. 6.7. Экспериментально выявленное (а) соответствие коэффициентов интенсивности напряжения AATj и АГпих зонам с псевдобороздчатым П рельефом и усталостными бороздками Б при разной асимметрии цикла нагружения (линии) прямоугольных образцов из сплава Д1Т и (6) карта формирования разных зон излома в сплавах на основе алюминия при разных соотношениях A/iTi и АГщах

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...