Нагружение длительное простое

Как уже указывалось, параметры кинетических уравнений повреждений зависят от температуры. Исходя из того, что эти зависимости известны из опытов на длительное разрушение при различных постоянных температурах, укажем на общие принципы расчета меры повреждений при неизотермическом нагружении. Наиболее просто данный вопрос решается в случае силовых уравнений вида (3.2) и (3.22), а также (3.17) и (3.34), согласно которым скорость накопления повреждений зависит только от мгновенного состояния элемента материала. В этом случае указанная температурная зависимость отражается лишь на функции а (т) или, что относится к циклической усталости, на разрушающих числах циклов Л/р. Величина П вычисляется при этом так же, как при постоянной температуре. [c.96]

Детерминированные модели разрушения при нестационарном режиме нагружения. Наиболее простые модели разрушения, получаются на основе принципа линейного суммирования повреждений 1 61]. Для длительной прочности детерминированная модель разрушения имеет вид [c.201]

На рис. 96 приведены экспериментальные данные и предельные кривые в осях а, х, относящиеся к одной температуре испытания t = 20° С и к трем скоростям нагружения образцов из стеклопластика, при которых разрушение происходило через 1 мин, 30 мин и 10 ч (1 мин соответствует а = 15,96 т 7,8 — кривая 1 и точки 30 мин — 0 —- 1,125 т = 0,317 — кривая 2 и точки х 10 ч — а = 0,068 т = 0,011 даН/см -с — кривая 3 и точки О)-Из приведенных на рис. 96 графиков видно, что характер предельных кривых во всех рассмотренных случаях нагружения идентичен. Установлено, что при испытаниях в условиях простого нагружения длительность пребывания образцов под нагрузкой не сказывается на форме предельной кривой. При длительности нагружения 10 ч характеристики прочности снижаются предел прочности при сдвиге на 20%, предел прочности при растяжении на [c.174]

Практи> а длительной эксплуатации горизонтальных и вертикальных гидравлических прессов с усилиями прессования от 100 до 30 000 г показала, что наиболее нагруженными деталями пресса являются гидравлические цилиндры. Выход из строя и длительный простой прессов чаще всего вызываются возникновением трещин или разрывов в наиболее нагруженных участках цилиндра. [c.49]

Таким образом, основное положение подхода к расчетно-экспериментальному определению ресурса дисков ГТД заключено фактически в представлении реакций материала на разные формы цикла нагружения идентичными, что позволяет считать влияние на поведение материала эффекта взаимодействия нагрузок и выдержек при постоянной нагрузке несущественным. Это, в свою очередь, позволяет при составлении программ ЭЦИ дисков представлять типовые ПЦН дисков в виде циклов простой формы, в которых отсутствует большинство этапов смены режимов работы двигателя, и этапы работы двигателя на длительно используемых режимах. В результате этого при определении долговечности, например, титановых дисков компрессоров, по аналогии с определением [c.43]

На рис. 2.3.9 приведена схема кривых длительного циклического деформирования для (к — 1) и к-го полуцикла при наличии выдержек, основанная на изложенной выше простейшей модели. Здесь предполагается существование обобщенной диаграммы длительного циклического деформирования, аналогичной диаграмме циклического деформирования при нормальной температуре [63, 235]. Будем считать, что на участке активного нагружения и ползучести текущие значения необратимой деформации на некотором уровне напряжений а равны значениям полных необратимых деформаций на этом уровне напряжений. На рис. 2.3.9 зона разгрузки в полуцикле (к — 1) соответствует напряжениям а <( <С <7тт, зона нагружения — напряжениям 8 > Отт. Линия 1 относится к кривой мгновенного нагружения, т. е. нагружения со скоростью, когда временные эффекты не могут проявиться. Линия 2 — кривая активного нагружения, а линия 3 — огибающая, проходящая через значения необратимой деформации в циклах нагружения с выдержкой. длительности т. [c.97]

Записанное для наиболее общего случая уравнение (2.3.23), характеризующее сопротивление длительному циклическому деформированию, при наличии в цикле выдержки сохраняет свою структуру и для более простых типов нагружения. Так, если в А-м полуцикле нагружения нет выдержки и Фз (т) = 0, в уравнении удерживается только остаточная деформация, соответствующая активному нагружению. [c.104]

Это уравнение позволяет (при известных а и р) определить число циклов до разрушения материала детали, работающей по сложному циклу нагружения и нагрева с использованием характеристик длительной прочности и термоусталости при простом пилообразном нагружении. Метод расчета долговечности с использованием уравнения нелинейного суммирования изложен в гл. 6. [c.153]

Уравнение (6.15) позволяет при известных аир определять число Циклов, до разрушения материала детали, работающей по сложному циклу, если известны характеристики длительной прочности, термоусталости при простом пилообразном нагружении и типичный цикл работы материала детали, например, в течение одного пуска-останова. Кроме этого, уравнение (6.15) позволяет рассчитать запас термоусталостной прочности на заданный ресурс i . [c.173]

Простое суммирование для этой цели линейного циклического и длительного статического повреждений dy da = , определяемых как отношение чисел циклов dy = N/Np, d = т/тр и времен соответственно, уже неоднократно предлагалось [9, 5, 1]. Однако опытные данные о взаимодействии усталостного и длительного ста тического повреждения от циклов нагружения с выдержками для малоуглеродистой котельной стали при умеренной температуре 350° С [10] и для теплостойкой стали при температуре 600° С [И] показали суш,ественно более сильное взаимодействие таких повреждений, чем простое суммирование. В соответствии с этим предлагается суммирование в форме степенной [12] или полигональной [13]. [c.7]

Из литературы известно, что при испытании цилиндрических образцов на длительную прочность или ползучесть многократные нагружения и нагревы способствуют ускорению процессов повреждения, что исключает возможность простого линейного их суммирования без внесения некоторой погрешности. Величина а (аналог [c.206]

Текущая величина П является в конечном счете функцией т, а условие разрушения П = 1 определяет время разрушения t. Для нахождения текущего значения П (т) нужно располагать дифференциальным или интегральным уравнением, устанавливающим зависимость искомой величины от режима нагружения. Такое уравнение принято называть кинетическим уравнением повреждений. Форма этого уравнения задается заранее, а постоянные или функциональные параметры должны подбираться по результатам опытов на длительное разрушение. Такой метод описания длительного разрушения, с нашей точки зрения, наиболее простой и универсальный, но не единственно возможный и, например, в работе [43] приводится иной метод, к которому мы еще возвратимся ниже. [c.67]

Нагружение пластмасс длительное 318 -- простое 502 [c.634]

Расчет на ЭВМ амплитуды деформации простого симметричного цикла, эквивалентного по повреждению сложному эксплуатационному циклу, при сравнительном анализе доли повреждения, вносимой различными сложными эксплуатационными циклами, целесообразно приведение их к эквивалентным по повреждению простейшим симметричным циклам. Это позволяет рассчитать на ЭВМ амплитуду и число таких циклов при длительном (порядка 10 ч) типичном эксплуатационном нагружении более повреждаемых зон элементов энергооборудования. Обобщенные характеристики циклических нагрузок позволяют оценить остаточный ресурс оборудования по различным методикам, минуя трудоем- [c.155]

Анализ кривых рис. 40, которые в наиболее общей форме отражают закономерности суммирования повреждений при комбинированном термоциклическом и длительном статическом нагружении, свидетельствует о том, что общий характер суммирования однотипен независимо от последовательности приложения комбинированных нагрузок. Можно выделить две области по отношению к простому линейному закону область разупрочнения в диапазоне низких напряжений и область упрочнения при высоких напряжениях ползучести. [c.94]

В соответствии с концепцией суммирования повреждений от длительной статической и термоциклической нагрузок экспериментально полученные закономерности обусловлены характером взаимодействия процессов накопления повреждений и разрушения при максимальном эффекте суммирования повреждений в зоне разрушения по границам зерен при низких параметрах комбинированных нагружений (близких к эксплуатационным). Следовательно, для рассматриваемой категории деталей наиболее характерна область устойчивого снижения параметра суммарной относительной долговечности по сравнению с долговечностью, полученной по правилам простого линейного суммирования повреждений от длительной статической и термоциклической нагрузок. Поэтому необходимо применять параметр < 1. [c.170]

Значения tfi и Nfi определяют для данных условий малоциклового нагружения заранее в простых опытах на длительную прочность (рис, 2.30, а) и неизотермическую малоцикловую усталость без выдержки (рис. 2,30, б). В последнем случае необходимо обеспечить сочетание циклов нагрева и нагружения, соответствующее исследуемому рел иму термомеханического нагружения. Ввиду высокой трудоемкости испытаний на малоцикловую усталость с независимыми циклическим нагревом и нагружением, в большинстве случаев используют в качестве базовых испытания на термоусталость без выдержки, когда временные эффекты заметно не проявляются. В условиях термоусталостного нагружения по программам (см. рис. 2.30) вычисление значений указанных типов повреждений может быть заменено суммированием [c.86]

Записанное для наиболее общего случая длительного малоциклового нагружения уравнение (4.8), характеризующее сопротивление деформированию при наличии в цикле выдержек, сохраняет свою структуру и для более простых типов нагружения. Та.к, если в k-u полуцикле нагружения в = 0, в уравнении остается только необратимая деформация, соответствующая активному нагружению. Для циклического деформирования ири нормальной и повышенных температурах, когда временными процессами можно пренебречь и F2 t) = , уравнение (4.8) приводится к виду обобщенной диаграммы циклического деформирования 15] [c.183]

Рассмотренная интерпретация диаграмм длительного малоциклового и неизотермического нагружений является достаточно простой и может быть рекомендована для использования в инженерных расчетах прочности. Однако при использовании деформационной теории для анализа деформированного и напряженного состояний элементов конструкций следует учесть следующее. [c.185]

Более простым и в то же время достаточно точным для инженерных расчетов оказывается использование интерполяционных зависимостей, связывающих коэффициенты концентрации напряжений и деформаций в упругой и неупругой областях деформирования. Это имеет практическое значение в связи с тем, что именно максимальные местные деформации в зонах концентрации определяют сопротивление длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению, а знание полей деформаций всей детали не является обязательным. [c.186]

Здесь — предел выносливости материала диска при Nf = = 10 Од — предел прочности (или длительной прочности при учете длительности циклов). При нагружении, близком к простому, Ola И Oi можно вычислить как амплитуды и средние значения интенсивности напряжений. [c.137]

Классификации сталей и сплавов, механические характеристики которых рассмотрены, особенностям их структуры и применению посвящена глава А2. В главе АЗ дан краткий обзор обширного массива информации, полученной при экспериментальном изучении реологических и прочностных свойств материалов, проявляемых при основных типах нагружения (кратковременном, длительном, малоцикловом). Рассмотрены и некоторые используемые в практике расчетов на прочность эмпирические (или простейшие феноменологические) описания закономерностей деформирования и разрушения. Феноменологическим теориям пластичности и ползучести посвящена глава А4. Обсуждаются логика развития этих теорий и трудности, возникающие при описании процессов повторно-переменного деформирования произвольного типа. [c.11]

По идее эта экспериментальная задача проста. На поверхности образца или внутри его создаются усилия и перемещения с точно известной пространственно-временной историей и наблюдаются распределения напряжений, деформаций, перемещений и поворотов по всему образцу в течение достаточно длительного промежутка времени. Произвольное изменение историй нагружения и кинематических воздействий, которое происходит в многомерном пространстве компонентов и в интервалах от долей микросекунды до года, сопровождается известными историями окружающей температуры, а также магнитных и электрических полей. Химия окружающей атмосферы, предшествующие температурная, механическая и химическая истории образца, воздействие радиации и тому подобное создают бесконечное число ситуаций, в которых можно испытывать образцы бесчисленных твердых тел, имеющихся в природе. [c.27]

Теоретических и экспериментальных работ, посвященных изучению длительной прочности анизотропных конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии, в литературе известно сравнительно мало [4], [48], [76] и др. Как правило, авторы этих исследований идут по пути обобщения и распространения на длительную прочность уже известных критериев кратко-.временной прочности. При этом почти во всех работах рассматривается лишь один частный случай нагружения тел — кратковременное простое нагружение с последующей, постоянной во времени, нагрузкой. В ряде работ на такой случай нагружения обобщается критерий кратковременной прочности (5.28), однако подход в них иной, чем рассмотренный выше в п. 5 и 6. Так, авторы работы [76], рассматривая возможность применения для оценки длительной прочности к различным анизотропным материалам (стеклопластики, углепластики, боропластики и др.) тех или иных вариантов критериев прочности, останавливаются на критерии [c.170]

В условиях повышенных температур фактор наличия выдержки на экстремумах нагрузки оказывает свое влияние на параметры процесса деформирования, причем его степень зависит от типа материала, уровня температур, длительности выдержек и уровня приложенных напряжений. На рис. 4.8 показаны экспериментальные данные по кинетике циклической 6 ) и односторонне накопленной пластических деформаций для стали Х18Н10Т при 450° С и различных формах цикла мягкого режима нагружения, включая простое нагружение треугольной формой цикла и трапецеидальной с выдержками как в полуциклах растяжения и сжатия, так и с односторонними выдержками в каждом из этих полуциклов, причем время выдержки во всех случаях 5 мин. [c.74]

Например, в [106] изучалось влияние дискретных перегрузок на характеристики жаропрочности стали при длительном разрыве. Чувствительность к нестационариости проявляется при любом ее виде [107], поэтому в [106] исследовано наиболее простое нарушение стационарного режима — ползучесть при ступенчатом нагружении образцов корпусной стали 15Х1М1Ф при 565 °С. [c.168]

Изучение сопротивления длительному циклическому деформированию [232, 242] показывает, что для случая циклического деформирования с выдержками под нагрузкой, т. е. при сочетании циклического деформирования и ползучести, можно сделать простейшее предположение о том, что внутри А -го полуцикла для условий активного нагружения и температурной выдержки реологическое уравнение состояния MoHiOT быть сведено, как и при циклическом нагружении с различными частотами, к уравнениям деформационной теории в форме гипотезы старения. [c.98]

Термоциклическое нагружение происходит при специфических условиях, основными из которых являются неизотермическое деформирование материала, обусловливающее различную интенсивность накопления повреждений в первой и второй частях цикла одновременное накопление статического и циклического повреждений в течение каждого цикла разнородный характер повреждений (принтах материал подвергается более или менее длительному воздействию статической нагрузки с соответствующим повреждением границ зерен, а при тш — кратковременному унругопластическому деформированию, при котором деформации развиваются главным образом за счет сдвигов в теле зерен). Двойственный характер накапливаемого повреждения определяет и особый вид циклического упрочнения при термоусталости, выражающийся в чередовании процессов упрочнения и разупрочнения. Все эти обстоятельства проявляются и в характере разрушения при, термоциклическом нагружении, который, как упоминалось, является более сложным, чем при простых видах нагружения—механической усталости и длительном статическом нагружении. [c.98]

Более простым и достаточно точным для инженерных расчетов является метод, основанный на использовании интерполяционных зависимостей, связьшающих коэффициенты концентрации напряжений и деформаций в упругой и неупругой областях деформирования. Этот метод имеет практическое значение, поскольку именно максимальные местные деформации в зонах концентрации определяют сопротив-леьше длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению. [c.22]

Более простое и в то же время достаточно точное для инженерных расчетов решгние дает использование интерполяционных зависимостей между коэффициентами концентрации напряжений и деформаций в уп-pjo-ой и неупругой областях деформирования. Эти зависимости имеют большое практическое значение, поскольку именно максимальные местные деформации в зонах концентрации определяют сопротивление мало цикловой усталости при длительном и неизотермическом нагружении (не всегда необходимо знать поля деформаций для всей детали). [c.88]

В данной работе исследования проводились на установке ТКА-2 [1], позволяющей наиболее просто и достаточно полно воспроизводить условия нагружения горячих штампов. Схема нагружения образцов показана на рис. 1, а. Образец 1 с размерами 2X12X85 мм помещался в опорных призмах изотермической ванны 2 установки. Нижняя узкая грань Б—Б образца охлаждалась проточной водой комнатной температуры, верхняя А—А подвергалась местному разогреву за счет периодического контакта с нагревательным элементом 3 (его разогрев до температуры 1240 10°С осуществляется электрическим током). Продолжительность контакта нагревателя с образцом составляла 3 секунды, общая длительность цикла — 6 секунд. [c.146]

Изучение особенностей сопротивления материалов деформированию в связи с формой циклов нагрева и нагружения проводилось по подробно описанной выше методике. Программа испытаний включала мягкое и жесткое нагружения при линейном изменении во времени напряжений (или деформаций) и температуры для простых, но достаточно показательных случаев сочетания циклов растяжения—сжатия и нагрева—охлаждения (см. рис. 5.3). Длительность цикла нагружения составляла 2 мин. Использовались сп.лошные корсетные образцы из аустенитной нержавеющей стали Х18Н9 и стали ЭИ-654. [c.116]

При проведении базовых контрольных испытаний могут быть установлены параметры диаграмм циклического деформирования применительно к каждому из упомянутых выше трех методов получения уравнений состояния. Для наиболее часто используемых в практике расчетов конструкций простых режимов циклического или длительного циклического нагружения при повышенных температурах с выдержками из комплекса базовых экспериментов может быть установлена связь между параметрами уравнений состояния в случае применения обобщенных диаграмм циклического деформирования, теории термовязкопластичности с комбинированным упрочнением и структурных моделей упруговязкопластической среды. [c.236]

Подходы по определению повреждений на стадии образования макротрещин разработаны при использовании деформационнокинетических критериев разрушения, явный вид которых получен на основе обобщения свойств сталей с учетом их длительной эксплуатации. Для характерного годичного цикла нагружения, включающего основные режимы эксплуатации, определены параметры (размах деформаций, число циклов) простого цикла, эквивалентного по повреждению сложному годичному. Эти параметры определяют процесс исчерпания ресурса наиболее повреждаемых зон роторов и корпусов. [c.18]

В простейшем случае анализ закономерностей суммирования повреждений при неизотермическом малоцикловом нагружении может быть выполнен применительно к режимам, реализуемым путем чередования основных режимов термомеханического нагружения, свойственных эксплуатационному циклического изменения температуры и нагрузки при соответствующем их сочетании и стационарного режима нагружения, реализуемого за счет выдержки нагрузки (деформации) при крайних температурах цикла нагрева, либо за счет выдержки только при Гщах- При указанном чередовании характерных режимов в каждом цикле возникают усталостные и квазистатические (длительные статические) повреждения, последние из которых реализуются за счет ползучести на стационарном этапе выдержки. Данные малоцикловых испытаний в нензотерми-ческих условиях ограничены 80, 90] они получены, как правило, применительно к термоусталостиому режиму нагружения с варьированием условий только за счет программированного изменения температуры (рис. 2.30, в...е) 1[29, 31, 72, 80, 96, 109, 128, 132]. [c.84]

По-видимому, указанные факторы, а также неизотермичность нагружения явились олределяющими при формировании повреждений, развивающихся в термоусталостном цикле (рис. 2.34, а). В целях обобщения и аналитической интерпретации результатов испытания предлагается модель, согласно которой исследуемый сложный режим неизотермического нагружения (рис. 2.35, а) представлен в виде двух простых чередующихся режимов термоциклического в чистом виде (рис. 2.35, б) и длительного статического (рис. 2.35, в), реализуемого за счет выдержки при 7щах- [c.89]

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]

В простейшем случае это скалярный процесс q t) изменения параметра, с точностью до которого заданы все внешние силы, действующие квазистатически. При длительном циклическом нагружении с медленно изменяющимися амплитудами и частотами в качестве аргумента t естественно принять медленное время при этом амплитуда И частота как функции медленного времени должны войти в число составляющих векторного процесса q (О- В зависимости от содержания инженерной задачи роль аргумента может играть наработка, измеряемая как в единицах времени, так и в других подходящих единицах. Существенно лишь, чтобы этот аргумент, называемый в дальнейшем просто временем, можно было использовать при описании процессов 1 ( ) и q (/). [c.63]

Изложенный вариант теории длительной прочности позднее был обобщен В. П. Тамужем на случай анизотропных сред. Из полученных формул для случая кратковременного простого нагружения при соответствующем выборе сферических инвариантов вытекает критерий (5,34) и другие. [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...