Нагружение длительное статическое

Для анализа критических параметров и характера разрушения материала при длительном статическом и циклическом нагружениях целесообразно суммировать рассмотренные здесь механические и физические особенности процесса разрушения в виде схемы, приведенной на рис. 3.2, где линия 1 соответствует внутризеренному характеру разрушения по механизму, свойственному данному виду нагружения. При этом критические параметры (количество циклов до разрушения Nf при циклическом нагружении или пластическая деформация Zf при статическом нагружении) не зависят от скорости деформирования Кривая 2 соответствует межзеренному разрушению, для которого характерна чувствительность критических пара- [c.153]

Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации е/ или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик (см. гл. 2). [c.155]

Вторая группа включает параметры, оценивающие сопротивление материалов переменным и длительным статическим нагрузкам. При повторном нагружении в области многоцикловой усталости определяется предел выносливости на базе 10 -н2-10 циклов. Малоцикловая усталость отделяется от многоцикловой условно выбранной базой испытания (Л >5-10 циклов) и отличается пониженной частотой нагружения ( = 0,1-н5 Гц). Сопротивление малоцикловой усталости оценивается по долговечности при заданном уровне повторных напряжений или пределом малоцикловой усталости на выбранной базе испытаний. Сопротивление длительным статическим нагрузкам определяют, как правило, при температуре выше 20°С. Критериями сопротивления материалов длительному действию постоянных напряжений и температуры являются пределы ползучести (То,2/-с и длительной прочности Сх. Предел длительной прочности определяют при заданной базе испытаний, обычно 100 и 1000 ч, предел ползучести — по заданному допуску на остаточную (обычно 0,2%) или общую деформацию при установленной базе испытаний. [c.46]

Можно так>ке, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины Z — 1о (при этом коэффициент т определяется величиной 1с и). Запас на докритический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, повторном циклическом нагружении и др. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность. [c.293]

При повышенной температуре, особенно для циклического нагружения с выдержками на наибольшем напряжении цикла, существенное значение приобретает повреждение от ползучести, рассматриваемое как длительное статическое. [c.94]

В области высокой температуры для данного уровня напряжений разрушение (в этом случае носящее характер длительного статического) определяется длительностью нагружения Тр, т. е. [c.161]

Применительно к условиям работы дисков ГТД общее повреждение их материала складывается из повреждений малоциклового Ядг, многоциклового йу и длительного статического щ нагружения. На этапе проектирования информация о вибрационных нагрузках и их связи с ресурсом отсут- [c.38]

Воздушные суда гражданской авиации в процессе каждого полета испытывают не только изменяющиеся по частотному составу нагрузки. Длительное статическое нагружение элементов конструкции ВС с неизменным по уровню воздействием происходит на этапе крейсерского полета. Применительно к алюминиевым сплавам, которые воплощены в конструкции планера и крыльях ВС, длительная выдержка под нагрузкой имеет место в течение длительных этапов полета в спокойной атмосфере. [c.354]

Существующие наработки лопаток около 10000 ч и указанные выще характеристики процесса разрушения лопаток из-за ползучести при термических циклах нагружения в пределах указанной выше наработки после ремонта позволили утверждать, что потеря длительной статической прочности лопаток была связана с повышенными монтажными напряжениями в сечениях, прилегающих к бандажным полкам лопаток. [c.623]

При переменных нагрузках в образцах с концентратором начало развития макроразрушения может отмечаться после 10—20% общей долговечности, а в гладких образцах из материалов с высокой твердостью (инструментальных, подшипниковых и подобных сталей) после 80—90%. При длительном статическом нагружении время жизни образца с трещиной также колеблется в широких пределах и составляет 50% и более от общей долговечности. Скорости развития хрупкой и вязкой трещин при однократном нагружении резко различны. Так, в закаленной и отпущенной при 200°С стали 50 скорость развития трещины 1300 м/с, а после отпуска при 600 С — 300 м/с [105]. [c.8]

Разрушение по механизму ямочного разрыва наблюдается при различных видах нагружения однократном и длительном статическом, на определенных стадиях усталостного. [c.20]

Изломы длительного статического нагружения имеют ряд общих черт в своем строении. На этих изломах, как правило, не выявляется (или выявляется с большим трудом, иногда в виде целой зоны) локальный очаг разрушения. Это является следствием того, что разрушение начинается одновременно или почти одновременно из многих центров. Значительно участие в образовании излома физико-химических процессов. [c.22]

На изломах длительного статического нагружения фокус разрушения выявляется с трудом из-за того, что зернистое строение излома макроскопически однородно, рубцы , указывающие направление развития разрушения, как правило, отсутствуют (см. рис. 62) или имеют очень нечеткие очертания. Отсутствие рубцов связано в основном с множественностью очагов, первичных и дополнительных вторичные очаги могут возникать не только у поверхности, но и как результат внутреннего растрескивания. Установлению месторасположения первичного очага во многих случаях помогает его большая по сравнению с другими участками излома окисленность. В деформируемых сплавах, в которых четко проявляется зернистость излома, очаги определяют по наличию чисто межзеренного разрушения. Вместе с тем следует иметь в виду, что в материале с разнозернистой структурой разрушение может начаться как внутрикристаллический скол в крупном зерне, при этом часто отмечается пониженная долговечность . [c.91]

На изломах длительного статического и однократного нагружения отмечался разный характер связи расположения пластичных ямок с частицами упрочняющих фаз если при длительном нагружении более пластичный характер разрушения наблюдается, как правило, в области расположения мелких частиц упрочняющих фаз, то при однократном нагружении локальное повышение микропластичности разрушения связано с наличием более крупных по размеру частиц. [c.94]

Обычно повторное нагружение с малой частотой приложения нагрузок сопутствует какому-либо другому виду нагружения — многоцикловой усталости, длительному статическому нагружению и поэтому не всегда учитывается. Однако в настоящее время стало ясно, что повторно-статическое нагружение, или так называемая малоцикловая усталость, оказывает существенное влияние на несущую способность материалов в конструкциях. Разрушения от повторно-статического нагружения встречаются в силовых элементах самолетов, кораблей, деталях систем управления, периодически запускаемых двигателях, сосудах давления и т. д. [c.97]

Действие повторных термических напряжений лишь в относительно редких случаях имеет самостоятельное значение. Значительно чаще термоциклирование накладывается или перемежается с длительным статическим или другим видом нагружения. [c.160]

Изменение характера разрушения в зависимости от температуры цикла наблюдалось в алюминиевом сплаве AK4-ITI при режимах 185 20°С разрушение было практически целиком внутризеренным при 250 < 20°С — со значительной долей по границам зерен аналогичная картина наблюдалась при соответствующем изменении температуры длительного статического нагружения. При сравнимых условиях испытания в литых ни-кель-хромовых жаропрочных сплавах при наличии крупнозернистой разнородной макроструктуры с грубыми выделениями карбидных фаз по границам зерен трещины имели межзеренный характер, в сплаве с меньшим размером зерна и более однородной структурой трещины проходили по телу зерен [12] на не благоприятное влияние на термостойкость крупнозернистой структуры указывалось в работе [8]. [c.163]

Преждевременному разрушению, главным образом при переменном и длительном статическом нагружении малопластичных материалов, в сильной степени способствует наличие внутренних остаточных растягивающих напряжений [50, 52]. [c.178]

Испытания при мягком нагружении с выдержками (активное нагружение осуществлялось при постоянной скорости, длительность выдержек 1,5 и 50 мин — рис. 1.2.1, г) давали возможность за счет изменения продолжительности выдержек и соответствующего выбора уровня максимальных напряжений варьировать соотношение длительного статического и усталостного повреждений. [c.24]

Весь объем полученных по схемам нагружения (рис. 1.2.1, а — г) экспериментальных данных обработан в терминах уравнений (1.2.8) и (1.2.9). Предельное состояние определяется при этом накопленным повреждением (рис. 1.2.2, а, точки 2). Разброс данных укладывается в достаточно узком диапазоне повреждений от 0,7 до 1,4. На рис. 1.2.2, а кроме того показана кинетика накопления повреждений для случаев, когда сопоставимы циклическое и длительное статическое повреждения и когда одно из них превалирует. Разрушение (образование макротрещины) наступает при достижении накопленным (суммарным) повреждением предельной величины. [c.24]

Для количественной оценки эффектов неизотермичности нагружения на процесс накопления квазистатических (длительных статических) и усталостных повреждений требуется выполнение экспериментальных программ исследований в условиях переменных температур. Необходимо прежде всего осуществление базовых испытаний для контрастных сочетаний режимов нагружения и нагрева, какими являются режимы жесткого нагружения, сопровождающиеся синфазным и противофазным нагревом—охлаждением образца (рис. 1.3.1, а — г). [c.44]

При этом в определенных условиях возможно накопление перед разрушением в процессе циклического неизотермического нагружения деформаций, близких величинам статического однократного разрыва (квазистатический или длительный статический характер циклического разрушения), а в ряде случаев наблюдается разрушение термоусталостного характера без выраженной со- [c.48]

Предполагается, что разрушение при термоусталостном нагружении обусловливается, так же как и при изотермическом длительном малоцикловом деформировании, накоплением и взаимосвязью усталостного и квазистатического (длительного статического) повреждений. [c.49]

Для корректной оценки накопления усталостных и длительных статических повреждений при термоусталостном нагружении требуется получение системы базовых данных путем проведения соответствующих экспериментов с учетом специфики переменных температур [91]. Такими базовыми экспериментами являются испытания с целью определения располагаемой пластичности материала и получения кривых усталости в условиях термоусталостного цикла нагружения и нагрева соответствующей частоты. [c.49]

Базовая информация, необходимая для оценки усталостных и квазистатических повреждений при термической усталости, может быть получена при испытаниях на длительный статический разрыв и малоцикловую усталость (жесткое нагружение) соответствующей скорости деформирования и частоты в условиях заданного термического цикла. [c.56]

В процессе испытаний при длительном малоцикловом нагружении осуществляется сочетание процессов ползучести (релаксации) и накопления длительных статических повреждений, с одной стороны, и процессов циклического пластического деформирования и накопления усталостных повреждений, с другой, причем эти процессы могут влиять друг на друга. Поэтому изучение сопротивления длительному малоцикловому деформированию и разрушению (длительной малоцикловой прочности) должно основываться на закономерностях ползучести и длительной статической прочности и на закономерностях малоцикловой усталости и сводится к установлению закономерностей этого взаимного влияния. [c.211]

Существенными факторами в определении ресурса пластичности являются значение максимальной температуры, диапазон изменения переменной температуры и время нахол<дения материала под нагрузкой, а также, по-видимому, и режим нагружения (длительный статический разрыв, длительная прочность). Характерные зависимости при длительном статическом нагружении (до 10 000 ч) представлены для двух материалов разных классов на рис. 2.24 [108, 14]. [c.76]

Значения дИ Sinp для наиболее характерных случаев длительного статического нагружения конструктивных элементов оборудования при упругих (Oj < а ) и упругопластических ( i > dr) деформациях приведены в табл. 6.3. [c.380]

В начале 70-х годов началось интенсивное развитие специального раздела механики разрушения, посвященного вопросам трещипостойкости металлов и сплавов в условиях совместного воздействия коррозионных сред и длительных нагрузок. Первые исследования сопротивления росту коррозионных трещин с применением коэффициентов интенсивности напряжений касались длительного статического нагружения (коррозионного растрескивания). Было показано, что такие традиционно считающиеся мало активными среды, как вода, спирты, масла и т. п. вызывают докритический рост трещин в высокопрочных сталях при значениях коэффициента интенсивности напряжений К, существенно меньших вязкости разрушения Ki . В дальнейшем кардинальное воздействие коррозионных сред на докритический рост трещин было подтверждено и для ряда других высокопрочных сплавов. Исключение составляет рост трещин в условиях ползучести при повышенных температурах, а также в высокоуглеродистых низко-отпущенных сталях с мартенситной структурой. В последнем случае фактором замедленного разрушения может быть водород, оставшийся в металле после металлургического передела. [c.337]

Особенности кинетических диаграмм разрушения. В первых исследованиях, касающихся оценок кинетики докритического роста трещип при длительном статическом нагружении в водных средах, рассматривались преимущественно закаленные низкоот-пущенные стали с пределом текучести выше 1500 Н/мм . Было показано, что скорость распространения трещины прямо пропорциональна коэффициенту интенсивности напряжении растущей коррозионной трещины. Дальнейшее распространение подходов линейной механики разрушения па более широкий круг высокопрочных материалов и коррозионных сред выявило более сложный характер зависимости viK). Типичная кинетическая диаграмл1а коррозионного растрескивания в координатах gv-K представлена на рис. 42.3. На участках I и III скорость роста трещины увеличивается с повышением X, а в пределах участка II, охватывающего значительный диапазон значений К, наблюдается стабилизация скорости. Существуют различные суждения о причинах четко выраженных участков диаграммы коррозионного растрескивания. Их связывают с влиянием в пределах каждого участка доминирующего механизма воздействия среды. Второй горизонтальный участок часто связывают с релаксацией напряжений в вершине трещины вследствии ее интенсивного ветвления. Характер зависимости v K) во многом зависит от структуры сплава и типа среды. Для высокопрочных сталей с мартенситной структурой с пределом текучести 1500 Н/мм и выше на кине- [c.341]

Такое предположение позволяет сделать сопоставление данных работ [61] и [96]. В обеих работах исследовали один и тот же Ti-сплав с параметрами структуры, характеризуемыми крупными а -пла-стинами в первичных (3]5,-зернах размером 0,5-1 мм. В работе [43] при выдержке материала под нагрузкой в течение нескольких минут изменения СРТ по сравнению с х = О не отмечали. В работе [96] при выдержке произошла смена механизма разрушения с вязкого внутризеренного, которому отвечал бороздчатый рельеф излома, на межсубзеренный с фасеточным рельефом излома, что сопровождалось сокращением в 16 раз периода роста трещины. В связи с фактом возрастания скорости роста трещин было подчеркнуто [96] наличие в материале 0,004 % Н2. Это количество Н2 достаточно мало по массе, но в другой работе [81] при длительном статическом нагружении образцов из сплава 0Т4 по схеме Трояно при объемной доле Н2 в 0,003-0,005 % наблюдали их замедленное разрушение и увеличение СРТ при высоком уровне напряжений. Такое разрушение, как говорилось выше, сопровождалось образованием гидридов и развитием трещин по ним. Но в работе [61] снижение долговечности было объяснено диффузией имеющегося в материале Н2 в полосы скольжения. Если это так, то при выдержке данный процесс должен сопровождать и рост трещины, способствуя охрупчиванию материала, однако это в работе [60] не наблюдалось. Поэтому только наличием в сплаве Н2 нельзя объяснить снижение периода зарождения трещины и увеличение СРТ. По всей вероятности, имелась некоторая субструктурная особенность состояния материала по межфазпым границам, которая вызывала рост трещины по ним в течение выдержки под нагрузкой или охрупчивание по плоскостям скольжения в монофазном материале. [c.368]

Последовательность процессов разрушения может быть рассмотрена с единых позиций на основе диаграммы, описывающей влияние в агрессивной среде асимметрии цикла на области формирования усталостных бороздок в сплавах, для которых проявляется сужение области формирования усталостных бороздок. Для таких сплавов в области высокой асимметрии цикла нагружения исчезает понятие порогового КИН. Это связано с тем, что в агрессивной среде, при наличии начального концентратора напряжений или дефекта развитие трещины при длительном статическом растяжении начинается с достижения пороговой величины Kis [143, 146, 151]. Поэтому рост трещин в условиях исчезающе малых амплитуд нагружения будет иметь место при достижении Kis Kf - В связи с этим карта областей разрушения материала при разной асимметрии цикла нагружения может быть представлена в виде (рис. 7.39). Область формирования усталостных бороздок либо не достигается вовсе, либо ограничена низкой асимметрией цикла R < 0,8. Пороговая величина КИН перестает существовать при приближении к величине Kis в рассматриваемой агрессивной среде. [c.395]

Унивгрсальная гидравлическая машина типа МУГП-2,5 ЗИМ [148]. Предназначена для испытания образцов на растяжение-сжатие и изгиб в режимах статического, длительного статического и повторно-переменного нагружения при пульсирующем, симметричном н асимметричном характерах цикла. При работе по двузначному циклу в качестве аккумулятора используют пружину. Наибольшая статическая нагрузка 50 Н (500 кгс). Это относится к двустороннему циклу [нагрузка 12500 Н (1250 кгс)] и к одностороннему [нагрузка 25000 Н (2500 кгс)]. [c.192]

Рис. 69. Разрушение детали из сплаваAK4-ITI при длительном статическом нагружении

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

Характер разрушения в ряде случаев зависит от последовательности приложения нагрузок. Так, на стали 12Х18Н10Т было показано [65], что при последовательном нагружении термоцик-лнрование (600° г 300С) плюс длительное статическое растяжение (600°С) или при тех же температурных режимах длительное статическое нагружение плюс термоциклирование, а также попеременное приложение термоциклического и статического напряжения — разрушение всегда проходило по границам зерен, в то время как при чистых испытаниях на тех же температурных режимах возможно было смешанное, а при высоких уровнях нагрузки — внутризеренное разрушение. [c.164]

Примечюте. — доля усталостного повреждения, вычисленная в соответствии с располагаемой пластичностью (1 5 — доля длительного статического повреждения в деформационном выражении Фо —исходная (максимальная) располагаемая пластичность при статическом разрыве Ф (I) — пластичность, соответствующая накопленному времени циклического нагружения. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...