Повреждаемость статическая

В настоящее время, например, аппараты и нефтепроводы рассчитывают лишь на прочность от действия статических нагрузок, без учета временных факторов разрушения. Между тем они работают в режиме малоциклового нагружения, которое в десятки раз ускоряет процессы повреждаемости металла в зоне дефектов и конструктивных концентраторов напряжений. Кроме того, недостаточная степень подготовки нефти на промыслах способствует коррозионной активности рабочей среды. Циклические нагрузки в условиях коррозионной активности рабочей среды вызывают усиление усталостных процессов и особенно сильно в зонах концентрации напряжений. Это объясняется проявлением локального динамического механохимического эф- [c.365]

Рис. 1.15. Диаграммы (а) циклического разрушения материалов и (б) относительной их живучести но стадиям I — необратимой повреждаемости II — зарождения трещины III — роста трещины IV — полной долговечности, связанной с разрушением материала V — пов-торно-статическим разрушением [27] (в) зависимость относительного периода зарождения усталостной трещины iV, / Nf от размаха напряжений, Аа, в образцах из алюминиевого снлава 2024-ТЗ для длины распространения трещины 0-15 мм при различных радиусах р в вершине концентратора глубиной h [26] (г) рассеяние экспериментальных данных по зависимости длины усталостной трещины от числа циклов нагружения стальных образцов (С — 0,21 r — 0,21 Мп — 0,47 Си — 0,21 Сг — 0,09 %) при двух уровнях напряжения [97]

Характер разрушения зависит от частоты и температуры при малых частотах и высоких температурах повреждаются (так же, как это происходит при длительных статических нагрузках) главным образом зоны вблизи границ зерен, т. е. статическая повреждаемость предшествует усталостной. [c.264]

Стеклопластики при нагружении имеют тенденцию к прогрессирующему и необратимому повреждению. В некоторых случаях нагрузка при возникновении повреждений составляет всего лишь 10% от соответствующего статического предела прочности. Детальный характер поврежденности зависит от многих факторов, описывающих вид нагружения, расположение армирующих элементов, свойства матрицы и поверхности раздела и т. п. Было предложено много различных описаний повреждаемости, начиная с такого неясного определения, как растрескивание, до детальных микроскопических исследований. [c.334]

Установлено, что повреждаемость материала вызывает снижение характеристик кратковременной и длительной прочности, ползучести и многоцикловой усталости, а также изменение многих физических характеристик, которые в ряде случаев становятся мерой количественной оценки степени повреждаемости материала [49]. Структурные изменения, протекающие непрерывно в процессе нагружения, формируют повреждения, которые вызывают видимые нарушения сплошности материала (макротрещины и др.), характеризуемые как повреждения конструктивного элемента, вид которых, определяется характером действующей нагрузки (усталостной, статической, длительной статической). [c.14]

По-видимому, более правилен метод учета влияния длительности цикла раздельным подсчетом повреждаемости материала от циклической нагрузки и от статического действия нагрузки в период выдержки при /max с последующим суммированием этих долей повреждения по тому или иному закону, как это показано в гл. 5. [c.77]

Обоснованный вывод по этому вопросу сделан в работах А. П. Гусенкова и Р. М. Шнейдеровича ( 86] и др.), в которых показано, что линейное суммирование долей статической и циклической повреждаемости справедливо, если их представлять в деформационном выражении [c.149]

Нагружение по циклам сложного профиля, например трапецеидальным, приводит к накоплению одновременно с циклическим и статического повреждения, что следует учитывать соответствующими методами суммирования долей повреждаемости. [c.157]

Рассмотрим более общий случай, когда необходимо суммирование статической и циклической долей повреждаемости. Рассчитаем долговечность рабочей лопатки турбины, температурное и напряженное состояния которой описаны в работе [71]. [c.183]

Уменьшение пластичности жаропрочных сталей и сплавов, связанное с механической обработкой и другими технологическими операциями, в которых производится предварительная пластическая деформация, приводит к ускорению повреждаемости сталей и сплавов при действии циклического и длительного статического нагружения, а следовательно, к уменьшению долговечности и особенно к снижению сопротивления многократным перегрузкам при испытании на усталость и длительную прочность. [c.201]

Повреждаемость, накапливаемая в деталях авиационного двигателя от действия низкочастотного нагружения и нагрева (малоцикловое нагружение), зависит от условий работы деталей. В дисках турбин малоцикловое нагружение от повторных запусков, изменений режима, включения реверса проявляется в сочетании статических (от центробежных сил) и термических нагрузок. Как показано в работе [4], в момент запуска двигателя условия работы материала в ободе, на ступице и в полотне диска различны. В ободной части температурные напряжения и напряжения от центробежных сил имеют разный знак, однако при выключении двигателя и продувке холодного воздуха возможен обратный температурный градиент [2], и в этом случае механические и термические напряжения в ободной части суммируются. Максимальные значения нагрузки и температуры при этом не совпадают, т. е. происходит неизотермическое нагружение. В ступице и в полотне диска температурные напряжения суммируются с центробежными и их максимум совпадает в цикле нагружения с моментом достижения максимальной температуры. В остальной части цикла диск работает на стационарном режиме вибрационные напряжения в нем обычно невелики. [c.78]

Лопатки турбины работают по сложному режиму нагружения, показанному на рис. 4.1. Изменение в течение каждого полета величин напряжений, температуры и длительности нагружения учитывается суммированием повреждаемости на всех режимах и приведением всех режимов к одному, обычно наиболее тяжелому. Приведение производится на основе линейной гипотезы суммирования длительных статических повреждений по уравнению [c.82]

При длительном статическом нагружении, когда материал находится под действием максимальных напряжений в течение всего времени, величина т в приведенных выше зависимостях принимается равной непосредственному времени нагружения. В случае циклического нагружения с треугольной или трапецеидальной формами циклов в указанные зависимости необходимо вводить эквивалентное по повреждаемости время Тд [13], равное произведению текущего (в данный момент) числа циклов нагружения на эквивалентное время цикла Тцд. Последнее определяется с учетом возможного различия в скорости деформирования или нагружения в полуциклах растяжения и сжатия, различной чувствительности материалов к выдержкам при растяжении и сжатии, а также соотношения времен выдержек в полуциклах растяжения и сжатия. Принимая во внимание обозначения соответствующих времен, приведенных на рис. 4.12, величину Тцэ представляем как [c.81]

Расчеты на прочность деталей теплосиловых установок только по характеристикам статической и длительной статической прочности при высоких температурах являются недостаточными, поскольку ни предел текучести, ни условный предел длительной прочности не отражают в достаточной мере реальных условий нагружения материала в наиболее повреждаемых зонах. Так, например, применение сталей с повышенным пределом текучести для сосудов давления и других элементов с точки зрения сопротивления коррозионной усталости при высокой асимметрии цикла нагружения в ряде случаев не является достаточно технически оправданным [35]. [c.20]

Сточки зрения деформации и разрушения в большинстве феноменологических уравнений долговечности общая суммарная повреждаемость подразделяется на компоненты повреждаемости при ползучести (накопление повреждений в периоды постоянной или медленно изменяющейся деформации) и усталости (накопление повреждений в периоды резкого изменения деформации). Далее, суммирование статической и циклической термомеханической повреждаемости чаще всего производят по линейному закону, использование которого значительно упрощает расчеты. [c.39]

Методика проведения испытания при комбинированном действии термической усталости и ползучести. Для оценки долговечности материала в случае комбинированного термоциклического и длительного статического нагружения используют принцип суммирования долей повреждаемости при последовательных и попеременных испытаниях тонкостенного трубчатого образца на термическую усталость и ползучесть (табл. 1). [c.61]

При сложнонапряженном состоянии параметры (циклические и статические) предельной диаграммы рассчитывают с использованием энергетической теории прочности. В случае действия различных групп циклических термических нагрузок расчет на прочность производят на базе линейного суммирования повреждаемости от каждой группы нагрузок. Условие прочности при этом имеет вид [c.166]

Необходимо отметить, что диаграмма предельных циклов в виде прямой линии, т. е. в предположении линейного суммирования повреждаемости от циклической и статической нагрузок, является достаточно надежной для расчета прочности при комбинированных режимах только при сравнительно низких и умеренных температурах и при высоком уровне параметров нагружения. [c.167]

Другой подход, который также весьма широко применяли, заключается в учете совместного влияния статической и малоцикловой нагрузок на основании раздельного суммирования долей повреждаемости, выраженных, как правило, в относительных долговечностях по времени и по числу циклов [8, 16, 46, 62, 65, 80]. При этом для линеаризации предельной кривой разрушения в относительных координатах т—N во многих случаях применяют более сложные, чем по правилу простого линейного суммирования повреждений, соотношения между т и jV. [c.167]

Сочетание статического и вибрационного режимов нагружения. В элементах газовых турбин, например в дисках, лопатках, корпусах, наряду с действием таких силовых температурных факторов, как статические напряжения, стационарные и нестационарные температурные напряжения, наблюдается периодическое возбуждение колебаний указанных деталей при резонансных режимах. На рис. 2.4.3 показано изменение суммарных напряжений от центробежных и газовых сил в лопатке I ступени турбины в течение одного этапа испытаний. В опасных точках газовых турбин чередуются различные комбинации статических а, термоциклических Отц, повторных механических напряжений бц, а также переменных апряжений высокой частоты от вибраций v Если имеет место статическое, а затем вибрационное нагружение, то в расчетах на прочность учитывают способность деталей накапливать повреждаемость от каждого вида нагружения, статического и вибрационного, независимо от наличия предшествующих нагружений другого типа. Условие усталостного разрушения при одновременном действии на деталь вибрационных и статических нагрузок определяют с учетом зависимостей прочности при асимметрии цикла (разд. 2.2). [c.74]

При испытаниях на усталость образцов в условиях многократного повторения переходов от статического к вибрационному режиму нагружения отсутствие зависимости между накопленными к моменту разрушения статической и усталостной повреждаемостями, несмотря на варьирование значения и длительности нагрузок в каждом из режимов, соответствует сохранению постоянства коэффициентов [c.74]

Учесть длительное статическое повреждение можно и путем суммирования долей повреждаемости. - [c.160]

Частота нагружения при малоцикловой усталости, входящая в уравнение (5.18), отражает длительность цикла нагружения. При разделении общей повреждаемости на циклическую и статическую в циклах с выдержками учет частоты уже не является необходимым. Поэтому пр й формулировании условия накопления деформаций, частота нагружения не учитывается [23] [c.161]

Долговечность можно определить путем раздельного подсчета повреждаемости материала, возникающей от циклической и статической нагрузки в период выдержки на Ттах, с последующим суммированием этих долей повреждения. [c.169]

При а>1, 5>1, Y>1 взаимное влияние разнородных повреждений, меньше, чем при a=(P = Y=l- Величина а в равенстве (6.33) зависит от материала и особенностей нагружения. Обычно принимают а=1. При оценке повреждаемости от усталостного и малоциклового нагружения влияние статических напряжений учитывается с помощью эквивалентных напряжений и деформаций. [c.203]

На рис. 2.44 представлены результаты испытаний сплава ХНТОВМТЮ. Величина Г) == ахарактеризует какой из видов повреждаемости, статический или усталостный, доминирует в данном виде испытаний. Расположение точек свидетельствует об отсутствии зависимости между at и Un. Взаимодействие механизмов усталостного и длительного статического р азрушения проявляется на стадии развития трещины. Для сплава ХН70ВМТЮ при 800 С при усталостном разрушении —0<т1<0,9, при смешанном (в очаге излома—статическое разрушение, переходящее в усталостное) —0,7, при длительном статическом — Tj> 7. [c.75]

Различный характер разрушения при термоциклическом нагружении циклами различной длительности является следствием разных процессов повреждаемости, которые одновременно развиваются при сложном нагружении материала циклическими и статическими нагрузками. В циклах с длительными выдержками основное значение имеют длительные статические свойства при испытаниях по пилообразному циклу прочность материала определяется его сопротивлением малоцикловому разрушению. В промежуточной области нагружения необходимо учитывать ззаи.мное влияние статического и циклического повреждений и определять свойства материала при их различном соотношении. [c.82]

Частота нагружения при малоцикловой усталости, вж)дящая в уравнение (5.25), отражает влияние длительнО Сти цикла нагружения в том смысле, что циклы разной длительности (с различными выдержками на максимальной температуре) создают различную статическую повреждаемость. Однако при разделении бщей повреждаемости на циклическую и статическую [c.119]

Как будет показано в п. 23, статическую и циклическую доли повреждаемости можно суммировать также и во временном виде. Линейное суммирование при этом не соответствует экспериментальным данным (см. рис. 85). Это подтверждают и результаты испытания сплава ХН73МБТЮВД на рис. 75 кривая пре- [c.133]

Учет асимметрии цикла. Как показано в предыдущих разделах, неизотермическое нагружение обусловливает различную величину повреждаемости в четном и нечетном лолуциклах, т. е. и при отсутствий дополнительной механической нагрузки термоциклическое нагружение является по существу асимметричным [24]. Влияние дополнительной статической нагрузки можно оценить, если в качестве исходной характеристики использовать сопротивление термоусталости при обычном пилообразном законе изменения температуры. Диаграмма на рис. 90,6 позволяет сделать такую оценку для трех характерных областей значений дополнительной механической нагрузки От>100 сГт<0 и От = = 07-100 МПа. Долговечность N для каждой из этих областей определяют по следующим соотношениям, вытекающим из диаграммы на рис. 90,6. [c.174]

Воздействие коррозионной среды. Известно, что материалы одного класса, имеющие различные прочностные и усталостные характеристики на воздухе, почти не отличаются по коррозионной усталости в воде. Например, коррозионно-усталостная прочность мягких и высокопрочных перлитных сталей в пресной воде составляет 11—15 кгс/мм , а усталостная прочность этих сталей на воздухе находится в более широких пределах 22—77 кгс/мм . Испытания сталей 16ГНМ и 22К в условиях асимметричного цикла нагружения при 100° С показали [12], что при одинаковых относительных статических нагрузках Оо/Оп,2 сталь 16ГНМ имеет предел усталости на 10—15% меньше, чем сталь 22К. Относительная кор-розионно-усталостная прочность сталей 22К и 16ГНМ в условиях асимметричного цикла хорошо согласуется с данными повреждаемости барабанов, изготовленных из этих сталей. [c.15]

Одним из основных факторов повреждаемости гибов является перенапряженность металла. Вследствие отклонения формы сечения от правильной окружности в зоне нейтральной оси гиба, а также в зоне внешней образующей за счет утонения стенки появляется дополнительная концентрация статических напряжений, составляющая в среднем = 2 4 в зависимости от степени овальности сечения. Кроме того, сложное напряженное состояние в гибе создается при действии дополнительных изгибающих и скручивающих нагрузок при самокомпенсации тепловых расширений трубопровода и температурных пульсаций среды. Эти нагрузки носят циклический характер [22]. [c.16]

Усложнение расчетов при цикле с релаксацией напряжений связано с изменением их во времени, что приводит к необходимости дифференцировать компоненту статической повреждаемости на зависящую и не зависящую от времени состав гяющие. В последнее время используют так называемое модифицированное линейное суммирование, при котором также необходимо производить обоснованный выбор величин релаксированного напряжения и эквивалентного времени. Например, предлагается для этой цели использовать время до точки перелома х, соответствующей переходу к диффузионной пластичности на кривой релаксации И. А. Одинга, изображаемой в координатах Ig а—Ig т двумя прямолинейными участками [651. Уравнение суммирования повреждений имеет следующий вид [c.43]

Начиная с точки х уровень релаксированного напряжения мало зависит от скорости нагружения и величины напряжения в начале деформирования, поэтому можно разделить общую повреждаемость на повреждаемости, обусловленные циклическими нагрузками и длительными статическими. [c.44]

Результаты испытаний стали 12Х18Н9Т при программированных режимах малоциклового нагружения по напряжениям и температуре 650° С, обработанные по уравнению (18), аппроксимируются прямой линией. Предельная кривая разрушения в координатах относительной длительной статической и малоцикловой повреждаемости имеет явно выраженный вогнутый характер, т. е. не соответствует линейному суммированию повреждений. Для оценки числа циклов до разрушения при совмест- ном действии малоцикловой усталости и ползучести предлагаются следующие уравнения суммирования повреждений [16] [c.45]

В Практической реализации концепции повреждаемости для описания предельного состояния материала при сложной программе малоциклового неизотермического нагружения важно установление упрощенных зависимостей суммирования тех видов повреждений, которые свойственны различным этапам сложного режима малоциклового нагружения. Построение таких зависимостей основано на возможности разделения указанных типов повреждений, о чем косвенно свидетельствует семейство кривых малоцнкловой усталости (см. рис. 2.29, а). Долю квазистатического повреждения увеличивали при неизменной скорости деформирования на этапах нагружения и разгрузки за счет ползучести путем включения выдержки различной длительности на этапе растяжения. Смещение кривой малоцикловой усталости влево и соответственно уменьшение долговечности происходят за счет замещения части усталостного повреждения длительным статическим, наведенным процессом ползучести на этапе выдержки. [c.83]

Стали повышенной прочности (ств = 1300... 1500 МПа) и твердости (40 - 50 HR ) со структурой троостита (см. рис. 9.15) относятся к материалам функционального назначения — рессорно-пружинным сталям. Циклические нагрузки в них вызывают слабое деформационное упрочнение поверхности и развитие ее усталостной повреждаемости. Усталостное разрушение в этих сталях, как правило, инициируют поверхностные концентраторы напряжений риски, царапины, обезуглероженные участки и т.п. Повышенная чувствительность к надрезам служит причиной более заметного разброса значений r i (см. рис. 9.15), замедления их роста с увеличением статической прочности и, как следствие, снижения коэффициента выносливости до 0,4. Для того чтобы обеспечить более высокую циклическую прочность этих сталей, необходимо уменьшить их чувствительность к концентраторам напряжений. [c.277]

Для решения вопроса о возможности дальнейшей эксплуатации реакторов совместно с ОАО "Ангарский завод полимеров" было принято решение исследовать статические и циклические свойства стали ОХНЗМФА на образцах, изготовленных из материала одного из реакторов, расчетный ресурс которого оказался исчерпанным. После этого, зная снижение циклических характеристик материала, полученное за счет циклической повреждаемости материала, можно определить остаточный ресурс реактора. [c.131]

Характеристики кратковременной прочности, пластичности, твердости после предварительного действия длительного статического нагружения могут явиться показателем повреждаемости материала [15]. Статистически обоснованная (на 155 образцах) оценка склонности материала к охрупчиванию вследствие длительного статического нагружения была проведена на сплаве ХН77ТЮР. [c.11]

Однако в последнее время внимание к твердости резко возросло в связи с использованием этой характеристики для оценки степени деградации и повреждаемости материала под воздействием эксплуатационных факторов. Твердость - это способность материала сопротивляться внедрению в него другого более твердого тела. Для определения твердости используют статические (Бринелля, Виккерса, Роквелла, микротвердости), динамические (Шора, Польди и др.) и кинетические методы. [c.70]

Для разработки количёственнрй методики определения размера усталостной трещины по измейению собственной частоты колебаний образца в данный момент появления была изучена связь степени повреждаемости от Af. С этой целью при постоянной амплитуде напряжений цикла (225 МПа) задавались следующие значения относительного изменения частбты колебаний образца 0,5 1 2,5 6, 10 и 15%. Статический долом образцов проводили при температуре [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...