Прочность длительная суммарная

Сложное напряженное состояние диска, изменяющиеся вдоль радиуса температура и свойства материала не позволяют заранее указать те радиусы, на которых запасы прочности окажутся минимальными. Для оценки упругого состояния диска строится полная характеристика распределения запасов прочности вдоль радиуса диска. На рис. 6.20 показано примерное распределение напряжений и запасов прочности в диске с неравномерным нагревом. На участке от нулевого сечения до радиуса наибольшим главным напряжением является окружное напряжение ае, а наименьшее осевое а = 0. На этом участке запас прочности определяется по напряжению ае. На участке в пределах радиусов г . .. Гь наибольшим напряжением является а , и оно определяет запас прочности. В периферийной части диска на радиусах больше Гь Запас прочности определяется суммарным напряжением а + + ае, так как последнее является отрицательным и складывается с первым главным. Наименьшие запасы могут быть на контуре отверстия или на внешнем контуре диска. В первом случае имеет место пиковое возрастание окружного напряжения ае, а во втором — сложение двух достаточно больших главных ае и а . Кроме того, на внешнем контуре существенно снижается предел длительной прочности материала из-за высоких рабочих температур. В средней части диска запасы прочности достаточно высоки По сравнению с критическими сечениями. Подбором толщины и [c.311]

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной. прочности Одп— напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре условный предел ползучести % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Уд = Ю %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Va = Ю мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 °С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч. [c.222]

При статическом длительном нагружении запасы прочности определяют из кривых длительной прочности и полной деформации ползучести как отношение предела длительной прочности к рабочему напряжению при расчете по разрушающим нагрузкам или как отношение условного предела ползучести к рабочему напряжению при расчете по предельным деформациям. За условный предел ползучести принимается напряжение, обеспечивающее допустимую скорость деформации или допустимую суммарную деформацию за определенный срок службы при заданной температуре. [c.539]

На приведенных графиках сопоставлено распределение в дисках суммарных упругих напряжений и напряжений ползучести, которые получились в результате перераспределения первоначального напряженного состояния за время ресурса работы двигателя. Там же даны значения пределов длительной прочности за 50 000 час (ресурс работы двигателя) по радиусу диска. Разница между кривой оа. по ООО и кривыми рабочих напряжений определяет величину запаса прочности в различных участках диска. [c.128]

Как отмечалось в 1 и 2, условие нагружения конструкций натриевых реакторов на быстрых нейтронах характеризуется температурами до 550—610° С для хромоникелевых аустенитных сталей типа 18-8 и 500° для хромо молибденовых. Корпус реактора и внутриреакторные конструкции подвергаются охрупчиванию при облучении нейтронами (удлинение стали типа 18-8 становится меньше 10%). Эксплуатация связана с чередованием стационарных и нестационарных режимов (пуск, останов, аварийное расхолаживание, изменение мощности и др.), и по предельным оценкам число переходных режимов с изменением температур до 400—500° С не превышает 1500. Суммарное время переменных тепловых режимов составляет не более 10% от общего временного ресурса (2- --4-3)-10 ч., т. е. основное время эксплуатации относится к стационарному режиму. Накопление циклических и длительных статических повреждений сопровождается при эксплуатации изменением состояния металла по химсоставу и механическим свойствам. Получение экспериментальных кривых усталости при реальных деформациях (размах до 0,5%) и длительности нагружения представляет невыполнимую задачу, поэтому в любом варианте расчета прочности неизбежна необходимость обоснования экстраполяции данных на большие сроки службы. Существующие предложения по расчету длительной циклической прочности отличаются как по определению напряжений и деформаций, так и по расчету предельных повреждений. [c.37]

На рис. 2.5 показано влияние примесей углерода и азота на длительную прочность стали 304 [5]. На оси абсцисс отложено суммарное количество примеси С и 1,25N в массовых [c.21]

Оценка прочности основных деталей паровых турбин не ограничивается сопоставлением истинных напряжений с пределом ползучести. При малых величинах суммарной деформации за период испытаний последние не дают представления о предельной способности металла к пластической деформации при ползучести. Последнее обстоятельство очень важно, так как эта деформация для большинства сталей очень ограничена [54, 64, 105, 117]. Вследствие этой и других причин обязательно проводят испытания на длительный разрыв, когда образцы доводят до третьей фазы ползучести. За основной критерий длительной прочности данной стали или сплава, при данной (постоянной) температуре, принимают предел длительной прочности напряжение, вызывающее разрушение по истечении заданного срока. Для деталей паровых турбин, как правило, предел длительной прочности определяется для 100 ООО ч работы. [c.18]

Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной прочности — напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (более 450 °С) температуре условный предел ползучести — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Va = = 10- %/ч, что соответствует 1 7о-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч (или Vu = = 10 мм/ч) стабильность структуры и кратковременных механических свойств при обычной и рабочей температуре в процессе расчетного срока эксплуатации. [c.280]

Какой средний минимальный радиус пор практически достижим, экономически эффективен и надежно обеспечивается технологией В настоящее время информация в печати по этому вопросу отсутствует. Выполнить перегородки с наименьшим практически возможным радиусом пор (например, 0,005 и 0,01 мкм) неизмеримо сложнее, чем с большим радиусом (например, в пределах до 0,1 мкм), так как существуют ограничения, определяемые свойствами материала, стабильностью проницаемости пористой перегородки при ее длительной эксплуатации, коррозионными явлениями, прочностью, возможностями технологического процесса при массовом производстве и т. п. Общая рабочая геометрическая поверхность пористых перегородок в одной большой ступени американских диффузионных заводов составляет 200— 210 м . Но отношение суммарного живого сечения пор к их геометрической площади равно лишь нескольким долям процента. [c.275]

При длительных выдержках в полуциклах растяжения или сжатия, сочетающихся с высокими температурами цикла нагрева, малоцикловая прочность может быть охарактеризована сопротивлением длительному статическому разрушению с учетом влияния цикличности [29]. Такая трактовка реализована при анализе прочности жаропрочных сталей и сплавов для термоциклов большой длительности за счет варьирования длительности выдержки при максимальной температуре цикла. Условие прочности в этом случае получается исходя из схемы расположения предельных линий ВС и EFD в координатах —Ig n (рис. 2.22). Линия ВС характеризует предельное состояние при длительном статическом нагружении, при Ттах, а EFD — предельное состояние при длительном термоусталостном нагружении. Полол<ение линии ВС определяется следующими допущениями учитывается лишь суммарное время выдержки при максимальной температуре цикла и считается, что термическое напряжение постоянно на этапе выдержки в полуцикле сжатия. [c.73]

Таким образом, для широкого диапазона условий нагружения [15, 49] суммарное повреждение, определенное в соответствии с уравнением (2.39) или (2.41), укладывается, как правило, в полосе разброса 0,5... 1,5. Это свидетельствует о возможности использования деформационно-кинетического критерия для расчета прочности при малоцикловом и длительном малоцикловом нагружении. Однако необходимо использовать результаты только корректно поставленных экспериментов, обеспечивающих получение полной информации о параметрах процесса деформирования и характере изменения с числом циклов и -во времени нагрузок (напряжений), деформаций и температур в зоне достижения предельного состояния по условиям малоциклового разрушения, а также систему базовых данных и расчетных характеристик, необходимых для правильной оценки повреждений, накопленных в ходе повторных нагружений. [c.101]

Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной прочности — напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (более 450 °С) температуре условный предел ползучести — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла = 10 %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за [c.318]

Работоспособность сварных соединений паропроводов ТЭС в зарубежной теплоэнергетике оценивается с помощью различных методов испытаний с установлением при необходимости жаропрочных свойств, циклической прочности, трещиностойкости при ползучести и других характеристик. Применительно к паропроводам энергетических установок, эксплуатирующихся в стационарном режиме (суммарное число пусков-остановов не превышает 400 циклов), основным и наиболее распространенным разрушающим методом диагностирования сварных соединений является оценка их долговечности по результатам лабораторных испытаний цилиндрических гладких образцов с поперечным швом на длительную прочность. [c.170]

Рис. A2.1. Зависимость между суммарным содержанием Ti и А1 и температурой, при которой различные сплавы на никелевой основе имеют заданную длительную прочность.

Соответствуюш,ее данной температуре наибольшее напряжение, при котором выполняется требование а), называют условным пределом ползучести по допускаемой минимальной скорости деформации-, при выполнении требования б) — условным пределом ползучести по допускаемой равномерной скорости деформации-, наконец, при выполнении требования в) — условным пределом ползучести по допускаемой суммарной деформации. В расчете за допускаемое напряжение принимается один из указанных условных пределов ползучести. При этом во всех случаях должно быть выполнено условие, чтобы деформация ползучести не выходила за пределы второй ее стадии. Для обеспечения указанного условия требуют, чтобы допускаемое напряжение не достигало предела длительной прочности, т. е. напряжения, действие которого при заданной температуре вызывает разрушение по истечении установленного промежутка времени, вводя к этому пределу коэффициент запаса около 1,5. [c.424]

Металл деталей паровых котлов работает в очень тяжелых условиях, так как он подвергается воздействию нагрузки от давления и температуры воды и пара, от собственного веса, веса обмуровки и от неравномерного расширения элементов котла. Толщину стенки барабанов, коллекторов и труб, размеры деталей каркаса и т. п. определяют в зависимости от величины суммарной нагрузки и требуемого запаса прочности, обеспечивающего длительную работоспособность деталей. Кроме прочности, от металла требуются пластичность (отсутствие хрупкости), сопротивляемость коррозии и хорошая свариваемость. Поэтому для изготовления деталей паровых котлов, особенно работающих под давлением, применяют сорта высококачественных сталей. [c.84]

Рис. 191. Предел длительной прочности стали 3SXH3MA за 10 ч (/) и предел ползучести (2) при суммарной деформации 1 % за 10 ч при различных температурах [156, с. 90]

Суммарное содержание А1 и Т1, % Отношение А1Д1 Количество у -фазы, % Размер частиц 10" см Предел длительной прочности, МПа [c.124]

Большая экспериментальная программа исследований длительной малоцикловой прочности материала Х18Н9Т в интервале температур выполнена в Каунасском политехническом институте [21 — 24, 214]. Испытания проведены при температурах 500, 600, 650 и 700° С, время выдержек 0,5 5 и 50 мин, суммарные базы испытаний достигали 500—700 ч. [c.29]

Расчет суммарного повреждения для режимов неизотермического нагружения типов, показанных на рис. 1.3.1, а — а, в форме деформационно-кинетического критерия (уравнение 1.3.1) показывает вполне удовлетворительное соответствие данных деформационно-кинетическому кр итерию длительной малоцикловой неизотермической прочности (рис. 1.3.3). Величина суммарного повреждения укладывается в полосе разброса от 0,5 до 1,5, что свидетельствует о возможности использования для расчета прочности при неизотермическом нагружении предлагаемого критерия. [c.47]

Для контрастных по характеристтшам кратковременной и длительной статической прочности жаропрочных сплавов существенны такие выводы сходственная картина в кинетике повреждений df и ds, небольшое поле рассеяния суммарных повреждений (0,5—1,4) и несущественное влияние времени выдержки при максимальной температуре цикла на ход кривых компонент повреждений. Указанный диапазон суммарных повреждений соответствует весьма малому (не более 1,5 раза) рассеянию долговечности, что подтверждает приемлемость деформационно-кинетической трактовки. [c.43]

После восстановительной термической обработки образцы были подвергнуты дальнейшему испытанию на длительную прочность. Каждый из них был нагружен первоначальным грузом, хотя сечения образцов были уже несколько меньшими, чем в исходном состояния, вследствие влияния ползучести в течение 659 ч, при первом нагружении. Среднее суммарное время до разрушения образцов второй партии составило 1 514 ч, т. е. среднее время до разрушения увеличилось на 549 ч по соав-нению со средним времедем до разрушения образцов [c.261]

Резкое снижение прочности металла, работающего в условиях ползучести, наступает с началом третьего интервала времени. Нелинейный закон накопления остаточной деформадии и невозможность определения распределения вероятности скорости ее изменения не позволяют прогнозировать изменения прочности. Поэтому задача обеспечения надежности и безопасности эксплуатации состоит в том, чтобы не допустить работу котлов при наработках, суммарно превышающих продолжительность первого и второго интервалов. В пределах второго интервала при увеличении наработок времени напряжения, вызывающие разрушения, могут быть ниже временного сопротивления. Поэтому необходимо иметь представление об изменении прочности в условиях ползучести. С этой целью НТД для конкретных марок стали устанавливает показатель - предел длительной прочности, который характеризует значение напряжения, при- [c.172]

Лопатки газовых турбин в большинстве случаев охлаждают отводом тепла в диск. При этом в соответствии со сказанным в 16 температура лопатки меняется по длине так, как показано на рис. 127. Предел длительной прочности металла поэтому увеличивается к основанию лопатки и на некоторой части длины лопатки растет быстрее, чем суммарное напряжение асумм- В итоге наименьший запас прочности молсет оказаться не в основании лопатки, где напряжение Осумм достигает максимума, а ближе к ее середине. Это обстоятельство необходимо принимать во внимание при расчете лопаток газовых турбин. [c.165]

В общем случае коэффициент запаса прочности, определяемый как отношение предела текучести при рабочей температуре к допускаемому напряжению растяжения в рабочих лопатках, /Ст=1,7. Это справедливо для лопаток, работающих в зоне низких и умеренных для данного материала температур. При этом суммарные напряжения парового изгиба не должны превосходить 600 кгс/см (ааэр ЗбО кгс/см ). Особое внимание следует обращать на снижение напряжений парового изгиба и растяжения в сечениях лопатки, имеющих отверстия для проволочных бандажей, учитывая большой коэффициент концентрации напряжений. Для титановых сплавов, помимо предела текучести, следует учитывать пределы длительной прочности и ползучести вследствие отмеченной выше склонности этих сплавов к ползучести при комнатной и умеренной температурах. [c.117]

Если при данной температуре ползучесть возможна (см. 193), то необходимо прежде всего установить, какое из допускаемых напряжений при заданном сроке с.1ужбы детали /д является большим — допускаемое напряжение по суммарной деформации ползучести (Стсе) или по минимальной ее скорости (а ), или допускаемое напряжение, вычисленное по пределу длительной прочности где kt — коэффициент запаса длительной прочности, который можно принимать [c.582]

Расчет суммарного повреждения для режимов (см. рис. 2.46, а.... ..г) неизотермического нагружения [17] (в том числе при испытаниях, когда возможно. накопление больших поврен<де шй как усталостных, так и квазистатических, а также для режимов с максимальным повреждаюш,им эффектом) показывает удовлетворительное соответствие экспериментальных данных (расчетным, полученным по деформационно-кинетическому критерию длительной малоцикловой неизотерм ической прочности (рис. 2.47). [c.109]

Величину предела длительности прочности можно приближенно определить на основе экспериментальных данных с помощью параметрических зависимостей, наиболее распространенной из которых является зависимость Ларсена—Миллера [75]. Ее использование позволяет сократить суммарное время эксперимента и по даным относительно кратковременных испытаний при более высоких температурах определять длительную прочность за заданный срок службы при температуре эксплуатации. [c.23]

Величина внутренних напряжений Овн в лакокрасочных покрытиях, сформированных на жесткой подложке, является суммарной величиной усадочных напряжений Оу, вызванных сокращением пленки при высыхании или отверждении, термических напряжений От, связанных с различием в коэффициентах термического расширения пленки и подложки, внутренних напряжений Ос, возникающих за счет физико-химических процессов структурообразова-ния при старении [44—50]. Эмпирически было показано, что самопроизвольное разрушение лакокрасочных покрытий происходит под действием внутренних напряжений при условии Овн Ох, где Ох — долговечность покрытий. Однако на практике удобнее определять не длительную, а кратковременную, или мгновенную прочность покрытий Омгы- Тогда условием разрушения покрытий будут эмпирические выражения Овн 0,5 а гн — для хрупких и жестких покрытий, и (Твн = ОД — 0,2 Омгн — для эластичных покрытий. [c.103]

Для описания участка разупрочнения и эффекта длительной прочности (квазихрупкого разрушения в конце испытания на ползучесть, которое может происходить при малых деформациях за конечный промежуток времени) возможно введение параметра поврежденности ш. Этот параметр интерпретируется как некоторая суммарная характеристика степени дефектности материала в данной точке в рассматриваемый момент времени. Для ( > сотасно (2.6.31) обычно принимают [c.116]

Одним из критериев определения допустимого напряжения в Нормах ASME 1592 является 80 % средней величины напряжений, приводящих к суммарной деформации 1 %. Даже в реальных металлических материалах с низкой пластичностью при суммарной деформации <1 % не происходит разрушения, поэтому этот параметр и принят в качестве указанного критерия. На рис. 3.13 на основе обобщенных данных, приведенных на рис. 3.12, и некоторых других данных показано изменение кривой длительной прочности и деформации при разрушении в зависимости от времени до разрушения. [c.62]

Так, после эксплуатации с наработкой 170 тыс. ч при температуре 585 °С (суммарная наработка с экспериментом) сохраняется достаточная степень легированности твердого раствора и упрочняющее влияние интерметаллидной фазы в структуре, что обеспечивает длительную прочность стали 12Х11В2МФ на уровне 112 МПа для расчетной базы 10 ч, соответствующем примерно средним марочным значениям жаропрочности металла в состоянии поставки. Длительная пластичность при этом 5д гш > 16 % и /д пл> 65 % [94]. Из этой стали рекомендуется изготовлять паропроводы с температурой эксплуатации до 600 °С. [c.321]

Пример 4.2. На рис. 4.4, а показано меридиональное сечение диска газовой турбины. Диск изготовлен из сплава ХН77ТЮР-ВД и работает на трех режимах (табл. 4.1). Распределение температуры по радиусу диска на режиме I приведено на рис. 4.4, г, а суммарные напряжения от действия центробежных сил и нагрева на режиме I на рис. 4.4, б. Напряжения максимальны на внутреннем радиусе диска по результатам упругопластического расчета = = 61,47 кгс/мм на радиусе г= 7,65 см запас по напряжениям с учетом длительности данного режима в этой точке kg = 1,518. Распределение Лд min в зависимости от радиуса показано на рис. 4.4, в. На режимах II и III максимальные напряжения возникают в месте расточки запасы kg на радиусе 7,65 см приведены в табл. 4.1. Эквивалентный коэффициент запаса по напряжениям рассчитан по (4.22), причем в качестве эквивалентного принят режим I. Кривые длительной прочности сплава ХН77ТЮР-ВД приведены на рис. 4.5. По долговечности и напряжениям на режиме II диск достаточно нагружен и этот режим влияет на суммарное повреждение эквивалентное время на режиме II составляет примерно 30% времени на режиме I. [c.121]

По мере увеличения суммарного содержания Ti и А1 жаропрочность сплавов на никелевой основе повышается. Так, отмечается линейная зависимость между пределом длительной прочности и количеством упрочняющей фазы (в пределах 8—50 %). Линейная зависимость обнаруживается также между содержанием Ti и А1 и температурами, при которых сплавы имеют заданную (одинаковую) длительную прочность (рис. А2.1). Рис. А2.2 иллюстрирует повышение сопротивления термической усталос- ( мах = 900 °С, Tmin = 700 °С) по тому же аргументу. [c.51]

Данная концепция получила определенное развитие в работе [23], где она применяется к расчету турбинного диска. Здесь принято, что на этапах нагрева сопротивление материала деформированию определяется диаграммой кратковременного деформирования, не изменяющейся от цикла к циклу. При стационарных режимах, когда уровни температур могут /быть выше, а градиенты ниже, чем на первом этапе, сопротивление деформированию определяется изохронной кривой ползучести [51, 61], соответствующей суммарному времени прошедших циклов (ее параметры —предел ползучести, предел длительной прочности — естественно, убывают с числом циклов). Последняя кривая аппроксимируется кусочно-линейной зависимостью по заданному допуску на деформацию ползучести (как показано на рис. 4) аналогично тому, как это делается при замене реальной кривой кратковременного деформирования некоторой близкой диаграммой упругоидеальнопластического тела. Такой подход приближенно отражает наиболее существенную особенность характеристик кратковременного и.длительного деформирования переход от медленного увеличения необратимых деформаций к б ыстрому (т. е. от малых значений dzldo к большим) при превышении напряжениями некоторого характерного значения. [c.23]

Далее осуществляется перераспределение напряжений. В силу того что модел ч уется наиболее распространенный режим испытаний на длительную прочность при постоянной нагрузке, предполагается, что суммарная несущая способность волокон сохраняется постоянной и напряжения с разрушившихся и выключенных из работы волокон равномерно распределяются на оставшиеся в данном с чении волокна. При этом Of N- п )= и напряжения в волокнах вычисляются как [c.228]

Аналогично построению по параметру статического повреждения строятся кривые длительной прочности по параметру усталостного повреждения. Параметры а, М, к изменяются в широком диапазоне. Предполагается, что повреждение при малом числе циклов изменения напряжений зависит только от определенной части энергии гистерезиса, а именно от энергии, накопленной за счет пластического деформирования. При ограниченной долговечности эта энергия может быть приравнена полной энергии гистерезиса, так как при очень больших деформациях неупругая составляющая пренебрежимо мала. Согласно гипотезе Фелтнера и Морроу [271], разрушение наступает тогда, когда суммарная энергия, рассеиваемая в единице объема материала вследствие наличия необратимых пластических деформаций, достигает определенной критической величины [c.261]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...