Деформация пластическая дисков

Будем полагать, что пластические деформации в диске возникают при условии [c.146]

Расчет методом последовательных приближений для рассматриваемого участка изображается линией ад, Дь Дг.-.а. Точка а пересечения этой линии с диаграммой деформирования соответствует действительным напряжениям Оа и деформации 8а, возникающим в середине данного участка упруго-пластического диска. [c.245]

После расчета упруго-пластического диска можно найти границы между упругой и пластической областями. Для этого нужно построить графики изменения по радиусу диска интенсивности напряжений о и предела упругости о и найти точки их пересечения. При Ои Ое имеет место упругая область, при Си > Ое — область пластических деформаций. [c.246]

Для сопоставления результатов был произведен расчет рассматриваемого диска по методике, в которой ползучесть описывается теорией упрочнения и взаимное влияние обоих видов необратимой деформации не учитывается (пластические свойства материала сохранялись прежними). При таком расчете размах необратимой деформации за цикл оказался меньше почти на порядок (на рис. 10.6 штриховая линия). Существенно различаются и величины односторонне накопленной деформации. Долговечность диска, подвержен- [c.237]

В большинстве современных турбомашин диски работают в условиях повышенной нагруженности, приводящей к возникновению пластических деформаций. Турбинные диски и диски компрессоров высокого давления подвергаются воздействию высоких [c.5]

Проследим кинетику напряжений и деформаций в диске, рассчитанную без учета ползучести. На рис. 3.21, б показано развитие пластических зон в диске, для чего построено распределение накопленной пластической деформации е,р в зависимости от номеров циклов, отмеченных цифрами. На рис. 3.21, а дана расчетная схема диска и указаны радиусы и номер зон. Максимальные пластические деформации от цикла к циклу развиваются в трех зонах. Наибольшие пластические деформации у внутреннего контура диска, причем (см. рис. 3.21, б) за семь циклов и далее пластические деформации не стабилизируются и продолжают накапливаться в отмеченных трех зонах. На рис. 3.22 показан путь деформирования при циклическом нагружении диска в координатах е, и eg [c.108]

Рассмотрим кинетику напряжений и деформаций в этом диске, определенных при учете деформаций ползучести при той же программе нагружения. На рис. 3.21, <3 показано развитие пластической деформации в диске. Из сравнения с предыдущими результатами следует, что ползучесть заметно влияет на накопление пластической деформации. По всему полотну диска пластическая деформация меньше, чем деформация, определенная без учета ползучести, и к четвертому циклу ее накопление прекращается. В области шейки происходит более интенсивное накопление пластической деформации, вызванное перераспределением напряжений по полотну диска из-за ползучести, [c.110]

Повышение предела текучести путем предварительного наклепа. Переход от упругой к упругопластической деформации практически очень редко происходит одинаково по всему объему. Большей частью вследствие неравномерности напряженного состояния и других причин одна часть объема детали (например, внешние зоны при нагружении изгибом и кручением, внутренние зоны при нагружении труб и сосудов внутренним давлением и вращающихся дисков центробежными силами и т. д.) может претерпевать значительные пластические деформации, в то время как соседние, менее напряженные области еще не выходят за пределы упругой деформации. Пластические деформации по величине обычно значительно превышают упругие. После удаления внешних сил, вызывающих неравномерную пластическую деформацию, в разных зонах тела возникают внутренние напряжения противоположных знаков, взаимно уравновешивающиеся в пределах данного тела. [c.262]

Случай пластической деформации вращающегося диска произвольного профиля пз идеально пластичного материала рассматривал А. Томпсон ). Он предполагал, что в диске имеется температурный градиент в радиальном направлении, и считал предел текучести и модуль упругости переменными величинами, зависящими от распределения температуры в диске ). [c.550]

Величина угловой скорости вращения, при которой радиус границы, разделяющей области упругой и пластической деформаций кольцевого диска равен определяется [102] выражением [c.213]

Приращения пластических деформаций в диске имеют место при выполнении следующих условий нагружения (см. гл. 4) [4, 10] [c.373]

Определение необратимых деформаций. Остаточные деформации в дисках, работающих при циклическом нагружении, могут определяться путем расчета кинетики напряженно-деформированного состояния с учетом истории нагружения. Алгоритмы таких расчетов основаны на использовании различных модификаций теорий пластического течения и теорий ползучести при неизотермическом нагружении [13, 29, 31, 35, 271, 297, 298]. [c.484]

Условия пластической деформации металла при штамповке улучшаются, если выемки в дисках колес выполнять по рис. 4.3, а, б. Радиусы закруглений принимают Л 20 мм. [c.64]

Хрупкие материалы при разрушении имеют незначительную остаточную деформацию, и характер разрушения определяется разрывом образца по некоторому поперечному сечению с шероховатой поверхностью разрыва. Пластичные материалы при деформировании имеют большую остаточную деформацию. В этом случае разрушению предшествует интенсивное скольжение по плоскостям наибольших касательных напряжений, которые, как установлено в 3.2, составляют угол л/4 с осью растяжения. На образцах с достаточно гладкой поверхностью четко видны линии скольжения, составляюш,ие угол л/4 с осью растяжения (линии Чернова). По этим плоскостям движутся дислокации, и механизм пластического деформирования может быть представлен как проскальзывание и поворот в направлении сближения с осью растяжения тонких дисков, показанных на рис. 7.22. Такие проскальзывания происходят по всем плоскостям, составляющ,им угол л/4 с осью. В результате поворота этих дисков в процесс проскальзывания включаются другие плоскости образца, которые ранее составляли угол, отличный от л/4, и в которых было до этого менее интенсивное проскальзывание. [c.140]

Pq — внутреннее рабочее циклическое давление в сосуде под давлением Рд — безразмерная характеристика относительного уровня напряжения в дисках компрессоров (турбин) по этапам полета ВС Г/, — радиус зоны пластической деформации, формируемой в полуцикле разгрузки материала Rj — радиус диска компрессора (турбины) [c.23]

Еще более раннее проявление чувствительности к выдержке т было зафиксировано при испытании дисков из сплава ВТЗ-1 при многоосном нагружении на специальном стенде [101]. В этом случае даже при выдержке т = 3 с увеличение СРТ наблюдалось уже при КИН примерно в 20 МПа-м . Здесь однако надо подчеркнуть, что в данном случае исследовались уголковые трещины, у которых стеснение пластической деформации у кончика выше, чем у сквозных трещин. Кроме того, объемное напряженное состояние материала должно было давать еще большее стеснение деформации, что в итоге могло обусловить более раннее проявление чувствительности сплава ВТЗ-1 к выдержке X, тем более, что при расчете КИН не учитывалось влияние второго главного напряжения. [c.367]

Выполненный анализ не позволяет объяснить поведение образцов из диска № III (см. параграф 7.2), когда введение выдержки с постоянной нагрузкой приводило к снижению скорости роста усталостной трещины. Происходило залечивание трещины, хотя интенсивность протекания процесса пластической деформации возрастала при снижении частоты нагружения. Использование представлений синергетики позволяет дать объяснение наблюдаемому экспериментальному факту. [c.378]

В пределах ступичной части излома диска были выявлены два типа рельефа волнистый рельеф внутризеренного разрушения со следами выраженной пластической деформации материала в виде пересекающихся полос скольжения и усталостные бороздки. Зоны с усталостными бороздками представляли собой участки, окруженные волнистым рельефом, и их доля в изломе составила по площади около 50 %. [c.494]

Разрушение в эксплуатации диска Р-1 произошло по трем радиальным сечениям, проходящим через отверстия под болты крепления диска к валу двигателя под углом 120 ° друг к другу (рис. 10.5), а в диске Р-2 с угловыми размерами 150, 120 и 90 . Совмещение изломов по дискам свидетельствовало, что разрушение каждого диска началось с образования трещины в одном радиальном сечении. После распространения трещины в первоначальном сечении диски претерпели пластическую деформацию, сопровождавшуюся раскрытием трещины на величину около 35 мм, а затем произошло окончательное разрушение диска по двум другим радиальным сечениям. [c.542]

Существенным моментом в развитии разрушения является изменение ориентировки плоскости трещины в стенке стрингера при резком возрастании скорости роста трещины. Такая ситуация обусловлена переходом в развитии трещины от поверхностной, по форме фронта, к сквозной. Переход от сквозной трещины к поверхностной сопровождается возрастанием степени стеснения пластической деформации. Противоположный переход (от поверхностной к сквозной трещине) сопровождается снижением стечения пластической деформации материала вдоль фронта трещины. Это явление сопровождается резким возрастанием скорости роста трещины при неизменном внешнем воздействии на материал. Сказанное может быть проиллюстрировано результатами стендовых испытаний диска компрессора из титанового сплава ВТЗ-1, проведенных при постоянной деформации его ступичной части диска двигателя Д-30 (см. главу 9). В диске первоначально распространилась поверхностная трещина в тонкой ступичной части при линейном нарастании шага усталостных бороздок по глубине трещины. Далее, когда она стала распространяться с возрастанием длины фронта, входя в полотно диска, скорость роста трещины упала. Однако, как только трещина стала сквозной, ее скорость резко возросла. [c.735]

В технологическом процессе изготовления ответственных деталей из аустенитных нержавеющих сталей, применяемых в энергомашиностроении, предусматривается холодная деформация. Повышение длительной прочности в результате предварительной пластической деформации используют при производстве высоконапряженных деталей, работаюш,их кратковременно (например, дисков транспортных турбин). Однако наряду с положительным наклеп оказывает и отрицательное влияние на свойства металла. В практике работы энергооборудования известны многочисленные случаи хрупких разрушений наклепанного материала — образование трещин на гибах труб пароперегревателей паровых котлов, на компенсаторах газопроводов и др. [c.213]

Чтобы выяснить изменение напряженного состояния в материале при отражении от свободной поверхности плоской упругопластической волны нагрузки, амплитуда которой сравнима с пределом упругости по Гюгонио, проанализируем волновую картину в материале при соударении двух дисков [269]. Для упрощения анализа ограничимся рассмотрением соударения пластины определенной толщины, движущейся со скоростью va, с неподвижным образцом удвоенной толщины из того же материала. Не ограничивая общности рассмотрения, принимаем а) скорость распространения напряжений при упругом поведении материала (скорость распространения упругих возмущений) равна скорости распространения продольной упругой волны ао независимо от интенсивности волны как при нагрузке, так и при разгрузке б) пластическая деформация одного знака не меняет предел текучести материала при перемене знака деформации, т. е. эффектом Баушингера можно пренебречь в) скорость распространения возмущений, связанных с пластической деформацией, изменяется в соответствии с изменением величины деформации по одному и тому же закону при нагрузке и разгрузке, т. е. эффектами, обусловленными вязкой составляющей сопротивления при распространении упруго-пластических волн, пренебрегаем. Последнее допущение требует пояснения. Как показано выше, при распространении упруго-пластической волны вблизи поверхности нагружения конфигурация фронта волны меняется в связи с проявлением зависимости сопротивления сдвигу от скорости пластического сдвига. При удалении от контактной поверхности конфигурация волны за упругим предвестником приобретает стабильность и может быть определена на основе деформационной теории распространения волн. Анало- [c.216]

Как и для агрегатов теплоэнергетики, при определенных сочетаниях режимов термоциклического нагружения, действия статических нагрузок и конструктивных параметров детали в элементах турбомашин может проявиться эффект формоизменения конструкции в целом [10] или отдельных зон [70], выражающийся в накоплении односторонних [12] деформаций [9, 44]. Этот эффект особенно характерен в условиях значительных градиентов по сечению детали и высоких температур термического цикла. Такой случай реализован при испытании дисков (диаметр диска 450 мм, диаметр ступицы 70 мм) турбомашин по специальной программе (рис. 1.15, а) с имитацией центробежных сил [43]. В период выхода на стационарный режим в диске наводились высокие перепады температур (до 600° С). Опытные данн-ые (рис. 1.15, б) свидетельствуют о том, что процессы накопления за цикл односторонних деформаций (для режима при Ттах=750°С) быстро стабилизируются. Характер изменения пластических деформаций и деформаций ползучести по циклам один и тот же. Значения накопленных за цикл деформаций (пластической и ползучести) сопоставимы, а суммарная их величина оказывается значительной с точки зрения накопления квазиста-тических повреждений. Циклический характер процесса деформирования реализуется по всему объему диска (рис. 1.15, в). Примечательно, что пластические зоны деформирования появляются на ободе и в зоне расточки диска они занимают большие объемы и не меняются при циклическом деформировании, при этом пластические деформации могут составлять около 1% [44]. Следовательно, наиболее подвержены повреждениям крайние точки обода и ступица диска [22, 100]. [c.29]

Паллей И, 3. Анализ пластических деформаций в диске, подвергающемся неоднородному циклическому нагреву, — В сб. Тепловые напряжения элементов конструкций. — Киев Наукова думка, 1970, № 9, с, 247. [c.198]

Условия пластической деформации металла при штамповке улучшаются, если выемки в дисках колес выполнять по рис. 5.4. Радиусы закруглений принимают R 2 ) мм, а штамповочные уклоны 7 12". В зав1-1симости от соотношения размеров колес выемки в дисках оформляют одной дугой радиуса / (рис. 5.4, а) или двумя дугами радиуса R и отрезком прямой [c.44]

На рис. 1.10 представлены распределения полей пластических деформаций и напряжений в диске в процессе его нагружения (т=4,8 мкс, Иг(г=йо =0,24 мм, евв1г=л =Ыг/Ло = 3 %, где Ur—перемещение по оси г еее — окружная деформация). Видно, что распределение НДС по сечению диска неоднородно и имеет ряд особенностей. Так, если в центральной части диска распределение всех компонент деформации достаточно однородно по высоте диска, то при выходе на поверхность диска со стороны внутреннего отверстия радиальная е и осевая [c.40]

В качестве второго примера рассматривался образец из стали 12ХНЗМД размером 5x5x100 мм, подвергнутый одностороннему пластическому поверхностному деформированию (ППД) методом ультразвуковой обработки. Образец разрезали диском с алмазным напылением (толщина 0,8 мм, радиус 80 мм) с измерением длины надреза I и деформации eii = e . Разрезку осуществляли как со стороны, подвергнутой ППД (рис. 5.3, образец /), так и с противоположной стороны (образец II). Результаты измерений представлены ниже. [c.276]

Пластические деформации деталей, изменяющиеся во времени, особенно, если имеют место повышенные температуры, называются ползучестью. Ползучесть может привести к нарушению правильной работы изделия. Например, наблюдались случаи, когда вследствие ползучести диска и лопаток газовой турбины перекрывались зазорц, предусмотренные между лопаткой и корпусом, что приводило к поломке лопаток. Ползучесть проявляется в том, что соединения теряют начальный натяг, изменяется начальное взаимное положение деталей и их форма. [c.85]

При аналитическом построении циклических диаграмм допускается пренебрегать изменением модуля упругости и нелинейностью модулей нагрузки и разгрузки [45]. При аппроксимации циклической диаграммы, как и в случае большинства других предложений по аналитическому построению циклических диаграмм, исходят из предположения о подобии исходной и циклической диаграмм при различных температурах. Это позволяет свести задачу к изотермической и деформации в циклах неизотермического нагружения определять по диаграммам, полученным для изотермических условий. Здесь используется, как и в условии (1.5), представление о независимости поведения материала от способа подвода энергии в процессе упругого и пластического деформирования. Принимаемые при расчетах упрощающие гипотезы дают модель циклически стабильного материала, что считается оправданным, поскольку на практике изготовление дисков из циклически разуп-рочняющихся материалов не допускается, а по отношению к упрочняющимся материалам эти упрощения должны идти в запас прочности. [c.40]

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Второй перелом на акустограмме (см. рис. 9.26) отражает момент достижения трещиной длины около 4 мм. С этого момента происходит интенсивное нарастание скосов от пластической деформации по поверхности диска. Расчет числа усталостных бороздок для интервала длины 1-4 мм показал, что их число составляет около 2500 штук. Это практически полностью соответствует числу циклов нагружения диска в интервале длительности испытаний между первым и вторым изменением характера накопления сигналов АЭ на акустограмме (см. рис. 9.26). [c.493]

При расчете дисков на долговечность исходят из влияния длительного пребывания диска под нагрузкой в течение цикла запуска и остановки двигателя на поведение материала. В области малоцикловой усталости при выдержке материала под нагрузкой термоактивационный процесс пластической деформации и разрушения содействует повышению вероятности завершения медленно текущих процессов повреждения границ зерен и субзерен, связанных с развитием межзеренного скольжения и перемещением потока вакансий. При этом может происходить переход к смешанному внутри-и межзеренному или доминирующему межзерен-ному разрушению (см. главу 8). [c.545]

Рассматривая результаты экапериментального исследования процессов неизотермическо го нагружения, можно заключить, что в областях упругого деформирования и малых упругопластических деформаций влияние процесса неиаотермического нагружения несущественно в этих условиях даже при достаточно высоких температурах (700—900° С) для расчетов деформированного и напряженного состояний можно использовать представление о единой поверхности деформирования. В то же время в области пластического деформирования продесс неизотермического нагружения может существенно изменить характер развития деформаций и предельные значения прочности и пластичности. Анализ возможного влияния изменения свойств на напряженное состояние деталей на примере расчета дисков турбин дан в работе [41]. [c.49]

Кабелевский М. Г. Столярова Л. И. Напряженное состояние турбинного диска при циклической пластической деформации в условиях нестационарного теплового нагружения. — В кн. Тепловые напряжения в элементах конструкций. Киев Наукова думка, 1973, вып. 13, с. 47—53. [c.194]

В связи с задачами о термонапряженности с учетом температурных зависимостей упругих и дилатометрических свойств, а также пластических деформаций, развиваюш ихся во времени, была разработана их трактовка в интегральных уравнениях, позволившая использовать методы итерации (повторения) и средства вычислительной техники и тем самым получить решения при сложных конструктивно заданных граничных условиях и экспериментально определенных уравнениях состояния. На этой основе были разработаны способы расчета на прочность и ползучесть с учетом температурных градиентов дисков и лопаток газовых и паровых турбин, трубопроводов и фланцевых соединений, толстостенных корпусов и несущих оболочек и других неравномерно нагретых конструкций. [c.40]

Результаты исследований в области теории малых упруго-пластических деформаций, а также обобщение теорем о работе сил упруго-пластических деформирующихся систем позволили рассмотреть предельные состояния конструкций и их элементов по критерию допустимых перемещений и допустимых нагрузок. Применение метода переменных параметров упругости и итерации для составления и решения соответствующих уравнений в ряде случаев в интегральной форме дало возможность решить большой круг конкретных задач расчета по предельным состояниям для брусьев, пластинок, дисков, оболочек, толстостенных резервуаров. Тем самым была найдена возможность использования резервов несущей способности детален и конструкций, связанных с уируго-нластическим нерераспределением напряжений и параметрами диаграммы деформирования материала. [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...