Теория усталостных разрушений ста

Благодаря высокой чистоте механической обработки боковых граней образцов трещины усталости при испытаниях зарождались на прокатной поверхности металла. Это дало возможность получить данные, отвечающие условиям разрушения металла в реальных конструкциях. Результаты выполненных испытаний показаны на рис. 1. Сопоставление сопротивления усталости толсто- и тонколистовой стали в многослойных пакетах не выявило преимуш,еств тонколистового металла. Долговечность монолитных и многослойных образцов при соответствующих уровнях напряжений оказалась практически одинаковой. Основные причины, обусловившие нивелирование сопротивления усталости толсто- и тонколистовой стали в пакетах, следует, по-видимому, связывать со статистической теорией усталостного разрушения [2], в соответствии с которой вероятность появления дефектов, определяющих сопротивляемость металла усталостным разрушениям, зависит не только от толщины металла, но и от абсолютных размеров образцов или элементов конструкций. [c.258]

УСКОРЕННЫЕ УСТАЛОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕОРИИ УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИИ [c.6]

И. А. Одинг [3] объясняет такое положение тем, что первый период изучения проблемы усталости — накопление фактического материала — очень затянулся. Причина этого состояла в том, что в процессе исследования проблемы были обнаружены многочисленные и неожиданны.е факты, имеющие большое практическое значение, которые привлекли внимание исследователей, отвлекая их от разработки теории усталостного разрушения металла. Например, в 1911 г. было обнаружено, что при грубой чистоте поверхности образцов предел усталости существенно снизился по сравнению с пределом усталости полированных или шлифованных образцов. При этом оказалось, что чем выше статическая прочность (предел прочности металлов), т. е. чем качественнее металл, тем резче снижаются показатели циклической прочности при грубой обработке поверхности образцов или деталей машин. [c.7]

Все перечисленные факты, к которым можно было бы добавить еще и ряд других, имели большое практическое значение. Р аз,работка же физической теории усталостного разрушения не успевала за новыми задачами, возникавшими в этой области [3]. [c.8]

Остановимся коротко на различных теориях усталостного разрушения. Основные теории усталости можно разделить на ранние теории, теории упрочнения упрочнения и разупрочнения, статистические, дислокационные и энергетические. В каждой из них имеется целый комплекс направлений и различных гипотез. [c.8]

Микроструктурные теории усталостного разрушения основываются на представлении о сдвигах, происходящих в полосах скольжения и приводящих к образованию интрузий и экструзий. [c.162]

Литературных данных о выносливости полимерных материалов немного. Следует отметить работы по материалам на основе полистирола [32, 33 ], поливинилхлориду [41, 50 ], полиэтилену [29], полиметилметакрилату [29, 33, 38, 41 ], полиамидам [29, 40, 41, 46], эластомерам [37, 43], политетрафторэтилену [45], поликарбонату [41], отвержденным эпоксидным смолам [35, 42]. Теория усталостного разрушения полимеров и относящиеся к этому вопросу экспериментальные данные рассмотрены в обзорах [39, 49]. [c.206]

Суш.ественного прогресса в исследовании научных основ явления усталости металлов следует ожидать лишь на основе целенаправленных объединенных усилий специалистов различного профиля, в первую очередь специалистов в области механики твердого деформируемого тела, физики, материаловедения, химии и т. п. Развитие исследований по изучению явления усталости металлов в последние годы можно охарактеризовать как разработку отдельных весьма важных аспектов проблемы усталости металлов. Из таких исследований следует отметить применение теории несовершенств реальных кристаллических тел для объяснения закономерностей возникновения усталостных треш,ин на микроскопическом уровне, разработку теории предельного состояния тел с усталостными треш.инами, статистических теорий усталостного разрушения, теории циклической пластичности применительно к малоцикловой усталости, а также разработку методов оценки усталостного повреждения и кинетики его развития на основе исследования неупругости металлов. [c.3]

Феноменологические теории усталостного разрушения [c.55]

Приведенные статистические теории усталостного разрушения металлов позволяют описать статистические закономерности лишь для случая одноосного напряженного состояния. Представляет интерес исследовать такие закономерности для двухосного напряженного состояния, когда два главных напряжения не равны нулю, и трехосного, когда все три главных напряжения не [c.60]

Статистические теории усталостного разрушения. Экспериментальные данные, накопленные за многие годы испытаний на усталость образцов разного размера с концентраторами напряжений,, натолкнули исследователей на мысль о подобии усталостного и хрупкого разрушения в некоторых аспектах. [c.52]

Когда мы говорим о теории усталостного разрушения металлических материалов, следует четко себе представлять, что для анализа процесса усталостного разрушения следует привлекать, по крайней мере, три самостоятельные теории упрочнения / разупрочнения с учетом структурных и фазовых изменений, зарождения микротрещин (в поликристаллах длина таких трещин равна примерно размеру зерна) и распространения трещин. Проблема осложняется тем, что процесс циклического упрочнения или разупрочнения в поликристаллах протекает одновременно с процессом зарождения микротрещин из-за сильной [c.155]

Из значительного количества теорий усталостного разрушения, предложенных до настоящего времени, наиболее полно освещает поведение материала при переменных нагружениях теория Афанасьева [6]. [c.407]

И. А. Одингу и его сотрудникам принадлежит ряд работ по изучению причин возникновения явления усталости и установлению критерия прочности металлов при повторно-переменных напряжениях эти исследования приве.ти к разработке ряда эффективных мероприятий по устранению разрушений деталей машин от усталости. В результате всестороннего изучения вопроса о так называемой циклической вязкости (способности материала, не разрушаясь, поглощать в необратимой форме за один цикл смены напряжений определённое количество энергии), как основной характеристики материала при повторно-переменных нагрузках, И. А. Одингом была выдвинута новая теория усталостного разрушения металлов (теория гистерезисной энергии). [c.771]

Масштабный фактор. Сопротивление усталостному разрушению зависит от абсолютных размеров деталей и уменьшается с увеличением размеров. Это явление называется масштабным фактором или масштабным эффектом. Оно объясняется вероятностной природой усталостного разрушения и поэтому может быть удовлетворительно описано лишь в рамках статистической теории усталостного разрушения (см. ниже). [c.153]

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.156]

Статистическая теория усталостного разрушения 157 [c.157]

ПРИМЕНЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.158]

Старение — Теория 94, 98, 99, 106 Статистика математическая — Методы — Применение в теории усталостных разрушений 156—160 --Применение для определения характеристик внешних нагрузок 171 — 175, 178 --Применение для определения характеристик прочности 169—171, 178 [c.825]

Теория усталостных разрушений статистическая 156—158 [c.830]

Поскольку скорость накопления микроповреждений зависит от локальных напряжений, то в теории усталостного разрушения приходится отказываться от представления о трещине как о математическом разрезе. Существенную роль приобретают параметры длины, характеризующие концентрацию напряжений на фронте усталостной трещины. Эти параметры длины имеют смысл некоторых эффективных радиусов кривизны на фронте трещины. В простейших моделях, аналогичных модели механики хрупкого разрушения, эти радиусы можно принять за структурные постоянные материалы. В других случаях, например, при рассмотрении трещин коррозионной усталости характерные радиусы кривизны становятся переменными величинами, связанными с мерами микроповреждений у фронта [c.164]

ТЕОРИИ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.19]

Большинство теорий усталости основывается на изучении поведения металла в образцах простой геометрической формы. Ни одна из теорий не учитывает всех факторов, которые могут оказывать влияние на образование усталостного разрушения. Большинство конструкций, применяемых в технике, состоит из сложной системы элементов и соединений, что делает невозможным или, в лучшем случае, затруднительным исследование таких конструкций с иопользованием различных теорий усталостного разрушения. Ввиду этого использование данных по усталости при решении реальных вопросов прочности конструкций в большинстве случаев бывает основано на эмпирических соотношениях, получаемых при лабораторных испытаниях. Эти простые соотношения обычно позволяют спроектировать экономичную конструкцию, хорошо сопротивляющуюся действию повторных нагрузок. [c.20]

Теории усталостного разрушения [c.245]

Ввиду неоднозначного влияния твердости на интенсивность изнашивания при различных видах силового воздействия в качестве простых критериев износостойкости материалов применяют комплексные показатели, учитывающие твердость, пластичность, усталостные характеристики, энергоемкость поверхностных слоев. Например, из теории усталостного разрушения поверхностного слоя при изнашивании следует [20] [c.157]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

В. С. Иванова разработала новую теорию усталостных разрушений металлов при циклических нагружениях. С этой целью в усталостную диаграмму, кроме кривой Велера AB D (рис. 18) В. С. Иванова ввела ряд дополнительных линий. [c.56]

Экспериментальные данные по исследованию необратимого рассеяния энергии в сталях, полученные в отделе усталости и термоусталости ИПП АН УССР [4—7] и взятые из некоторых работ [8, 9],. позволили проанализировать основные энергетические закономерности усталостного разрушения металлов и их соответствие различным гипотезам, принятым при построении различных энергетических теорий усталостного разрушения металлов. [c.50]

На пути перехода от теории усталостного разрушения к расчету конструкции лея1ат препятствия более существенные чем те, о которых говорилось в предыдущих главах. [c.96]

Карпенко Г. В. К теории усталостного разрушения металла в коррозионных средах.— В кн. Коррозионная усталость металлов. Сб. докладов на Всесоюзном совещании по коррозионной усталости металлов во Львове. Львов, Каменяр , 1964, с. 5—15. [c.258]

Необратимые процессы при переменном деформировании проявляются в поглощении энергии, характеризуемом петлей упруго-пластического гистерезиса, выделении тепла и накоплении локальных напряжений остаточных. Образование сдвигов при циклич. деформировании монокристаллов возникает на весьма ранних стадиях, составляющих по числу циклов несколько процентов по сравнению с тем, к-рое необходимо для возникновения микроскопич. трещин. В поликристаллах неравномерность необратимых процессов при циклич. деформировании усугубляется микронеоднородной напряженностью конгломерата вследствие случайной ориентировки отдельных кристаллов, дефектами их структур, искажениями у границ и др. несовершенствами. Начальные стадии сдвиговых явлений возникают в отделг,-ных наиболее напряженных и ослабленных дефектами кристаллах. При дальнейшем деформировании сдвиговые процессы распространяются на все большие объемы кристаллич. конгломерата. В настоящее время нет ещо общепринятой теории усталостного разрушения. Согласно одной пз распространспных теорий при определеи-ном уровне циклической напряженности накопление сдвигов приводит к зональному исчерпанию способности металла к дальнейшему деформированию, к его предельному наклепу и возникновению микроскопических разрушений в форме трещин, образующихся в местах высокой плотности сдвиговых явлений. Наклеп, распространяющийся па часть напрягаемых объемов конгломерата, проявляется в увеличении сопротивления металла пластич. дефор- [c.382]

Разработка гипотезы прочности слабого звена позволила В. Вейбуллу [76] построить теорию хрупкого разрушения однородной неоднородно напряженных тел в вероятностном аспекте. Эта способствовало решению вопросов теории усталостного разрушения, как тесно связанного с неоднородно напрягаемыми объемами металла. Н. Н. Афанасьевым [3] разработана статистическая модель усталостного разрушения, позволившая описать эффект влияния концентрации напряжений и абсолютных размеров тел. В. Вейбулл [77] распространил свою теорию хрупкого разрушения в квазистатической трактовке, на усталостные разрушения, используя распределение экстремальных значений для описания рассеяния разрушающего числа циклов и построения семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения. В. Мощинский [67] в Польше на основе [c.255]

Глава I монографии посвяш.ена изложению фундаментальных вопросов проблемы усталости металлов, в первую очередь при многоцикловом нагружении. Изучаются особенности деформирования и разрушения металлов при малоцикловом и многоцикловом нагружениях. Приводятся результаты исследования структурных изменений в металлах при циклическом нагружении. Анализируется влияние конструктивных, эксплуатационных и технологических факторов на величину предела выносливости конструкционных сплавов. Излагаются феноменологические теории усталостного разрушения металлов. Описываются обш,ие представления о кинетике развития усталостных треш.ин и критериях перехода от стабильного к нестабильному распространению треш ин. Приводятся некоторые данные о закономерностях усталостного разрушения металлов при комплексном воздействии различных повреждаюш их факторов. [c.3]

Выполненный выше анализ теорий усталостного разрушения металлов, базируюш ихся на энергетических критериях, показывает, что главные задачи, которые могут быть решены на основ такого подхода, сводятся к расчету кривых усталости гладких образцов на основе данных по их деформированию и разрушению при монотонном увеличении нагрузки и к определению предела выносливости по начальному участку кривой усталости. Недостатком этих работ, с одной стороны, является отсутствие подходов, которые дали бы возможность учесть влияние на характеристики сопротивления усталостному разрушению конструкционных и эксплуатационных факторов и, с другой — ограниченность экспериментальных данных, по которым осуш ествлялись проверки справедливости энергетических критериев. [c.209]

Использование такой концепции при построении теории разрушения не ново. Понятие о поврежденности материал известно из теории усталостного разрушения (например, [139]). Деформация тела знакопеременными напряжениями, не превышающими предел упругости, приводит к накоплению и развитию повреждений—микротрещин. Каждый цикл знакопеременного напряжения образует некоторую долю поврежденности АД,-. После действия п циклов повре-жденность [c.33]

Основной причиной поломки листов являются их усталостные разрушения. Если амплитуду деформации рессоры обозначить Д/, то прогиб рессоры при колебаниях будет изменяться от = = — Д/ до /п1ах = /ст + Д/ и в листах возникнут циклические напряжения. Амплитуда цикла Оа больше у более толстых коренных листов. У коротких листов напряжения от затяжки складываются с напряжениями от внешней нагрузки и они работают при более высоких средних напряжениях цикла о , а следовательно, при более высоких значениях коэффициента асимметрии цикла г. Поэтому дчя коротких листов в соответствии с теорией усталостного разрушения могут быть приняты более высокие предельные напряжения а,. [c.315]

Многие из наиболее ранних теорий усталостного разрушения исходили из рассмотрения поведения материала в макрообъемах. Более новые теории рассматривают микроструктуру материала. Например, Делингер [15] сделал попытку учесть деформации или изменения деформаций отдельных кристаллов. Афанасьев [16] выдвинул статистическую теорию, в которой учитывается неоднородное напряженное состояние, возникающие в результате появления трещины в одном из кристаллов. Оба упомянутых автора пытаются рассматривать усталость в микрообъемах. Другие исследователи [17] предполагают, что усталостное разрушение начинается в субмнкроскопических объемах, соизмеримых с параметром атомной решетки, задолго до появления видимых повреждений материала, даже в микрообъемах. [c.20]

Орован [18] и др. учитывают в предлагаемой ими теории усталостного разрушения энергию деформации сдвига. Эта теория рассматривает сглаживание пиков напряжений, возникающих в микрообъемах, благо даря наличию узко локальных пластических деформаций. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...