Гистерезис при циклическом нагружении Площади

Собственные колебания — см. Свободные колебания Соединения деталей — Гистерезис при циклическом нагружении — Площади петли 341, 343—346 --Уравнения ветвей петли 342 [c.563]

На циклическую пластическую деформацию в отдельных зернах металла при напряжениях, не превосходящих пределы выносливости и пропорциональности, затрачивается определенная энергия, и образуется петля упругого гистерезиса (рис. 1.3), Площадь петли, пропорциональная энергии, затрачиваемой за один цикл на пластическую деформацию в отдельных зернах, характеризует рассеяние энергии в материале при циклическом нагружении. Изучение зависимости площади петли гистерезиса от уровня амплитуды напряжений, числа циклов, состояния материала, температуры и других факторов позволяет глубже понять механизм усталостного разрушения и создает предпосылки для разработки энергетических трактовок закономерностей усталостного разрушения 119, 40]. [c.8]

Не останавливаясь на изложении результатов экспериментов, выполненных многочисленными авторами и обобщенных в работах [81, 93, 104], отметим, что петли гистерезиса, полученные при одиночных циклах (так называемые статические петли), не эквивалентны петлям, найденным при многократных знакопеременных нагружениях. Вместе с тем установлено, что при многократном циклическом нагружении наступает стационарное состояние, для которого характерна определенная площадь петли гистерезиса. Таким образом, использование в практике динамических [c.169]

При условии общего приспособления к циклическому нагружению в кристаллических материалах все же появляются весьма малые по площади петли гистерезиса, связанные с наличием в каждом цикле микропластических деформаций, развивающихся в отдельных, наиболее напряженных кристаллических зернах. Как и в случае малоцикловой усталости, значительная часть необратимой работы деформирования рассеивается теперь на протяжении весьма большого числа циклов в виде тепла, но некоторая доля этой работы приводит к развитию усталостных повреждений. [c.18]

В случае циклического нагружения вопрос сводится опять-таки к выбору уравнения механических состояний, учитывающего деформационную анизотропию. При наличии такого уравнения могут быть построены петли гистерезиса на всех диаграммах деформирования в координатах — eij. Искомая работа равна сумме площадей этих петель. Приближенный расчет может быть проведен с помощью соотношения (2.36), как показано ниже на примерах. Уравнение (3.54) сохраняет при сложном напряженном состоянии ту же форму, что и при линейном напряженном состоянии с указанными замечаниями относительно первого слагаемого в правой части, которое обобщается отношением ooi/op. Вели- [c.92]

Характер изменения ширины петли гистерезиса (величины циклической пластической деформации б) представлен на рис. 3.11, а, из которого видно, что, оставаясь в первые циклы нагружения практически постоянной, в последующем величина возрастает. Увеличивается также и площадь петли гистерезиса, что соответствует увеличению затрачиваемой механической энергии Л у в отдельных циклах нагружения (рис. 3.11, б). С ростом затрачиваемой в цикле механической энергии Аг увеличивается и доля тепловой энергии в каждом цикле ,v, а также величина поглощенной энергии являющаяся разностью двух первых. Как видно из рисунков, характер изменения и Еу подобен изменению и с увеличением в циклах величины А соответственно возрастают также и Кривые изменения полной механической энергии А, затраченной на процесс циклического деформирования, а также полной тепловой энергии выделившейся при этом, и полной энергии поглощенной материалом, представлены на [c.73]

Выражение (III.42) соответствует зависимости (III.27) при условии, что площадь петли гистерезиса остается неизменной в процессе циклического нагружения вплоть до разрушения. [c.205]

Демпфирующая способность, т. е. способность необратимо поглощать часть энергии деформации упругого элемента муфты при действии циклически изменяющегося вращающего момента с амплитудой АГ, наложенного на постоянный вращающий момент T (рис. 19.11, <з). Количественно демпфирующая способность может оцениваться коэффициентом относительного рассеивания / упр 5 где Aq — работа, поглощенная за один цикл нагружения муфты переменным моментом (рис. 19.11,6) (площадь петли гистерезиса) — работа сил упругой деформации муфты за четверть периода полного колебания. [c.492]

В отличие от испытаний на растяжение усталостные испытания могут проводиться различными способами. Это может при- водить - если детали эксперимента точно не оговорены - к ненужному возрастанию разброса результатов. Для исследований изменений механических свойств в процессе циклического деформирования используют петлю механического гистерезиса, форма и площадь которой меняются в процессе нагружения (рис. 1,1) [1]. Это происходит в результате взаимодействия дефектов структуры, имеющихся в металле и возникающих в процессе циклической пластической деформации, а также процессов упрочнения или разупрочнения. Эти изменения структуры зависят от исходного структурного состояния материала и способа нагружения. Ниже предела выносливости петля механического гистерезиса чаще всего не раскрывается. [c.6]

Настольные машины для испытания на растяжение с электромеханическим приводом фирмы Instron (Англия) мод. 1026 (диапазон нагрузок от 0,1 Н до 5 кН) и 1101 (диапазон нагрузок от 0,02 Н до 1 кН) снабжены механизмом для создания циклического нагружения как при заданных напряжениях, так и при заданных деформациях, с различными частотами и амплитудами, с записью петли гистерезиса. Машины могут быть укомплектованы интегратором, позволяющим вычислить площадь диаграммы деформации при растяжении и площадь петель гистерезиса при циклическом нагружении, термостатом и нагревательной печью для испытания при повышенных и пониженных температурах. [c.164]

В машине Инстрон имеется механизм для создания циклического нагружения как при заданных напряжениях, так и при заданных деформациях, с различными частотами и амплитудами напряжений и деформаций, с записью петли гистерезиса. Машина снабжена интегратором, позволяющим вычислить площадь диаграммы деформации при растяжении и площадь петель гистерезиса при циклическом нагружении. На ней можно проводить статические и циклические испытания по заданной программе. Машина снабжена термостатом для испытания при различных температурах (от —50 до +300° С), нагревательной печью до 1300° С и вакуумной камерой. Машина позволяет испытывать материалы на релаксацию напряжений. [c.93]

Разность работ нагружения и разгрузки количественно отражает амортизационные евойства резины (рие. 9.13). Площадь петли гистерезиса характеризует величину внутреннего трения и степень разогрева резины при циклическом нагружении (шины, муфты, амортизаторы). Число циклов нагружения, которое выдерживает резина, не разрушаясь, называется усталостной выносливостью. Часто для амортизаторов, камер, шин используют резины на основе СКИ и натурального каучука. [c.249]

В условиях одноосного напряженного состояния для определения рассеянной энергии можно использовать площадь проявляющегося при циклическом пагружешш на определенном уровне напряжения гистерезиса между напряжением и соответствующей ему деформацией. При сложном напряженном состоянии рассеянную энергию можно определить аналогичным способом, регистрируя петли гистерезиса для каждого главного направления, что предполагает наличие сигнала напряжения. По этой причине такой подход к реальной конструкции или даже только к определенному конструкционному элементу встречает серьезные затруднения. Их можно избежать, если учитывать, что как при одноосном, так и при сложном напряженном состоянии можно наблюдать гистерезис не только между напряжениями и соответствующими им деформациями, но и между деформациями по двум направлениям, в частности между деформациями по главным направлениям (деформационный гистерезис) 12]. Для циклического нагружения с пропорциональным изменением компонентов тензора напряжений существует свя.зь между площадями деформационного и механического гистерезиса. В качестве отправной точки вывода этой СВЯ.ЗИ служит предположение, что тензор деформации представляет сумму упругой и неупругой компонент или если глав- [c.81]

Для циклического нагружения при сложном напряженном состоянии с пропорциональным и.зменением его компонентов установлена связь между удельной рассеянной зиергпей и площадью гистерезиса между главными деформациями. Дан алгоритм для определения напряжений из измеренных деформаций. На основе напряжений и рассеянной эпергии предложен метод для ускоренного определения кривой усталости для опасной точки. Приведены результаты эксперимеп-тов проверки предложенной методики. [c.423]

Циклическое нагружение серого чугуна, в противоположность идеально упругому телу, совершается с потерей энергии, которая превращается в теплоту, и таким образом колебания гасятся (амортизируются). Графически величина потери энергии определяется площадью петли гистерезиса на кривой напряжение — деформация (рис. 26). Чем больше площадь гистерезисных петель, тем больше способность чугуна превращать энергию вибрации в тепло, выделяемое вследствие внутреннего трения. Включения пластинчатого графита в сером чугуне действуют подобно острым надрезам и вызывают повышенное поглощение энергии на внутреннее трение, связанное с пластическими микросдвигами (у надрезов) даже при самых малых напряжениях. Затухание вибрации в стали, высокопрочном и сером чугуне показано на рис. 27, а связь между прочностью и циклической вязкостью различных материалов показана на рис. 27, бив [3]. Циклическую вязкость обычно выражают в процентах как удвоенный логарифмический декремент затухания колебаний )Js = 26. [c.73]

Многоцикловое усталостное разрушение происходит путем зарождения и развития усталостной трещины, когда макроскопическое пластическое деформирование и циклическая ползучесть практически отсутствуют. Однако в некоторых металлах при многоцикловом нагружении довольно интенсивно протекают процессы пластической деформации (в общем случае неупругой деформации) в локальных объемах металла, что приводит к весьма значительным замкнутым петлям гистерезиса, площадь которых равна энергии, рассеянной в материале за цикл, а ширина — неупругой деформации за цикл. При малых неупругих деформациях практически отсутствует отличие в мягком и жестком режимах нагружения, при значительных неупругих деформациях их необходимо учитывать при оценке напряженно-деформированного состояния при наличии гоадиента напряжений и в других расчетах. [c.34]

ЦИКЛИЧЕСКАЯ вязкость — способность материала при циклич, нагружении поглощать энергию деформации в необратимой форме характеризуется площадью иетли гистерезиса. При установившемся режиме циклич. нагружения Ц. в. характеризуется шириной петли гистерезиса Д. Характер и скорость изменения Л с увеличением числа циклов N у разпых материалов различны и зависят от частоты и параметров цикла напряжений. При макс. напряжениях цикла, превышающих предел выносливо-Д / - сти материала, ши- [c.429]

На рис. 1.7 показана кривая циклического деформирования некоторого материала, обладающего свойством так называемой циклической стабильности . Напряженное состояние является линейным, и линия ОА представляет собой кривую первичного нагружения. Рассмотрим два деформационных процесса. В первом случае происходит разгрузка из состояния А до В, затем нагрузка сжимающим напряжением до состояния С по закону упругости, снова разгрузка до Б, нагрузка растягивающим напряжением до Л и т.д. Так как начальная пластическая деформация ОВ в ходе дальнейшего деформирования не изменяется, то в данном случае имеет место приспособление. Во втором случае (приспособление отсутствует) материал проходит начальное нагружение до того же состояния А, затем разгрузку АВ и нагрузку сжимающим напряжением по кривой BDE, далее разгрузку по линии EF и снова нагрузку по кривой FGA. При периодическом повторении такого цикла нагружения путь пластического деформирования FB совершается каждый раз дважды от исходного состояния О к В п от В к О, затем от О к F и от F снова к О. Площадь петли пластического гистерезиса FGADE численно равна необратимой работе деформирования в каждом цикле. Основная часть этой работы переходит в тепло и рассеивается путем теплообмена, а некоторая, относительно очень малая доля, расходуется на развитие повреждений малоцикловой усталости. При наличии же приспособления может иметь место лишь многоцикловая усталость, связанная не со знакопеременным пластическим деформированием макроскопических объемов материала, а с развитием локальных пластических деформаций в отдельных кристаллических зернах. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...