Долговечность зависимость от деформации

Сопоставление на рис. 1.4.1, а кривых, характеризующих сопротивление циклическому нагружению материала при мягком и жестком нагружениях, показывает значительное различие долговечностей. При этом кривая разрушения при мягком режиме строилась в зависимости от деформации в исходном нагружении и, таким образом, не учитывалась кинетика циклических деформаций. Указанное различие долговечностей (см. рис. 1.4.1, а) существенно для области малоциклового нагружения (К Ю ), и при переходе в область многоциклового нагружения долговечности, получаемые в условиях мягкого и жесткого нагружений, становятся сопоставимыми. [c.60]

Кроме приведенных параметров для расчета долговечности необходимо знать кривые деформирования материала при циклическом жестком нагружении в зависимости от параметра Из работы [273] следует, что для стали 304 скорость пластической деформации оказывает влияние на 5т, а функция ср(ёр) не чувствительна к изменению . [c.181]

На рис. 6.8 и 6.9 представлены данные по влиянию скорости деформирования и температуры при различном составе водной среды на критическую деформацию, отвечающую разрушению образца. Видно, что степень влияния какого-либо компонента среды на е/ (например, кислорода) зависит от конкретного состава остальных компонентов (например, pH). Поэтому при расчете долговечности коллектора представляется целесообразным использовать нижние огибающие экспериментальных данных зависимостей критической деформации е/ от g, полученных при различном составе среды для температур эксплуатации холодного и горячего коллекторов (рис. 6.8 и 6.9). Из рис. 6.8 видно, что с понижением скорости деформирования критическая деформация уменьшается. Как уже упоминалось, такой [c.345]

На рис. 50 показано изменение амплитуды напряжения в зависимости от относительной долговечности л/Л/ с учетом, что при разрушении л/(Л/ —1. Для всех исследованных сплавов данные получены при размахе пластических деформаций 1,4 %. Уменьшение величины амплитуды напряжений в I периоде характерно для всех сплавов и определяется влиянием эффекта Баушингера. Продолжительность I периода крайне невелика и составляет не более 0,1 от общей долговечности до разрушения. [c.91]

Рис. 119. Изменение плотности повреждения трещинами р поверхности образца сплава ВТ5-1 в зависимости от относительной долговечности л /У при амплитуде пластической деформации

Как было установлено [254, 281, 282], малоцикловая прочность при жестком нагружении определяется характеристиками пластичности статического разрушения, а зависимость долговечности Nf от величины пластической деформации в цикле нагружения 8р имеет вид [c.7]

Рис, 72, Зависимость односторонней деформации при термоциклическом нагружении от долговечности (а) по параметру жесткости (С) и располагаемая пластичность ф сплава (б) при различной длительности испытаний [c.131]

На рис. 6 показаны зависимости локальных деформаций от иа-прял ений, вычисленные по методу Нейбера для программы Т/Н и программы с перегрузкой Т/Н + 20Т. Перегрузка понижает средние напряжения последующих циклов, что в результате повышает долговечность. [c.60]

Неупругие деформации и необратимо затраченная за цикл энергия, а также их суммарные, относительные и удельные значения, соответствующие моменту разрушения, изменяются в широких пределах в зависимости от амплитуды напряжений и долговечности. Температура разогрева в деформируемых объемах материала и тепловая составляющая внутренней энергии, а также суммарные, относительные и удельные значения теплового эффекта и тепловой энергии, рассеянной в окружающей среде, также изменяются в широких пределах в зависимости от условий процесса. Поэтому указанные термодинамические характеристики процесса не могут быть приняты в качестве параметров повреждаемости и критериев разрушения металлов. [c.90]

Ввиду небольшой величины односторонне накопленной деформации по сравнению с пластичностью, результаты изотермических испытаний с выдержками могут быть выражены в традиционной для усталостных испытаний форме зависимости пластической деформации от числа циклов до появления микротрещины. При этом в связи с выраженной кинетикой напряжений и деформаций необходимо рассмотреть, какие эффекты в определении долговечности может дать неучет указанной нестационарности процесса деформирования. [c.95]

Величина d по опытным данным изменяется от 0,10 до 2,0. Меньшие из указанных величин получаются при значениях dy и dg более 0,05, а величины d более единицы — при dy 0,02 (когда проявляется упрочнение в первых циклах нагружения). Сложность расчета долговечности по уравнению (3) состоит в необходимости располагать предельными значениями d в зависимости от dy и ds, а также величинами циклических напряжений, используемых при расчете d . Возможность получения величин d, приближающихся к единице, связывается с -учетом кинетики накопления пластических деформаций и изменения предельной пластичности при увеличении времени одного цикла [7, 30, 31], т. е. с переходом к вычислению величин dy и dg не через относительные долговечности, а через относительные циклически и односторонне накопленные (вследствие циклической анизотропии и ползучести) деформации [c.101]

Коэффициенты запасов прочности принимают по числу циклов (ид ) и деформациям (и или и ). При этом расчетные кривые малоцикловой усталости материала и располагаемой пластичности выбирают из условия обеспечения минимальной долговечности, а следовательно, максимального запаса. Коэффициенты запаса назначают в зависимости от типа изделия и его эксплуатационных характеристик, точности определения нагрузок, деформаций, механических свойств и расчетных характеристик, влияния среды, технологии (в том числе свар- [c.23]

Кривые, приведенные на рис. 3.7, характеризуют сопротивление малоцикловой усталости материала при жестком нагружении в зависимости от режима термомеханического нагружения. Малоцикловую долговечность оценивают по кривым 1 н 2, если известна полная упругопластическая деформация в цикле деформирования, и по кривым 3 и4, если известна пластическая составляющая деформаций. [c.139]

Таким образом, вид предельного состояния и, следовательно, способы его описания существенно зависят от конструктивных особенностей деталей и режима нагружения. В связи с этим важное значение приобретает определение полей напряжений и деформаций в каждом конкретном случае расчета долговечности элементов машин в зависимости от их геометрии и теплового состояния. [c.194]

В соответствии с этой кинетической теорией, согласно которой одним из фундаментальных свойств прочности является ее зависимость от времени, деформация и разрушение должны характеризоваться не предельными напряжениями, а скоростью деформации и разрушения, кроме того, долговечностью — временем, требующимся для разрушения. Пределы упругости, текучести, прочности являются с этой точки зрения только некоторыми условными характеристиками. [c.20]

В настоящее время применяют детали, подвергаемые при эксплуатации нагреву до высокой температуры (от нескольких сотен до тысячи градусов и более). В зависимости от назначения и требуемой долговечности механизмов и аппаратуры, в которых имеются работающие в нагретом виде детали, к применяемым для их изготовления материалам предъявляются различные требования. Например, материалы для энергетического оборудования (котлов высоких параметров, трубопровода, подвергающихся нагреву частей турбин), предназначенного для длительной работы в течение 100 000 ч, должны обладать особенно высокой стабильностью и обеспечивать надежное сохранение размеров деталей. При этом в отдельных случаях допускаемые напряжения не должны вызывать релаксации и приводить за время эксплуатации к деформации более чем на тысячные доли процента. [c.318]

Наряду с теорией длительного разрушения (накопления повреждений и трещинообразования) существует и другой способ оценки долговечности элемента материала, не имеющий прямого отношения ни к физическому разрушению, ни к потере устойчивости равномерного вязкопластического деформирования с локализацией деформаций в виде шейки или вздутости (см. п. 1.3). Долговечность при ползучести, протекающей при постоянном условном напряжении, рассматривается как время, за пределами которого этот деформационный процесс, описываемый определенным уравнением механических состояний, теоретически не может продолжаться. Критический момент можно определить различными способами, в зависимости от применяемого типа уравнения механических состояний. Традиционный и простейший подход состоит в следующем (ср. [71, 991). Допустим, что процесс ползучести при линейном напряженном состоянии в условиях постоянства растягивающей силы (или иначе — постоянства условного напряжения) описывается уравнением (2.52). Истинное напряжение изменяется при этом по закону [c.108]

В случае а расчет обычно ведут по формулам для пружин статического действия, исходя из наибольшего усилия или деформации упругого элемента, с допускаемым напряжением, пониженным (в сравнении с п. 1) в зависимости от степени динамичности приложения нагрузки, ее пульсации, желаемой долговечности пружины и т. д. [c.917]

В то же время известны зависимости, имеющие экстремальный характер. К ним относятся изменение длительной пластичности е, в функции времени до разрушения Хр [59], напряжения сг [34], температуры Т при длительном разрыве с постоянной скоростью деформирования [32] изменение долговечности N по числу циклов до разрушения в зависимости от температуры Т [2 ] и по суммарному времени N% в зависимости от продолжительности цикла Тц [7 ] при длительной термической усталости (рис. 21). Наличие минимумов на приведенных кривых свидетельствует о существовании областей по параметрам длительного статического и термоциклического нагружения, в которых способность материала к накоплению пластических деформаций наиболее ограничена. [c.51]

При оценке долговечности в зависимости от амплитуды упругопластической деформации (что более удобно для практических целей, ввиду трудностей точного определения пластической деформации) пределы изменения расчетных коэффициентов значительно меньше. Данные табл. 2 и 4 свидетельствуют о неплохом соответствии результатов испытаний на термическую усталость в жестком режиме для однотипных материалов при близком уровне температур. [c.72]

Рис. 3.12. Зависимость долговечности Nf от скорости деформирования I при жестком нагружении образцов из стали 304 с размахом деформации Ае = 2% г — расчет по модели межзе-ренного разрушения при различных I (I i I =1 I = I I I 2 —долговечность при виутризеренном разрушении 3 и < —данные эксперимента при межзеренном и виутризеренном разрушениях соответственно [434] 5 — расчет при I I = = 10- С- н I Ь I = 10-= с- 6 — расчет при I ii Г= 10- с- и I — = 10-= с-

Один из наиболее трудных и наименее разработанных вопросов механики материалов — прогнозирование типа разрушения (внутризеренного или межзеренного) и условий перехода от внутризеренного, менее опасного разрушения, к межзерен-ному, приводящему к снижению критической деформации и долговечности материала. В настоящей главе предложен подход к анализу типа разрушения в зависимости от условий испытаний. Суть подхода заключается в параллельном анализе накоплений повреждений в теле зерна и по его границам тип разрушения будет определяться тем процессом, который дает меньшие значения параметров предельных состояний материала Nf и е/). Такой анализ может проводиться на основании физико-механических моделей кавитационного внутризеренного или усталостного разрушения, рассмотренных в гл. 2, и модели кавитационного межзеренного разрушения, представленной в данной главе. [c.187]

Расчет долговечности проводили в соответствии с разработанной методикой (см. раздел 6.2). Функция (т) была определена посредством решения термовязкопластической задачи о взаимодействии ОН после НТО и термомеханической эксплуатационной нагрузки. Использовали зависимость критической деформации е/ от 1 , идентичную зависимости, принятой при [c.360]

Клиновые ремни нормальных сечений (ГОСТ 1284.1—80) применяют при скорости ремня и ЗО м/с. Состоят из корда, оберточного тканевого слоя и слоев резины, свулканизованных в одно изделие. Корд является тяговым элементом ремня. Он выполняется из нескольких рядов прорезиненной ткани, расположенных в зоне нейтральной линии — кордотканевые ремни (б) или из одного ряда толстых шнуров 1 (из капрона, лавсана, вискозы) — кордошнуровые ремни (а). Последние более гибки и долговечны применяют при шкивах уменьшенных диаметров. Клиновые нормальные ремни — это ремни общего назначения, их выпускают семи сечений 0(2) , А А), Б (В), В(С), Г(О), Д Е) и Е, отличающихся размерами (рис. 3.65 и табл. 3.5). Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемой мощности и частоты вращения Пх малого шкива (рис. 3.66). Сечение ремней 0(2) применяют для передаваемых мощностей до 2 кВт, а сечение Е — свыше 200 кВт. Недостатком ремней является их большая высота, что приводит к значительной деформации сечения при изгибе и к неравномерному распределению [c.311]

Полученные данные позволили, с одной стороны, связать количество термоциклов, выдержанных образцами до разрушения, с приложенной нагрузкой (рис. 1) и образуюш ейся при этом деформацией с другой — определить зависимость скорости ползучести и деформации от приложенного напряжения (рис. 2). Анализируя полученные зависимости, отметим, что все они хорошо описываются прямыми в логарифмических координатах и могут быть представлены аналитическими выражениями степенного вида. Причем показатели степеней для долговечности и пластической деформации с большой точностью совпадают с показателями, полученными для обычной усталости [10]. По-видимому, термонапряжения, возникшие при термоциклирова-нии, оказывают на образец действие, аналогичное усталостным испытаниям, хотя в работе [И] указывается на трудность обобщений результатов ползучести при термоциклировании, так как каждый эксперимент весьма специфичен. [c.206]

В книге изложены основные закономерности изменения циклической и коррозионной прочности титановых сплавов в зависимости от химического состава, структуры и окружающей среды. Детально рассмотрен процесс коррозионного растрескивания сплавов на основе титана и физическая природа этого явления в различных агрессивных средах. Анализ малоцикловой долговечности проведен на основе исследования процесса микронеоднородности протекания пластической деформации в упруго-пластической области нагружения. Многоцикловая усталость рассмотрена с использованием статистических методов анализа. Особое внимание уделено влиянию различных охрупчивающих факторов, состояния поверхности и коррозионных сред на циклическую долговечность, а также методам повышения циклической прочности. [c.2]

На рис. 54 приведено поле разброса данных по долговечности сплавов ВТ6С в зависимости от амплитуды общей деформации Ае/2. Анализ результатов испытаний других титановых сплавов с однотипной структурой показал, что значения долговечностей достаточно хорошо ложатся в полосу разброса данных, приведенных на рис. 54. Это свидетельствует о том, что для изученных титановых сплавов с однотипной структурой существует единая кривая усталости при жестком нагружении. [c.94]

Рис. 120. Изменение максимальной JV1ины трещины /. р, возникающей при знакопеременном деформировании растяжением-сжетием, в зависимости от относительной долговечности л,-/Л/р при различной амплитуде пластической деформации (/—3 —см. рис. 119)

Зависимость размеров ячеистой дислокационной структуры от уровня пластической деформации была подвергнута анализу в исследованиях нержавеющей стали AISI 304 [44]. В области температур 482-650 С были исследованы уровни полной деформации в интервале 0,5-20 % с треугольной формой цикла, также с введением выдержки при нагрузке в течение 10, 60, 180 и 600 мин. Размер ячеек уменьшался по мере возрастания уровня деформации, что соответствовало уменьшению долговечности. Переход от треугольной формы цикла к трапецеидальной форме незначительно увеличивал размер ячеек, хотя происходило существенное снижение долговечности. Вместе с тем, если использовать время в качестве характеристики длительности накопления повреждений до разрушения, то оказывается, что длительность нафужения с выдержкой была существенно большей, чем при треугольной форме. Поэтому следует считать, что в общем виде размер ячеек определяется единым соотношением для фиксированной скорости деформации. Применительно к исследованным условиям в рассматриваемой работе было установлено [c.250]

Для сравнения влияния окружающей среды, в частности воздуха, масла или воды (при 100° С), авторы [2] нанесли на график нормированное начальное напряжение в зависимости от логарифма долговечности для случая, разрушения, определенного различными долями начального напряжения в цикле. Им удалось произвести полное сравнение только при весьма высоких уровнях напряжений, и для этого были выбраны напряжения, равные 75 и 90% от начального. Было найдено, что результаты в случаях масла и воздуха почти совпадают для композитов как с обработанными, так и с необработанными волокнами. В воде при 100 °С повреждения композитов обоих типов были примерно одинаковыми. Были проведены исследования [21 распространения трещины при кручении, из которых следовали аналогичные выводы. Нагружение кручением в виде, представленном в работах [12, 2], едва ли возникает на практике из-за очень низкой крутильной жесткости однонаправленных углепластиков. Однако проведенные исследования подчеркнули значение видов нагружения, при которых матрица и поверхность раздела испытывают существенные деформации. [c.391]

Однозначной связи между шероховатостью излома и скоростью развития трещины нет. При усталостном разрушении (макрохрунком), как правило, чем больше скорость развития трещины, тем более шероховатый излом. Однако в зависимости от структуры материала может наблюдаться и обратная зависимость. Так, например, при испытании образцов с поверхностным надрезом из штампованного полуфабриката алюминиевого сплава Д1 различных плавок наблюдался значительный разброс значений долговечности (0,12—1,6-10 циклов). Начальная зона изломов образцов с большой долговечностью имела шероховатую поверхность (рис. 4), с малой — гладкую. В первом случае была более резко выражена текстура деформации материала и трещина изменяла траекторию. Это способствовало уменьшению скорости ее развития. Материал при этом имел повышенную чистоту по железу и кремнию. [c.16]

Характер разрушения может также меняться в зависимости от содержания водорода. Так, в стали Х15Н5Д2Т при содержании водорода 2 см /100 г (долговечность круглого образца 2 сут, 0 = 0,9 ГН/м ) разрушение было хрупким субзеренным, а при содержании 0,8 см 100 г (частично обезводороживающий отпуск при 350°С, 30 ч, долговечность 6 сут, ст = 0,99 ГН/м ) — смешанным субзеренным и межзеренным. При этом в зоне долома образца с меньшей долговечностью разрушение было пластичным внутризеренным, а в образце с большей долговечностью — менее пластичным внутризеренным и частично межзеренным, т. е. в данном случае с повышением времени развития трещины (с замедлением роста) исчерпывается способность материала к локальной пластической деформации и долом становится более хрупким (рис. 37). [c.60]

Трактовка условий достижения предельного состояния по разрушению в форме деформационно-кинетического критерия предцояагает интерпретацию экспериментальных данных в виде зависимости суммарного повреждения от числа циклов до появления трещины. При этом для условий термоусталостных испытаний, которые, как было подчеркнуто, являются в общем случае нестационарными и сопровождаются накоплением не только усталостных, но и квазистатических повреждений, выражение результатов в широко используемой в настоящее время форме, когда производится построение зависимости циклической деформации (суммарной или необратимой) от долговечности, является недостаточно корректным. На рис. 1.3.7 представлены данные термоуста-лостных испытаний. Видно, что при использовании деформаций, получаемых в первом цикле нагружения, и деформаций, соответствующих 50%-ной долговечности образца, наблюдается кажущееся снижение сопротивления термоусталостному нагружению в два-три раза по сравнению с кривой усталости материала. Указанное является следствием неучета влияния в термоусталостных испытаниях квазистатических повреждений, роль которых возрастает по мере снижения долговечности образцов. [c.55]

Применительно к рассматриваемой задаче оценки прочности в условиях сочетания малоциклового и многоцикловОго, в том числе и случайного по характеру нагружения с наложенными кратковременными перегрузками, справедливость деформационнокинетического критерия разрушения не очевидна. С целью обоснования справедливости критерия (1.1.12) для указанных случаев проводились испытания при мягком и жестком типах нагружения, а также программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений или деформаций в процессе испытания. Во всех случаях форма цикла регулярного нагружения была симметричной синусоидальной, и общая долговечность всех испытанных образцов не превосходила 5 10 циклов. Частота испытаний выбиралась из условий соблюдения требований ГОСТ 2860—65 Металлы. Методы испытаний на усталость об исключении саморазогрева образца до температуры более 50° С в процессе повторных нагружений при нормальной температуре. В зависимости от уровня напряжений (деформаций) частота составляла 0,5—50 Гц. [c.58]

Л — сопоставление расчетной и экспериментально Г1 долговечности детали и модельного элемента Б — кривая малоцик.ловой усталости стал й ЭП-()96А Б — циклическая диаграмма деформирования стали ЭП-696А Г — кривые максимальных деформаций для зон ж, м) и Нд е, д) в зависимости от погошюй нагрузки, определенных на основе интерполяционного соотношения (4) (ж, е) и методом МКЭ (и, б) Д — кривые малоципловой усталости модельного элемента, полученные экспериментально (1, 2) и расчетным путем с помощью методов фотоупругости 3, 5) и МКЭ 4, б) для зон Нд и RQ. [c.45]

Использование в расчетной практике в качестве базовых данных результатов термоусталостных испытаний при промежуточном режиме малоциклового нагружения с явно выраженной кинетикой циклических и односторонне накопленных деформаций, а также представление результатов в виде зависимости циклической деформации (суммарной или необратимой) от долговечности недостаточно корректно, поскольку уменьшение малоцикловой долговечности (вследствие неучета влияния квазнстатических повреждений) в этом случае по сравнению с долговечностью при жестком противофазном режиме может достигать 10 раз (см. рис. 2.6, 2.7,2.19 и 2.20). [c.45]

Система экспериментов на лабораторных образцах в середине 60-х годов была дополнена важными опытами при малоцикловом нагружении на моделях сосудов давления (с толщинами стенок до 70—120 мм), трубопроводах (с толщинами стенок до 20 -ь 30 мм), сварных пластинах с отверстиями и патрубками, болтах и шпильках (диаметром до 75-150 мм). Анализ полученных данных (в том числе с учетом рассеяния результатов испытаний) позволил обосновать запасы по местным упругопластическим деформациям и долговечности. Нормированные расчеты прочности атомных ВВЭР с учетом их циклического нагружения в эксплуатации осуществляются [5, 6] с введением запасов по местным условным упругим напряжениям и n v - по числу циклов до образования трещин (по долговечности). В зависимости от рассчитьтаемого элемента, объема исходной информации эти запасы находятся в пределах 1,25 -г 2 и 3 20 соответственно. В дальнейшем по мере накопления данных о прочности при изотермическом и неизотермическом нагружении с программируемыми циклами нагрузок, деформаций и температур для расчетов было предложено использовать условия линейного суммирования циклических повреждений (для различных режимов эксплуатационного повреждения). [c.41]

Изменение частоты приложения циклической нагрузки в диапазоне 3—100 Гц практически не влияет на усталость в воздухе гладких образцов из сталей различных классов. В то же время повышение частоты нагружения от 0,003 до 50 Гц увеличивает число циклов до разрушения кадмия и висмута, причем тем больше, чем ниже уровень циклической нагрузки (иногда на два порядка и больше) (Шиба-ров В.В. и др. [184, с. 29—32]), Увеличение частоты нагружения от 50 до 283 Гц резко снижает циклическую долговечность лантана и галлия. Для индия частотный фактор существенно зависит от уровня циклических нагрузок. Сложный характер зависимости частотного фактора авторы объясняют скоростным эффектом, влиянием частоты нагружения на суммарную деформацию и диабантным эффектом. Первый проявляется в значительной степени при низких частотах и несущественно — при высоких. Второй и третий эффекты проявляются в основном при высоких частотах. В зависимости от того, какой эффект вносит больший вклад, сопротивление усталости металлов при повышении частоты нагружения может увеличиваться или уменьшаться. Для алюминиевых сплавов частотный фактор в воздухе также может проявляться с интенсивностью, зависящей от их структурного состояния. [c.116]

Покрь1тия из полиэтилена высокой плотности (П-4070, П-4040) снижают долговечность стали 08кп при малоцикловой усталости (Бейдер Э.Я. и др. [184, с. 106, 1081). Так при амплитуде пластической деформации е = 1,7 % в зависимости от реж ма получения покрытия количество циклов до разрушения снижается на 10—40 %, в 3 %-ном растворе Na I — до 30 %. Еще более отрицательно полиэтиленовое покрытие сказывается на долговечности образцов в воздухе и в коррозионной среде при повышении амплитуды циклической деформации до 5 %. Предполагают, что в [c.188]

В случае а расчёт обычно ведут по статическим формулам, исходя из наибольшего усилия или деформации пружины с несколько пониженным допускаемым напряжением, в зависимости от степени динaмичнo tи приложения нагрузки, её пульсации, желаемой долговечности пружины и т. д. [c.655]

При = 1 частота деформирования не оказывает влияния на долговечность, но обычно /г < 1, при этом наиболее сильное влияние частоты наблюдается в области больших чисел циклов до разрушения. С повышением температуры величина Р— 1, и на кривых долговечности появляется перелом, обусловленный, по-видимому, переходом от трапскристаллитного разрушения к межзеренному. С учетом влияния частоты при термической усталости была получена следуюш,ая зависимость для оценки долговечности, учитывающая пластическую деформацию и длительность цикла Тц [74] [c.46]

Как следует из расположения кривых долговечности в зависимости от амплитуды пластической деформации объединение материалов даже одного класса в общие полосы неЪредставляется [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...