Накопление деформаций

Для деталей, работающих длительный срок (годами), предел ползучести следует характеризовать малой деформацией, возникающей при весьма продолжительном приложении нагрузки. В этих случаях принимают во внимание накопление деформации только на участке установившейся скорости ползучести (на участке ВС, см. рис. 339). Для этого участка также задают предел допустимой деформации — например 1% за 10 000 ч, или 0,1% за 100 000 ч и т. п. [c.458]

Здесь предполагается, что S зависит от накопленной деформации, выраженной параметром Одквиста х. Экспериментальное и модельное обоснование такого предположения будет проведено ниже. [c.71]

Исследования барьерной роли микронапряжений и составляющих деформационной субструктуры позволили установить, что с ростом пластической деформации эффективность указанных барьеров по остановке трещин увеличивается. Используя взаимосвязь критического напряжения хрупкого разрушения S с сопротивлением материала развитию микротрещин, т. е. с барьерами различной природы, предложен подход к аналитическому прогнозированию S в статически и циклически деформированном материале. Оказалось, что S независимо от истории нагружения монотонно увеличивается с ростом накопленной деформации, мерой которой может служить параметр Одквиста. [c.147]

В работах [232, 234, 356] показано, что для некоторых материалов характеристики вязкости разрушения при циклическом нагружении могут существенно отличаться от характеристик статической трещиностойкости. Циклическое деформирование металла у вершины трещины приводит к нестабильному (скачкообразному) ее развитию при КИН, меньших статической вязкости разрушения Ки. В настоящее время феноменология такого явления достаточно хорошо разработана и описана в работах [29, 197, 232, 234, 267, 356]. Тем не менее физическая природа скачков усталостной трещины изучена недостаточно. Попытаемся дать физическую интерпретацию этого явления. Выше (см. подраздел 2.3.2) была представлена модель, описывающая зарождение усталостного разрушения в масштабе зерна. Разрушение представлялось как многостадийный процесс, включающий зарождение микротрещин по границам и в теле фрагментированной субструктуры, возникающей при циклическом деформировании, стабильный рост микротрещин за счет стока дислокаций в их вершины, образование разрушения в пределах зерна при нестабильном росте микротрещин. Ограничение мае-штаба разрушения при нестабильном росте микротрещин размером зерна возникает в случае их торможения границами зерен или стенками фрагментированной структуры, т. е. при = Oi < 5с(ху), где X/ — накопленная деформация к моменту страгивания микротрещин. Если сгтах 5с(ху), то разрушение может распространяться в масштабе, большем чем размер зерна. [c.222]

При жестком нагружении нет накопления деформаций, что исключает возможность квазистатического разрушения. В этом случае все материалы разрушаются по усталостному типу с образованием трещин. [c.623]

Сопряжение узлов решетки между дислокациями сопровождается ее деформацией. Накопленная деформация на ряде решеток компенсируется появлением нарушений кристаллического строения в виде дислокаций. [c.502]

Наконец, в случае циклически стабильных материалов (например, среднеуглеродистые и аустенитные стали) ширина петли упру-го-пластического гистерезиса практически не зависит от числа циклов деформирования. При различной ширине петель в четных и нечетных полуциклах происходит одностороннее накопление деформации. Для таких материалов, стабилизирующихся при определенном числе полуциклов k = k, ширина петли определяется по формуле (22.29) при k = k. [c.686]

Теория упрочнения. Простейшее и наиболее, может быть, естественное предположение о характере упрочнения состоит в том, что за меру упрочнения принимается просто величина накопленной деформации ползучести qi = р. Теперь основное определяющее уравнение имеет следующий вид [c.621]

ДЛЯ СО как функции времени t, мы найдем, что уравнение (19.9.4) будет описывать кривую ползучести с увеличивающейся скоростью. Более общее предположение состоит в том, что скорость ползучести зависит кроме напряжения от двух структурных параметров — параметра упрочнения и параметра поврежденности со. В качестве параметра упрочнения можно принять, как это было сделано в 18.4, величину накопленной деформации ползучести р. Тогда уравнения одномерной ползучести могут быть записаны, например, следующим образом [c.677]

Здесь 2 — текущее значение относительного напряжения во втором стержне, а U — начальное значение этого напряжения, которое определяется пз упругой части решения, приведенного ранее. Соотношение (3.58) дает возможность для каждого момента времени определить значение силы = iEA. В свою очередь, из уравнения равновесия можно найти Ni. Так как в задачах ползучести большей частью определяют значение накопленной деформации, то из соотношения ползучести (3.54) можно определить [c.76]

Величина Лр — накопленная деформация за всю предшествующую историю деформирования. Степень деформации в понимании А. А. Ильюшина или параметр Одквиста представляет собой меру суммарного накопления дефектов кристаллической решетки к моменту разрушения, так что в отличие от Л величины Лр — наибольшая из возможных или предельная степень деформации. [c.486]

Отношение текущей величины накопленной деформации (ён)к к ёк. [c.79]

При жестком нагружении циклическое накопление деформации приведет к разрушению (следуя линии с) в точке К на кривой усталости в амплитудах деформации и в точке К на кривой, выраженной в напряжениях. При меньшем нагружении и деформации, а следовательно, при большом числе циклов при мягком нагружении смешанное разрушение воз-6—214 81 [c.81]

Протяженность области квазистатического разрушения и крутизна перехода к усталостному разрушению при мягком нагружении зависят от типа стали. На рис. 5.4 приведены кривые 1 изменения амплитуд напряжения Ста и кривые 2 предельной односторонне накопленной деформации (в величинах сужения шейки ifi) для теплостойкой стали (а), алюминиевого сплава (б) и 82 [c.82]

Истинная диаграмма деформирования этого металла при жестком малоцикловом нагружении представлена на рис. 5.6. По оси абсцисс отложены циклически накопленные деформации в степени 0,5, по оси ординат — истинные напряжения S. Линия 1 с угловым коэффициентом у соответствует статическому растяжению. Циклическое деформирование осуществлялось при амплитудах ва = 2,4 1,5 и 0,6% (соответствующие диаграммы обо- [c.85]

При квазистатическом разрушении после небольшого числа циклов поле деформации мало отличается от поля при статической нагрузке. По мере увеличения числа циклов и уменьшения накопленной деформации при образовании разрушения форма и размеры зон пластической деформации отличаются от тех, которые получаются при статическом растяжении. Так как разрушение при малом числе циклов в основном определяется достигнутыми деформациями, то для оценки прочности в зоне концентрации используют представления о концентрации деформаций и их перераспределении при повторном нагружении. [c.90]

Эффект одностороннего накопления деформаций ёп от циклической анизотропии, согласно выражениям (5.5), отражает функция К(й) в соотношении (5.21). [c.94]

Неравенство (5.6) является следствием уменьшения деформации ползучести при увеличении возраста материала. Подобным образом соотношение (5,7) означает, что скорость деформации меньше у образцов, загруженных раньше. Отсюда вытекает, что после снятия длительно действующей постоянной нагрузки происходит уменьшение накопленной деформации (см., например, [388]). [c.62]

Накопление деформаций при том или ином виде нагружения зависит от степени жесткости нагружения. При жестком цикле нагружения накопление регистрируемых пластических деформаций ограничено самими условиями проведения испытаний. Различные виды нагружения определяют и отличающиеся типы разрушений, возникающие при знакопеременном упругопластическом деформировании. При мягком нагружении с высоким уровнем напряжений возникает квазистатическое разрушение, близкое по характеру к статическому. При жестком нагружении независимо от уровня амплитуды, деформаций разрушение начинается с образования поверхностных трещин при последующем их подрастании до критической длины. В реальных условиях накопление деформаций и изменение напряжений могут занимать промежуточное положение между мягким и жестким видами нагружений, а разрушение может носить смешанный характер. Анализ условий эксплуатации и случаев разрушения различных конструкций показывает, что основной причиной, вызывающей возникновение трещины, является циклическое изменение напряже- [c.88]

Таким образом, при мягком нагружении разрушение определяется и уровнем "петельных" деформаций, и величиной односторонне накопленных деформаций. [c.95]

В области ниже —196 С дислокационный характер деформации постепенно вырождается и при температуре —269°С накопление деформации при циклическом нагружении происходит только за счет прерывистой текучести в локальных объемах. Прерывистая текучесть имеет дискретный характер и связана с адиабатическим деформационным двойникова-нием, в соответствии с которым всплески деформации сопровождаются резким повышением температуры в локальных объемах. На рис. 67 приведены экспериментальные данные, показывающие взаимосвязь деформационных и температурных всплесков при растяжении сплава АТ2 при —269°С, полученные с использованием полупроводникового германиевого датчика. [c.112]

В цикле нагружения в зоне пластической деформации дефектные структуры возникают на восходящей ветви нагрузки в полосах скольжения в одном направлении, а на нисходящей ветви нагрузки релаксация энергии накопленной деформации реализуется в полосах скольжения по другим направлениям [67], В результате этого происходит чередование ориентации каналов, по которым происходит формирование дефектных структур, а это, в свою очередь, является предпосылкой для возникновения ротаций в пределах зоны пласти- [c.147]

В зависимости от типа материала, вида напряженного состояния, характера нагружения и уровня деформаций разрушение может быть обусловлено накопленным усталостным повреждением, накопленной деформацией или их совокупностью. В связи с этим необходимо измерять как величину суммарной односторонней накопленной деформации, так и изменение амплитуды деформации при каждом цикле нагружения [83]. Для исследования циклически упрочняющихся материалов наиболее эффективен метод оптически чувствительных покрытий, а также метод тензометрии (при величине деформации в первом полуцикле Г%). Для измерения перемещений в зоне вершины трегцины рекомендуется метод оптической интерференции, причем величина исходной деформации должна быть 1%. [c.239]

Определяя работоспособность материала по данным стандартных статических испытаний, нельзя ограничиваться только характеристиками прочности и пластичности в условиях ползучести. Кроме этих величин необходимо располагать сведениями о закономерностях развития пластической деформации на разных этапах ползучести. Такую дополнительную информацию можно получить с помощью механического уравнения состояния и уравнений температурно-силовой зависимости характеристик жаропрочности, в которых отражена закономерность накопления деформации и повреждений на разных стадиях процесса. [c.81]

Работоспособность материалов определяется не только сопротивлением разрушению, но не в меньшей мере интенсивностью накопления деформации ползучести во времени под действием сложнонапряженного состояния, т.е. в реальных условиях работы элементов энергооборудования. Этим объясняется интерес, который проявляют исследователи к оценке влияния вида напряженного состояния на закономерности роста деформации ползучести. [c.163]

Наконец, получили широкое развитие работы по изучению общих закономерностей ползучести в условиях сложнонапряженного состояния (конструирование уравнений состояния) [100]. Последнее направление позволяет получить наиболее полную информацию о закономерностях накопления деформации и повреждений во времени, что способствует раскрытию возможностей материала в реальных условиях эксплуатации. [c.163]

На рис. 1.6 для сравнения представлены кривые ползучести при статическам и ступенчатом нагружениях, рассчитанные по различным теориям ползучести. Из рисунка видно, что лучшее описание процесса ползучести при нестационарном нагружении дает теория анизотропного упрочнения. В случае циклического нагружения материала, работающего при высоких температурах, теория изотропного упрочнения (обычно именуемая просто теорией упрочнения) будет давать заниженные значения накопленной деформации ползучести (при расчете по теории упрочнения использовали зависимость Sf = где и гпс — эмпирические константы). [c.37]

Прежде всего следует акцентировать внимание на том, что С.Н. Журков был одним из первых, кто обнаружил универсальность временной зависимости прочности, введя в рассмотрение процесса разрушения фактор времени. Эта идея поколебала установившуюся точку зрения на разрушение как мгновенного акта. Концепция .IL Журкова связана с утвсрждишем, что разрушение является по своей природе термофлуктуационным процессом, в котором внешняя сила не осуществляет непосредственно разрыва межатомных связей, а лишь препятствует рекомендации разорванных связей. Зависимости между временем до разрушения, скоростью ползучести с (скорости накопления деформации) и напряжением а имеют вид [c.262]

Для квазистатического разрун]ения в качестве критерия перехода в предельное состояние принимают величину накопленной деформации е при циклическом нагружении, соответствующую разрушению при однократном статическом нагружении. [c.688]

Возможность для эстафетной передачи деформации увеличивается с уменьшением размера зерна. Для металлов со сверхмелким зерном (балл 14—15 по стандартной шкале) наблюдается заметное возрастание прочности при сохранении достаточно высокой пластичности благодаря уменьшению концентрации напряжений у границы из-за малого накопления деформаций при скольжении в пределах очень мелкого зерна. Эффект общего повышения комплекса механических характеристик используется для создания высокопрочного состояния сплава (закалка с низким отпуском) благодаря получению сверхмелкого зерна. [c.244]

Накопленная деформация ползучести за данный по-луцикл k длительностью т (т — время в пределах цикла) получает отражение, наряду с активной деформацией от нагружения, в Fq, S). Эта функция выражается следующим образом с учетом выражения р2 8) в соотношении (5.2) [c.94]

Величина сгае пропорциональна амплитуде действующего напряжения Оа (аа = ец), так как циклическая пластическая деформация при многоцикловом разрушении существенно меньше упругой и упрочнение невелико (величина tga мала). Угол а должен быть значительно (на два-три порядка) меньше, а разрушающая деформация для пластического элемента больше, чем при статическом растяжении, так как они отражают условия циклического суммирования накопленных деформаций за значительное число циклов. [c.107]

Циклическое упругопластическое деформирование приводит к накоплению пластических деформаций, зависящему от количества циклов нагружения и амплитуды деформации в каждом цикле. Это накопление может быть односторонним, монотонно нарастающим по мере увеличения количества циклов или не приводящим к однонаправленному росту деформаций. Характер протекания пластических деформаций зависит от условий передачи нагрузки на деформируемый элемент, жесткости сопрягаемых деталей, а также от свойств материала. Накопление деформации при упругопластиЧеском деформировании металлов с низкой частотой приводит к появлению трещин и, в конечном счете, к разрушению конструкций при малоцикловом (несколько сотен или тысяч циклов] и при многоцикловом (10 — 10 циклов) нагружении. Закономерности деформирования и разрушения металлов при малоцикловых и многоцикловых испытаниях имеют ряд различий. [c.86]

Первый член уравнения определяет величину усталостного, а второй — величину кваэнстатнческого повреждения к моменту разрушения. Условием разруп1ения является достижение суммой усталостного и кваэистатического повреждений значения единицы. При нагружении с заданным размахом упруго-пластической деформации (жесткое нагружение) одностороннее накопление деформаций отсут- [c.242]

Процессы разрушения и деформирования при ползучести являются термоактивированными кинетическими процессами и происходят одновременно в течение практически всего времени пребывания материала под нагрузкой. Изучение процесса разрушения должно происходить в тесной связи с изучением процессов деформирования при ползучести. Поэтому прежде, чем рассматривать морфологические особенности разрушения, рассмотрим различные температурно-силовые области, в которых в основе процессов ползучести и разрушения лежат разные механизмы, вызывающие кинетические закономерности накопления деформации и несплошностей при ползучести. Этой цели служат так называемые карты механизмов ползучести и разрушения. [c.7]

При прогнозировании следует отдавать предпочтение методам, предусматривающим не только оценку отдельных характеристик жаропрочности, но и возможность аналитического описания процесса ползучести в целом. В этом случае возникает ряд преимуществ возможность построения первичных кривых ползучести и изохромных кривых для разных временных баз, включая заданный ресурс, которые необходимы для расчета на прочность с учетом ползучести [54], оценивать релаксационную стойкость материала (без проведения специальных испытаний), от которой зависит способность нивелирования напряжений в зонах концентрации, и рассчитывать долговечность по заданной величине деформации ползучести, т. е. оценивать степень исчерпания заданного срока службы по величине накопленной деформации ползучести. [c.67]

Сопоставление кривых, характеризующих относительную по-врежденность количеством накопленных пор в двух партиях металла стали 12X1МФ, с соответствующими расчетными кривыми (сплошные и пунктирные линии на рис. 3.22) подтвердило целесообразность применения формулы (3.23) для оценки степени поврежденности металла на разных стадиях исчерпания ресурса. Кривые накопления повреждений, рассчитанные по формуле (3.23), для роторной стали Р2М в полной мере отражают закономерности накопления пластической деформации (соответственно повреждений) в условиях ползучести (см. рис. 3.24). Аналогичная обработка результатов испытаний на длительную прочность стали 15ХМ в интервале температур 550—625 °С подтвердила возможность использования формулы (3.23) расчетная кривая в достаточной мере отражает процесс накопления деформации ползучести (см. рис. 3.25,6). [c.103]

Величина усредненного энергетического параметра в наноструктурном образце после кратковременного отжига больше, чем в крупнокристаллическом образце и неотожженном наноструктурном образце, который обладает большей запасенной энергией. Следует отметить, что усредненное значение /Зд в наноструктурном образце, подвергнутом кратковременному отжигу, увеличивается с накоплением деформации на стадии быстрого упрочнения. Такое поведение подобно поведению крупнокристаллической Си. В то же время оно довольно отличается от соответствующего поведения нео гожженных наноструктурных образцов. Для него характерны ясно различимые флуктуации от начала до окончания циклической деформации. Причина этого до настоящего времени не ясна. [c.216]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...