Нестабильность циклическая

Таким образом, рассмотренные критерии охватывают практически важные условия термомеханического нагружения, реализуемые в опасных зонах конструктивных элементов. Однако они не учитывают, с одной стороны, кинетику процесса упругопластического деформирования (предполагается стабилизация процесса циклического деформирования), развитие которого особенно характерно для мягкого и промежуточных режимов малоциклового деформирования, и обусловлено временными эффектами на этапах выдержки при экстремальных температурах цикла нагрева, а с другой стороны, нестабильность циклических свойств конструкционных материалов, особенно в области высоких температур. [c.121]

Долговечность первой стадии весьма мала по отношению к долговечности, отвечающей зарождению макроразрушения [ПО, 111, 152]. На самых ранних стадиях процесса формирования зародышевых усталостных микротрещин происходит их притупление за счет пластического деформирования при обратном нагружении. Поэтому микротрещины после зарождения растут стабильно (из-за притупления напряжения в их вершине меньше теоретического предела прочности От. п) по механизму стока дислокаций в их вершины при циклическом нагружении. Условие нестабильного роста микротрещин выполняется при значительном увеличении их длины. Количество циклов, свя- [c.137]

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]

Заметим, однако, что деление материалов на циклически упрочняющиеся, стабильные и разупрочняющиеся носит несколько условный характер, так как поведение определенного материала при циклическом деформировании зависит от температуры, его исходного состояния (наклеп, термообработка) и других факторов. Например, наклеп — предварительное пластическое деформирование при комнатной температуре — ведет к циклическому разупрочнению. То же имеет место и при закалке. Так что в нестабильном состоянии материал циклически разупрочняется. В то же время в стабильном состоянии (отжиг) наблюдается циклическое упрочнение. [c.686]

Если одна из величин а или р мала (т. е. функция Fi(k) слабо зависит от числа полуциклов k), то это характеризует циклическую стабильность металла. При низких значениях аир распределение напряжений и деформаций при повторном нагружении элементов конструкций получается устойчивым. Следствием циклической нестабильности является перераспределение напряжений по мере увеличения числа циклов нагружения. [c.77]

Циклическая нестабильность металла приводит кне-стационарности процесса деформирования при малоцикловом нагружении с постоянной амплитудой силы. Такое нагружение принято называть мягким , так как образование пластической деформации при этом является свободным. При мягком нагружении возможно как изменение ширины петли, так и одностороннее накопление пластической деформации в зависимости от числа [c.78]

Другим конструкциям свойственны нестационарные условия циклической нагруженности. Это является следствием изменчивости технологических сопротивлений, развиваемых мощностей, тепловых состояний, нестабильности колебательных состояний, динамических воздействий в условиях движения и ряда других причин. В связи с этим процессы переменной напряженности описываются на основе вероятностных представлений с использованием решений соответствующих задач статистической динамики упругих систем и статистического анализа результатов измерения эксплуатационной нагруженности в условиях службы изделий. [c.165]

В момент перехода (связанный с переходом к масштабному макроскопическому уровню деформации и разрушения материала) через последнюю точку бифуркации начинается нестабильное подрастание фронта трещины. Это вызвано превышением в точке бифуркации вязкости разрушения материала при циклическом нагружении. [c.182]

В диске № 1 в направлении развития трещины в пределах 1 мм от дефекта материала формировался преимущественно фасеточный рельеф излома, а далее в основном бороздчатый рельеф с отдельными протяженными фрагментами фасеточного рельефа. Лишь вблизи зоны нестабильного роста трещины доля фасеточного рельефа вновь увеличилась. Критические размеры трещины равнялись примерно 52 мм по поверхности диска и 17 мм в глубину. Шаг усталостных бороздок в пределах зоны циклического развития трещины увеличился с 0,5 до 12 мкм (рис. 9.47). [c.524]

Подробное изучение дислокационной структуры в зоне фронта распространения трещины позволило установить важную особенность структурных изменений стали под действием градиента напряжений и деформаций в устье трещины. В этих условиях наблюдается локальная структурная нестабильность, которая развивается в процессе циклического деформирования и ползу- [c.46]

Автоматическая система управления реверсом нагружения имеет определенное время срабатывания. Изменение в процессе циклического упругопластического деформирования геометрии диаграмм деформирования приводит к непостоянству скорости изменения параметров нагружения во времени, в связи с чем перебег параметров диаграммы после подачи сигнала на реверс непостоянен. Точность отсечки контролируемого параметра (напряжение или деформация) составляет при этом до 1—2%. Возможна ручная корректировка максимальной нагрузки или деформации в процессе испытания, что позволяет практически исключить отмеченную нестабильность поддержания режима нагружения. [c.224]

Для вычисления циклической вязкости разрушения важно определить начало нестабильного роста усталостной трещины. Нестабильность роста усталостной трещины в области многоцикловой усталости характеризуется значительным возрастающим напряжением в зоне истоков трещины, не зависимым от уровня приложенного напряжения и исходной концентрации напряжений. [c.109]

Циклическая вязкость разрушения К с—коэффициент интенсивности напряжений — в условиях плоской деформации в начале нестабильного роста трещины принята за показатель стойкости материала против хрупкого разрушения. Эта величина служит сравнительной характеристикой и может быть использована для расчетов с целью установления критических нагрузок и длин (глубин) трещин. С физической точки зрения К с отражает перераспределение напряжений в материале образца вследствие образования усталостной трещины, характеризуя величину усилий, передающихся через область у ее вершины. Циклическая вязкость разрушения, определяющая предельное состояние металла, является функцией межатомной связи и размера пластической деформации у вершины усталостной трещины критической длины. [c.111]

Циклическая вязкость разрушения, или критический коэффициент интенсивности напряжения, рассчитана по результатам феррозондового метода определения нестабильного роста усталостной трещины для ряда сталей бурильных труб групп прочности Д , К , Е , Ем . На рис. 2 показана зависимость критического размера усталостной трещины от величины приложенного напряжения испытания при постоянной для каждой группы прочности циклической вязкости разрущения. Построен- [c.113]

Нестабильность процесса неизотермического упругопластического деформирования проявляется также и в увеличении размаха напряжений, в основном вследствие циклического упрочнения в полуцикле охлаждения, что связано с влиянием температурных и временных эффектов на сопротивление деформированию. С увеличением числа циклов интенсивность упрочнения постепенно убывает (см. рис. 6). [c.92]

Из рассмотренных примеров следует, что причины отказов в работе автоматов и автоматических линий весьма сложны и многообразны. Важнейшими факторами нарушения заданных условий взаимодействия между механизмами, инструментами и заготовками являются не только вредные воздействия на машины в процессе их длительной эксплуатации, но и циклическая нестабильность параметров работы, которая проявляется с самого начала эксплуатации. По- [c.72]

К числу циклически действующих, обратимых факторов относятся такие, у которых числовые значения при каждой реализации есть случайные величины, распределенные в определенном диапазоне. Их характерная особенность — изменение по величине (увеличение или уменьшение) без вмешательства человека. Эти факторы обусловлены нестабильностью следующих внешних условий, технологических и конструктивных параметров I) размеров и формы заготовок [c.73]

Систематические и циклически действующие факторы определяют ве -роятность возникновения параметрических отказов и отказов элементов, начиная с момента ввода автомата или линии в эксплуатацию. При каждом очередном срабатывании машины числовые значения циклически действующих факторов (нестабильность и др.) получаются как реализация случайных величин. Благоприятное сочетание числовых значений этих случайных [c.74]

Для циклически анизотропных и нестабильных материалов типа термоупрочненных низколегированных [c.24]

Как уже указывалось выше, основной областью применения деформационных уравнений повреждений является малоцикловая усталость [18, 39], причем расчет ширины петель пластического гистерезиса должен проводиться в этих условиях с учетом деформационной анизотропии. Кроме того, должна приниматься во внимание возможная циклическая нестабильность и ползучесть материала. Соответствующие расчеты не могут производиться на основе соотношения (3.31) теории течения, которая не учитывает [c.91]

Значения критического коэффициента интенсивности напряжений для данного материала не очень стабильны и зависят от условий опыта, из которого они определяются. Нестабильна и величина K.i , относящаяся к условиям циклического нагружения. Однако за критическое значение коэффициента интенсивности напряжений можно принимать не то, которое отвечает переходу на стадию спонтанного роста трещины, а меньшее значение, например размах АК,= К)с, [c.131]

Расчет малоцикловых усталостных повреждений может проводиться по тому же плану, как и описанный в предыдущих пунктах расчет на многоцикловую усталость, с той разницей, что уравнение механических состояний элемента материала должно описывать не процесс микропластических деформаций, связанный с упругими несовершенствами материала, а контролируемый процесс макропластического деформирования. Параметры уравнения механических состояний должны отвечать соответствующим экспериментальным кривым Stj (etj) при учете деформационной анизотропии материала, циклической нестабильности и ползучести. [c.173]

Рассмотрим усталостное разрушение зерна поликристалли-ческого ОЦК металла. При периодическом нагружении процесс усталостного разрушения зерна можно подразделить на три стадии 1) зарождение микротрещин по границам и в теле фрагментированной (или ячеистой) дислокационной структуры, возникающей в процессе циклического деформирования 2) стабильный рост микротрещин за счет эмиссии дислокаций из их вершин 3) образование разрушения в масштабе зерна при нестабильном росте микротрещин. [c.137]

Процесс малоциклового усталостщ)го разрушения ОЦК металлов может быть подразделен на три этапа множественное зарождение микротрещин на самых ранних стадиях циклического упругопластического деформирования, стабильное подрастание микротрещин за счет эмиссии и стока дислокаций в их вершины и, наконец, нестабильное развитие микротрещин до ближайших эффективных барьеров, которыми могут являться микронапряжения или границы деформационной субструктуры. Исходя из указанной схематизации усталостного разрушения ясно, что долговечность до зарождения макроразрушения определяется двумя параметрами НДС неупругой деформацией (точнее, размахом неупругой деформации в цикле) и максимальными напряжениями в цикле. Первый параметр определяет скорость стабильного роста микротрещины, а второй — ее критическую длину. [c.148]

Подобному виду ногрузсеыия подвергаются, в частности, магистральные трубопроводы, в металле которых циклически изменяющиеся нагрузки создаются из-за нестабильности режимов перекачки, а коррозионная среда присутствует в виде остатков пластовой воды и коррозионно-активных компонентов перекачиваемого продукта. В таких же условиях работает колонна глубиннонасосных штанг и другие в да оборудования. [c.24]

Исследованиями, проведенными на кафедре технологии металлов и ремонта машин Мордовского госуниверситета, докалено, что состав и свойства композита являются непостоянными п течении всего периода эксплуатации, многократно, а то даже циклически меняясь в зависимости от многих синергидов переменных статических и динамических нагрузок различных нестабильных состояний структур полимерных материалов изменений их химического строении и физикомеханических свойств. [c.192]

Экспериментально диаграмма [286] получена при симметричном цикле жесткого нагружения для циклически стабильных материалов. Аналогичное построение может быть выполнено и для циклически нестабильных материалов, когда по параметру числа полу-циклов нагружения образуется серия диаграмм [286], отражающих циклическое упрочнение или разупрочнение в зависимости от свойств материалов. Однако в общем случае нагружения диаграмма деформирования [286] не подтверждаетч я. Как известно, при циклическом упругопластическом нагружении обычно происходит перераспределение пластических деформаций от цикла к циклу, и интенсивность этого процесса существенно зависит от циклической анизотропии свойств [63], а также асимметрии напряжений [105]. В результате не удается получить диаграмму циклического деформирования, единую для различных типов нагружения (рис. 2.2.1, б), что, как отмечалось выше, затрудняет использование диаграммы в формулировке [286] для решения соответствующих задач циклической пластичности. [c.79]

В работе по исследованию деформационного старения стали Х18Н10Т за основу оценки склонности материала к деформационному старению принимали изменение электроспротивления материала под воздействием циклической деформации, а за меру нестабильности структурного состояния в про- 231 [c.220]

В настоящее время для описания развития усталостной трещины щироко используются диаграммы в координатах скорость развития усталостной трещины (с1а1с1Ы)— размах или максимальное значение коэффициента интенсивности напряжения в вершине трещины АК, макс)- в соответствии с таким представлением экспериментальных данных по развитию усталостной трещины наиболее важными характеристиками являются пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений ниже которого трещина практически не развивается, характеристики участка этой диаграммы, когда зависимость lg йа с1М — 1 АК выраящется прямой линией, и критическое значение коэффициента интенсивности напряжений в условиях циклического нагру кения К]с, при котором имеет место нестабильное развитие трещины. [c.9]

При циклическом нагружении и реализации предельного состояния, связанного с нестабильностью разрушения, сталь 10ХГСДАМФ предпочтительнее, так как в этом случае Хи ш = К). = Хы- Следовательно, при сопоставлении циклической и статической трещиио-стойкости необходимо учитывать вид предельного состояния. [c.200]

Рассмотрим теперь топографические особенности разрушения сплавов титана. По утвердившимся в литературе представлениям, процесс распространения усталостной трехцины двухстадийний медленное подрастание трещины и ее нестабильное развитие. Наше внимание было привлечено к первой стадии. При постановке исследований предполагалось, что изменение частоты от 33 Гц до 10 кГц повлияет на скорость трещины п геометрию характеристик пзлохма. Наиболее известная характеристика усталостного излома — бороздки. В опытах на обоих сплавах отмечен именно бороздчатый усталостный рельеф, хотя он не был единственным (рис. 3). Однако именно на бороздках щзедполагалось изучить влияние частоты циклического нагружения на топографию разрушения. В качестве [c.364]

С целью оценки влияния нестабильности структуры на сопротивление циклическим нагрузкам изучалось сопротивление усталости жаропрочных сплавов ЭИ867 и ЭИ698ВД, подвергнутых типовой термообработке и длительному изотермическому старению в диапазоне эксплуатационных температур. Этому предшествовало изучение изменений кратковременной прочности и пластичности сплавов. [c.377]

Действие необратимых, монотонно действующих факторов любой интенсивности приводит к увеличению циклической нестабильности определяющих параметров технологического процесса и конструкции ухудшению точности позиционирования и взаимного расположения конструктивных элементов, увеличению мгновенного поля рассеяния размеров, диапазона рассеяния рабочих усилий, опорных реакций, коэффициентов трения, снижению жесткости узлов и т. д. Все это увеличивает вервятность возникновения отказов при каждом срабатывании машины, ее очередном рабочем цикле. Исключение составляют такие факторы, как приработка базовых поверхностей, повышение квалификации обслуживающего персонала, улучшение организации обслуживания и ремонта и др., которые способствуют сокращению числа отказов в работе. [c.74]

Двойные сплавы медь—бериллий по своим свойствам и структуре крайне нестабильны, Неоднородность структуры сплава сказывается прежде всего на циклической прочности упругих элементов. Это обусловлено тем, что скорость распада и выделение у-фазы при облагораживании в приграничных районах выше, чем в объеме зерна, а разупрочнение сплава у границ зерна наступает раньще. Улучшенными модификациями являются бериллиевые никелетитановые бронзы БНТ 1,9 и БНТ 1,7 [14]. [c.278]

В результате изучения влияния длины образца на циклическую прочность нестабильных аустенитных и аустенито-мартенситной сталей 30Х10Г10, 44Х10Г7, 70Х7Н7 было установлено ( 206], что статистическая теория прочности хотя и удовлетворительно объясняет экспериментальные данные по масштабному фактору, но не учитывает всех условий, при которых происходит пластическая деформация, в частности структурных изменений, нагрева образца в процессе циклического нагружения, теплоотвода и др. На выносливость сталей при знакопеременном изгибе с вращением помимо статического фактора существенное влияние оказывает кинетический фактор, а также соотношение и интенсивность процессов упрочнения и разупрочнения при непрерывном нагружении различных по величине объемов металла. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...