Нестационарность деформирования

Общим недостатком резонансных машин является нестабильность нагружения, обусловленная внутренней нестационарностью деформирования. [c.197]

Для определения интенсивности напряжений по кинематике-деформирования необходимо определить накопленную деформацию. Определение этой деформации, в особенности при нестационарном деформировании, оказывается весьма трудоемким. Так, если методом делительных сеток на основе теории пластического течения требуется определить напряженное состояние на некоторой стадии деформирования тела, то для определения приращений деформаций достаточно получить деформированную сетку на двух достаточно близких к рассматриваемой стадиях деформирования, а для определения накопленной деформации необходимо получить деформированную сетку на различных стадиях пластического деформирования, предшествовавших рассматриваемой (их число определяется главным образом кривизной траектории деформирования и во многих, случаях оказывается достаточно большим). [c.88]

Решение определяющей системы уравнений при заданных начальных и граничных условиях основано на методе конечных элементов и явной конечно-раз-ностной схеме интегрирования по времени типа крест [11, 12]. Для анализа нестационарного деформирования элементов конструкций применяется 8-узловой изопараметрический элемент с полилинейными функциями формы [c.117]

Не исключено, что эти механизмы, связанные с гидродинамическими явлениями, действуют в совокупности и что имеет значение способность костных клеток, как и многих других, непосредственно реагировать на механические воздействия, передающиеся через матрикс, например изменять скорость выделения биологически активных веществ [109]. Стимулом является преимущественно нестационарное деформирование, и все названные гипотетические механизмы согласуются с этим наблюдением. Возможно, что имеет значение пространственная неоднородность деформаций и движения интерстициальной жидкости [62]. [c.13]

Выявленные закономерности деформирования и разрушения материала при циклическом нагружении позволили сформулировать деформационно-силовой критерий, который дает возможность прогнозировать долговечность по условию зарождения макроразрушения при ОНС с учетом максимальных нормальных напряжений в цикле и особенностей суммирования повреждений при нестационарном нагружении. [c.148]

Таким образом, выполненные расчетные и соответствующие экспериментальные исследования дают основание полагать, что разработанная физико-механическая модель достаточно адекватно описывает деформирование и повреждение материала при ползучести в условиях различного напряженного состояния и может быть применена при анализе работоспособности конструкций с нестационарным нагружением и давлением, близким к уровню возникающих напряжений. [c.178]

Зависимость (4.6) в принципе дает возможность описать влияние средних напряжений (или асимметрии нагружения), а также нестационарности нагружения на скорость роста усталостной трещины, так как эти факторы изменяют параметр и [289, 346, 354]. Но, к сожалению, следует отметить нарастание разногласий в отношении достоверности результатов измерений закрытия трещины разными методами [300, 324, 385, 418]. Одной из возможных причин большого разброса измерений закрытия трещины может быть различная протяженность фронта трещины (толщина образца) в разных экспериментальных исследованиях. Так, в работах [369, 408, 409] экспериментально показано, что доминирующее влияние на стор оказывает деформирование материала у вершины трещины в районе свободных боковых поверхностей образца. С увеличением толщины образца и соответственно протяженности фронта трещины влияние боковых поверхностей снижается и эффект закрытия трещины уменьшается, вплоть до его практически полного отсутствия в растягивающей части цикла. Для трещин с протяженным фронтом только при R — О (а не при / > 0) трещина перестает быть концентратором напряжений и в этом случае 1. [c.191]

Действие повышенных или пониженных температур, к тому же меняющихся во времени, а также нагрузки динамической природы иногда не дают возможности записать физические соотношения в конечном виде. Приходится рассматривать соответствующие модели состояния в дифференциальной или интегральной форме, а напряжен-но Деформированное состояние тела становится существенно нестационарным и зависящим от режимов нагружения. [c.389]

Изложен новый единый вариационный метод совместного определения нестационарных полей деформаций, напряжений и температур системы контактирующих тел заготовка— инструмент с учетом случайного характера основных технологических параметров процесса деформирования. Впервые описана комплексная математическая модель, позволяющая определять нестационарные поля температуры, напряжений и деформаций в процессе прессования прутковых н трубных профилей и скоростные режимы-изотермического прессования профилей в зависимости от основных технологических параметров процесса. [c.57]

В заключение следует подчеркнуть, что чувствительность к нестационарности определяется в первую очередь следующими факторами усилением диффузионных процессов, которые способствуют снижению сопротивления деформированию и разрушению степенью поврежденности материала, который подвергается температурным и силовым перегрузкам ускорением исчерпания деформационной способности — величины предельной пластичности, после достижения которой наступает разрушение. [c.172]

Данная гипотеза не учитывает особенности накопления повреждений, возникающих в результате перераспределения напряжений от цикла к циклу. Предложение в [115, 189, 234] основывается на том обстоятельстве, что наиболее интенсивное перераспределение напряжений происходит на первых циклах деформирования с последующим снижением темпа по мере роста числа циклов нагружения, так что основная часть долговечности приходится на нагружение с незначительной нестационарностью напряжений, которой можно пренебречь. С другой стороны, в необходимых случаях [c.14]

Учитывая отмеченную специфику деформирования нри термоусталостном нагружении, в работе [103] предлагается метод оценки термической прочности с позиций деформационно-кинетического критерия малоциклового разрушения [129, 162], экспериментально обоснованного в области повышенных и высоких температур при изотермических испытаниях материалов. Названный критерий, как отмечалось выше, описывает условия достижения предельного состояния по разрушению квазистатического и усталостного типов как для мягкого и жесткого, так и промежуточного между мягким и жестким характера нагружения, что охватывает особенности нестационарного циклического деформирования, свойственные термоусталостным испытаниям. [c.49]

Процессы циклического деформирования, протекающие при термоусталостном нагружении, характеризуются существенной нестационарностью и накоплением значительных односторонних деформаций. Для оценки сопротивления термической усталости могут быть использованы деформационно-кинетические подходы в линейной трактовке. [c.56]

Существенным является то обстоятельство, что при работе конструктивных элементов в упругопластической области в зонах концентрации осуществляется, как правило, нестационарное нагружение даже в условиях постоянства внешних нагрузок или перемещений, причем перераспределение напряжений и деформаций в этом случае лежит в диапазоне мягкого и жесткого нагружения. Диаграммы циклического деформирования, изучаемые при однородном напряженном состоянии и предназначенные для решения соответствующих задач концентрации, должны позволять, в связи с отмеченным, описывать не только какой-либо частный вид нагружения, но давать связь напряжений и деформаций при нестационарных нагружениях, охватывающих по крайней мере режимы между мягким и жестким. [c.78]

Использование во время термоусталостных испытаний дефор-мометров открывает возможность записывать диаграммы циклического неизотермического деформирования и судить о кинетике напряжений и деформаций в процессе испытаний. Оказывается, что нагружение на термоусталостных установках не соответствует жесткому, в общем случае является нестационарным, сопровождающимся накоплением односторонних деформаций за счет их по-циклового перераспределения в системе образец — машина и особенно в пределах отдельных частей менее жесткого по сравнению с машиной неравномерно нагретого по длине образца [79, 99, 213]. [c.247]

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что изложенный в книге материал в ряде случаев базируется на ограниченном объеме данных и потребуется дальнейшее обоснование вопросов сопротивления деформированию и разрушению, например, при нестационарном, в том числе II случайном, режимах, в условиях высоких температур и неизотермического деформирования, а также для случаев сложного малоциклового и длительного циклического нагружения. [c.276]

Особенностью работы конструктивных элементов изделий (диски, рабочие и сопловые лопатки тазовых и паровых турбин, прокатные валки, корпуса паровых турбин, барабаны паровых котлов высокого давления, трубные коммуникации атомных реакторов и паровых установок) является нестационарность теплового и силового нагружения, определяющая циклический характер процесса упругопластического деформирования материала, протекающего, как правило, в неизотермических условиях. [c.5]

I Многочисленные случаи возникновения термоусталостных трещин можно встретить в элементах стационарных и нестационарных атомных установок [21], котельных агрегатов и паропроводов [83], деталях технологического оборудование [70, 80], элементах горячего тракта авиационных [13, 49, 71], судовых и стационарных [31, 74] газовых турбин. Известны [13, 71], например, случаи малоциклового разрушения дисков газовых турбин в связи со значительными градиентами температур между ободом и центром диска (500—600° С) и цикличностью процесса упругопластического деформирования в зонах концентрации. Вследствие повреждений от термической усталости доля отказов рабочих и сопловых лопаток в общем объеме деталей газовой турбины, как показывает статистическая информация, составляет 70% [49]. Следует в связи с этим подчеркнуть, что и при разработке программ ускоренных испытаний авиадвигателей [42, 53] фактор термоусталостного повреждения лопаток принимают одним из основных. [c.15]

Можно отметить, во-первых, существенную нестационарность процесса циклического деформирования в зоне формирования разрушения, определяемую временем выдержки и значением упругопластической деформации цикла во-вторых, значительную разницу в величинах пластических деформаций на этапах нагрева и охлаждения (8° р>е р), определяющую интенсив- [c.37]

Изложенные закономерности сопротивления термоциклическому нагружению относятся к однородным напряженным состояниям растяжения — сжатия или чистого сдвига. Они являются основой для определения малоцикловой несущей способности неоднородно напряженных элементов конструкций. Эта циклическая напряженность находится в упругопластической области, являясь при стационарном внешнем нагружении нестационарной в силу процессов перераспределения деформаций и напряжений при повторном деформировании. Анализ полей деформаций в зонах наибольшей напряженности элементов, особенно в местах концентрации, связан с решением достаточно сложных краевых задач, о чем далее будут изложены некоторые данные. Применительно к задачам концентрации напряжений и деформаций представилось возможным применить решение Нейбера [23], связывающее коэффициенты концентрации напряжений и деформаций Ке, в упругопластической стадии с коэффициентом концентрации напряжений а в упругой стадии. Анализ ряда теоретических, в том числе вычислительных, решений и опытных данных о концентрации деформаций позволил [241 усовершенствовать указанное решение путем введения в правую часть соответствующего выражения функции F (5н, а, тп), отражающей влияние уровня номинальных напряжений Он, отнесенных к пределу текучести, уровня концентрации напряжений а и показателя степени т диаграммы деформирования при степенном упрочнении. Зависимость Нейбера в результате введения этих влияний выражается следующим образом [c.16]

Через параметр диаграммы деформирования т представилось возможным распространить зависимость (17) на случай циклического деформирования с учетом роли нестационарности диа- [c.16]

Учет нестационарности деформирования в зоне концентрации бывает достаточен в пределах нескольких первых циклов, так как дальнейшее перераспределение деформации уже не существенно для учета нестационарности. Возможно также приближенное определение Nk по уравнению (5.8) при введении в расчет средней за весь процесс амплитуды (2ёар)тахй, например, соответствующей Л к/2. [c.93]

Предложен метод решения задач двумерного нестационарного деформирования идеального жесткопластического материала в условиях плоского напряженного состояния. Предложенный метод использован для численного расчета напряженного и кинематического состояний в процессе деформирования 1шоского кольцевого фланца при осесимметричной вытяжке. [c.117]

Наиболее распространенными теориями ползучести являются теория старения, теория течения (следует отличать от теории пластического течения) и теория упрочнения [120, 157, 194, 309]. Теория старения малопригодна для описания деформирования материала при нестационарном во времени т нагружении, когда o(T) onst [10, 194]. Теория упрочнения при нестационарном нагружения во многих случаях имеет приоритет по отношению к теории течения, так как дает более близкие к эксперименту результаты [10, 194]. [c.13]

В книге излагаются основные заиономерности механики замедленного циклического и быстропротекающего хрупкого разрушения материалов в зависимости от условий нагружения, вида напряженного состояния, механических свойств и структуры материала, рассматриваются соответствующие модели процессов деформирования я возникновения разрушения в вероятностной трактовке, а также кинетика развития трещин. Влияние нестационарной атружеяности на разрушение анализируется иа основе гипотез о накоплении повреждения. Предложен расчет а прочность по критерию сопротивления усталостному и хрупкому разрушению в связи с условиями подобия и учетом температурно-временных факторов, дается оценка вероятности. разрушекия. [c.2]

Увеличение рабочих параметров современных машин и аппаратов (рост единичных мощностей, уровня температур, грузоспособ-ности, маневренности, а также работа изделий в условиях переходных и форсированных эксплуатационных режимов и т. д.) при одновременном снижении металлоемкости конструкций и использовании новых металлических материалов повышенной прочности приводит к возрастанию как общей, так и местной напряженности конструкции с выходом в зонах концентрации металла за пределы упругости. Эксплуатационная нестационарность (тепловая и механическая) нагружения изделий сопровождается работой материала в условиях циклического упругопластического деформирования. Такое нагружение характерно для конструкций энергетического, транспортного и химического машиностроения, авиации, ракетной техники, реакторостроения и т. д. [127, 170]. [c.3]

Отличительной особенностью процесса сопротивления материалов малоцикловому нагружению является непостоянство с числом циклов и во времени диаграммьг деформирования. Следствием отмеченного оказывается перераспределение в общем случае напряжений и деформаций в процессе циклического нагружения за пределами упругости элемента конструкции. При этом возникает явление нестационарности условий деформирования даже при повторном нагружении конструкции постоянными нагрузками (механическими и термическими). С другой стороны, условия циклического деформирования за пределами упругости определяют величины циклических и односторонне накоп.ленных деформаций на стадии образования макротрещины и особенности достижения предельного состояния по разрушению. [c.5]

В результате оказывается необходимым изучение закономерностей циклического деформирования материалов, а также формулировка критериев прочности с учетом кинетики (поцикловой и во времени) нестационарного напряженно-деформированного состояния. [c.5]

Проведенная серия термоусталостных испытаний позволила выявить особенности сопротивления неизотермическому деформированию сплава ЭП-693ВД. Установлено, что процесс циклического деформирования протекает в шейке , где и происходило разрушение, весьма нестационарно. В указанной зоне образца, где локализация деформаций начиналась практически с первых циклов нагружения, накапливаются при долговечности порядка 1000 циклов величины односторонней деформации на уровне [c.52]

Работа на установке дала возможность исследовать диаграммы циклического неизотермического нагружения некоторых конструкционных материалов и выявить недостатки, присущие установкам с синхронизацией реяшмов нагружения и нагрева в отдельных точках цикла. Оказалось, что в силу нестационарности процесса деформирования и нагрева из-за перераспределения тем- [c.247]

В процессе циклических неизотермических нагружений на двухкоординатном электронно-механическом приборе типа ПДС-021 осуществлялась запись диаграмм циклического деформирования. Измерение деформаций неравномерно нагретого образца при нестационарных режимах сопровождается. фиксацией фиктивных деформаций, вызванных линейными расширениями образца и в связи с этим изменением базы измерения деформомет-ра, перемещениями, возникающими в деформометре из-за неравномерности прогрева в цикле. [c.251]

При этом предполагается, что в зонах концентрации напряжений, где, как правило, происходят малоцикловые разрушения, накапливаются в основном усталостные повреждения в результате действия знакопеременных упругопластических деформаций. Вместе с тем в эксплуатационных условиях в результате работы конструкции на нестационарных режимах, в том числе при наличии перегрузок, возможно накопление односторонних деформаций, определяювцих степень квазистатического повреждения и влияю-ш их на достижение предельных состояний по разрушению. Для обоснования методологии учета накопления конструкцией (наряду с усталостными) квазистатических повреждений по результатам тензометрических измерений требуется решение прежде всего вопросов расшифровки показаний датчиков с целью воспроизведения истории нагруженности в максимально напряженных местах конструкции и оценки малоциклового повреждения для эксплуатационного контроля по состоянию. Малоцикловое повреждение может в общем случае оцениваться по результатам измерений, выполненных обычными тензорезисторами, но с расширенным диапазоном регистрируемых деформаций (до величин порядка нескольких процентов), характерных для малоцикловой области нагружений. Исследование [20] выполнялось в Московском инженерно-строительном институте и Институте машиноведения на базе разработанных в лаборатории автоматизации экспериментальных исследований МИСИ специальных малобазных тен-зорезисторов больших циклических деформаций. Аппаратура и методика эксперимента подробно описаны в [229]. На серийной испытательной установке УМЭ-10Т с тензометрическим измерением усилий и деформаций, а также крупномасштабным диаграммным прибором осуществлялось циклическое нагружение цилиндрических гладких образцов по заданному и, в частности, нестационарному режиму. Одновременно соответствующей автоматической аппаратурой производилась регистрация истории нагружения с помощью цепочек малобазных тензорезисторов, наклеенных на испытываемый образец. Сопоставление показаний тензорезисторов с действительной историей нагружения и деформирования образца, регистрировавшихся соответствующими системами испытательной установки УМЭ-10Т, давало возможность определить метрологические характеристики датчиков и особенности их повреждения в условиях малоциклового нагружения за пределами упругости. Наиболее существенными особенностями работы тензорезисторов в условиях малоциклового нагружения оказываются изменение коэффициента тензочувствительности при высоких уровнях исходной деформации и в процессе набора циклов нагружения, уход нуля тензорезисторов и их разрушение через определенное для каждого уровня размаха деформаций число циклов. [c.266]

Важнейшей особенностью работы конструктивных элементов является циклический характер температурного поля, определяемый режимом работы изделия. Например, за двухчасовой полетный цикл транспортного газотурбинного двигателя (ГТД) температура выходной кромки лопатки существенно изменяется, при этом довольно значительно меняются и скорости нагрева при выходе на полетный режим [25]. Значительная неравномерность температурного поля свойственна охлаждаемым рабочим лапатка(М газовой турбины [71]. Менее опасные сочетания температур t и напряжений а реализуются в турбинном диске [71], однако для них свойственны высокие уровни температур и значительные градиенты. Из приведенных данных видно, что для температурного цикла нагрева элемента характерно чередование нестационарных и стационарных участков, причем последние занимают значительное время цикла. Высокие уровни температур, циклический характер температурного воздействия, чередование нестационарных и стационарных режимов создают е материале особые условия работы высокую термомеханическую напряженность, больщие уровни термических напряжений. Все это обусловливает в большинстве случаев работу материала конструктивного элемента за пределами упругости в наиболее напряженных точках наблюдается процесс циклического упругопластического деформирования, приводяший материал к разрушению за ограниченное число циклов (Ю —10 ). [c.8]

Исследования процесса деформирования [22, 27, 48, 67] свидетельствуют о наличии ряда специфических эффектов, свойственных методике испытаний на термическую усталость это, одной стороны, существенная локализация пластической деформации в наиболее нагретой части образца, и с другой — при более высоких параметрах термомеханического воздействия — интенсивное формоиз1менение [27] (появление ряда гофров ), проявляющееся из-за нестационарности процесса циклического унрутопластического деформирования разных зон образца в связи с возникновением продольного градиента температур. Эти эффекты вызывают значительные трудности в расшифровке действительной картины процесса упругопластического деформирования и вносят существенные пограшности в оценку сопротивления термической усталости. [c.25]

В силу рассмотренных выше особенностей жесткость режима термоциклического нагружения, определяемая коэффициентом жесткости /С, является характеристикой, существенно нестабильной как для разных объемов образца, так и для разных циклов [46], в связи с чем ее использование для оценки термопрочности не является оправданным. Однако по данным работ [2, 13, 25] возможны такие условия (уровни температур, скорости нагрева и охлаждения) термоциклического нагружения, когда нестационарность процесса упругопластического деформирования проявляется слабо, в связи с чем может стать справедливой гипотеза о стабилизации процесса у1пругопластическо-го деформирования, являющаяся основой для построения методов расчетов на термопрочность [25, 71]. [c.39]

Нео1бходимо также иметь в виду, что иногда при соблюдении внешних условий жесткого нагружения по схеме Коффина размах деформаций Ае не остается постоянным в течение всего испытания вследствие локализации зоны пластического деформирования и изменения циклических свойств материала. Это означает, что испытание проводят на нестационарном режиме нагружения (по размаху деформаций). В этом случае необходимо в уравнении (5.35) учитывать непостоянство Ле, что можно сделать, например, в виде [c.124]

В работе [68] на примере деформирования стали 1Х2М при тах=600°С рассмотрена нестационарность нагружения, представленная на рис. 91,(Э. Показано, что если повреждения суммировать в относительных долях [c.161]

Трудность создания универсальной системы обеспечения безопаской и безаварийной работы технологических установок НПЗ заключается в том, что каждый процесс накладывает специфические особенности на условия деформирования и старения конструкционных материалов, связанных с активным взаимодействием компонентов нефтепродуктов с металлом, нестационарной гидродинамикой высокотемпературных потоков. Особенно активно с металлом взаимодействуют углерод и сера, сильно изменяя физикомеханические характеристики, причем могут иметь конкурирующие процессы, учет которых является достаточно сложным делом. Все эти сложности наиболее наглядно выявляются при рассмотрении УЗК. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...