Повреждени Длительное статическое

Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации е/ или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик (см. гл. 2). [c.155]

При повышенной температуре, особенно для циклического нагружения с выдержками на наибольшем напряжении цикла, существенное значение приобретает повреждение от ползучести, рассматриваемое как длительное статическое. [c.94]

Тогда накопленное длительное статическое повреждение составляет [c.94]

Для области повышенной и высокой температур эксплуатации, вызывающих уменьшение сопротивления пластическим деформациям и разрушению за счет деформаций ползучести и накопления длительных статических повреждений, запасы прочности п<з, Un и Пе ока- [c.97]

Применительно к условиям работы дисков ГТД общее повреждение их материала складывается из повреждений малоциклового Ядг, многоциклового йу и длительного статического щ нагружения. На этапе проектирования информация о вибрационных нагрузках и их связи с ресурсом отсут- [c.38]

Лопатки турбин в условиях эксплуатации, как правило, накапливают повреждения более устойчиво, чем лопатки компрессора. Это связано с тем, что они подвергаются постоянному нагреву при длительном статическом растяжении под действием динамической нагрузки от вращения ротора. В этом случае возможно возникновение такого явления, как ползучесть или термоциклическое разупрочнение материала в результате теплосмен по циклу ПЦН. Каждый механизм исчерпания долговечности лопатки имеет свою длительность действия, и поэтому разрушение лопатки на разных стадиях эксплуатации отвечает разным критериям прочности. В результате этого распределение долговечности лопаток может иметь не один, а несколько максимумов по числу случаев разрушения, в зависимости от того, какие виды механизмов разрушения могут последовательно доминировать при исчерпании ресурса лопатки. [c.567]

Такой же вывод следует и из анализа распределения случаев возникновения трещин в лопатках по наработке. Наибольшее число случаев удовлетворяет нормальному закону распределения, но лопатки, наработка которых превышает 60 % от назначенного им ресурса, явно выходят за рамки распределения по наработке остальных лопаток. Имеет место только два случая разрушения лопаток (из 48 всех случаев возникновения трещин), когда их наработка существенно превысила наработку всех остальных лопаток — 12006 и не менее 14676 ч. Такая ситуация не может быть отнесена к особенностям повреждения материала лопаток. В лопатке с максимальной наработкой не было выявлено признаков нерекристаллизованных зерен, поэтому возникновение в ней первоначальной межзеренной трещины из-за длительного статического разрушения обусловлено естественной утратой лопаткой своего ресурса. Поэтому две лопатки с максимальной наработкой в эксплуатации, существенно отличающихся от всех остальных лопаток, следует относить к другому распределению. Они характеризуют рассеяние непосредственно лопаток без повреждений в тех условиях эксплуатации, в которых начинается исчерпание долговечности лопаток по критерию длительной статической прочности. Это подтверждается и сечением разрушения последней лопатки с максимальной наработкой. Расстояние от основания лопатки до плоскости разрушения составило 148 мм, что находится в середине диапазона (121 177)/2 = 149 мм для всех лопаток с трещинами. [c.618]

Для случая квазистатического (длительного статического) повреждения используется в качестве предельного состояния равенство односторонне накопленной и разрушающей деформации при простом растяжении [188], причем в первом приближении для пластичных материалов e t) = е,,. ( ) и условие квазистатического разрушения выражается равенством [c.20]

Предельное состояние при сочетании процессов накопления усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений определяется линейным суммированием этих повреждений [132] [c.21]

Испытания при мягком нагружении с выдержками (активное нагружение осуществлялось при постоянной скорости, длительность выдержек 1,5 и 50 мин — рис. 1.2.1, г) давали возможность за счет изменения продолжительности выдержек и соответствующего выбора уровня максимальных напряжений варьировать соотношение длительного статического и усталостного повреждений. [c.24]

Весь объем полученных по схемам нагружения (рис. 1.2.1, а — г) экспериментальных данных обработан в терминах уравнений (1.2.8) и (1.2.9). Предельное состояние определяется при этом накопленным повреждением (рис. 1.2.2, а, точки 2). Разброс данных укладывается в достаточно узком диапазоне повреждений от 0,7 до 1,4. На рис. 1.2.2, а кроме того показана кинетика накопления повреждений для случаев, когда сопоставимы циклическое и длительное статическое повреждения и когда одно из них превалирует. Разрушение (образование макротрещины) наступает при достижении накопленным (суммарным) повреждением предельной величины. [c.24]

Для количественной оценки эффектов неизотермичности нагружения на процесс накопления квазистатических (длительных статических) и усталостных повреждений требуется выполнение экспериментальных программ исследований в условиях переменных температур. Необходимо прежде всего осуществление базовых испытаний для контрастных сочетаний режимов нагружения и нагрева, какими являются режимы жесткого нагружения, сопровождающиеся синфазным и противофазным нагревом—охлаждением образца (рис. 1.3.1, а — г). [c.44]

Предполагается, что разрушение при термоусталостном нагружении обусловливается, так же как и при изотермическом длительном малоцикловом деформировании, накоплением и взаимосвязью усталостного и квазистатического (длительного статического) повреждений. [c.49]

Для корректной оценки накопления усталостных и длительных статических повреждений при термоусталостном нагружении требуется получение системы базовых данных путем проведения соответствующих экспериментов с учетом специфики переменных температур [91]. Такими базовыми экспериментами являются испытания с целью определения располагаемой пластичности материала и получения кривых усталости в условиях термоусталостного цикла нагружения и нагрева соответствующей частоты. [c.49]

Кривые усталости и данные о располагаемой пластичности материала используются для определения доли усталостного и длительного статического повреждений соответственно. [c.49]

Определение доли длительного статического повреждения осуществлено по результатам испытаний, выполненных с целью получения значений располагаемой пластичности материала при монотонном статическом растяжении образца с варьируемой в широких пределах скоростью деформирования в условиях заданного температурного цикла 200 860° С длительностью 5,5 мин. На [c.52]

Полученный комплекс базовых данных использован для расчета усталостных и длительных статических повреждений, накопленных материалом в процессе термоусталостных испытаний. Расчет повреждений осуществлен применительно к условиям деформирования в зоне разрушения, т. е. в месте образования шейки . Результаты вычислений в соответствии с деформационно-кинетическим критерием (уравнение (1.3.1)) представлены в табл. 1.3.1 и на рис. 1.3.8. [c.54]

Базовая информация, необходимая для оценки усталостных и квазистатических повреждений при термической усталости, может быть получена при испытаниях на длительный статический разрыв и малоцикловую усталость (жесткое нагружение) соответствующей скорости деформирования и частоты в условиях заданного термического цикла. [c.56]

В процессе испытаний при длительном малоцикловом нагружении осуществляется сочетание процессов ползучести (релаксации) и накопления длительных статических повреждений, с одной стороны, и процессов циклического пластического деформирования и накопления усталостных повреждений, с другой, причем эти процессы могут влиять друг на друга. Поэтому изучение сопротивления длительному малоцикловому деформированию и разрушению (длительной малоцикловой прочности) должно основываться на закономерностях ползучести и длительной статической прочности и на закономерностях малоцикловой усталости и сводится к установлению закономерностей этого взаимного влияния. [c.211]

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружений. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения — накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально исследовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины. [c.274]

Обосновано использование деформационно-кинетических подходов в линейной трактовке для оценки сопротивления термической усталости. При этом базовая информация, необходимая для оценки усталостных и квазистатических повреждений, может быть получена при испытаниях на длительный статический разрыв и малоцикловую усталость с соответствующей скоростью деформирования и частотой в условиях заданного термического цикла. [c.275]

Установлено, что повреждаемость материала вызывает снижение характеристик кратковременной и длительной прочности, ползучести и многоцикловой усталости, а также изменение многих физических характеристик, которые в ряде случаев становятся мерой количественной оценки степени повреждаемости материала [49]. Структурные изменения, протекающие непрерывно в процессе нагружения, формируют повреждения, которые вызывают видимые нарушения сплошности материала (макротрещины и др.), характеризуемые как повреждения конструктивного элемента, вид которых, определяется характером действующей нагрузки (усталостной, статической, длительной статической). [c.14]

Степень повреждения на данный период работы материала в опасной точке оценивают относительной величиной а принятого параметра условно принимают, что в исходном состоянии детали <п = 0, а в момент достижения предельного состояния а=1, т. е. степень повреждения может меняться в пределах от О до 1. Учитывая особенности процесса упругопластического деформирования при термоусталостном нагружении, считают [13, 25, 40, 71], что формирование предельного состояния обусловлено накоплением и взаимосвязью усталостных и длительных статических повреждений, оцениваемых либо во временной (как отношение соответственно чисел циклов и времен [71]), либо в деформационной трактовке [40] в обоих случаях суммирование осуществляют на основе принятой гипотезы. [c.16]

Это уравнение учитывает взаимное влияние двух видов повреждения—статического и циклического. Так, обычно материал, подверженный длительному статическому нагружению, оказывается менее прочным при усталостном нагружении, чем исходный, и наоборот. Однако это справедливо не во всех случаях если процесс длительного статического нагружения производится при таких режимах, которые способствуют повыше- [c.148]

Рис. 5. Накопление усталостных (темные точки), длительных статических (светлые точки) и суммарных Д повреждений по числу циклов ирп термоусталостном нагружении (см. рис. 1, г)

На рис. 2 представлена схема кривых усталости в зависимости от длительностей выдержек в широком диапазоне общих длительностей нагружения для хромо-молибден-ванадиевой стали при температуре 565° С [6, 71. Кривые нанесены в зависимости от разрушающего числа циклов и в зависимости от выдержек Ат соответствуют различным суммарным временам, необходимым для разрушения SAt. Последние определяются в основном длительным статическим повреждением. Согласно изложенной выше интер- [c.6]

В Практической реализации концепции повреждаемости для описания предельного состояния материала при сложной программе малоциклового неизотермического нагружения важно установление упрощенных зависимостей суммирования тех видов повреждений, которые свойственны различным этапам сложного режима малоциклового нагружения. Построение таких зависимостей основано на возможности разделения указанных типов повреждений, о чем косвенно свидетельствует семейство кривых малоцнкловой усталости (см. рис. 2.29, а). Долю квазистатического повреждения увеличивали при неизменной скорости деформирования на этапах нагружения и разгрузки за счет ползучести путем включения выдержки различной длительности на этапе растяжения. Смещение кривой малоцикловой усталости влево и соответственно уменьшение долговечности происходят за счет замещения части усталостного повреждения длительным статическим, наведенным процессом ползучести на этапе выдержки. [c.83]

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

Примечюте. — доля усталостного повреждения, вычисленная в соответствии с располагаемой пластичностью (1 5 — доля длительного статического повреждения в деформационном выражении Фо —исходная (максимальная) располагаемая пластичность при статическом разрыве Ф (I) — пластичность, соответствующая накопленному времени циклического нагружения. [c.28]

Баргялис А. С. Накопление длительных статических и циклических повреждений при повышенных температурах. Сопротивление материалов.— Матер, конф. по внедрению результатов научных исследований, проводимых в вузах республики. Каунас КПИ, 1973. [c.279]

Отмеченные закономерности определяют степень одностороннего накопления необратимой циклической деформации сжатия, характер которой для корсетного сплошного образца показан на рис. 22 [29]. Сопоставление кривых для разных режимов показывает, что накопление деформации сжатия ( бочка ) за счет выравнивания температурного поля (см. рис. 21) может быть существенным. Например, при увеличении времени цикла в 4 раза накопление пластической деформации к 20-му циклу увеличивается в 30 раз (режимы I и V). В связи с этим можно ожидать, что предельное состояние при неизотермическом нагружении с длительными выдержками в значительной степени будет определяться величиной длительного статического повреждения. Следует указать, что одностороннее накопление ква-зистатической сжимающей деформации было обнаруЖ1ено и в. тонкостенных корсетном и гладком образцах [35]. [c.40]

Различный характер разрушения при термоциклическом нагружении циклами различной длительности является следствием разных процессов повреждаемости, которые одновременно развиваются при сложном нагружении материала циклическими и статическими нагрузками. В циклах с длительными выдержками основное значение имеют длительные статические свойства при испытаниях по пилообразному циклу прочность материала определяется его сопротивлением малоцикловому разрушению. В промежуточной области нагружения необходимо учитывать ззаи.мное влияние статического и циклического повреждений и определять свойства материала при их различном соотношении. [c.82]

На рис. 50 приведены результаты испытания сплава ЖС6У, выплавленного методом направленной кристаллизации. Эти. данные показывают, что продольно ориентированная структура более долговечна, особенно при Де>1%. Этот эффект проявляется в большей степени при наличии выдержки на максимальной температуре. В этих условиях в материале накапливается длительное статическое повреждение, а влияние ориентации зерен особенно сказывается на характеристиках длительной прочности. Сопротивление термической усталости образцов с пошереч-ной ориентацией зерен в 1,5—2 раза меньше, чем у образцов с продольной ориентацией. Такое же увеличение долговечности отмечено при испытании сплава Маг-М20 0, выплавленного методом направленной кристаллизации и испытанного при тах= = 1230° С [65]. [c.88]

Термоциклическое нагружение происходит при специфических условиях, основными из которых являются неизотермическое деформирование материала, обусловливающее различную интенсивность накопления повреждений в первой и второй частях цикла одновременное накопление статического и циклического повреждений в течение каждого цикла разнородный характер повреждений (принтах материал подвергается более или менее длительному воздействию статической нагрузки с соответствующим повреждением границ зерен, а при тш — кратковременному унругопластическому деформированию, при котором деформации развиваются главным образом за счет сдвигов в теле зерен). Двойственный характер накапливаемого повреждения определяет и особый вид циклического упрочнения при термоусталости, выражающийся в чередовании процессов упрочнения и разупрочнения. Все эти обстоятельства проявляются и в характере разрушения при, термоциклическом нагружении, который, как упоминалось, является более сложным, чем при простых видах нагружения—механической усталости и длительном статическом нагружении. [c.98]

Рис, 74. Характер накопления усталостных а и длительных статических a (а) и суммарных а (6) повреждений при термоусталостном нагружении (200ч=ь = 860 С) [c.133]

Рис. 75. Метод суммировани длительных статических а,, а ) и усталостных йя повреждений при испытаниях на термическую усталость

Структурные признаки термоусталостного разрушения не являются такими определенными, как, например, при длительном статическом или усталостном разрушении. Термоцикличес-кое нагружение создает в материале как циклическое, так и статическое повреждение. Их взаимное соотношение определяется тремя переменными значением максимальной температуры, уровнем действующей нагрузки и длительностью цикла. Изучение влияния каждого из этих факторов (при неизменных двух других) показывает, что характер термоусталостного разрушения с изменением соотношения указанных факторов изменяется от усталостного до статического, при этом наблюдаются все промежуточные состояния. Общая тенденция такова при невысоких значениях температуры, малых уровнях нагрузки и отсутствии выдержек в цикле при = тах наблюдаются признаки усталостного разрушения, увеличение температуры, нагрузки и длительности цикла приводит к статическому разрушению. В книге приведены фотографии, свидетельствующие о том, что часто излом имеет признаки как того, так и другого вида разрушения. Диаграмма структурных признаков термоусталостного разрушения, построенная с учетом всех трех факторов, позволяет классифицировать вид разрушения и установить его причины. [c.191]

Для контрастных по характеристтшам кратковременной и длительной статической прочности жаропрочных сплавов существенны такие выводы сходственная картина в кинетике повреждений df и ds, небольшое поле рассеяния суммарных повреждений (0,5—1,4) и несущественное влияние времени выдержки при максимальной температуре цикла на ход кривых компонент повреждений. Указанный диапазон суммарных повреждений соответствует весьма малому (не более 1,5 раза) рассеянию долговечности, что подтверждает приемлемость деформационно-кинетической трактовки. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...