Повреждени статическое

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]

Настоящая монография является одной из попыток среди такого рода работ подойти к проблеме разрушения, базируясь на системном подходе, лежащем на стыке механики деформируемого твердого тела, механики разрушения и физики прочности и пластичности. В книге изложены разработанные авторами физико-механические модели хрупкого, вязкого и усталостного разрушений, позволяющие анализировать повреждение материала при сложном нагружении в условиях объемного напряженного состояния. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Кроме того, в работе рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. [c.3]

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

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 разработке моделей прогнозирования трещиностойкости и развития трещин необходимо было сформулировать условие накопления повреждений в градиентных полях напряжений и деформаций. Было показано, что повреждения накапливаются, если размер необратимой упругопластической зоны (при статическом нагружении) или обратимой упругопластической зоны (при циклическом нагружении) больше структурного элемента, размер которого во многих случаях можно принять равным диаметру зерна. В противном случае, когда размер упругопластической зоны меньше размера структурного элемента, материал практически не повреждается и локальные критерии разрушения, сформулированные в терминах механики сплошной деформируемой среды, не дают адекватных реальным ситуациям прогнозов. [c.264]

В предлагаемой методике в качестве основного механизма, контролирующего разрушение, принимается накопление повреждений при медленном квазистатическом деформировании материала, которое обусловлено процессом низкотемпературной ползучести при напряжениях выше предела текучести. С пог мощью данной методики осуществляется расчет временного ресурса конструкции при статическом нагружении в условиях действия коррозионной среды. [c.329]

Повреждение в результате статического или динамического взаимодействия поверхности аппарата (трубопровода) с твердым телом, не имеюш>1м острых кромок. Вмятина характеризуется плавным сопряжением поверхностей, образ >то-щих углубление, с поверхностью обечайки. Характерным параметром вмятины является ее глубина, определяемая как максимальное радиальное смещение поверхности вмятины от своего первоначального (номинального) положения [c.129]

Для аппаратов, в которых производится переработка горячих сероводородных и окислительных серосодержащих сред, а также работающих в среде водорода и растворов хлоридов, основными характеристиками, определяющими работоспособность аппарата, становятся физико-химические свойства рабочей среды и металла, степень защищенности аппарата от коррозии, особенно контактирующей с агрессивной средой. Основным видом разрушения таких аппаратов является внутренняя коррозия. В условиях воздействия сероводородсодержащих продуктов имеют место практически все основные виды разрушений локализованной (язвенное, точечное и коррозионное растрескивание) и общей (равномерная и неравномерная) коррозии. Явление повышения коррозионного повреждения металла под действием механических напряжений принято называть механохимическим эффектом (МХЭ). Как будет показано далее в следующем разделе, наиболее сильно МХЭ проявляется в режиме нестационарного нагружения аппарата, которое реализуется в локальных областях перенапряженного металла при повторно-статических нагрузках. [c.276]

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимического оборудования, объясняется тем, что они базируются в основном на критериях статической прочности бездефектного металла. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительномонтажного и эксплуатационного характера, а также зоны геометрических конструктивных концентраторов в местах приварки днищ, переходов, патрубков штуцеров в корпус аппарата. При этом особую опасность представляют трещиноподобные дефекты холодные и горячие трещины, непровары и подрезы швов, механические (царапины) и коррозионные (стресс-коррозия) повреждения и др. [c.328]

Развитие этих деформаций и повреждений по мере накопления числа циклов зависит от таких важных факторов, как уровень эксплуатационных нагрузок, циклические свойства материалов, максимальные температуры и длительность нагружения в цикле. Если температуры эксплуатации сравнительно невелики и не связаны с образованием статических и повторных деформаций ползучести, то в методах расчета конструкций на малоцикловую прочность температурно-временные эффекты не учитываются. Это обстоятельство позволяет существенно упростить методику расчета в расчете прочности и долговечности в качестве исходных для заданного режима эксплуатации устанавливаются амплитуды местных, упругопластических деформаций, коэффициенты асимметрии цикла и число циклов нагружения. [c.370]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

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]

Виды повреждений. При статической нагрузке наиболее характерными являются дна типа разрушения резьбового соединения обрыв стержня винта и срез либо смятие витков резьбы. Чаще встречается первый тип разрушения, определяемый прочностью стержня винта. [c.417]

Как правило, недопустимы поломки деталей в результате недостаточной статической, динамической или усталостной прочности, тепловые трещины в результате нагрева детали, в ряде случаев коррозия. Для поверхностей контакта характерны такие недопустимые повреждения, как некоторые виды износа, протекающие с большой интенсивностью (молекулярно-механический износ, приводящий к задирам поверхностей, тепловой износ), выкрашивание частиц с поверхности трения и др. Следует иметь в виду, что разделение повреждений на допустимые и недопустимые зависит не только от характера повреждений, но и от тех требований, которые предъявляются к данному изделию, и от возможностей предотвратить данный процесс. Например, коррозия — допустимый вид повреждения для корпусов морских судов и недопустимый для станин станков. [c.36]

В ряде случаев, как показывает испытание натурных конструкций, скорость развития появившейся трещины можно считать в начальный период постоянной, так как в статически неопределимых конструкциях при возникновении трещины происходит перераспределение напряжений и уменьшение нагрузки на поврежденный элемент. [c.107]

Расчет допускаемых напряжений связан с учетом ряда факторов, влияющих на прочность деталей, которыми являются форма детали (фактор или PJ, качество обработки и состояние поверхности k . Состояние поверхности при статическом нагружении не оказывает существенного влияния на изменение прочности. Любое повреждение поверхности вызывает появление концентрации напряжений и при циклически изменяющемся напряжении существенно снижает предел выносливости. Повышение коэффициента k (kn 5> 1) достигается применением различного вида упрочнений. [c.250]

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]

Рассмотрены процессы повреждения и разрушения материалов и элементов конструкций и формулировки критериев разрушения на основе подхода, включаюшего механику деформируемого твердого тела, механику разрушения и физику прочности и пластичности. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. Основу книги составили результаты, полученные авторами. [c.2]

Обычно при нестационарном нагружении, как циклическом, так и статическом, для определения предельного состояния материала используют понятие повреждений D и вводят определенные правила их суммирования. Наиболее распространено правило линейного суммирования повреждений [46, 98, 141], которое для случая статического нагружения при переменной жесткости От/о МОЖНО ззписать в виде [c.124]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

При мягком нагружении циклически разупрочняющихся или стабильных металлов накапливаются пластические деформации, которые могут привести к двум типам разрушения — квазистати-ческому и усталостному. Квазистатнческое связано с возрастанием остаточных деформаций до уровня, соответствующего разрушению при однократном статическом нагружении. Разрушение усталостного характера связано с накоплением повреждений, образованием прогрессируюш,их трещин при существенно меньшей пластической деформации. Возможны и промежуточные формы разрушения, когда образуются трещины усталости на фоне заметных пластических деформаций. [c.623]

Разрушение при действии переменных напряжений ст на участке АВ имеет статический характер, т.е. такой же, как и при однократном разрушении с образованием шейки и исчерпанием всей пластичности материала (для г ладких образцов участок АВ простирается до 10 - Ю циклов, а остро надрезанных - до 10 - Ю циклов). На участке ВС характер разрушения меняется с увеличением числа цр клов и понижением амплитудного напряжения Аа, макропластиче-ская деформация постепенно уменьшается и исчезает, а разрушение становится типично усталостным, т.е. происходящим в результате образования и распространения усталостной трещины. От приложения переменных напряжений в металле постепенно накапливаются повреждения, перехо- [c.386]

Допускаемые напряжения выбирают с учетом качества материала н вида термообработки характера нагружения пружин (статическое, динамическое) условий работы пружины (состояние окружающей среды, ее коррозионная активность и температура, истирание и повреждение поверхности витков в процессе работы и т. д.) степени ответ-ственнссти упругого элемента и возможности быстрой замены в случае повреждения предполагаемого срока службы упругого элемента. [c.701]

Роль статического повреждения существенна при мягком нагружении для циклически разупрочняющихся сталей. На рис. 5.8 сопоставлены экспериментальные данные с кривыми малоцикловой усталости, вычисленными по выражению (5.9)—кривые 1— и по выражению (5.10) —кривые 2 — применительно к минимальным значениям 1 з и Ов низколегированной стали типа Сг— Мо—V (разупрочняющейся) и стали 22К (стабильной) для случая жесткого нагружения. Кривые 3 построены по экспериментальным данным для мягкого нагружения. Верхнее семейство кривых / относится к стали Сг— Мо—V, нижнее семейство кривых II — к малоуглеродистой стали 22К, при1 ем кружками отмечено жесткое нагружение, а крестиками — мягкое. Как следует из дан-86 [c.86]

Процесс усталостного разрушения от его возникновения (в форме начала развития трещины) до окончательного разрушения (в результате прорастания трещины до ее критических размеров) требует накопления определенного числа циклов, обычно превышающего число циклов по стадии возникновения трещин. Предельное число циклов Мсук может устанавливаться по той или иной стадии допустимого повреждения трещиной. Эта стадия повреждения определяется либо числом циклов, которое необходимо до полного разрушения, либо снижением статической прочности до уровня, вытекающего из требований обеспечения статической несущей способности. [c.174]

Применительно к узлам и целым конструкциям, представляющим собой статически не определимые системы из нескольких несущих элементов, оценка допустимого повреждения связана с анализом перераспределения усилий в системе в зависимости от степени разви-174 [c.174]

Поломка зуба (выламывание углов или целого зуба у основания) является одним из распространенных видов повреждений передач (рис. 20.26). Она происходит в результате больших перегрузок (ударного или статического характера) или чаще от длительной переменной нагрузки, под действием которой в зонах концентрации напряжений образуется и развивается усталостная трещина (или несколько трещин). [c.344]

Основные ВИДЫ повреждений подшипников. Подшипники невращающихся узлов часто повреждаются (образуются вмятины, намины, лунки) под действием больших статических или кратковременных динамических нагрузок (даже при транспортировке на дальние расстояния). Последующая работа подшипника сопровождается усиленным изнашиванием перемычек сепаратора и выходом подшипника из строя. [c.449]

Предельные состояния и предельные нагрузки. В конструкциях, т. е. в инженерных сооружениях и особенно в машинах, возможны весьма разнородные повреждения, приводящие к потере работоспособности. Те из них, которые проистекают от недостаточной статической прочности или от усталости, были рассмотрены выше. Однако к потере работоспособности может привести и чрезмерное нагревание кинематической пары, в результате которого произойдет сваривание ее элементов и потеря подвижности. Потерю работоспособности могут вызвать также и сильная вибрация, чрезмерная упругая деформация и многое другое. Напряженное состояние конструкции называется предельным, если самое незначительное превышение соответствующих ему напряжений ведет к потере работоспособности. В зависимости от вида потери работоспособности для одной и той же конструкции существуют несколько предельных состояний, каждое для своего вида. Всякое предельное состояние появляется под действием вызывающей его нагрузки, которую называют предельной нагрузкой. Как ясно из сказанного, для одной и той же конструкции существует целый ряд предельных нагрузок. Разумеется, действительная нагрузка должна быть меньще наименьшей из них. [c.176]

Наряду с внешними факторами усталость определяется физическими характеристиками материала теплопроводностью, термическим расширением, макронеоднородностыо. Следует отметить, что термоциклирование может сопровождаться не только появлением усталостных микротрещин, но и существенным формоизменением, т, е. наложением статического механизма повреждения. Одновременное протекание двух различных по характеру процессов при циклических изменениях температуры усложняет изучение термической усталости [220]. [c.128]

В. Ф. Щербинин проанализировал фазовый состав продуктов коррозии, образовавшихся при механическом повреждении защитной оксидной пленки в нейтральном 3 %-ном растворе Ыа01. Оказалось, что продукты коррозии состоят на 50 % из чистого гидрида титана. Таким образом, и на поверхности излома коррозионного растрескивания, по всей вероятности, находятся гидриды титана, придающие ей темный цвет. О появлении гидридов может свидетельствовать и характер развития трещины при статическом и циклическом нагружениях. Измерение электрохимического потенциала при коррозионном растрескивании сплава ВТ5-1 показало, что трещина распространяется скачками и по мере ее углубления и интенсификации процесса коррозионного растрескивания частота скачков потенциала увеличивается. О прерывистом характере развития трещин при коррозионном растрескивании свидетельствует и анализ акустического спектра образца при разрушении. Если в самой начальной стадии роста трещин сигналы акустической эмиссии не регистрируются, то по мере удлинения трещины появляется скачкообразно нарастающее количество сигналов акустических импульсов. [c.64]

Как было показано выше, степень накопления повреждений и при статических, и при циклических нагрузках существенно зависит от степени неоднородности протекания пластической деформации. Для выявления особенностей механизма протекания локальных микроплас-тических деформаций в зависимости от состояния поверхности были испытаны цилиндрические образцы диаметром 10 мм при статическом растяжении. На поверхности образцов наносили алмазной пирамидой реперные точки с расстоянием между ними 20 мкм. Часть образцов подвергали обкатке роликами с усилием 900 и 1200 Н, поверхности другой части образцов обдували стальной дробью диаметром 1 —2 мм в течение 3 мин. После статического растяжения с различной величиной сред- [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...