Деформационная долговечность при

Деформационная долговечность при ползучести оценивается долговечностью формы tф) [51, с. 403—410], которая обычно связана с началом III зоны на кривой ползучести (рис. 1.28). Величина tф связана с напряжением и температурой таким же экспоненциальный уравнением, как и время релаксации [уравнение (25)] [c.50]

Деформационная долговечность при ползучести 50, 51 [c.235]

Следует иметь в виду, что исследовать прочностные и деформационные свойства любого материала — это значит изучать его потенциальные возможности, чтобы выявить специфические свойства и условия, при которых использование данного материала в конструкции было бы оптимальным. В других случаях нужно выявить те дополнительные модификации технологического и конструкционного характера, которые существенным образом скажутся на улучшении важнейших физико-механических свойств материала, а следовательно, и на повышении их- прочности и долговечности при эксплуатации в тех или иных условиях. [c.744]

Результаты экспериментальной проверки справедливости линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений в деформационной трактовке при программном двухступенчатом и нерегулярном случайном нагружении с изменением параметра иррегулярности х в пределах 0,53—0,93 при наличии перегрузок порядка = 117 а 1 и общей долговечностью, не превышаю- [c.64]

В работе [2] предложено оценивать сопротивление циклическому нагружению с помощью деформационных критериев, а сопротивление действию статической составляющей От — с помощью предела длительной прочности. Диаграмма предельного состояния в координатах га—Щ наглядна, но на основании ее трудно составить расчетные уравнения, позволяющие оценивать долговечность при отсутствии непосредственных экспериментальных данных. [c.158]

Исследования в связи с деформационным гистерезисом при циклических пропорциональных нагружениях и с гипотезой о криволинейном интеграле при нестационарных непропорциональных нагружениях относятся к точке рассматриваемого объекта и яв.ляются путем к прогнозированию усталостной долговечности машиностроительных материалов и конструкций. [c.25]

Наряду с теорией длительного разрушения (накопления повреждений и трещинообразования) существует и другой способ оценки долговечности элемента материала, не имеющий прямого отношения ни к физическому разрушению, ни к потере устойчивости равномерного вязкопластического деформирования с локализацией деформаций в виде шейки или вздутости (см. п. 1.3). Долговечность при ползучести, протекающей при постоянном условном напряжении, рассматривается как время, за пределами которого этот деформационный процесс, описываемый определенным уравнением механических состояний, теоретически не может продолжаться. Критический момент можно определить различными способами, в зависимости от применяемого типа уравнения механических состояний. Традиционный и простейший подход состоит в следующем (ср. [71, 991). Допустим, что процесс ползучести при линейном напряженном состоянии в условиях постоянства растягивающей силы (или иначе — постоянства условного напряжения) описывается уравнением (2.52). Истинное напряжение изменяется при этом по закону [c.108]

Из схемы рис. 1.1 следует, что надлежащая оценка прочности и долговечности при малоцикловом и длительном циклическом нагружении может быть реализована при соответствующем сочетании расчетов и экспериментов. Решение краевых задач (для зон действия краевых сил, концентрации напряжений механического и температурного происхождения) при малоцикловом нагружении осуществляется с использованием основных положений деформационной теории и теории течения (изотермического и неизотермического). Наибольшее развитие и применение в силу простоты получаемых решений получили различные виды модифицированных деформационных теорий, позволяющих связать напряжения Оц, деформации ви и проанализировать монотонный рост неупругих деформаций при постоянном характере изменения нагрузок в процессе нагружения. При этом смена направления нагружения (при циклических режимах знакопостоянного или знакопеременного нагружения) предполагает использование деформационной теории для соответствующего к полуцикла нагружения при смещении начала отсчета в точку изменения направления нагружения. Сложные режимы термомеханического нагружения с частичными и несинхронными изменениями во времени т нагрузок и температур I анализируются на основе различных модификаций теорий течения, устанавливающих связь между приращениями [c.9]

В подавляющем большинстве случаев хрупких разрушений элементов энергооборудования их нельзя объяснить исчерпанием резервов материала только по сопротивлению ползучести или по сопротивлению усталости. Основные применяемые в расчетах на прочность и долговечность степенные зависимости длительной прочности и термической усталости, имеющие однотипный монотонный характер, устанавливают однозначную связь времени до разрушения или долговечности по числу циклов с силовыми или деформационными параметрами при длительном статическом или термоциклическом нагружении. Эти зависимости не отражают в полной мере влияния всех факторов, действующих на металл в процессе эксплуатации. [c.51]

При комбинированных нагружениях межзеренное разрушение должно также проходить при минимальной пластичности материала. Таким образом, результаты исследования различных вариантов взаимодействия термоусталости и ползучести подтверждают высказанную гипотезу о существовании особых областей по величине параметров комбинированного термоциклического и длительного статического нагружения, характеризующихся минимальной относительной долговечностью при наименьшей деформационной способности материала. [c.57]

Итак, максимум параметра долговечности в диапазоне напряжений ползучести 18—24 кгс/мм обусловлен преобладанием в этой области комбинированных нагрузок процессов упрочнения с характерным для этих режимов транскристаллитным разрушением. Зависимость долговечности от последовательности действия длительной статической и термоциклической нагрузок можно объяснить различной интенсивностью процессов деформационного старения при термоциклировании и ползучести. Сильно выраженное динамическое деформационное старение при предварительном термоциклическом деформировании связано с ускоренным повышением плотности дислокаций в теле зерна и интенсификацией выделения упрочняющей карбидной фазы, причем эти процессы наиболее ярко выражены при максимальной амплитуде термоциклического цикла. [c.121]

Деформация — это предшествующая механическому разрушению реакция образца полимера на воздействие внешней силы. Несмотря на первоочередность деформационных процессов во времени, изучение влияния жидкостей на механические свойства полимеров исторически начиналось с выявления закономерностей, отражающих изменение прочности и долговечности. Единство процессов и закономерностей деформирования и разрушения полимеров не только в жидкой, но и в газовой среде весьма спорно, поэтому в последние годы началось интенсивное самостоятельное изучение деформации полимеров различных классов в жидкостях. Пристальное внимание исследователей к деформационным свойствам полимеров обусловлено широким использованием механической вытяжки при переработке полимеров и необходимостью обеспечения деформационной долговечности элементов различных конструкций из полимерных материалов, работающих в контакте с жидкими средами. [c.162]

Упрочняющий эффект динамического деформационного старения для стали 22К при Т = 270—350° С, приводящий к росту напряжений при жестком нагружении до уровня предела прочности Ов в сочетании с минимальной пластичностью, в данном диапазоне температур дает снижение долговечности до 2—3 раз при = 1,2—1,66%, Уменьшение амплитуды деформаций до-0,76—0,4% смещает минимум долговечности в сторону большей температуры (350° С) (рис. 7, а). Максимум сопротивления усталости соответствует Т — 150° С, что может быть, по-видимому,, объяснено благоприятным сочетанием процессов деформационного упрочнения и динамического деформационного старения при сохранении достаточно высокой пластичности материала. Число-циклов до разрушения при Т = 450° С, = 1,66 и 1,22% оказы- [c.59]

При нагружении в условиях повышенных температур (температур интенсивного деформационного старения) за счет предварительного деформирования происходит еш,е большее охрупчивание материалов. Снижение пластичности в сочетании с ускоренным накоплением односторонних деформаций и снижением интенсивности упрочнения для стали 22К обусловливают падение долговечности в 3—4 раза но сравнению с долговечностью при испытании стали в исходном состоянии при Т == 270° С. Разница в числах циклов до разрушения стали ТС после наклепа и в исходном состоянии при Т = 350° С сказывается лишь в переходной и квазистатической областях. Усталостные разрушения происходят примерно с одинаковыми амплитудами напряжений. [c.63]

Повышение температуры испытания до температуры отпуска или температуры старения стали или сплава может повысить их сопротивление усталости вследствие деформационного старения при более высоких температурах сопротивление усталости снижается. Форма кривых усталости отражает сложные процессы структурных превращений в материале под действием переменных напряжений, температуры и времени (рис. 2). Так же, как и при комнатной температуре, испытания на усталость при высоких температурах характеризуются значительным рассеянием долговечности. [c.134]

Мо при т Тр и < О при т Тр. При определенных значениях коэффициентов уравнение (2.163) сводится к (2.160). В отличие от (2.166) деформационные критерии (2.164) и (2.165) относятся к условиям, когда может иметь место одностороннее накопление необратимых деформаций. Различие уравнений (2.164) и (2.165) заключается в том, что в (2.165) необратимые деформации разделены на зависящие и не зависящие от времени. Для материалов, у которых значения деформационной способности при кратковременном Ср и длительном разрыве существенно отличаются, использование (2.164) для определения долговечности в условиях преимущественного накопления повреждений за счет односторонне накопленных деформаций приводит к значительным отличиям от эксперимента. Возможности использования критерия (2.165) для различных схем деформирования иллюстрируются диаграммами (см. рид. 2.88). [c.209]

В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]

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]

Анализ долговечности сварных узлов на стадии образования усталостного разрушения может быть выполнен на основе из-вестных деформационных критериев разрушения [141, 144, 147] или при использовании разработанного деформационно-силового критерия (см. раздел 2.3). Процедура расчета при этом аналогична анализу долговечности материала у вершины усталостной трещины, так как по сути трещина является острым геометрическим концентратором напряжений и деформаций. Расчет кинетики НДС в концентраторах напряжений в настоящее время проводится с использованием коэффициентов концентрации упругопластических деформаций и напряжений, процедура получения которых достаточно полно представлена в работах [141, 147]. В случае необходимости уточненного анализа НДС в концентраторе можно воспользоваться решением упругопластических задач с помощью МКЭ. [c.268]

Таким образом, методы прогнозирования ресурса должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле. В качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов нагружения до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации аппаратов вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т.е. временного сопротивления и предела текучести металла. Для конструктивных элементов оборудования из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при нормальных условиях эксплуатации, значение предела текучести может возрастать до 20%. Заметим, что временное сопротивление Gb является расчетной характеристикой при выполнении прочностных расчетов по действующим НТД. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы аппарата можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим отраслевым нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы аппарата его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности К в, снижение пластичности и вязкости, которые определяют ресурс длительной прочно- [c.366]

Деформационная долговечность при определении релаксации напряжений оценивается интервалом времени р, в течение которога релаксирующее напряжение остается выше некоторого допустимога значения, или критическим напряжением а р, которое способен выдержать материал в течение заданного промежутка времени при заданной температуре [51, с. 405]. Значение р аналогично по смыслу долговечности формы и также экспоненциально зависит от начального напряжения и температуры. Критическое напряжение — это фактически предел текз ести при длительно действующем нагружении. Критическое напряжение для термопластичных полимеров в интервале их эксплуатации уменьшается практически пропорционально снижению температуры, как показано на рис. 1.43 на примере полиметилметакрилата и поликарбоната. [c.50]

Считается, что прогнозирование усталостной долговечности машиностроительных материалов и конструкций необходимо производить с использованием информации о деформациях в окрестности точки. Возможность для прогноза на базе рассеяной энергии в окрестности точки дает так называемый деформационный гистерезис, сформулированный и исследованный в проблемной научно-исследовательской лаборатории по тензомет1)ии Высшего машинно-электротехнического института в Софии. Показана связь деформационного и классического гистерезиса. Приведены некоторые результаты исследований деформационного гистерезиса. На базе кривых усталости, полученных ускоренным способом, с помощью деформационного гистерезиса и предлагаемой гипоте зы о криволинейном интеграле открывается возможность определения долговечности при нестационарных несинхронных изменениях компонентов деформаций в исследуемой точке реальной конструкции. [c.420]

В результате испытаний не удалось установить зависимости дол говечности при синфазном неизотермическом нагружении от механи ческих свойств материала. Не подтверждена характерная для нормаль ных температур достаточно четкая зависимость характеристик сопро тивления малоцикловой усталости от деформационной способности материала. Выявлен необычный характер зависимости долговечности от деформационной способности при длительном статическом нагружении. [c.36]

В ряде случаев для расчета малоцикловой долговечности при термоусталостном нагружении применяют зависимости типа Мэйсона - Коффина [2, 17], а также зависимости подобного типа [3,8], учитьшаю-щие уменьшение деформационной способности во времени при длительном малоцикловом нагружении. Однако их использование оправдано только для приближенной оценки долговечности при введении соответствующих коэффициентов запаса, учитывающих отклонения экспериментальных данных от расчетных. При уточненных расчетах мало-пикловой долговечности необходимы прямые экспериментальные данные (аналитически аппроксимированные тем или иным способом), полученные в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным [ 2 ]. [c.47]

Уменьшение малоцикловой долговечности при жестком режиме нагружения с длительными выдержками связано с изменением во времени деформационной способности материала в условиях высокотемпературного деформирования за пределами упругости. Анализ кривых на рис. 3.26 показывает, что при параметрах (температуре и времени нагружения), характерных для эксплуатации сильфонных компенсаторов и металлорукавов, сталь 12Х18Н10Т является охрупчиваю-щимся материалом. [c.165]

При сопоставлении критериев оценки долговечности при длительной термической и высокотемпературной изотермической малоцикловой усталости в жестком режиме нагружения можно выявить определенную общность основных закономерностей сопротивления материалов разрушению в условиях действия длительных циклических нагрузок при высоких температурах. Характерно при этом, что почти все имеющиеся предложения по оценке долговечности основаны на деформационных и частотновременных предпосылках. [c.46]

В области высоких напряжений ползучести при транскристал-литном типе разрушения относительная долговечность увеличивается в основном в результате внутризеренного деформационного старения. Несоблюдение закона коммутативности накопления повреждений связано с более выраженным динамическим деформационным старением при термоциклической деформации, чем при ползучести. [c.124]

Высокотемпературное малоцикловое нагружение протекает обычно с интенсификацией перераспределения циклических и накопления односторонних деформаций по числу циклов и во времени. Процесс, как правило, сопровождается изменением механиче-скях свойств конструкционного материала под воздействием темпе-ратурно-времеиных факторов, в частности в результате деформационного охрупчивания. При этом долговечность элементов конструкций снижается, что необходимо учитывать при оценке прочности н долговечности изделий, работающих в экстремальных условиях. [c.202]

Как известно, сопротивление малоцикловому разрушению определяется пластичностью материала и темпом ее исчерпания [8, 10, 43]. Уменьшение исходной пластичности вследствие деформационного старения приводит поэтому к снижению долговечности при заданном размахе упругопластической деформации в цикле. В тех случаях, когда нагружение осуществляется по заданной нагрузке (мягкое нагружение), темп исчерпания пластичности саАюрегулируется (ширина пётли гистерезиса уменьшается) в связи с ростом сопротивления деформированию при деформационном старении и в результате сопротивления малоцикловому разрушению — повышается. Однако при работе конструкций даже при поддержании заданных силовых параметро [c.186]

И Х18Н10Т при запасе прочности по пределу текучести равном 1,5, долговечность получается не менее 10 . При температурах интенсивного деформационного старения сталей типа 22к и Х18Н10Т и соответствующих запасах статической прочности по пределу текучести долговечность при мягком нагружении увеличивается. При тех же относительных напряжениях для циклически разупрочняющейся стали ТС в рассматриваемом диапазоне температур минимальные долговечности получаются на порядок меньше, чем для сталей 22к и Х18Н10Т. Если учитывать, что для циклически разупрочняющихся материалов отношение предела текучести к пределу прочности обычно превышает 0,65, то минимальные значения допускаемых напряжений для них получаются не по пределу текучести, а по пределу прочности. Поэтому долговечность для этих сталей при номинальных допускаемых напряжениях, устанавливаемых по пределу прочности (например, при Па = 2,6), оказывается больше, чем при номинальных напряжениях по пределу текучести. [c.257]

Влияние температуры испытаний на долговечность на стадии образования трещин при (Хд = 3 и амплитуде номинальных напряжений Оан, равных пределу текучести Стт (Оав = 1), показано на рис. 7.10. Точки на рис. 7.10 нанесены по результатам расчета на ЭВМ с учетом кинетики местных упругопластических деформаций в зоне концентрации. Предельное число циклов для. заданных Оа и Пон зависит от типа стали и температуры испытаний. Минимальными разрушающие числа циклов оказываются для циклически разупрочняющейся стали ТС (II), а максимальными — для стали Х18Н10Т (III), склонной к циклическому упрочнению. Различие долговечности при этом достигает 20—50 раз. Это различие объясняется разными скоростями накопления повреждений в зонах концентрации, а также абсолютными значениями местных деформаций (их величина для стали II в 2,1— 3,1 раза больше, чем для стали III. Для циклически стабильной при 20° С и склонной к деформационному старению стали 22к (I) при температурах старения долговечность уменьшается в 2—2,5 раза за счет снижения пластичности. [c.263]

При использовании программ первых двух типов исследование деформационных характеристик (диаграмм циклического деформирования) часто совмещают с испытаниями па малоцпк-ловую усталость. В расчетах па прочность элементов конструкций некоторые авторы [24, 113] рекомендуют учитывать весь процесс эволюции кривой деформирования при циклическом де-формпровапии. Этот подход существенно увеличивает трудоемкость решения и поэтому может быть применен лишь в сравнительно простых задачах. Дополнительные трудности возникают, если в процессе нагружения конструкции могут меняться амплитуды деформации (или папряжепия) п тем более форма цикла. Поэтому во многих случаях расчеты основывают на диаграмме стабилизированного цикла. У значительного числа когютрукци-онных сплавов диаграмма деформирования практически перестает изменяться после относительно небольшого числа (10— 20) циклов нагружения. Если циклическое упрочнение (или разупрочнение) продолжается непрерывно, то в качестве расчетной принимают диаграмму, отвечающую половине долговечности при рассматриваемых параметрах цикла. [c.102]

Расчет долговечности при циклическом упругопластическом деформировании основан на использовании циклических деформационных характеристик материалов,, изменяющихся с числом циклов нагружения, и величины предельной пластичности при однократном статическом разрыве. Вследствие структурной неоднородности поликристаллических материалов, к которым относятся конструх ционные стали и сплавы, при циклическом упругопластическом деформировании наблюдается неоднородность развития пластической деформации в отдельных зернах (или участках) рабочей базы образца, нагружаемого в условиях однородного напряженного состояния. В результате в участках с повышенными значениями пластической деформации (по сравнению со сред ней) возникают предельные по накопленному повреждению состояния с образованием микротрещин. На основе эксперименталЬ ного измбрения локальных деформаций на поверхности образцэ1 показана возможность описания рассредоточенного трещинообразования при малоцикловом нагружении (статья С. В. Серен-сена, А. Н. Романова и М. М. Гаденина). При этом показано так--же, что степень структурной неоднородности может быть описана через параметры нормального закона распределения микротвердости. [c.3]

Сталь 16ГНМА обладает пониженной долговечностью при малоцикловой усталости по сравнению со сталью 22К при 340— 350° С из-за пониженной деформационной способности и повышенной релаксационной стойкости. Аналогичные выводы получаются по анализу результатов испытаний на термическую усталость в условиях стесненной деформации. [c.268]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

Склонность к циклическому разупрочнению свойственна сталям в метастабильном, в частности, низкоотпу-щенном после закалки или наклепанном (нагартованном) состояниях при Ев = к (Vb 0,54vi/k, т.е. малая протяженность стадии деформационного упрочнения). Наконец, циклически стабильные материалы характеризуются соотношением уа 0,5v[/k. При больших нагрузках, сокращающих долговечность до 10 циклов, практически все материалы ведут себя как разупрочняющиеся. [c.388]

В упругой и упругопластической стадии деформирования в сочетании с энергетическими, силовыми и деформационными критериями позволяет построить диаграммы статического и циклического разрушения. Эти диаграммы являются основой для определения критических нагрузок и долговечности для заданной стадии развития трещины. Для конструкционных сталей при значениях /Стах, меньших 70—100 кгс1мм / , наблюдаются увеличение п и резкое уменьшение скорости развития трещины. Это объясняется влиянием структурной неоднородности мдтериал , [c.39]

Изучена ползучесть и долговечность силицированного и боросилицированного молибдена, проходящая на воздухе при температурах 1250 -о 500 С и 1400 -о 600 С. Показано, что при малых нагрузках упрочняющее действие бора значительно. Деформация ползучести силицированных образцов при термоциклировании выше, чем при изотермическом нагружении. Проведен анализ деформационных кривых. Лит. — И назв., ил. — 2. [c.269]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...