Текучесть циклическая

Рис. 4.5. Непрерывное (/) и обратимое (2) образование зоны пластической деформации в области вершины распространяющейся усталостной трещины К - коэффициент интенсивности напряжений - предел текучести - циклическая зона пластической деформации - амплитуда коэффициента интенсивности напряжений

Высокая циклическая вязкость, способность гасить вибрации является ценным качеством серого чугуна, предопределяющим его применимость для изготовления деталей машин, эксплуатация которых связана с опасностью разрушения из-за вынужденных или резонансных колебаний. При напряжениях, составляющих треть предела текучести, циклическая вязкость серого чугуна втрое превышает циклическую вязкость среднеуглеродистой стали, а в случае пластинчатого графита она на порядок выше циклической вязкости стали. [c.66]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

В данной главе были рассмотрены методы и алгоритмы решения МКЭ упругопластических и упруговязкопластических неизотермических задач для случаев различного вида нагружения— квазистатического (длительного, кратковременного, циклического) и динамического. Решение упругопластических задач базируется на теории течения, а упруговязкопластических — на теории ползучести с изотропным и анизотропным упрочением. Показано, что решение упруговязкопластической задачи, учитывающее как установившуюся, так и неустановившуюся стадии ползучести, можно свести к решению упругопластической задачи, где поверхность текучести зависит от скорости неупругой деформации. [c.48]

Подчеркнем, что в общем случае при циклическом нагружении в условиях объемного напряженного состояния (ОНС), реа-лизирующегося, например, у вершины трещины или острого концентратора в конструкции, соотношение компонент приращения напряжений при упругой разгрузке может не совпадать с идентичным соотношением напряжений в момент окончания упругопластического нагружения [66 68, 69, 72, 73]. Поэтому интенсивность приращения напряжений 5т, при которых возобновится пластическое течение при разгрузке (или, что то же самое, при реверсе нагрузки), может быть меньше, чем в одноосном случае, где циклический предел текучести 5т = 20т для идеально упругопластического тела [141, 155]. Это обстоятельство приводит к некоторым особенностям деформирования и соответственно повреждения материала в случае ОНС. Например, при одинаковом размахе полной деформации в цикле можно получить различные соотношения интенсивности размаха пластической АеР и упругой Де деформаций за счет изменения параметра 5т- [c.130]

При анализе НДС при квазистатическом длительном нагружении A=A oi,T) при циклическом нагружении целесообразно использовать схему трансляционного упрочнения, когда dpi) = A li,T) (def j—6,/deo ) Б = 0. Как при квазистатическом, так и при циклическом нагружениях условие текучести можно записать в виде [c.169]

В качестве исходной величины для определения предельных напряжений выбирают одну из нормативных механических характеристик материала для пластичных материалов при статическом нагружении — предел текучести а, для хрупких материалов при статическом нагружении — временное сопротивление 0 для любых материалов при циклическом изменении нагрузки — предел выносливости (усталости) (см. 2 гл. XV). [c.139]

Сказанное относится к первому полуциклу. При последующем циклическом деформировании сопротивление материалов упругопластическому деформированию изменяете , что ведет к изменению предела текучести (пропорциональности) С увеличением числа циклов эта характеристика может возрастать или убывать в зависимости от свойств материала (рис. 578 линия 1 соответствует сплаву Д16, 2 — стали ЗОХГСА). Изменяется она и в зависимости от степени исходного деформирования Однако для практических расчетов обычно принимают, что предел текучести (пропорциональности) не зависит от числа циклов и от степени исходного деформирования. [c.620]

Степень влияния местных напряжений на прочность детали существенно зависит от характера нагружения и материала. При расчете конструкции из пластичных материалов, работающей в условиях статического нагружения, местными напряжениями пренебрегают. Это объясняется тем, что при росте нагрузки напряжения в зоне концентрации, достигнув предела текучести, не возрастают до тех пор, пока во всех соседних точках они не достигнут того же значения, т. е. пока распределение напряжений в рассматриваемом сечении не станет равномерным. Иначе обстоит дело при циклически изменяющихся напряжениях. Многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Для оценки снижения прочности вводят эффективный коэффициент концентрации, равный отношению предела выносливости о 1 гладкого полированного образца к пределу выносливости образца с концентратором напряжений, абсолютные размеры которого такие же, как и у гладкого образца [c.248]

Материал звездочек выбирают исходя из условий эксплуатации цепных передач. Звездочки в процессе работы подвергаются ударным и циклическим нагрузкам, поэтому необходимо регламентировать твердость зубьев, пределы текучести и вязкости (табл. 3 н 4). [c.557]

Стадия циклической текучести [c.24]

Рис. 23. Зарождение усталостных микротрещин у неметаллических включений в образцах из низкоуглеродистой стали Ст.З (а, б) дислокационная структура у неметаллического включения на стадии циклической текучести (в) и схема зарождения усталостной трещины

Чаще всего с уменьшением размера зерна предел выносливости возрастает, хотя в ряде работ показано, что измельчение структуры металла не всегда приводит к изменению долговечности. При анализе влияния структурного фактора на циклическую прочность необходимо иметь в виду, что закономерности разрушения металлических материалов при циклическом и ст атическом нагружении имеют много общего. Для циклического нагружения зависимость предела усталости стк от размера зерна можно выразить формулой, аналогичной зависимости предела текучести от размера зерна [c.78]

Рис. 5. Схемагичйское изображение полной кривой усталости —временное сопротивление (7 — напряжение верхнего разрыва сг" — напряжение нижнего разрслаа (второй разрыв) критическое напряжение (третий вид разрыва — предел выносливости, циклический предел текучести — циклический предел упругости — критическое число циклов о Ир—константы

В соответствии с изложенной выше процедурой и на основании данных работы [273] были определены циклические пределы текучести петель деформирования при скоростях llil = = 1 2]= 10 с и I 11 = 1 2] = 10 с . В первом случае циклический предел текучести составил St = 320 МПа, во втором — 5т = 420 МПа [в связи с небольшой разницей между и было принято, что STd ) 5т( Р) = 5т( )]. При других скоростях деформирования параметр 5т был рассчитан на осно- [c.182]

Следует отметить, что накопление повреждений будет происходить и при условии, когда напряжения еще не достигают циклического предела текучести 5т, так как в этом случае идут процессы микротекучести. Тем не менее повреждаемость материала в условиях микротекучести будет достаточно малой и поэтому скоростью развития трещины при оценке AKth можно пренебречь (dL/dN Q). Строго говоря, при расчете НДС в окрестности вершины трещины нужно использовать параметр ат" < От, характеризующий сопротивление материала микро-пластическому деформированию. Однако известно, что в этом случае большинство положений теории пластичности не приемлемо [195, 206, 379]. Выходом из этого положения является анализ НДС в рамках теории пластичности (в расчет вводится параметр От), но и при анализе накопления повреждений учитывается повреждаемость от упругих (с макроскопических позиций) деформаций (см. раздел 2.3). [c.214]

Циклическую прочность торсионов можно значительно повысить путем упрочняющей обработки пластической дефор.мацией. Торсионы, работающие при циклической знакопеременной нагрузке, упрочняют дробеструйным наклепом. Торсионы, работающие при пульсирующей нагрузке, упрочняют заневоливанием (приложением статического момента того же направления, что и рабочий момент, при уровне напряжений, на 20 — 40% превышающем предел текучести материала). Дробеструйный наклеп и зане-воливание повышают долговечность торсионов примерно в 2 раза. Наилучшие результаты дает напряженный наклеп (наклеп в состоянии заневоливания), который дополнительно повышает долговечность на 20-30%. [c.556]

В зависимости от свойств материала в процессе циклического упруго пластического деформирования пределы текучести (пропорциональности) и форма кривых деформирования могут изменяться. Так, для большого количества металлов и сплавов при растяжении образца напряжением, превышающим предел текучести (пропорциональности), при последующей разгрузке и реверсивном деформировании, т. е. при сжатии, предел текучести (пропорциональности) оказывается ниже исходного. Это явление, шзвапное эффектом Бау-шингера, наблюдается не только при растяжении — сжатии, но и при других видах напряженного состояния. [c.619]

При циклических режимах нагружения длительно проработавших аппаратов металл подвергается деформационному старению. При этом изменяется дислокационная структура металла и перераспределяются примесные атомы (например, азота) в кристаллах. В результате старения металла повышаются пределы прочности сГв и текучести ат(сго2), значительно снижаются пластические характеристики (относительное удлинение 5 и сужение ц/). Металл становится более хрупким, и это приводит к ускорению усталостного разрушения. Поскольку в вершине дефектов всегда наблюдается концентрация деформаций, там и старение протекает быстрее. [c.126]

Вся полная кривая усталости в первую очередь разделяется на две основные области малоцикловой и многоцикловой усталости. Ряд исследований показывает, что условной границей между этими областями является напряжение, равное динамическому предез)у текучести (при скоростях соозвет-ствующез О циклического нафужения). Есть мнение, что эта фаница связана со сменой напряженного состояния. Область малоцикловой усталости охва- [c.10]

На рис. 9 представлены экспериментальные данные по изменению амплитудного напряжения о, (меньшего статического предела текучести при исследованных амплитудах циклической деформап,ии) в зависимости от числа циклов при испытании на усталость с постоянной амплизудой деформации за цикл образцов из отожженного железа. [c.22]

Интенсивность микропластической деформации на этой стадии циклического деформирования в приповерхностных слоях металла выше, чем во внутренних объемах. Об этом свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа с использованием послойного удаления металла и сравнения плотности дислокаций в объеме и в приповерхностных слоях металла. Причина такого поведения связана с рядом факторюв особенностью закрепления приповерхностных источников дислокаций (имеющих одну точку закрепления), у которых критическое напряжение начала их работы значительно ниже, чем у источников в объеме наличием в поверхностном слое более грубой, чем в объеме, дислокационной сетки Франка (в этом случае для генерирования дислокаций требуется меньшее напряжение) наличием поверхностных коицен-граторов напряжений различием скоростей движения дислокаций у поверхности и внутри металлов и т.д. Есть данные, что стадия циклической микро-текучести может не наблюдаться при испытаниях на усталость с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл. [c.24]

Стадия циклической текучести наблюдается у металлических материалов, имеющих физический предел текучести, и связана с прохождением фронта Людерса - Чернова в условиях циклического деформирования. После достижения определенного чис (а циклов (соответствующих окончанию стадии ЦИЮ1ИЧССКОЙ микротекучесги) наблюдается начало раскрытия петли гистерезиса и снижение действующего напряжения Стц(при испытаниях с общей постоянной деформацией за цикл) у образцов из отожженного железа (рис. 9), Происходит процесс макроскопического циклического разупрочнения. Такое поведение характерно для материалов, имеющих физический предел текучести и испытываемых на усталость ниже статического предела текучести. На [c.24]

Рис. 11. Металлографические особенности прохождения фронта Людерса - Чернова в условиях растяжения - сжатия железа а - следы и профиль циклической полосы деформации б - зародыш пластического течения в - схема развития пластической деформации на стадии циклЕгческой текучести г - устойчивые полосы скольжения

При определенном числе циклов появляется зародыш фронта Людерса Чернова (рис. 11, б). Увеличение числа циклов нагружения не приводит к возникновению типичного фронта текучести (деформации Людерса-Чернова). Вместо этого область образца, составляющая примерно одну треть рабочей части, постепенно покрывается волнистыми следами деформации ориентированными в двух пересекающихся плоскостях скольжения (рис.11, в, г). С ростом числа циклов деформированные области охватывают другие объемы материала. При больших циклических деформациях прохождение циктгического фронта Людерса Чернова в условиях усталости с переменой знака нагружения связано с образованием волнистог о рельефа на поверхности образца (рис. [c.26]

Расггространение фронта Людерса - Чернова на стадии циклической текучести связано с процессами интенсивного изменения дислокационной структуры в областях металла, где этот фронт уже прошел (происходят процессы деформационного упрочнения в локальных объемах металла). Это яв- [c.26]

Циклическое упрочнение обычно наблюдается у пластичных металлических материалов, а циклическое разупрочнение - у высокопрочных или предварительно деформированных материалов. У металлов и сплавов, имею-1ЦИХ физический предел текучести, вначале наблюдается циклическое разупрочнение, связанное с негомогенностью пластической деформации на площадке текучести (при циклических нагрузках Г1иже предела текучести), а затем упрочнение. [c.35]

Рис. 19. Дислокационные структуры, формирующиеся в процессе усталости желета при комнатной температуре на разных етадиях а циклическая микротекучесть б - текучесть в, г - деформационное упрочнение

Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочности или даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. Это мнение основывалось на том, что материал с достаточными пластическими свойствами при длительной работе в условиях переменных напря- [c.327]

Многочисленными экспериментами установлено, что поведение материала при циклическом нагружении ниже предела текучести и выше его резко отличается. Поэтому целесообразно полную кривую усталости разбить на область малоцнкловой усталости (участок АВСВ), когда число циклов до разрушения колеблется от 1 [c.360]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...