Деформирование упругопластическое — Петли гистерезиса

Многочисленными исследованиями установлено, что при испытании на малоцикловую усталость материалы ведут себя различно. Одни из них упрочняются, другие — разупрочняются, третьи оказываются стабильными к малоцикловому нагружению, т. е. при циклическом упругопластическом деформировании петля гистерезиса остается практически неизменной. Непостоянство геометрии петли гистерезиса в процессе циклического деформирования приводит к изменению формы диаграммы деформирования с ростом числа полуциклов нагружения. [c.366]

При циклическом упругопластическом деформировании с 10 величина предела пропорциональности оказывается в первом приближении независимой от степени исходного деформирования, что связано с усилением эффекта Баушингера по мере роста степени предварительной деформации. Однако при дальнейшем увеличении эффект Баушингера, достигая максимума, постепенно ослабевает и исчезает. В качестве примера на рис. 2.1.7 для алюминиевого сплава В-96 и стали ТС показан при до 20 характер зависимости от ё< >. При больших степенях деформирования нарушается постоянство Зт — циклического предела пропорциональности. Видимо, по той же причине зависимость между шириной петли гистерезиса в первом полуцикле нагружения 6(1) и степенью (исходного деформирования становится нелинейной и при ё( > > 10 наблюдается снижение интенсивности возрастания 60) с увеличением ё ). [c.76]

Сравнительно малая разность напряжений 65 цикла имеет большое практическое значение для реализации расчетной процедуры определения кинетики циклических упругопластических деформаций. Условие замкнутости петли гистерезиса по напряжениям О дает возможность проанализировать изменение процесса упругопластического деформирования в последующих циклах режима термомеханического нагружения по результатам расчета отдельных независимых циклов без снижения точности определения основных параметров процесса. При этом в пределах отдельного цикла (независимо от предыдущего) вычисляется соответствующее напряжение (см. рис. 4.68, [c.237]

При упругопластическом деформировании в условиях мягкого нагружения два параметра определяют деформационные характеристики материала в некотором полуцикле нагружения к — ширина петли гистерезиса б и пластическая деформация ёр накопленная за к полуциклов. Эти параметры связаны соотношением [c.45]

Размах напряжений Асг в цикле в условиях термической усталости оказывается наименее стабильным параметром. На величину A t влияют нестабильность физико-механических свойств и термо-циклического упрочнения материала и релаксация термических напряжений, особенно при максимальных температурах цикла. Если учесть еще структурные изменения материала для разных этапов термоциклического деформирования, то форма петли упругопластического гистерезиса существенно изменится. Например, для термической усталости наиболее характерна несимметричная по напряжениям в полуциклах нагрева и охлаждения петля гистерезиса. [c.6]

Важнейшими параметрами прои,есса малоциклового упругопластического деформирования являются размах деформации е, размах напряжений S= aP 4- r = , ширина петли гистерезиса ер, а также Дос, характеризующая интенсивность протекания релаксационных процессов и развития необратимых деформаций ползучести, составляющих в ряде случаев значительную долю в необратимой деформации цикла ер. [c.130]

Для циклически нестабильных материалов наряду с внешней нестационарностью принятого жесткого режима нагружения проявлялась и внутренняя нестационарность в виде изменения пластической деформации или ширины петли упругопластического гистерезиса. Оба эти фактора, характеризующие итоговый процесс нестационарного циклического деформирования, учтены уравнением [c.197]

Начиная с работ И. Баушингера, отметившего основные особенности циклического упругопластического нагружения металлических материалов, предпринималась неоднократная попытка аналитически связать между собой напряжения и деформации при знакопеременном нагружении, а также описать свойства петли пластического гистерезиса [1—5]. При этом использовались различные модели циклического деформирования, в том числе кинетические и статические. Первые из них позволили описать процесс деформирования при циклической нагрузке, вторые — связать макроскопические параметры деформирования с параметрами свойств отдельных зерен материала. [c.6]

Для случая циклического упругопластического деформирования, как известно, диаграмма деформирования в координатах усилие—деформация представляет собой петлю пластического гистерезиса (рис. 3.7, в). При регистрации в этом эксперименте диаграммы изменения температуры с изменением прикладываемой нагрузки также имеет место своеобразная температурная петля (рис. 3.7, б), участки уменьшения и роста температуры которой соответствуют периодам нагружения, зарегистрированным на диаграмме деформирования (рис. 3,7, а). В данном случае (пренебрегая отводом тепла в теплоизолированные захваты установки) имеют место два тепловых процесса. Это, во-первых, линейное по [c.66]

При малом числе циклов амплитуда напряжений может превосходить предел пропорциональности, и при повторных разгрузках и нагрузках зависнмость между напряжениями и деформациями принимает вид петель циклического упругопластического деформирования (петель гистерезиса) с размахом — шириной петли — пластических деформаций Дер (рис. 14). При умеренных нагрузках, допустимых для обеспечения достаточно про- [c.36]

При последующем нагреве образец сначала разгружается, а затем вновь нагружается сжимающей нагрузкой (рис. 9,6, точка 5), ко. с меньшей упругопластической деформацией, чем деформация сжатия первого цикла. Таким образом, устанавливается режим циклического упругопластичеокого деформирования объема материала по петле гистерезиса 1—2—3—4—5) с размахом деформаций Де, шириной петли гр, размахом напряжений Дет. При известных жесткостях деформируемого тела i (зависит от температуры) и упругого элемента Сг, а также при наличии температурных зависимостей физико-механических свойств материала представляется возможным охарактеризовать основные параметры процесса циклического деформирования [c.19]

На рис. 12, а показано изменение деформаций при знакопеременном цикле напряжений в области вершины резкого концентратора напряжений. Участок между точками О и 1 соответствует упругопластической деформации в первом полу-цикле растяжения. При этом зона пластической деформации локализована в небольшой области у вершины концентратора, а в остальном материале существуют только упругие деформации. Снятие нагрузки приводит к уменьшению деформации (точка 2), а затем в результате воздействия зон материала, находящихся в упругодеформированном состоянии, к их исчезновению (точка 3). Приложение внешней сжимающей нагрузки вызывает продолжепие петли гистерезиса до точки 4. Разгрузка приводит к полному снятию деформаций (точка 5),, а новое приложение растягивающей нагрузки увеличивает деформации до значения, соответствующего точке 6. Дальнейшее знакопеременное циклическое деформирование приводит к изменению деформации по петле между точками 5 и до тех пор, пока не возникнет усталостная трещина. [c.28]

При изучении процессов накопления повреждений и термопластического деформирования, а также сопоставлении термоциклической долговечности новых материалов следует рассматривать величину пластической деформации за цикл. В этом случае для точного определения е л. а также Лег необходимо осуществить запись петель упругопластического гистерезиса, что значительно усложняет эксперимент. Для расчета пластической деформации часто используют формулу (1), принимая в соответствии с идеализированной петлей гистерезиса величину уругой деформации при максимальной температуре [c.6]

Сравнительно меньшей трудоемкостью обладают косвенные методы измерения продольной деформации [96J, основанные на записи петель гистерезиса нагрузка — температура заневоленного циклически нагреваемого образца (рис. 3.13, а). Петля гистерезиса, об-оазуясь вследствие наличия необратимых (пластических) деформаций в цикле упругопластического деформирования образца при термоциклическом нагружении по режиму (рис. 3.13, в) без выдержки, является достаточно чувствительной характеристикой кинетики необратимых изменений в материале образца и параметров [c.138]

На рис. 3.4 показано изменение циклических пределов упругости для циклически упрочняющегося алюминиевого сплава АД-33 (кривые 1), циклически разупрочняющейся стали ТС (кривые 3) и циклически стабильных стали 22к (кривые 2) и стали Х18НЮТ (кривые 4), причем темные точки для всех материалов относятся к полуциклам растяжения, а светлые — к полуциклам сжатия. Отсюда следует, что для монотонно упрочняющегося сплава АД-33 предел упругости, падая по сравнению с исходным в первые циклы нагружения, затем начинает возрастать на фоне уменьшения с числом циклов нагружения величины циклической пластической деформации. Предел упругости в полуциклах сжатия как в первом полуцикле (эффект Баушингера), так и в последующих (циклический эффект Баушингера) имеет несколько меньшую величину, повторяя при этом характер изменения предела упругости в полуциклах растяжения. У циклически разупрочняющейся стали ТС как при исходном нагружении, так и в последующих циклах происходит уменьшение значений Ор, что является следствием ее разупрочнения (увеличения с числом циклов ширины петли гистерезиса). При этом степень уменьшения циклического предела упругости зависит от величины упругопластических деформаций (нагрузки) и, следовательно, от интенсивности разупрочнения. Так, при = 560 МПа (рис. 3.5,6) Ор снижается в среднем на 32% (кривые 7), а при = 470 МПа (кривые 3) — на 23%. В случае исходного деформирования в направлении сжатия в первом цикле наблюдается наибольшее значение предела упругости именно в полуцикле сжатия, а в полуцикле растяжения оно наименьшее (кривые 2), но при последующем нагружении уже во 2-м цикле характер изменения Стр и а р становится таким же, как и при исходном нагружении в сторону растяжения (кривые 1). У циклически стабильной стали 22к (кривые 2) в первые циклы нагружения наблюдается уменьшение циклического предела упругости, а затем он сохраняется на одном уровне. У стали Х18Н10Т, которая при Т = 20° С является циклически [c.108]

Петлю гистерезиса и циклическую диаграмму деформирования характери-ёуют следующие параметры упругопластическая, упругая и пластическая деформации в полуциклах нкгружепия размах и амплитуда упругопластиче- [c.79]

Исследованиями сопротивления деформкрованию различных конструкционных материалов при циклическом упругопластическом деформировании было установлено, что поведение материала определяется его структурным состоянием [1, 2]. В зависимости от характера изменения ширины петли пластического гистерезиса материалы делят на упрочняюш иеся, разупрочняюш иеся и циклически стабильные. Для указанных типов материалов ширина петли гистерезиса с ростом числа циклов нагружения при постоянной амплитуде нагрузки соответственно либо уменьшается, либо увеличивается, либо остается практически неизменной большую долю обш ей долговечности образца. [c.130]

При повторном знакопеременном упругопластическом деформировании возникает петля упругопластического гистерезиса, изменение формы которой по мере увеличения количества циклов является определяющим в прогнозировании малоцикловой долговечности. Характер изменения диаграмм циклического деформирования (петель гистерезиса) зависит от условий нагружения, асимметрииНдикла и свойств материала. [c.87]

Для оценки несущей способности резьбовых соединений, применяемых в энергетике, нами исследованы характеристики сопротивления деформированию и разрушению шпилечных сталей 25Х1МФ и 20Х1М1Ф1ТР. Параметры сопротивления однократному деформированию у этих сталей при нормализации и закалке с высоким отпуском близки по своим значениям. Анализ диаграмм циклического деформирования при симметричном цикле нагружения показал, что исследуемые стали являются циклически стабилизирующимися. Ширина петли циклического гистерезиса почти линейна от величины исходной деформации. Циклический предел пропорциональности не зависит от степени исходного деформирования. Для обеих сталей существует обобщенная диаграмма упругопластического циклического деформирования как для мягкого, так и для жесткого нагружения. Характер разрушения гладких образцов зависит от уровня исходного деформирования и вида нагружения. При жестком нагружении наблюдался усталостный вид разрушения, при мягком как усталостный, так и квазистатический, а также переходной. [c.389]

Изучение диаграмм деформирования при постоянных амплитудах нагрузок в основном сводится к исследоЕ.анию закономерностей изменения ширины петли упругопластического гистерезиса и накопления суммарной пластической деформации е . В соответствии с этим в программе предусмотрена возможность определения величин 6 и в регистрируемых циклах нагрул<ения. Оператор может во время испытаний с помощью специальной команды-ключа изменить порядок регистрации циклов. [c.518]

Кривые изменения максимальных напряжений о щах и ширины петли пластического гистерезиса б в процессе нагружения для данных режимов приведены на рис. 5.15. При одночастотном нагружении с заданной амплитудой максимальной упругопластической деформации Сатах, как видно из рис. 5.15, а, на начальной стадии (до МШр 0,15) происходит интенсивное упрочнение материала, выражающееся в повышении амплитуды напряжений в циклах и уменьшении циклической пластической деформации б, а затем наступает стадия их стабилизации, продолжающаяся вплоть до появления микротрещины размером 2—3 мм,, когда начинается резкое падение нагрузки. Из полученных данных следует, что сопротивление деформированию стали Х18Н10Г при жестком одночастотном нагружении и Г = 650° С, характеризуемое в первую очередь кинетикой циклической пластической деформации, на начальной стадии подобно мягкому нагружению материала в аналогичных условиях. С увеличением доли относительной долговечности наблюдается некоторое их различие, выражающееся в увеличении при мягком нагружении величины б (переход материала к разупрочнению), что связано, по-видимому, с наличием квазистатического повреждения, которое отсутствует при жестком нагружении, когда б после стабилизации остается постоянной. [c.189]

Различают два вида малоциклового (упругопластического) яагружения жесткое, когда постоянной в цикле поддерживается заданная амплитуда деформаций, и мягкое — с поддержанием заданной амплитуды нагрузки (напряжений). Как правило, и в том, и в другом случае имеет место изменение знака действующих на-лряжений, т. е. деформирование осуществляется как в области упругопластического растяжения, так и упругопластического ожатия, причем в первом случае а О, а во втором (У < 0. Имея 3 этом случае характеристики механических свойств материала Ру ш Е ш диаграмму циклического деформирования для продольной деформации (петлю пластического гистерезиса в координатах [c.119]

Экспериментально установлено, что диаграмма циклического упругопластического деформирования при повышенных температурах так же, как и при нормальных температурах, в каждом полуцикле нагружения в координатах 5 — е представляет обобщенную диаграмму деформирования, причем связь между напряжениями и деформациями в данном полуцикле не зависит от уровня исходной деформации (напряжения). Обобщенные диаграммы деформирования при температуре 700° С в координатах 5 — е для аустенитной стали 1Х18Н9Т при скорости деформирования 0,18 мин приведены на рис, 101, а, а при 0,0018 мин — на рис. 101, б [192]. Зависимость ширины петли пластического гистерезиса от степени исходного деформирования в первом полуцикле нагружения (исходное нагружение принимается за нулевой цикл) носит линейный характер [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...