Нагружение жесткое изотермическое

Зависимости (1.16) и (1.17) в большинстве случаев хорошо согласуются с экспериментом до разрушающих чисел циклов 10 — 10 при нагружении в изотермических условиях жесткого нагружения, когда не проявляются реологические свойства материала. [c.9]

Малоцикловая усталость проявляется как в деталях, нагружаемых циклически при постоянной температуре (изотермическое малоцикловое нагружение), так и при одновременном циклическом изменении нагрузки и температуры (неизотермическое малоцикловое нагружение), В последнем случае нагружение жесткое, поскольку в детали создается температурная деформация ет, которая переходит в механическую упругопластическую деформацию материала в наиболее нагруженной области И частично й упругую деформацию соседних областей. [c.155]

Учитывая отмеченную специфику деформирования нри термоусталостном нагружении, в работе [103] предлагается метод оценки термической прочности с позиций деформационно-кинетического критерия малоциклового разрушения [129, 162], экспериментально обоснованного в области повышенных и высоких температур при изотермических испытаниях материалов. Названный критерий, как отмечалось выше, описывает условия достижения предельного состояния по разрушению квазистатического и усталостного типов как для мягкого и жесткого, так и промежуточного между мягким и жестким характера нагружения, что охватывает особенности нестационарного циклического деформирования, свойственные термоусталостным испытаниям. [c.49]

Установки имеют достаточно широкие возможности воспроизводить различные независимые друг от друга программы нагружения и нагрева произвольные типы программ нагрузок и температур статические и циклические испытания в условиях постоянства скорости нагружения или деформирования испытания по режиму изотермического и неизотермического малоциклового деформирования (мягкое, жесткое, а также их асимметричные циклы) и по режиму изотермической и неизотермической (в том числе и малоцикловой) ползучести и релаксации. Точность поддержания регулируемых параметров (нагружение, нагрев) 1 % [c.248]

Жесткое нагружение, по-видимому, отражает наиболее тяжелые условия работы материала в детали, в частности для упрочняющегося материала. При изотермическом нагружении в качестве одного из критериев прочности циклически упрочняющегося материала принимают предельное значение напряжения, увеличивающегося с числом циклов [61]. Как показано, при неизотермическом нагружении, вследствие возможного чередования процессов упрочнения и разупрочнения использование этого критерия теряет смысл. [c.56]

Второй член этого уравнения учитывает статическое повреждение, возникающее одновременно с циклическим и выражающееся в формоизменении детали или испытуемого образца. Уравнение (5.51) в области изотермической малоцикловой усталости называют деформационно-кинетическим критерием [86]. При использовании этого уравнения для случая неизотермического нагружения исходные свойства материала (долговечность Л р, определенная в условиях строго жесткого нагружения, и предельная пластичность е/, определенная в условиях статического нагружения) должны быть получены при циклически изменяющейся температуре. Режим изменения температуры при определении исходных (базовых) характеристик должен соответствовать условиям работы детали. [c.130]

Среди других публикаций последних лет, посвященных применению теории приспособляемости к задачам изотермического нагружения, отметим исследование [55], в котором изучается поведение идеального упруго-пластического полупространства при повторных перекатываниях по его поверхности жесткого цилиндра, прижатого некоторым усилием, а также работу [204], где обсуждается вопрос о постановке задач теории приспособляемости в обобщенных усилиях. [c.10]

I - изотермического (500 °С) 2 и 3 - синфазного (500 100 °С) и противофазного (100 500 °С) соответственно Рис. 2.13. Кривые малоцикловой усталости литейного жаропрочного сплава при режиме жесткого нагружения [c.35]

Для таких режимов оказалось возможным принять в качестве параметра, определяющего ход диаграмм деформирования в к-м полуцикле, величину пластической деформации в полуцикле к — 1. Это следует из рассмотрения диаграмм деформирования, полученных при симметричном жестком нагружении (см. рис. 5.6). Независимо от закона изменения температуры в цикле конечные точки диаграмм неизотермического и изотермического деформирования совпадают в координатах а — е при одинаковых значениях температуры и амплитуды пластической деформации. [c.119]

Для изготовления конструктивных элементов турбомашин используют жаропрочные сплавы [22, 75, 80, 100]. Они являются перспективными и для элементов тепловой энергетики в связи с ростом давления, температур и мощностей энергетических установок. Для изучения влияния пластичности жаропрочных материалов на сопротивление неизотермическому малоцикловому разрушению была разработана программа испытаний в условиях переменных температур (рис. 2.4). В нее включены испытания на термическую усталость без выдержки и с выдержкой при максимальной температуре (рис. 2.4, а и б) изотермические при предельных температурах термоусталостного цикла (рис. 2.4, в) неизотермические (в диапазоне температур основного термоусталостного цикла) для контрастных сочетаний режимов нагружения и нагрева (жесткий режим) при синфазном (рис. 2.4, д) и противофазном (рис. 2.4, г) циклических нагревах и нагружениях. [c.47]

Рис. 2.10. Влияние длительности выдержки и формы цикла нагружения на сопротивление малоцикловой усталости коррозионно-стойких сталей в изотермических условиях (жесткий режим) при растяжении-сжатии (сплошные линии) и циклическом изгиба (штриховые линии) [123, 124]

Таким образом, для оценки повреждаемости материала в условиях жесткого режима для изотермического и неизотермического малоцикловых нагружений необходимо учитывать влияние температуры и скорости деформирования на этапах нагружения и разгрузки, а также выдержки в полуцикле растяжения и сжатия. [c.56]

Существенно, что для характерных зон концентрации деформаций при допускаемых в элементах конструкций повторных механических и термических нагрузках циклические пластические деформации локализованы и ограничены по величине, так что при произвольном внешнем воздействии реализуется л<есткий или близкий к жесткому режим нагружения. Об этом свидетельствуют результаты расчета по числу циклов N при малоцикловом изотермическом нагружениях [17], приведенные ниже [c.114]

Для оценки неизотермической малоцикловой прочности при различных сочетаниях режимов нагрева и нагружения необходимы информация о кинетике параметров процесса циклического упруго-пластического деформирования в опасной зоне конструктивного элемента, об изменении полной (или необратимой) деформации, о накопленной деформации с числом циклов нагружения, а также кривая малоцикловой усталости, соответствующая режиму нагру-л ения и нагрева. Кривые малоцикловой усталости следует получать при длительном изотермическом и неизотермическом малоцикловом жестком нагружении с учетом температур (рис. 3.1, а), частоты (времени) деформирования (рис. 3.1, б), а также цикличности температуры (рис. 3.2). В случае режимов, обладающих максимальным повреждающим эффектом, кривые I, II (рис. 3.2) жесткого режима деформирования смещаются в область меньшего числа циклов до разрушения (появления трещины). Кроме того, требуется информация о располагаемой пластичности материала при монотонном растяжении (рис. 3.3, режимы а, б) с учетом скорости [c.125]

Так как для дюралюминия коэффициент циклического упрочнения 0 2 = 2,02 (см. табл. 2.1) и материал на втором полуцикле становится более жестким, то при изотермическом повторном нагружении максимальный прогиб пластины уменьшается. [c.341]

В этих условиях деформационные и прочностные свойства материала покрытия малоизвестны, что практически исключает возможность расчета прочности покрытия на основе метода, который предполагает знание деформационных и прочностных свойств металла во всех точках системы покрытие - основной металл. Для решения этой задачи в методике [293] используется аппарат, требующий задания по возможности минимального количества параметров. В качестве такого аппарата принята структурная модель циклически стабильного материала [31]. Существенным ее преимуществом является наличие всего лишь двух определяющих функций реологической, определяющей физические свойства подэлементов, и функции неоднородности распределения характеристик между подэлементами. Эти функции находят по результатам изотермических испытаний стандартного типа на растяжение при различных значениях температуры. Исходными данными для назначения параметров модели являются изотермические диаграммы деформирования и кривые ползучести материала в стабильных циклах. В методике использована несколько измененная структурная модель материала для исследования кинетики деформирования многослойной системы покрытие - переходная зона - основной металл. В ней приняты следующие предположения признаком разрушения лопатки считается появление трещины в покрытии покрытие в силу своей малой толщины не влияет на поле напряжений и деформаций в лопатке и по всей толщине работает в условиях жесткого нагружения при тех деформациях, которые имеет лопатка в области нанесенного покрытия используется критерий разрушения [294] [c.476]

Более подробные исследования влияния синфазных режимов неизо-термического нагружения проведены на примере сплава ХН75МБТЮ-ВД (см. рис. 2.7). Получены кривые усталости, при жестком изотермическом (700 и 860 °С) и неизотермическом синфазном и противофазном режимах в диапазонах температур 200. .. 860 °С, 200. .. 700 С и 700. .. 860 °С. Выбор диапазона температур обусловлен пониженной пластичностью сплава ХН75МБТЮ-ВД при температуре, близкой к 700 °С. При неизотермическом и противофазном режимах нагружения кривые усталости практически совпадают (точки 1 - 4, 8). Установлена зависимость долговечности при синфазном режиме неизотермического нагружения от предельной температуры цикла (точки 5 к 7). [c.32]

В соответствии с условиями циклического упругопластического деформирования проведен комплекс испытаний на малоцикловую усталость материала кольца — стали 10Х11Н20ТЗР при жестком нагружении в изотермическом (650 С) и неизотермическом (150. .. 650 °С) режимах (см. рис. 3.5, а). Для неизотермического режима моделировали синфазное сочетание циклов механического и температурного нагружения. Испьггания выполняли на программных установках с независимым нагружением и нагревом по стандартной методике [ 2, 8 ]. [c.137]

Рис. 5.1. Кривые малоцикловой усталости сплава ХН60ВТ при жестком изотермическом режиме нагружения в полных е (сплошные линии и зачерненные точки) и пластических е (штриховые линии и светлые точки) деформациях

Накопление повреждений при жестком циклическом нагружении в изотермических и неизотермических условиях. Продолжительность цикла нагружения образцов из стали Х18Н9 составляла [c.271]

Для проведения изотермических испытаний при активном нагруншнии с регистрацией диаграмм деформирования и основных механических характеристик статической прочности и пластичности материалов, а также осуществления циклических испытаний при мягком и жестком нагружении с получением диаграмм циклического деформирования и кривых усталости в Институте машиноведения используются установки собственной конструкции растяжения — сжатия механического типа с максимальной гру-зоспособностью 10 тс. Они обладают широким диапазоном скоростей перемещения активного захвата (частота циклического [c.233]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Ниже приведены результаты испытаний сплава ХН73МБТЮВД, на примере которых показана возможностБ" использования деформационно-кинетического критерия в случае термической усталости. Испытания проводили по режимам, приведенным выше были получены кривые малоцикловой усталости при изотермическом и неизотермическом нагружении по жесткому режиму, а также кривые термической усталости в циклах раз личной длительности (рис. 73). Эти зависимости необходимы для определения величины в.ходящей в уравнение (5.51). Значение Np принимают из опытов на неизотермическую малоцикловую усталость при жестком режиме нагружения, когда односторонняя деформация отсутствует. [c.131]

Непостоянство температуры в цикле проявляется при это.м не только в изменении вида петли гистерезиса (рис. 80), но и в положении ее относительно осей координат. При неизотермическом нагружении петля а—е смещена так, что энергия деформирования в полуциклах растяжения и сжатия различна, и это определяется не только эффектом Баушингера (как это имеет место при изотермическом нагружении), но и разными механическими свойствами материала при различных значениях температуры. Следствием этого является различие в величинах повреждаемости, накапливаемой в четных и нечетных полуциклах. Обычно при жестком нагружении термическими напряжениями основная доля повреждаемости накапливается при t=iш sL, т. е. в нечетных полуциклах (при действии сжимающих напряжений). Создается асимметрия цикла по товреждаемости это приводит к наличию максимума по оси N для зависимости а —N [c.140]

Кривые малоцикловой усталости получают для длительного изотермического и неизотермического малоциклового жесткого нагружения с учетом температуры t (рис. 1.8, а), частоты v (времени цикла г) деформирования (рис. 1.8, б), а также режима термомеханичес- [c.12]

Режимы неизотермического (как и изотермического) малоциклового нагружения подразделяют на жесткий, мягкий и промежуточный. При этом первые два режима принимают в качестве базовых для характеристики циклических деформационных и прочностных свойств мате-рталов. [c.26]

Рис. 2.14. Зависимость долговечности литейного жаропрочного сплава от длительности цикла 11ри изотермическом (1000° С) малоцикловом нагружении в режиме жесткого нагружения (е = 1,0%)

Кривые 3 ш 4 соответствуют неизотермическому циклу с такими же скоростями деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. Температура в пределах каждого полуцикла оставалась постоянной растяжение — 650, сжатие — 150 С и изменялась при 0 = 0. Как видно из рис. 5.13, независимо от уровня температуры в полуцикле сжатия кривые 1 и 3 практически совпадают при равных скоростях деформирования и одинаковой амплитуде необратимых деформаций. Вместе с этим был отмечен обратный эффект — влияние деформаций ползучести, развивающихся при высокой температуре, на ход кривой активного нагружения в последующем полуцикле с более низкой температурой. В этом случае в эксперименте наблюдается некоторое смещение кривой активного нагружения вниз по сравнению с неизотермическими испытаниями без выдержек. На рис. 5.14 показаны диаграммы деформирования стали Х18Н9 при неизотермическом нагружении, характерные для стабильного цикла. Нагружение осуществлялось по жесткому режиму с контролируемым законом изменения деформаций, температура изменялась в момент перехода через нуль по напряжениям от 150 до 650° С в процессе одноминутной выдержки. Кривые 1 ж 2 соответствуют циклу без выдержки, 3 и 4 — циклу с выдержкой при растяжении. Выдержка осуществлялась при 0 = onst до момента достижения заданного значения деформации. Как следует из рис. 5.14, смещение кривой 4 относительно кривой 2 составляет 10—15%. Отмеченное влияние деформаций ползучести при высокой температуре на активное нагружение при более низкой температуре может быть описано, как уже указывалось выше для изотермического случая, с использованием подходов, изложенных в главах 6, 7. [c.126]

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]

Рис. 2.9, Влияние времени выдержки на малоцикловую долговечность аустенитной коррозионно-стойкой стали в изотермических y jjoBHHx (жесткий режим) в аавиеи-мости от режимов нагружения (А, Б, В), 7 =650°С

Анализ уравнения (2.19) показывает, что влияние неизотермич-ности и снижения длительной пластичности материалов при мало-цлкловом изотермическом и неизотермическом нагружении можно учесть введением в критериальные уравнения длительности цикла или частоты нагружения. Это направление развито в работах С. В. Серенсена, Ю. Ф. Баландина, Л. Коффина и др. При малоцикловом жестком нагружении при высоких постоянных температурах и различных частотах, когда роль временных эффектов становится заметной, данные испытаний образуют единую кривую усталости в координатах пластическая деформация ер — приведенное число циклов до разрушения [90] [c.71]

С. В. Сервисен и В. М. Филатов изучали закономерности формирования предельного сстояния материалов при малоцикловом изотермическом и неизотермическом нагружениях применительно к жесткому режиму циклического деформирования, реализующихся, как правило, в местах повышенной механической нагруженности и максимальных температурных градиентов элементов конструкций при перегрузках различной интенсивности в эксплуатации. Испытания в условиях циклического растяжения-сжатия проводили при нестационарном блочном нагружении при многократном чередовании в основном двухступенчатых блоков (с различными длительностями ступеней) изменения циклических деформаций. Оценивали степень соответствия результатов испытания основному соотношению суммирования усталостных повреждений [c.191]

Рассмотрим изотермическое несимметричное циклическое нагружение, заданное деформациями (жесткий цикл). Начальные распределения упругих деформаций, отвечающие крайним точкам полуцикла, иллюстрируются эпюрами Эг (рис. 3.22, сплош- ные утолщенные линии). Обратим внимание на условия работы подэлемента, характеризующегося значением г При деформациях, близких к максимальному значению е = этот подэлемент находится в состоянии релаксации ( ( a)/ > Л1), в то время как в противоположном конце полуцикла при е —> он деформируется лишь упруго. Такая ситуация, которую можно определить как несимметрию в условиях деформирования, охватывает часть под-злементов она будет приводить к своеобразной приспособляемости в масштабе элементарного объема. аЧаксимальные напряжения в отмеченной группе подэлементов будут постепенно падать и, поскольку амплитуда напряжений сохраняется постоянной, это будет приводить к соответствующему уменьшению минимального напряжения, т. е. сползать будет весь цикл. У полностью приспособившихся , в дальнейшем деформируемых упруго подэлементов = [c.68]

Рис. 14. Циклические напряжения и деформации при изотермическом и ыеизотер-мическом жестком нагружении стали 22 К

Рис. Зв. Кривые усталости при изотермическом и неизотермичсском жестком нагружении для стали

Для оценки влияния формы цикла нагружения были проведены малоцикловые испытания стали Х18Н10Т при изотермическом нагреве до 650° С с различной формой цикла нагружения одночастотное (частота 1 цикл/мин), с выдержками т = 5 мин на экстремальных уровнях нагрузки в цикле без наложения и с наложением нагрузки второй частоты (сГд = 6,5 и 3 кгс/мм , соотношения частот 1 80 и 1 18 ООО) в режимах мягкого и жесткого нагружений. [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...