Ползучесть циклическая 215, 270272 — Деформации

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружений. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения — накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально исследовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины. [c.274]

При относительно небольших временах выдержки и числах циклов (что соответствует небольшим накопленным временам до 30— 50 час) в силу процессов деформационного старения стали типа 18-8 наблюдается уменьшение циклических пластических деформаций (см. рис. 9) и увеличение сопротивления этим деформациям (рис. 10 и И). С накоплением суммарного времени деформирования начинает проявляться роль циклических деформаций ползучести, и сопротивление неупругим деформациям уменьшается. Следствием этого является уменьшение сопротивления разрушению при мягком нагружении по сравнению с жестким для одинаковых деформаций пулевого полуцикла (см. рис. 4 и 6). [c.111]

Возникновение упругопластических деформаций в зоне концентрации при указанном номинальном напряжении в начале нагружения (т < 0,5 час) приводит к увеличению коэффициента концентрации деформаций к[ примерно на 80 % и снижению коэффициента концентрации напряжений на 50%. При увеличении времени выдержки до 10 час дополнительное повышение к и снижение к составляет около 35%. При длительном циклическом нагружении в условиях концентрации напрян ений в связи с возникновением деформаций ползучести местные деформации с накоплением числа циклов увеличиваются, а местные напряжения уменьшаются. Это приводит к тому, что номинальные разрушающие напряжения и деформации с увеличением числа циклов уменьшаются непропорционально теоретическим коэффициентам концентрации, а отношения эффективных коэффициентов концентрации к теоретическим с уменьшением числа циклов увеличиваются [16, 57, 58]. [c.112]

В тонкостенной оболочке, ограниченной жесткими фланцами, зоной концентрации напряжений является место сопряжения оболочки с фланцами (рис. 1.3). Проанализируем долговечность элемента на основании деформационно-кинетического критерия прочности. Применение деформационных критериев для оценки несущей способности и прогнозирования ресурса элементов конструкции, работающих nj i периодической нагрузке, основано на анализе кинетики деформированного состояния и закономерностях изменения циклических деформаций и деформаций ползучести в зоне концентрации и в мембранной зоне. [c.7]

Чтобы учесть при определении циклических деформаций временные эффекты, характерные для этапов длительных выдержек при постоянной нагрузке, в соответствии с принятой для инженерных расчетов теорией старения, необходимо изучить ползучесть при соответствующих температурах и получить изохронные кривые деформирования, параметры которых зависят в общем случае от истории циклического упругопластического деформирования. [c.218]

Однако при рассмотрении из.менения активных составляющих циклической пластической деформации бд (рис. 4.26, в) видно, что разница в их абсолютных значениях для обеих форм циклов сравнительно невелика, т. е. существенное отличие величины и характера изменения общей циклической пластической деформации при двухчастотном режиме (рис. 4.26, а) обусловлено в основном проявлением циклической ползучести в течение выдержки. Сопоставление развития циклических деформаций в рассматриваемых условиях и при i = 450° С (см. рис. 4.24), когда проявление ползучести незначительно, показывает, что основную величину ширины петли гистерезиса в последнем случае составляет деформация бд активного нагружения, а деформация е х не превышает 0,1—0,2%. Вместе с этим и характер изменения циклической [c.94]

Зависимость степени снижения числа циклов до разрушения от стесненной деформации объясняется тем, что пластическая деформация при длительной термической усталости состоит из кратковременной циклической деформации и накапливаемой при длительных выдержках деформации ползучести. Если первая состав- [c.40]

Максимальное повышение долговечности в условиях ползучести происходит лишь при числе предварительных циклов, составляющем примерно 10% числа циклов до разрушения. С дальнейшим увеличением числа предварительных циклических деформаций время до разрушения приближается к исходному, при этом происходит значительное непрерывное уменьшение длительной пластичности. Вследствие активизации процесса меж-зеренной ползучести разрушение носит интеркристаллитный характер. [c.86]

Из описанных выше результатов можно сделать следующие выводы разрушение при ползучести обусловлено деформацией ползучести при циклических переменных напряжениях скорость ползучести отличается от скорости ползучести при постоянном напряжении время до разрушения также изменяется в соответ- 134 [c.134]

Таким образом, при циклической деформации с такой высокой скоростью, при которой не происходит в достаточной степени ползучести даже при высокой температуре, наблюдаются такие же полосы скольжения, как и при низкой температуре. Можно считать, что даже при высокотемпературной усталости не зависящая от времени пластическая деформация обусловливается скольжением дислокаций. [c.203]

Таким образом, пластическая деформация при цикле нагружения рс вызывает внутренний скачок деформации в направлении растяжения. В результате этого происходит разрушение, трещина образуется в объеме образца, разрушение развивается из внутренней зоны, поэтому влияние атмосферы отсутствует. При цикле нагружения ср деформация ползучести также вызывает скачок деформации в направлении растяжения внутри образца в большом количестве образуются зернограничные трещины, поэтому и в этом случае влияние атмосферы отсутствует. В отличие от этого при испытаниях о. рр м сс циклами нагружения деформация одинакового Вида возникает и при растяжении, и при сжатии, поэтому возможность обратимой циклической деформации очень большая. В этом случае повреждения накапливаются на поверхности образца с малой степенью сложного напряженного состояния, поэтому легко проявляется влияние атмосферы. [c.243]

Ползучесть циклическая 215, 270— 272 — Деформации 243—245 [c.450]

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]

К разрушениям второго типа, которые могут происходить также при различных схемах нагружения, следует отнести разрушения, для которых критические параметры существенно зависят от времени нагружения в том или ином виде. Типичным примером является разрушение, получившее в литературе название разрушение при взаимодействии ползучести и усталости [240, 341] при циклическом нагружении в определенном температурном интервале долговечность при одной и той же амплитуде деформации зависит от скорости деформирования, значительно уменьшаясь при малых эффективных скоростях деформирования, в частности при циклировании с выдержками. На стадии развития усталостного повреждения также известны многочисленные экспериментальные данные о влиянии частоты нагружения в определенных условиях, особенно в коррозионной среде, на скорость роста усталостных трещин [199, 240, 310, [c.150]

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]

За последние десятилетия в физике твердого тела получило широкое распространение представление о несовершенствах кристаллической решетки, называемых дислокациями. Этим несовершенствам приписывается основная роль при объяснении ряда особенностей поведения реальных кристаллов. Механизм пластической деформации, ползучести, разрушения, рассеяния энергии при циклическом деформировании связываются большинством современных авторов с перемещением дислокаций внутри кристалла. Дислокационные представления используются также для объяснения механизма роста кристалла. Возможные дефекты кристаллической решетки не ограничиваются, конечно, одними дислокациями этим термином называются дефекты особого рода, обладающие совершенно определенными свойствами. Однако дислокационные представления, как оказалось, имеют настолько общий характер, что на их основе можно построить очень большое количество разного рода моделей, объясняющих те или иные свойства реального кристалла, и выбрать из этих моделей те, которые наилучшим образом отвечают опытным данным. [c.453]

При симметричном нагружении сплавов выше их предела упругости может происходить накопление односторонних пластических деформаций, в результате которого возникает разрушение, близкое по внешним признакам к статическому. Направленное пластическое деформирование под действием повторно-переменных нагрузок называют циклической ползучестью, а разрушение—квазистатическим. Наиболее рельефно процессы циклической ползучести наблюдаются при пульсирующем растяжении R — 0). [c.96]

На рис. 56 приведены типичные кривые малоцикловой усталости сплава ОТ4, полученные при пульсирующем растяжении с частотой 2 цикл/мин. На участке I образцы не разрушаются, т.е. разрушение происходит или при статическом нагружении, или после числа циклов, соответствующих участку II. На участке II разрушение происходит вследствие исчерпания пластичности в результате протекающей здесь циклической ползучести. Предельная пластичность при разрушении f на этом участке равна или превышает таковую при статическом растяжении 6,. . Повышение предельной пластичности при разрушении вследствие циклической ползучести связано, вероятно, с меньшей неоднородностью деформации при циклическом нагружении по сравнению со статическим. Для участка III характерно усталостное разрушение, которое может происходить на фоне развитых односторонних деформаций (а и Л/р, — напряжения и соответствующие им долговечности, при которых происходит переход от квазистатического к усталостному разрушению). По виду кривые циклической ползучести при квазистатическом разрушении аналогичны кривым ползучести при статическом нагружении. Как и при статической ползучести, кривые циклической ползучести имеют [c.96]

С другой стороны, при выборе эксплуатационного цикла не следует принимать значения длительности, близкие к наиболее повреждающему циклу, так как в этом случае ресурс работы изделия будет сокращен. Причина такого влияния цикла малой длительности, в котором выдержка составляет минуты, заключается в кинетике релаксационного процесса, происходящего в течение выдержки. Характер изменения термонапряжений в процессе релаксации существенно различен в течение выдержки основная релаксация напряжений, развитие деформации ползучести (а следовательно, и повреждаемости) происходят именно в первые минуты процесса выдержки. Цикл без выдержки при /max не содержит деформации ползучести (если не считать кратковременную ползучесть, развивающуюся в процессе нагружения до выхода на /max) циклу с выдержкой 10— 15 мин соответствует деформация ползучести, несущественно превышающая деформацию при Тв=1- 5 мин, а длительность нагружения во втором случае значительно больше. Таким образом, при термонагружении циклами малой длительности быстро возрастают и число циклов и циклическая деформация ползучести, что и обусловливает минимальное время до разрушения [c.79]

Как показывают экспериментальные данные, при наличии в цикле выдержэк, как и в случае термоусталостного нагружения, наблюдается весьма существенное изменение напряжений и деформаций, причем накопленная деформация может превышать заданный размах А (см. схему на рис. 8) в два-три раза и более. На рис. 7 привэдены значения размахов суммарных циклических деформаций е , включающих деформацию ползучести в цикле с вы- [c.93]

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7, в), превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластической зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении. [c.11]

При установленных по уравнению (1.8) значениях Ка и по уравнению (1.7) определяются местные напряжения и деформации д.чя исходного (статического) и циклического нагружений эти данные позволяют охарактеризовать амплитуды ёц местных упругопластических деформаций и соответствующие им значения коэффициентов асимметрии цикла. Для заданной формы цикла с использованием деформационных критериев разрушения определяется число циклов Мд до образования макротрещины (рис. 1.3, а). При нормальных и умеренных температурах, когда температурно-временные эффекты не проявляются (кривая Тд на рис. 1.3, а, соответствующая кратковременным испытаниям со временем т ), разрушающие амплитуды деформаций ёа получаются выше, чем при возникновении статических и циклических деформаций ползучести при высоких температурах (кривая т на рис. 1.3, а, соответствующая эксплуатационному времени нагружения т ). Введение запасов по числу циклов и по разручнаю-щим амплитудам деформаций позволяет построить кривые допускаемых амплитуд деформаций [ва] и чисел циклов [Л ц]. Для построения кривых на рис. 1.3, а в первом приближении молено использовать результаты базовых экспериментов (см. рис. 1.2) при длительном статическом нагружении — предельные разрушающие напряжения a(,t и пластичность (определяемую через относительное сужение ф(,т)- При этолг следует учитывать (рис. 1.3, в), что изменение во времени величины о т зависит от типа металла и степени его легирования (например, никелем, хромом, молибденом и другими элементами) в меньшей степени, чем величины ё г- [c.14]

Из-за подключения процессов ползучести характер кривой "циклическое напряжение - циклическая деформация" начинает зависеть от времени. При низкой частоте нагружения циклические напряжения оказываются ниже из-за более низкой скорости деформации и развития процессов динамического возврата. Рост длительности цикла создает возможность для статического возврата дислокационной структуры, а также для огрубления выделений зг -фазы. В поликристалли-ческом состоянии становятся важными процессы повреждения, связанные с образованием пор по границам зерен сплава. [c.344]

При оценке прочности и ресурса элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения при переменных температурах и сложнонапряженном состоянии, возникают две связанные задачи определение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций при работе материала максимально нагруженных зон за пределами упругости, когда развиты упру-гонластические деформации и деформации ползучести, и на базе полученной информации оценка запасов прочности и долговечности при малоцикловом неизотермическом нагружении. Характер протекания процесса деформирования за пределами упругости и циклические деформации, определяющие формирование предельного состояния материала, зависят от режима термосилового воздействия на деталь и параметров термомеханической нагруженности максимальная температура, градиент температур, длительность и форма термического и силового циклов нагружения и др.), а также сочетания нестационарных режимов нагружения в период эксплуатации изделия. [c.11]

Оценивая влияние ползучести при длительном малоцикловом нагружении, следует отметить следующее. Для случаев и условий нагружения, когда уровень номинальных напряжений заметно ниже предела текучести конструкционного материала, причем основные объемы материала конструкции работают в упругой области, а процессы пластического деформирования и ползучести протекают в основном в Донах максимальной напряженности, долговечность снижается в 2—3 раза за счет увеличения максимальных циклических деформаций в связи с ползучестью в зонах концентрации. Основное влияние на долговечность (сиил<ается в 10 раз и более), ви- [c.210]

Таким образом, циклическая деформация, обусловливающая высокотемпературную усталость, имеет характерную особенность, связанную с образованием субструктуры, как и однонаправленная деформация, т. е. ползучесть. Другим характерным видом деформации при высокотемпературной усталости является зернограничная деформация. На микрофотографиях (рис. 6.4) видны границы зерен на поверхности цилиндрического образца из свинца, наблюдаемые при высокотемпературной (0,57, ) усталости при циклическом скручивании. Границы зерен перемещаются таким образом, что совпадают с направлением максимальных напряжений сдвига, возникающих при циклической деформации, при этом образуются прямоугольные четырехгранные кристаллические зерна. [c.197]

Тот факт, что границы зерен служат источниками высокотемпературного усталостного разрушения, является одной из характерных особенностей высокотемпературного разрушения вообще, сходной с закономерностями высокотемпературной ползучести. Однако высокотемпературное усталостное разрушение не всегда является ннтеркристаллит-ным, доминирует циклическая деформация, обусловленная движением дислокаций. При образовании узких полос скольжения возникают трещины от таких же выступов и впадин, как и при усталости при комнатной температуре. На рис. 6.14 показаны выступы, наблюдаемые на поверхности образца из сплава Udimet 500 (см. табл. 1.4) при малоцикловой усталости при 815 °С такой выступ служит источником образования трещины. [c.205]

В связи с этим вид разрушения при циклической деформации различен — соответственно транскристаллитное и интеркристаллитное разрушение, при этом различается и усталостная долговечность. При циклическом нагружении, соответствующем пластической деформации, возникает петля гистерезиса напряжение — деформация, показанная на рис. 6.63, а. При циклическом нагружении, вызывающем деформацию ползучести, петля гистерезиса соответствует приведенной на рис. 6.63, 6. Каждой из указанных диаграмм усталостной долговечности соответствует зависимость Аерр — yVpp [c.241]

Соотношение Аврр — Afp получают в результате испытаний на усталость с циклом нагружения быстро—быстро с высокой частотой, при которой в процессе циклической деформации не происходит ползучести. Это соотношение описывается уравнением Мансона—Коффина [c.241]

Помимо двух указанных видов циклической деформации можно рассмотреть еще два типичных вида. Это, во-первых, несимметричный цикл деформации, обусловленный тем, что деформация в направлении растяжения является пластической деформация в направлении сжатия вызвана ползучестью. Схема петли гистерезиса при таком нагружении показана на рис. 6.63, в. Если принять, что амплитуда неупругой деформации этой петли равна Дбрс, то соотношение между ней и усталостной долговечностью Npa (рис. 6.63, ж) выражается уравнением [c.242]

На рис. 7.13 сравнивают циклическую диаграмму напряжение—деформация для нержавеющей стали 304 (см, рис. 6.47 и 6.48) с соответствуюш,ей диаграммой при однонаправленном растяжении. Циклическая диаграмма получена при знакопеременном растяжении—сжатии. Поведение материала относительно возникновения скачков деформации неясно. Кроме того, скорость деформации в экспериментах была постоянной (4- 10 ), на результаты испытаний оказывали совместное влияние и пластическая деформация еР и деформация ползучести е°. Следовательно, использование указанных данных по циклической деформации для определения приведенного выше обобщенного уравнения (7.12) необоснованно. Для решения указанной задачи необходимо провести испытания на циклическую деформацию при условиях, обеспечивающих возможность теоретического анализа. [c.262]

I подэлементов изменений не произошло, она по-прежнему испытывает циклическую симметричную неупругую деформацию. В примыкающей к ней группе Г цикл стал симметричным за счет ползучести неупругая деформация за цикл здесь меньше, чем в подэле-ментах группы I, так как относительные напряжения ниже, чем (ё, Т). [c.69]

Впервые Фохт приписал силам внутреннего трения вязкий характер (г = Ее + г]е, 1] — коэффициент вязкости материала. При циклических деформациях модель Фохта обнаруживает различие графиков нагрузки-разгрузки в осях (т,е). Это явление, присущее всем реальным телам, называется гистерезисом. Модель Фохта описывает и свойство ползучести — при постоянной Нс1грузке Происходит увеличение деформации. Однако она не в состоянии отобразить релаксацию — важное свойство тел, со- [c.262]

Следует заметить, что термины циклическая ползучесть и циклическая релаксация несколько перегружены. Так называют процессы, различающиеся как условиями, так и механизмами, в соответствии с которыми они реализуются, — в частности, процессы, происходящие при циклических выдержках в одном или обоих полуциклах, при которых поддерживается постоянным напряжение (циклическая ползучесть) или деформация (циклическая релаксация). Последнюю также определяют как релаксацию с периодическим восстановлением начального на пряжения (или с повторными подтягами). [c.26]

Таким образом, параметром упрочнения является деформация ползучести, накопленная только в данном полуцикле. Дополнительно к этому функция >у,(А, , ) отражает изотропное упрочнение, связанное с накапливающейся при росте числа циклов циклической составляющей X (А4.22). Функция S2(k отражает лияние на ползучесть пластической деформации в предыдущем в Текущем полуцикле. То и другое влияние относится только к Рвь1м стадиям ползучести в полуцикле. [c.141]

В тяжелых весах в основном применяют открытые призмы. В этом случае h/j 1. Следует отметить,что принимаемый уровень напряжений в рычагах не превыщает I Стд кгс/см = 100 МПа для стальных рычагов, хотя из условия прочности эти напряжения можно было бы увеличить в 1,6 — 1,8 раза. Для решения вопроса о возможности компенсации погрешности, возникающей вследствие деформации рычагов, определим ее случайную составляющую. Источником случайной погрешности являются упругие несовершенства рычагов (последействие, ползучесть, внутреннее трение), приводящие к уходу нуля и появлению петли гистерезиса при нагрузке-разгрузке ВУ. Рассмотрим задачу определения погрешности вследствие внутреннего трения. Как известно, внутреннее трение определяется из энергетических условий и представляет собой отношение необратимо поглощенной телом за один цикл части энергии циклических деформаций к потенциальной энергии тела, которая соответствует амплитуде деформаций за тот же цикл. Графически это может быть представлено как отношение площади петли гистерезиса к площади треугольника ОАС (рис. 16), равное коэффициенту поглощения ф. Форма петли гистерезиса при циклической деформации может быть достаточно точно аппроксимирована уравнением эллипса. Рассматривая петлю гистерезиса в безразмерных координатах Р/РтахИ ///max,где / и /т ах — текущая и максимальная деформации, определим ф [c.42]

Релаксация напряжений в процессе выдержки при тм не только обусловливает образующиеся циклические деформации ползучести, но и сопровождается увеличением размаха неупругих деформаций. (Отсутствие изменений Ле в этих условиях реализуется только в равномерно нагретом образце при абсо-лютно жестком его закреплении). Указанные особенности деформирования образцов в испытаниях с выдержками при mtx (расширение петли и образование односторонних деформаций растяжения в центральной части) должны вызывать уменьшение долговечности образцов, испытываемых при Лс > Слш + Спцг, по сравнению с долговечностью в испытаниях без выдержки, как это и наблюдается в экспериментах. [c.194]

Испытание проводили на машинах АИМА-5-2 использовали цилиндрические образцы из сплава ХН55МВЦ диаметром 7 мм и длиной рабочей части 70 мм [185]. Удлинение и соответственно деформацию образца измеряли с помощью индикаторов часового типа И410МН с ценой деления 0,01 мм. Экспериментально определяли кривые ползучести при 7 = 900°С в случае стационарного а = 14 и 20 МПа (рис. 1.5, режим 1) и нестационарного— циклического—(рис. 1.5, режим 2) нагружения по следующему режиму нагружение о = 20 МПа в течение 25 ч, разгрузка до а = 0, отдых 50 ч (а = 0). Эксперименты показали, что в процессе отдыха наблюдается обратная ползучесть при нагружении (а = 20 МПа) кривые ползучести практически идентичны, т. е. не зависят от номера цикла и повторяют начало первой стадии (рис. 1.5, кривая 2). Автомодельность кривых ползучести при периодическом нагружении, по всей видимо- [c.33]

На рис. 1.6 для сравнения представлены кривые ползучести при статическам и ступенчатом нагружениях, рассчитанные по различным теориям ползучести. Из рисунка видно, что лучшее описание процесса ползучести при нестационарном нагружении дает теория анизотропного упрочнения. В случае циклического нагружения материала, работающего при высоких температурах, теория изотропного упрочнения (обычно именуемая просто теорией упрочнения) будет давать заниженные значения накопленной деформации ползучести (при расчете по теории упрочнения использовали зависимость Sf = где и гпс — эмпирические константы). [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...