Прочность — Оценка при циклическом

Прочность — Оценка при циклическом нагружении 268 — Пределы 32, 35, 394 [c.451]

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]

Для оценки прочности при циклически изменяющихся напряжениях необходимы экспериментальные данные о характеристиках усталости материала в форме кривых усталости, функций статистического распределения их параметров, коэффициентов, описывающих изменение этих параметров в связи с неоднородностью напряженного состояния, абсолютными размерами элементов конструкций, их технологическим упрочнением и влиянием среды. Эти данные получают испытанием на усталость лабораторных образцов, моделей и элементов П 163 [c.163]

Отмечаемое обстоятельство более интенсивного изменения располагаемой пластичности в условиях испытаний на ползучесть может быть использовано для получения в переходной области данных, идущих в запас при оценке длительной циклической прочности (см. рис. 1.2.2, а, точки 1). [c.24]

Поскольку при циклическом упругопластическом деформировании отсутствует выраженная кинетика деформированного состояния сильфонных компенсаторов, оценку прочности таких конструкций можно производить с учетом данных о прочности материала в условиях жесткого нагружения. [c.181]

Имеется ряд работ в упругой постановке задачи о деформировании различного типа компенсаторов с введением ряда упрощающих допущений, а также решение численными методами с использованием ЭВМ [9, 12, 13, 15, 31, 33, 82, 121, 122, 169, 176]. В настоящее время получены решения и циклической задачи об упругопластическом деформировании компенсатора [53, 55, 140]. Вместе с тем для инженерной практики оценки малоцикловой прочности компенсаторов, работающих при нормальных и умеренных температурах, достаточными могут оказаться расчеты упругопластических задач циклического нагружения компенсаторов с использованием упрощенных схем решения. [c.184]

Согласно данным работы [39] при циклическом деформировании компенсаторов в условиях постоянства максимальных перемещений кинетика деформированного состояния не проявляется и, следовательно, в первом приближении можно принять, что она отсутствует также и для металлических рукавов. Отмеченное постоянство размаха упругопластических деформаций в процессе циклического деформирования металлорукава дает возможность использовать данные о характеристиках разрушения материала, полученных в условиях жесткого нагружения, для оценки малоцикловой прочности конструкции. [c.192]

Шнейдерович Р. М., Гусенков А, П. Деформационно-кинетические подходы к оценке длительной циклической прочности.— Матер, симп. по малоцикловой усталости при повышенных температурах, вып. III. Челябинск, ЧПИ, 1974. [c.289]

Особую остроту приобретает вопрос о критериях оценки поведения чугуна с шаровидным графитом в условиях ударной нагрузки. Можно считать очевидным, что ударная вязкость — сила сопротивлению разрушению при однократно приложенной ударной нагрузке — не выявляет особенностей чугуна и не дает количественной характеристики, которую можно было бы использовать при расчетах на прочность. Между тем повышенная циклическая вязкость дает основание считать, что циклическая нагрузка воспринимается большим объемом металла, в результате чего повышается надежность работы чугуна но сравнению со сталью. Эти положения проверены и подтверждены ЦНИИТМАШем на установке для испытаний ударно-циклической прочности материалов [261]. [c.208]

По данным ряда исследований [20], [21 ], надежность работы при высоких температурах сварных соединений разнородных сталей (аустенитной с перлитной или хромистой) наиболее полно выявляется в условиях их испытания на длительную прочность при циклических изменениях температуры. Указанные испытания являются необходимыми в первую очередь для оценки работоспособности узлов транспортных установок, имеющих большое число пусков. [c.23]

В первом приближении, идущем в запас при расчетах длительной циклической прочности, время т при оценках Ов , и 115(11 принимают равным времени работы рассматриваемого элемента при температурах выше 350° С для низколегированных сталей и выше 450° С для аустенитных нержавеющих сталей. При этом также предполагается, что накопление циклических повреждений происходит в конце времени т, когда характеристики прочности и пластичности принимают минимальное значение. [c.39]

Сложная конструктивная форма, неоднородность механических характеристик металла в различных зонах и наличие остаточных напряжений существенно затрудняют расчетное определение малоцикловой прочности сварных соединений. Поэтому для изучения действительной работы сварных соединений при циклическом упругопластическом деформировании и оценки их долговечности целесообразно проведение испытаний крупномасштабных фрагментов тех зон оболочки, в которых зарождение разрушения наиболее вероятно. Форма образцов и способы их нагружения должны быть максимально приближены к реальным условиям и должны [c.141]

Особенности оценки длительной циклической прочности элементов конструкций из алюминиевых сплавов при температурах до 200° С и из жаропрочных сплавов при температурах до 950° С изложены выше, в гл. 4 и 5. [c.245]

Для оценки прочности и несущей способности элементов конструкций и деталей машин при циклических силовых и температурных эксплуатационных нагрузках необходим анализ их напряженных, деформированных и предельных состояний, закономерностей накопления повреждений и разрушения в процессе эксплуатации (см. гл. 1). Предельные состояния по образованию трещин [c.252]

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]

Как известно, многие детали в рабочих условиях находятся под действием асимметричного циклического напряжения. Для оценки прочности сталей, работающих при асимметричном цикле нагружения, как правило, эксперименты проводятся при постоянном среднем напряжении цикла. Однако в эксплуатации среднее [c.73]

Для оценки запаса прочности в этом случае надо применить изложенные ранее положения теории концентрации напряжений к результатам исследования разрушения при циклически изменяющемся многоосном напряженном состоянии, описанного в разд. 7.11—7.13. Анализируя состояния стержня с выточкой, изображенного на рис. 12.18, нетрудно видеть, что опасные точки как при действии циклически изменяющейся растягивающей силы, так и при действии циклически изменяющегося крутящего момента располагаются по всей окружности у основания выточки. Взяв какую-нибудь типичную опасную точку у вершины выточки, заметим, что на элементарный объем в этой точке будет действовать растягивающее напряжение о и напряжение от кручения показанные на рис. 12.18, причем каждое из этих напряжений должно определяться с учетом соответствующего коэффициента концентрации напряжений. [c.423]

Корпуса современных энергетических установок [1—3] представляют собой ответственные и сложные конструкции, к надежной работе которых предъявляются специальные требования. В соответствии с нормами [4] оценка их прочности проводится по таким предельным состояниям, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению, появление макротрещин при циклическом нагружении, разрушение (вязкое и хрупкое) и др. При проведении поверочного расчета, позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции и определить допускаемое число циклов нагружения и ресурс эксплуатации. Напряжения рассчитываются, как правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. При этом для удобства выполнения расчетов, принятых в инженерной практике, вместо упруго-пластических деформаций рассматриваются условные упругие напряжения, равные произведению этих деформаций на модуль упругости [4]. [c.75]

Нормативные методы расчета на прочность сосудов высокого давления, которые работают при температурах, не вызывающих ползучести материала, основаны на принципах оценки по предельным состояниям (вязкому разрушению, охвату всего сечения элемента сосуда пластической деформацией, возникновению макротрещин при циклическом нагружении). Толщины элементов рассчитывают по предельным нагрузкам, соответствующим предельным состояниям вязкому разрушению или пластической деформации по сечению элемента (ОСТ 26 104 87). При расчете по методу предельных нагрузок расчетное давление р принимают в щ или раз меньше значений р., или р (где р , Рв - давление, при котором вся стенка элемента соответственно переходит в пластическое состояние или разрушается tij, п - коэффициент запаса статической прочности соответственно по р-, или р ). [c.779]

При повышении надежности оценки пределов выносливости обеспечивается возможность более полного использования резерва прочности и снижения материалоемкости циклически нагруженных объектов. [c.323]

Анализ результатов испытаний показал, что при циклически изменяющихся температурах зависимости долговечности от напряжения близки к линейным (в логарифмических координатах). Между расчетными значениями, определенными по деформационному критерию, и экспериментальными данными имеется удовлетворительное соответствие среднеквадратичные отклонения по времени до разрушения составляют примерно 20 %, по длительной прочности — 2 %. Влияния частоты циклических изменений температуры (в пределах от 5,7 10 до 3 цикл / мин) не обнаружено. Однако при температурных режимах, вызывающих изменение структуры металла, использование для оценки долговечности гипотезы линейного суммирования повреждений Может привести к значительным ошибкам. [c.97]

В связи с развитием методов и средств обнаружения и измерения возникающих и развивающихся тре-, щин в элементах конструкций представляется целесообразным дать оценку их несущей способности в зависимости от стадии разрушения. Такая оценка должна основываться на закономерностях развития трещин при циклическом нагружении, установленных методами механики разрушения при рассмотрении предельных состояний, соответствующих росту трещин до критических размеров. Запас прочности в этом случае рассматривается в ресурсном смысле, как отношение времени или числа циклов, необходимых для достижения предельного состояния, к времени или числу циклов, нарабатываемому за время службы, т. с. Пх или rij . Закономерности развития трещин при циклическом и длительном статическом нагружении выражаются через значения интенсивности напряжений Ki (см. гл. 5). Последняя зависит от размеров трещин и условий нагружения, а также от параметров уравнений, описывающих механические свойства материала. Эти параметры зависят от температуры и изменения состояния материалов в процессе службы. [c.8]

Подчеркнем еще раз общность критерия (5.39), возможность его использования в случае сложного нагружения любого вида. В частности, критерий (5.39) может быть применен для оценки длительной прочности при циклическом нагружении (усталость). [c.159]

Таким образом, как следует из рассмотренных выше данных, рассредоточенное образование микро- и макротрещин при циклическом упругопластическом деформировании может быть связано со структурной неоднородностью материала, обусловливающей, в свою очередь, неоднородность развития местных циклических деформаций на различных его участках, величины которых подчиняются нормальному закону распределения. Для учета этой структурной неоднородности материала при оценке циклической прочности образцов и элементов конструкций вводятся коэффициенты неоднородности циклической и односторонне накопленной деформаций, определяемые по статистическим параметрам распределения соответствующих величин или другим косвенным методом, в качестве которого, например, может служить метод большого числа измерений микротвердости. Использование указанных коэффициентов в критериальных зависимостях для расчета долговечности в области малоцикловой усталости вместе со средними значениями деформационных характеристик дает возможность определить число циклов до появления отдельных трещин, а также проследить за образованием магистральной трещины, приводящей к окончательному разрушению, что подтверждается и экспериментально. [c.48]

Характеристики прочности, пластичности и твердости определяют при постепенно возрастающих нагрузках, они служат для оценки статической прочности материала, Выносливость определяют при циклически меняющихся нагрузках, по ней судят о работоспособности материала при переменных напряжениях. [c.17]

Для оценки прочности, особенно при циклических нагружениях, важное значение имеет теоретический коэффициент концентрации деформаций [c.548]

XXV съездом Коммунистической партии Советского Союза поставлена задача ускорить темпы научно-технического прогресса, решительно улучшить качество всех видов выпускаемой продукции, повысить. эф( ктивность использования материальных ресурсов, всемерно снижать материалоемкость продукции. Применение прогрессивных конструкторских решений и технологических процессов требует более глубокой и комплексной оценки свойств материалов, в том числе прочности их при циклической нагрузке. Этому направлению исследований отвечает настоящее справочное руководство по методике усталостных испытаний. [c.7]

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах. [c.2]

Для проведения расчетной оценки длительной циклической прочности компенсатора необходимо располагать данными о характеристиках прочности конструкционных материалов и на этой основе выполнять расчет долговечности путем сопоставления величин циклических деформаций в наиболее нагруженных зонах конструкции с разрушаюЕцими деформациями, полученными при испытании образцов. Сопоставление должно производиться в инвариантных к типу напряженного состояния деформациях, причем в исследовании [123] используются интенсивности указанных величин (формулы (4.3.4)). [c.205]

Зацаринный В, В., Гусенков А. П. Методика оценки длительной циклической прочности при испытаниях с выдержками на установках без следящей системы нагружения.— Заводская лаборатория, 1974, № 3. [c.282]

В настоящей работе рассматриваются результаты применения феррозондового метода контроля для оценки усталостной прочности ряда сталей бурильных труб ( Д , К , Е , Е М ) с учетом напряженного состояния, возникающего в процессе эксплуатации, а также закономерности усталостной повреждаемости. Фер-розондовый метод контроля использован также для оценки характеристик циклической вязкости разрушения материала на цилиндрических образцах с развитием односторонней трещины усталости при изгибе с вращением. [c.107]

А. П. Гусенков, В. В. Зацаринный. Методика оценки длительной циклической прочности при испытаниях с выдержками на установках бее следящей системы нагружения.— Зав. лабор., 1974, № 3. [c.60]

Для оценки прочности элементов конструкций при неизотермическом малоцикловом нагружении в соответствии с критериальным соотношением (1.4) необходима информация о кинетике параметров процесса циклического упругопластического деформирования в условиях проявления временньк эффектов в опасной зоне конструктивного элемента. Необходимы данные об изменении полной или необратимой деформации, о накоплении деформаций с увеличением числа циклов нагружения, а также кривая малоцикловой усталости соответствующего режима нагружения и нагрева. [c.12]

В связи с этими данными для инженерной оценки прочности и долговечности при длительном нагружении можно использовать приведенные выше уравнения (2.2), (2.3), (2.5), (2.6), (2.10) — (2.13), если в них характеристики кратковременных механических свойств Оь, г 5 , г1зь заменить на характеристики длительной прочности 0вт и пластичности г )вт - Для аустенитных нержавеющих сталей, обладающих сравнительно низким отношением Оо.г/Ств, расчет сопротивления длительному циклическому разрушению можно проводить на основе уравнений (2.2), (2.3), (2.10) и (2.11) с использованием характеристик овх и Для этих сталей накоплен значительный экспериментальный материал о характеристиках длительной прочности и длительной пластичности. [c.39]

Методика расчета резьбовых соединений на мапоцикловую прочность при долговечностях 10° — 10 регламентируется нормами [11]. В основу принятых в нормах методов расчета положены принципы оценки прочности по предельным состояниям (см. гл. 2) разрушение, пластическая деформация по всему сечению детали, потеря устойчивости, возникновение остаточных изменений формы и размеров, приводящее к невозможности эксплуатации конструкции, появление макротрещин при циклическом нагружении. При выборе основных размеров резьбовых соединений, изготовляемых из материалов с отношением предела текучести (То,2 к пределу прочности щ, не превышающим 0,6, в качестве характеристики предельного напряжения принимается предел текучести. Запас прочности по пределу текучести = 1,5. В случае изготовления соединений из сталей с в [c.199]

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]

Очевидно, что = Е (То) Вц представляет собой начальное напряжение в стержне. При хрупком характере разрушения материала стержня, когда (5.1) остается справедливым вплоть до разрушения, в условии работоспособности а [ < [а (Т) ] допустимое напряжение [а (Т) ] связано с временным сопротивлением материала либо на растяжение р (Г), если а >0, либо на сжатие Tj,, с Т), если <7 с 0. В последнем случае предполагается, что потери устойчивости стержня и его выпучивания под действием сжимающих напряжений не происходит. В принципе даже при упругой работе материала стержня его разрушение может быть связано с процессо1и длительного накопления повреждений. Тогда при заданном времени tj действия температуры Т значение [а (Т) ] будет связано с пределом длительной прочности материала, соответствующим значениям Т и tj. При циклическом изменении температуры стержня при упругой работе его материала для оценки работоспособности потребуется привлечение критериев многоцикловой усталости (см. 3. 4 и [50]). [c.192]

При участии автора книги в СССР были разработаны РД 50.344— 82 "Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) при циклическом нагружении", являющиеся первым межотраслевым нормативно-методическим документом по испытаниям металлов на трещиностойкость. Определяемые в соответствии с этими методическими указаниями характе 1стики могут быть использованы (наряду с другими характеристиками механических свойств) для суждения о сопротивлении материала развитию трещины и определения влияния на него различных металлургических, технологических и эксплуатационных факторов сопоставления материалов при обосновании их выбора для машин и конструкций контроля качества материалов оценки долговечности элементов конструкций на основании данных об их дефектности и напряженном состоянии установления Критерия неразрушающего контроля и анализа причин разрушения конструкций. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...