Ползучесть стационарная

Условный предел ползучести является базовой характеристикой расчетов на прочность при высоких температурах. Величина запаса прочности, взятого по отношению к пределу ползучести, может быть тем меньше, чем меньше срок службы, на который рассчитывается деталь. Для одной из наиболее важных турбинных деталей — турбинных лопаток — при небольших сроках их службы (100— 0 час.) допускаемые напряжения не должны превосходить величины, которая вызывает 0,2% остаточной деформации за утроенный срок службы при максимальной рабочей температуре. Для деталей турбинных установок, рассчитанных на длительный и весьма длительный срок службы при малых скоростях ползучести (стационарные и судовые турбины, некоторые транспортные двигатели), допускаемые напряжения принимаются с коэффициентом 0,8—1,0 от предела ползучести, полученного экстраполяцией от скоростей ползучести или остаточных дефор- [c.260]

Так, стационарная турбина работает несколько лет естественно, что жаропрочность материала должна быть такова, что за это время деформация под действием ползучести не превзойдет определенной расчетной величины, например 1% за десять лет. [c.457]

Таким образом, проведенные исследования позволили отклонить предположения о разрушении металла коллектора в результате снижения малоцикловой прочности или коррозионного растрескивания. Необходимо подчеркнуть, что и по другим характеристикам, таким, как хрупкая прочность, сопротивление усталостным разрушениям на стадии зарождения и развития трещин на воздухе и в коррозионной среде, были подтверждены высокие показатели, при которых преждевременное разрушение коллектора не должно было бы произойти. Вместе с тем, эксперименты по замедленному деформированию (растяжение гладких образцов с малой скоростью деформирования) в коррозионной среде показали, что при составе среды, соответствующей отклонениям, имевшим место в процессе эксплуатации разрушившихся коллекторов (низкий водородный показатель pH, присутствие кислорода), может происходить значительное снижение пластичности стали, причем тем большее, чем ниже скорость деформирования. Такая закономерность соответствует зависимости критической деформации от скорости деформирования в условиях ползучести материала (см. гл. 3). Данное обстоятельство привело к необходимости изучения возможных временных процессов деформирования материала коллектора при стационарном нагружении. Выполненные эксперименты, ре-з льтаты которых будут представлены ниже, показали, что [c.328]

Перечень ограничений, которые рассматривались подобным образом, касается нагрузки при упругом выпучивании [15, 16], скорости податливости при стационарной ползучести [17], динамической упругой податливости при гармонически меняющихся нагрузках [18 — 20], упругого прогиба в данной точке [21—24]. Для ограничений первых двух типов могут быть использованы классические минимальные принципы для ограничений третьего типа соответствующий минимальный принцип был получен в [18]. Для ограничений четвертого типа [c.33]

В заключение следует подчеркнуть, что хотя проектные ограничения, рассмотренные в разд. 4 и 5, и являются типичными, ими ни в коем случае не исчерпываются ограничения, к которым может быть применен новый метод установления критериев оптимальности. В действительности в настоящее время развиваются новые приложения. Например, критерий (31) оптимального проектирования при данном динамическом прогибе, впервые установленный в предлагаемой работе, до сих пор не применялся ). В работе [35] рассмотрено оптимальное проектирование с заданной жесткостью в условиях стационарной ползучести. Для простоты мы ограничивались здесь рассмотрением оптимального проектирования балок, однако это ограничение не является существенным. [c.106]

Модели ползучести, основанные на теории старения, пригодны для описания монотонного, или стационарного, нагружения, процессов релаксации (падения) папряжепий при неизменной деформации. [c.133]

Напряжения в уравнениях (17) стационарны (для простоты штрих опущен), в то время как все деформации и функции ползучести в общем случае могут зависеть от времени. [c.110]

В условиях воздействия длительного стационарного нагружения в базовом режиме эксплуатации и кратковременных нестационарных нагружений в маневренном режиме работы в металле литых конструкций накопление повреждений происходит в результате процессов ползучести и высокотемпературной малоцикловой усталости. [c.40]

В корпусах современных мощных паровых турбин основным процессом, определяющим развитие трещиноподобных дефектов, является процесс ползучести как при стационарном, так и при нестационарном нагружении. Критериями механики разрушения применительно к росту трещины в условиях ползучести являются скорость роста трещины и коэффициент интенсивности напряжений. [c.40]

Элементы энергетического оборудования при высоких температурах наряду с ползучестью испытывают циклические температурные нагрузки. Пуски и остановы турбин приводят к возникновению дополнительных (к внешним нагрузкам) напряжений. Возможны иные (планируемые и аварийные) источники нарушения стационарных режимов эксплуатации. Поэтому актуальными стали вопросы оценки прочности конструкций при нестационарных условиях работы материала. Этим объясняется рост числа исследований, посвященных проблеме оценки работоспособности материалов в условиях переменных температурно-силовых режимов эксплуатации оборудования. [c.165]

Циклическое воздействие температурных напряжений при работе турбин в переменном режиме создает опасность малоцикловых термоусталостных повреждений металлов, в первую очередь в зонах концентрации напряжений на поверхности роторов. При этом термоусталостная поврежденность суммируется с поврежденностью от ползучести под действием стационарных и остаточных напряжений в условиях высоких температур. Развитие трещин после их появления ускоряется корродирующим воздействием паровой среды. [c.228]

Следовательно, развитие дефектов типа трещин происходит следующим образом субкритический рост трещины ползучести при стационарном режиме и хрупкое разрушение при пусках. Кроме того, некоторое подрастание трещин может иметь место и вследствие усталостного нагружения (до 10 тыс. ч) при пиковых режимах работы. [c.230]

Устойчивость нестационарного (зависящего от времени) поведения материала может быть рассмотрена так же, если заменить деформации и перемещения соответствующими скоростями [6, 7, 9, 10, 11]. Все практически важные материалы проявляют некоторую зависимость от времени в неупругой области. Однако для большинства композитов в типичных случаях их применения при низких и умеренных температурах удобной является гипотеза о стационарности (независимости от времени). Исключением являются композиционные материалы с металлической матрицей, предназначенные для работы при высоких температурах. В этом случае свойства ползучести принимаются во внимание в первую очередь. [c.21]

Анализ термической нагруженности конструктивных элементов показЫ)Вает, что при моделировании в качестве базового можно принять термический цикл ( трапеция ), включающий нестационарную (нагрев—охлаждение) и стационарную (выдержка при температуре max) части и отражающий принципиальные особенности нагрева в реальных условиях, либо частный вариант цикла — пила , воспроизводящий чисто циклический нагрев. Включение выдержки при max в термический цикл (рис. 7, В/) важно в связи с тем, что на этом этапе представляется возможным воспроизвести реологические процессы (релаксация напряжений, ползучесть), протекающие в реальных условиях и существенно снижающие сопротивление термической усталости. [c.14]

Большинство конструкций, работающих при высоких температурах, проектируется таким образом, что в течение всего срока эксплуатации материал находится в стадии установившейся ползучести или даже в переходной стадии (т. е. в условиях, когда ползучесть описывается кривой 1 на рис. 1). При проектировании конструкций часто пользуются понятием предела ползучести . Эта величина в какой-то мере зависит от стационарной или минимальной скорости ползучести, поскольку определяется как напряжение, вызывающее допустимую деформацию (обычно 2—5%) после 100- или ЮОО-ч нагружения. Допустимые напряжения при более продолжительных экспозициях определяют, как правило, путем экстраполяции, например по методу Ларсона и Миллера [12]. Следовательно, при таких нагрузках, когда основным типом деформации является ползучесть, стойкость к ползучести означает низкую установившуюся скорость деформации или, наоборот, высокое значение предела ползучести (при условии достаточно малых первичных деформаций). [c.11]

Поскольку целью в данном случае является получение качественных результатов, воспользуемся наиболее простой гипотезой стационарной ползучести, согласно которой Vn=Vn ) -Примем известную степенную зависимость [c.40]

Рис. 21. К оценке влияния ползучести при теплосменах (с периодами стационарного нагрева)

Появившаяся при выпучивании деформация может (при соответствующих температурах) несколько возрасти с течением времени вследствие ползучести, однако при отсутствии механических нагрузок и стационарном температурном поле это увеличение будет незначительным, так как рост деформации сопровождается релаксацией напряжений. - [c.225]

По достижении внешним воздействием заданных значений осуществляем переход ко второму этапу — решению геометрически и физически нелинейной задачи ползучести оболочки (/ 0). Ведущим параметром является время. Если нагрузка и температура стационарны, то на [c.32]

При стационарных условиях работы теплообменных аппаратов, изготовленных из материала с хорошими пластическими свойствами, сохраняющимися в процессе эксплуатации,термические напряжения в элементах конструкций не снижают их несущей способности. Термические напряжения, возникающие в результате неравномерности нагрева и, следовательно, неодинакового расширения различных слоев материала, быстро снижаются вследствие ползучести. Максимальные напряжения возникают, как правило, в зонах наибольших температур, и именно в этих [c.243]

Трубные элементы поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов на прочность рассчитывают по ОСТ 108.031.02—75. Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность с учетом результатов теплового и гидравлического расчетов котельных агрегатов , а также положений Руководящих указаний по учету жаростойкости легированных сталей для труб поверхностей нагрева паровых котлов , РТМ 24.030.49—75. Метод учета окалинообразования при расчете на прочность элементов поверхностей нагрева паровых котлов и РТМ 108.031.105—77. Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Метод оценки долговечности при малоцикловой усталости и ползучести . [c.267]

При повышенных и высоких температурах характерным является развитие деформаций ползучести и накопление длительных статических повреждений. Эти два важнейших для прочности и ресурса процесса интенсифицируются при увеличении действующих напряжений, времени и температуры. Расчеты на длительную статическую прочность проводятся [1—3, 5] по пределам ползучести и длительной прочности для стационарных и нестационарных режимов причем в последнем случае, как и при многоцикловой усталости, используется преимущественно условие линейного суммирования повреждений. [c.12]

При ползучести после мгновенного нагружения (точка Н на рис. 7.24) точка состояния перемещается в сторону лпнии АВ при этом скорость ползучести уменьшается, стремясь к некоторому стационарному значению. Это отражает первую и вторую фазы ползучести. [c.193]

С увеличением напряжения начальная скорость ползучести все меньше отличается от соответствующего стационарного значения (расстояние точки В от линии О А уменьшается). Кривые ползучести при этом выпрямляются . [c.193]

Применение деформационной теории пластичности может оказаться эффективным при анализе ползучести стационарно работающих конструкций, ползучести в зонах концентрации напряжений, расчете конструкций на ползучесть при нестационарном нагружении, предполагающем назрузки и разгрузки. При этом важно, чтобы в зонах- концентрадаи напряжений не возникало знакопеременное упругопластическое деформирование. Уравнения теории ползучести сводятся к соотношениям деформационной теории на основании представленной теории старения [59, 78]. Для каждого момента времени можно построить изохронные кривые ползучести и свести задачу к последовательности задач деформационной теории пластичности. При нестационарном циклическом нагружении изохронные кривые ползучести строят для суммарного времени наработки на режиме действия максимальных нагрузок и температур, а разгрузки предполагают упругими. [c.263]

Во-вторых, мы не уверены, что определенная таким образом минимальная скорость ползучести действительно является скоростью ползучести стационарного состояния. Поэтому мы всегда и используем приставку /сеазм. Например, в случае испытаний на растяжение минимальную скорость ползучести в области точки перегиба кривой вряд ли можно принять за установившуг юся скорость ползучести, так как в дальнейшем она постепенно [c.41]

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]

Рис. 1.5. Кривые ползучести образца из сплава ХН55МЦВ при стационарном (1) и нестационарном (2) режимах нагружения Т = 900°С)

Рис. 1.6. Расчетные кривые ползучести сплава ХН55МЦВ при стационарном (/) и нестационарном нагружениях (2, 3)

Ранее [1, 2] рассматривались свойства силицированного молибдена в условиях стационарной ползучести и активного растяжения. В настоящей работе была поставлена задача исследования ползучести молибдена с защитными силицидным и боросилицидны1ц покрытиями в условиях иепрерывного термоциклиррваийЯ [c.204]

Уилкокс и Клауэр [87] при исследовании композита магниевый сплав — нержавеющая сталь установили, что неупрочненной матрице присуща стационарная ползучесть, а изолированной проволоке и упрочненной матрице — логарифмическая ползучесть. Они пришли к выводу, что скорость ползучести определяется проволокой это согласуется с моделью де Сильва [22] и Мак-Дэйнел-са и др. [56, 57]. Исследования композитов алюминий — бор подтвердили определяющую роль упрочнителя и применимость к ним модели Мак-Дэйнелса и др. [56, 57], основанной на правиле смеси. [c.251]

Параметрическими диаграммами, изображенными на рис. 3.2—3.8, проиллюстрирована целесообразность использования уравнения типа (3.1) для оценки характеристики прочности и пластичности жаропрочных материалов. Оценим состоятельность уравнения типа (3.7) и возможность использования его для анализа общих закономерностей ползучести ряда жаропрочных сталей стационарного энергомашиностроения. Для этого проанализируем данные математической обработки кривых ползучести сталей разных марок. Как отмечалось выше, много образцов стали 15Х11МФБЛ испытано с измерением деформации при разных температурах. Обработкой первичных кривых ползучести, проведенной в соответствии с требованиями отраслевого стандарта, получено следующее уравнение состояния типа (3.7) [c.84]

Например, в [106] изучалось влияние дискретных перегрузок на характеристики жаропрочности стали при длительном разрыве. Чувствительность к нестационариости проявляется при любом ее виде [107], поэтому в [106] исследовано наиболее простое нарушение стационарного режима — ползучесть при ступенчатом нагружении образцов корпусной стали 15Х1М1Ф при 565 °С. [c.168]

Несмотря на сходство явлений термической и механической усталости [48, 109], необходимо учитывать, что действие повторных нагревов сопровождается сложным комплексом явлений, проходящих в материалах при высоких температурах, — окислением, изменением диффузионной подвижности атомов, старением, рекристаллизацией, ползучестью и пр. При расчете термоусталостной долговечности помимо влияния теилосмен в ряде случаев необходимо принимать во внимание влияние скоростного потока горячих газов, значительно понижающих сопротивление термической усталости. Так, при скорости газов до 1М термоусталостиая долговечность может снижаться на 80— 90% по сравнению с долговечностью в стационарных условиях. [c.160]

Для реальных режимов циклических теплосмен характерно наличие стационарных участков, на которых в материале развиваются деформации ползучести, вызывающие статические повреждения, которые существенно влияют на процессы термической усталост. . [c.20]

Это деление в определенной мере является условным, так как в ряде случаев установки ОНД позволяют реализовывать трехосное нагружение, установки ОНД или ОН К могут быть переделаны в установки ОНКД и т. д. Классифицируют установки также по способу создания усилия непосредственный (путем подвески калиброванных грузов), механический (с ручным и электрическим приводом), электромагнитный, гидравлический и электро-гидравлический. Непосредственный и электромагнитный способы в основном применяют при изучении явлений, связанных с временными эффектами (ползучестью, релаксацией и т. п.) механический и гидравлический — при изучении статического и циклического стационарного нагружения электро-гидравлический — при нестационарном нагружении. В ряде случаев применяют и другие способы создания нагрузок, например термоциклирова-ние (создание напряжений за счет нагрева и охлаждения стесненного образца), но они ограничены специальными областями исследований. [c.13]

Оценка сопротивления малоцикловому разрушению является для деталей авиационных двигателей важным этапом расчетов на прочность, дополняя сугцествуюгцие традиционные методы расчета [2—4, 13, 14]. Рабочие лопатки турбин рассчитываются на кратковременную и длительную статическую прочность оценивается вытяжка пера — для обеспечения зазоров между рабочим колесом и корпусом и для обеспечения натяга между бандажными полками. Материал лопаток, кроме обеспечения прочности, должен иметь достаточную жаростойкость и сопротивление эрозии. Для определения величины натяга в полках производится расчет на релаксацию напряжений и ползучесть в процессе длительной работы на стационарных режимах. [c.82]

Уточненные оценки прочности на стадии проектирования проводятся с использованием поцикловой кинетики местных упругопластических деформаций, условий суммирования квазистатиче-ских и циклических повреждений при этом может быть учтена неизотермичность нагружения как в расчете напряжений и деформаций, так и в расчете долговечности [1—7]. Проведение таких кинетических расчетов при температурах, не вызывающих ползучесть, реализуется сравнительно несложно, если в эксплуатации имеют место стационарные режимы изотермического нагружения. Для материалов, склонных к циклической стабилизации, этот расчет еще больше упрощается и может быть основан на деформационных критериях разрушения и анализе напряженно-деформированного состояния в исходном (нулевом) и первом полу-циклах нагружения. [c.214]

При медленно.м нагружении влияние ползучести приведет к постепенно.му смещению точки состояния с линии ОК в сторону линии ОА. Поэтому скорость выхода на заданный уровень напряжения влияет на характер ползучести при последующей выдержке чем медленнее нагружение (т. е. чем ближе исходная точка при выдержке оказывается к линии стационарных состояний ОА). тем меньше нача.льпая скорость ползучести отличается от стационарной. При достаточно медленном нагружении скорость ползучести практически в каждый момент времени будет функцией только напряжения, история его из.менения становится несущественной. Это соответствует опытным данным (9]. [c.193]

Если после некоторой выдержки (например, до точки Т) быстро увеличить напряжение, точка состояния удаляется от стационарного положения, и при дальнейшей выдержке появляется новый участок неустановившейся ползучести. Если, наоборот, напряжение быстро уменьшить, возможен выход на стационарное состояние ОА при более значительном уменьшении напряжения начальная скорость ползучести может оказаться ниже установившейся [Т,]) IIдаже отрицательной (при разгрузке точка состояния попадает ниже линии ОН). [c.193]

Если при ползучести произвести мгновенную разгрузку и новое пагрул ение до заданного напряжения, дальнейшее протекание ползучести не изменится. Если в процессе обратного нагружения возникнет пластическая деформация, точка состояния после восстановления заданного напряжения удалится от стационарного состояния и скорость ползучести увеличится (появится новая фаза неустаноБившейся ползучести). Быстрое приложение и снятие добавочного напряжения также влияет на протекание ползучести только в случае, если изменилась пластическая деформация. [c.194]

Таким образом, мгновенная пластическая деформация влияет на ползучесть постольку, поскольку точка состояния при этом удаляется от линии стационарных состояний АВ. Отметим и общую тенденцию, характеризующую влияние ползучести на диаграммы мгновенного деформирования. Быстрое пластическое деформирование создает систему напряжений в стержнях, приспосабливающую материал М к данному нагружению. Например, после предварительного растяжения и разгрузки ОКЫ создается анизотропия, при которой предел упругости при растяжении иь ОК, а при сжатии иМ < ОК (эффект Баушингера). Последующая ползучесть при выдержке изменяет распределение напряжений в модели. Так, обратное последействие после разгрузки ОКЬи смещает точку состояния к центру и снимает анизотропию. Ползучесть при ненулевом напряжении ВТ, наоборот, действует в том же направлении, что и п-ластическое деформирование, усиливая анизотропию. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...