Повреждения необратимые

В общем случае для корректной оценки повреждения при усталости надо учитывать нелинейную деформацию Ае [73, 233], возникающую на фоне упругой деформации Ае (Ле рассчитывается на основании предела текучести, определяемого с тем или иным допуском на необратимую деформацию). Считая действие неупругой и пластической деформации адекватным, [c.141]

При разработке моделей прогнозирования трещиностойкости и развития трещин необходимо было сформулировать условие накопления повреждений в градиентных полях напряжений и деформаций. Было показано, что повреждения накапливаются, если размер необратимой упругопластической зоны (при статическом нагружении) или обратимой упругопластической зоны (при циклическом нагружении) больше структурного элемента, размер которого во многих случаях можно принять равным диаметру зерна. В противном случае, когда размер упругопластической зоны меньше размера структурного элемента, материал практически не повреждается и локальные критерии разрушения, сформулированные в терминах механики сплошной деформируемой среды, не дают адекватных реальным ситуациям прогнозов. [c.264]

Диагностика технического состояния и оценка ресурса аппаратов являются специальной дисциплиной, на базе которой формируются знания по обеспечению надежности и безопасности эксплуатации длительно проработавших сварных конструкций оболочкового типа. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести наличие значительной доли потенциально опасных объектов, выработавших проектный срок эксплуатации или не имеющих расчетного срока эксплуатации. Износ основного технологического нефтегазохимического оборудования достиг 80-90%, и оно естественно нуждается в замене. Поддерживать работоспособное состояние оборудования не представляется возможным без решения проблем диагностики современными достоверными методами и оценки остаточного ресурса. Параметры эксплуатации такого оборудования (рабочая температура и давление, рабочая среда и т.д.) охватывают очень широкие интервалы и весьма различны по воздействию на материал. Им присуще разнообразие по конструктивным оформлениям и по применяемым методам формоизменяющих операций при изготовлении. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов оборудования происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны преждевременные их разрушения. [c.3]

Недостаточное совершенство НД, в частности, по нормированию остаточного ресурса нефтегазохимического оборудования, объясняется тем, что они базируются в основном на критериях статической прочности бездефектного металла. Между тем, в процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны разрушения. Процессы накопления повреждений в металле усиливаются в зонах концентрации напряжений, которыми являются дефекты металлургического, строительномонтажного и эксплуатационного характера, а также зоны геометрических конструктивных концентраторов в местах приварки днищ, переходов, патрубков штуцеров в корпус аппарата. При этом особую опасность представляют трещиноподобные дефекты холодные и горячие трещины, непровары и подрезы швов, механические (царапины) и коррозионные (стресс-коррозия) повреждения и др. [c.328]

Вид предельного состояния, связанного с необратимостью разрушения или нестабильностью пластической деформации, зависит от соотношения энергий, идущих на изменение объема и формы. Основной предпосылкой в теории Г,К. Си является предположение о том, что накопление повреждения в материале можно однозначно связать с величиной энергии, которая рассеивается единицей объема материала. Это позволило выделить пороговые стационарные значения функции плотности энергии деформации. [c.283]

Линия необратимых циклических повреждений (линия Френча) [c.48]

Усталостное. Происходит при повторно-циклическом нагружении в результате накопления необратимых повреждений. При этом виде разрушения на поверхности тела вначале появляются микротрещины, одна из которых в результате многократного приложения нагрузки прорастает в макротрещину с последующим полным разрушением образца или детали машин. [c.319]

Важное место в теории разрушения занимает усталостное разрушение, которое происходит вследствие постепенного развития трещины при повторно-переменном циклическом нагружении. Усталостное разрушение, как об этом уже было сказано (см. гл. 22), возникает в результате накопления в материале необратимого повреждения под действием многократного приложения повторно-переменных нагрузок. При этом трещины в материале начинают развиваться задолго до полного разрушения независимо от того, пластическое это будет разрушение или хрупкое. [c.727]

Усталостное разрушение. Происходит при циклическом (повторном) нагружении в результате накопления необратимых повреждений. Излом макроскопически хрупкий, однако, у поверхности излома материал существенно наклепан. Различают усталость и малоцикловую усталость. [c.18]

Необратимые процессы — износ, коррозия, усталость, потеря магнитных свойств материала, структурные его изменения, изменение отражательной способности поверхности и другие —приводят к таким повреждениям, которые ухудшают начальные параметры изделия, т. е. происходит его старение. [c.36]

Представление о соотношении между периодом развития трещины и долговечностью материала в разных областях много- и малоцикловой усталости может быть получено при более детальном рассмотрении кривой усталостного разрушения материалов по стадиям накопления повреждений и роста трещин [27]. В ходе циклического нагружения при постоянном уровне переменного напряжения в материале протекает первоначально процесс накопления необратимой повреждаемости, и при достижении некоторого критического уровня плотности дефектов происходит возникновение начальной поверхности трещины или зоны очага [c.55]

Введение циклического предела текучести связано с тем, что при монотонном растяжении и упрочнении материала в повторяющихся циклах пластического деформирования у кончика трещины в разные моменты времени начинается накопление необратимых повреждений на восходящей и нисходящей ветви нагружения в единичном цикле. Поэтому циклический предел текучести точнее характеризует кинетику усталостных трещин. Однако следует отметить, что обе величины пределов текучести для многих материалов близки друг другу. Различие в коэффициентах пропорциональности в 10 раз в уравнениях (5.22) и (5.23) свидетельствует о том, что для разных материалов наблюдается подобный рост трещины с эквидистантным смещением кинетических кривых. Однако природа такого существенного расхождения в закономерностях роста трещины не выявлена. [c.239]

Стеклопластики при нагружении имеют тенденцию к прогрессирующему и необратимому повреждению. В некоторых случаях нагрузка при возникновении повреждений составляет всего лишь 10% от соответствующего статического предела прочности. Детальный характер поврежденности зависит от многих факторов, описывающих вид нагружения, расположение армирующих элементов, свойства матрицы и поверхности раздела и т. п. Было предложено много различных описаний повреждаемости, начиная с такого неясного определения, как растрескивание, до детальных микроскопических исследований. [c.334]

Для большинства облученных изоляторов необратимые изменения электрических свойств являются второстепенным фактором, и срок их службы зависит от стойкости к механическим повреждениям. Большинство пластиков, используемых в качестве изоляторов в радиационных полях, твердеют и становятся хрупкими. Это. приводит к отслаиванию и шелушению, особенно при изгибе. Такие неорганические изоляторы, как керамика, стекло и слюда, и такие комбинации из органических и неорганических материалов, как слюда и стекло, в сочетании с силиконовыми или фенольными лаками, можно успешно применять в условиях высоких температур и интенсивного облучения. Большинство пластиков можно использовать при средних интенсивностях облучения, если они не выходят за пределы теплостойкости. Однако тефлон имеет низкую радиационную стойкость 25%-ное повреждение достигается при 3,4 X X 10 эрг г, хотя имеются данные о том, что при погружении в масло он может удовлетворительно работать до доз 4,4-10 эрз/з [66]. [c.96]

Приведенные выше данные по суммированию повреждений при длительном циклическом нагружении выполнены для суммарной необратимой деформации без выделения составляющей ползучести на активном участке и во время выдержек. [c.25]

Приведенные выше данные расчета повреждений при длительном циклическом нагружении выполнены для суммарной необратимой деформации без выделения составляющей ползучести на активном участке нагружения и во время выдержек. Обоснованность такого подхода подтверждается хорошим соответствием уравнениям (1.2.8), (1.2.9) экспериментальных данных, относящихся к тем случаям нагружения, когда необратимая деформация возникает, в основном, в результате ползучести и при активном нагружении в условиях, не приводящих к выраженному накоплению таких деформаций. [c.26]

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]

Конкретным проявлением этого процесса являются, с одной стороны, необратимые изменения структуры материала (сдвиговые процессы внутри зерна, образование двойников, дробление зерен, процессы разрыхления и образование пустот, изменение упрочняющих фаз, деформация по границам зерен и образование субмикроскопических разрывов и пр.) и, с другой, — повреждение поверхности и поверхностного слоя детали в связи с действием ряда эксплуатационных факторов. [c.14]

Наиболее обстоятельная структурно-энергетическая интерпретация причин разрушения металлов при циклических нагружениях дана В. С. Ивановой [81]. Линия повреждаемости, предложенная автором, устанавливает начало необратимых повреждений в металле, связанных с зарождением микроскопических трещин. [c.52]

Характер сдвиговых процессов в материале плакирующего слоя показан на рис. 134, г—е, который иллюстрирует неравномерность раскрытия полос скольжения, имеющих вид прерывистых линий. В участках максимальной деформации и в зонах сосредоточения различных дефектов и несовершенств происходит наиболее интенсивное разрыхление поверхности материала, сопровождающееся появлением и накоплением необратимых структурных изменений и очагов разрушения, вызывающих возникновение микротрещин. Кроме того, накопление повреждений при усталости происходит и во внутренних микрообъемах биметалла. [c.226]

Для исследования кинетики накопления усталостного повреждения на стадии зарождения усталостной трещины применялся метод динамической петли гистерезиса, предполагающий измерение площади петли гистерезиса и ее ширины, характеризующих необратимо [c.3]

При этом уравнение (1) описывает условие достижения предельного состояния в зоне разрушения на основе линейного суммирования компонент повреждений. В уравнениях (2) и (3) усталостное повреждение за цикл связывается с величиной полной или необратимой деформации (равной ширине петли гистерезиса), а квазистатическое — определяется односторонне накопленной деформацией, при этом суммирование повреждений производится с учетом изменения по циклам и во времени циклических и односторонне накопленных деформаций, а также исчерпания располагаемой пластичности материала. [c.41]

Однако необратимые повреждения материала, которые могут быть получены при тренировке на первом уровне напряжения, отразятся па его последующей работоспособности на втором уровне напряжения, изменяя (по схеме — увеличивая) тем накопления усталостных повреждений (кривая 3), так что образец при напряжении О2 отработает меньшее число циклов ( 2 < Н2). Это приведет к невыполнению линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений, так что будем иметь Ч- 1, [c.128]

При деформации выше критической в металле возможно появление таких микродефектов, которые нельзя исправить последующей восстановительной термообработкой, и они могут перейти в необратимые повреждения. [c.17]

Поэтому при расчете степени использования запаса пластичности и допустимых деформаций для различных процессов ОМД следует использовать не условия макроразрушения, когда i j=1, а условия деформирования без появления необратимых повреждений < 1 необр. [c.17]

Де и, как следствие, о невлиянии Отах на долговечность материала. Вместе с тем в условиях ОНС Отах может значительно отличаться от величины, получаемой в эксперименте, и, следовательно, оказывать значительное влияние на долговечность. Как уже отмечалось, практически отсутствуют экспериментальные работы по специальному исследованию влияния максимальных напряжений в цикле на долговечность. В то же время существуют немногочисленные теоретические исследования, касающиеся затронутой проблемы. По нашему мнению, несомненный интерес здесь могут представлять работы В. В. Новожилова [164, 167]. Кратко изложим их суть. Предполагается, что решающая роль в накоплении необратимых повреждений принадлежит микронапряжениям. Последние возникают в силу неоднородности и анизотропности отдельных структурных составляющих поликристаллического материала. Постулируется, что скорость накопления повреждений D пропорциональна интенсивности микронапряжений р [c.133]

Пусть образцы испытывают напряжение, равное 1,5ст х при 10 5-10 10 и т. д. циклов. Во время последующего испытания на усталость часть образцов, подвергнутых перенапряжению длительностью, допустим, свыше 10 циклов, разрушается образцы, подвергнутые перенапряжению при меньшем числе циклов, остаются целыми. Это значит, что при числе циклов более 10 в металле возникают необратимые повреждения, делающие деталь неработоспособной при циклическом нагружении даже при напряжениях, находящихся на уровне предела выносливости. Напротив, длительность нагружения меньше 10 циклов является безопасной. Точку, соответствующую напряжению, равному 1,5ст 1 и длительности 10 циклов, наносят на диаграмму усталости (рис. 166, а). [c.286]

Возрастание прочности, наблюдаемое при повышении уровня перегрузок до известного предела, можно объяснить прогрессивным увеличением числа микрообъемов, подвергающихся пластической деформации, и увеличением интенсивности дисперсионного, упрочнения. На определенной стадии процесс упрочнения прекращается. Это наступает при таком уровне и частоте перемен напряжения, когда в материале возникают необратимые внутри- и межкристаллитньхе повреждения, нарушающие сплошность материала. [c.309]

Необходимо учитывать и такой фактор, как нестацио-нарность гидродинамических режимов эксплуатации агшара-та. При этом имеет место значительная неравномерность распределения дефектов, образующихся как в процессе изготовления аппарата, так и при его эксплуатации. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов аппаратов в отмеченных потенциально опасных местах концентрации напряжений и деформаций происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного промежутка времени возможны разрушения. Под поврежден-ностью необходимо понимать такое состояние металла, при котором его структура и свойства отличаются от исходных. [c.334]

При переходе упругой деформации от микро- к мезоуровню и смене соответствующего типа фрактальной структуры югастеров коэффициент Пуассона изменяется вследствие накопления в локальных объемах дефектов и приобретает смысл эффективного коэффициента Пуассона Критическая деформация кластера о> С0держаще10 необратимые повреждения, связана с его критической фрактальной размерностью df соотношением вида 1131 [c.103]

Стадия циклического деформационного упрочнения (разупрочнения) завершается достижением линии необратимых циклических повреждений. Одним из самых ранних методов необратимой степени повреждаемости при усталости является метод построения линии, предложенной X. Френчем (1933г.), заключающийся в тренировке образца выше предела выносливости и последующем циклическом деформировании при напряжении, равном пределу выносливости (рис. 28). Если образец при перегрузке разрушается на пределе выносливости (до достижения базового числа циклов), значит он пoJ/y-чил необратимое повреждение. Если после перегрузки на уровень предела выносливости образец простоял базовое число циклов, то он не поврежден и на нем ставится стрелка вверх. Границей необратимо поврежденных образцов и образцов, которые после перегрузки достигают базы испытания, и является линия необратимых повреждений. [c.48]

Описанные выше компаунды — термопластичные они размягчаются (для пропитки и заливки) посредством нагревания, а отвердевают при последующем охлаждении. За последние годы все большее значение приобретают термореактивные компаунды, необратимо отверждающиеся в результате происходящих в жидком компаунде химических превращений. Как правило, термореактивные компаунды обладают более высокой нагревостойкостью по сравнению с термопластичными, так как при нагреве (после отверждения) они уже не размягчаются. Термореактивные компаунды применяются для пропитки и заливки различных деталей и узлов сухих трансформаторов, изоляции водостойких электрических машин заливка значительно улучшает электрические свойства изоляции, защищает от увлажнения, механических повреждений и пр. Однако заливка термореактивным компаундом затрудняет ремонт детали при ее пробое или ином поврежденип, в большинстве случаев при поврел<де-нии залитой детали требуется ее замена. [c.133]

Повреждающая энергия. Согласно энергетическим представлениям об усталостном разрушении, последнее происходит в результате накопления металлом повреждающей энергии, связанной с пластическим деформированием при циклическом нагружении. Повреждающая энергия Ed, необратимо поглощенная металло>м и представляющая собой изменение внутренней энергии, может быть выражена как разность двух энергий d= j— , где У зрная рассеянная энергия, т. е. подводимая или затраченная механическая энергия Е, — энергия, не участвующая в накоплении усталостных повреждений и выделяющаяся -при циклическом деформировании в виде тепла. [c.41]

Трактовка условий достижения предельного состояния по разрушению в форме деформационно-кинетического критерия предцояагает интерпретацию экспериментальных данных в виде зависимости суммарного повреждения от числа циклов до появления трещины. При этом для условий термоусталостных испытаний, которые, как было подчеркнуто, являются в общем случае нестационарными и сопровождаются накоплением не только усталостных, но и квазистатических повреждений, выражение результатов в широко используемой в настоящее время форме, когда производится построение зависимости циклической деформации (суммарной или необратимой) от долговечности, является недостаточно корректным. На рис. 1.3.7 представлены данные термоуста-лостных испытаний. Видно, что при использовании деформаций, получаемых в первом цикле нагружения, и деформаций, соответствующих 50%-ной долговечности образца, наблюдается кажущееся снижение сопротивления термоусталостному нагружению в два-три раза по сравнению с кривой усталости материала. Указанное является следствием неучета влияния в термоусталостных испытаниях квазистатических повреждений, роль которых возрастает по мере снижения долговечности образцов. [c.55]

Отмеченные закономерности определяют степень одностороннего накопления необратимой циклической деформации сжатия, характер которой для корсетного сплошного образца показан на рис. 22 [29]. Сопоставление кривых для разных режимов показывает, что накопление деформации сжатия ( бочка ) за счет выравнивания температурного поля (см. рис. 21) может быть существенным. Например, при увеличении времени цикла в 4 раза накопление пластической деформации к 20-му циклу увеличивается в 30 раз (режимы I и V). В связи с этим можно ожидать, что предельное состояние при неизотермическом нагружении с длительными выдержками в значительной степени будет определяться величиной длительного статического повреждения. Следует указать, что одностороннее накопление ква-зистатической сжимающей деформации было обнаруЖ1ено и в. тонкостенных корсетном и гладком образцах [35]. [c.40]

Таким образом, проведенные металлографические исследования показали, что процесс усталостного разрушения двухслойной стали СтЗ + -f- Х18Н10Т характеризуется а) зарождением и развитием трещин в поверхностных слоях основного металла и плакировки б) накоплением и развитием необратимых повреждений в обезуглероженной зоне основного металла, играющей роль слабого звена в) блокированием усталостных трещин межслойной поверхностью раздела. [c.225]

Характерная особенность деформации реальных металлов и сплавов, являющихся пояикристаллическими материалами, проявляется в микронеоднородном деформировании по элементам структуры, которое имеет место как в упругой, так и пластической областях нагружения. Для развития теории накопления усталостных повреждений и разрушения металла при повторных нагрузках решающее значение принадлежит установлению фактических закономерностей микронеодпородных деформаций, проходящих но локальным объемам, являющихся непосредственной причиной возникновения упругих несовершенств и проявляющихся в отклонениях от линейного закона Гука, на основе которых строятся необратимые повреждения. [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...