Прочность Диаграммы деформирования

Для изучения механических свойств материалов методом микротвердости при различных видах теплового и силового нагружения разработана установка УМТ-2, позволяющая проводить комплексное исследование характеристик прочности в широком интервале температур [148, 150]. В установке образец с помощью специального механизма подвергается нагружению растяжением — сжатием при различных температурах, в процессе которого производится снятие диаграммы деформирования, определение свойств материалов в микрообъемах методом микротвердости и наблюдение за изменением в структуре посредством оптической системы. [c.96]

Вариант метода, использованный автором, предполагает, что материал слоя имеет различную прочность при растяжении и сжатии, но его упругие константы не зависят от знака приложенной нагрузки. Составленная для ЭЦВМ программа позволяет построить полную поверхность прочности (в главных осях слоистого композита), пспользуя любые приращения приложенных касательных напряжений ). При нагружении в любом направлении пространства напряжений можно получить исчерпывающую информацию о диаграммах деформирования композита вплоть до разрушения. Программа выделяет слои, в которых достигнуто предельное состояние. При этом делается различие между разрушением по волокну (предельной величины достигают напряжения, действующие вдоль волокон) и по связующему (предельных значений достигают или касательные напряжения, или напряжения, действующие перпендикулярно волокнам). [c.153]

Заканчивая рассмотрение закономерностей сопротивления материалов циклическому упругопластическому деформированию, отметим, что аналитическое выражение диаграмм в форме обобщенной диаграммы деформирования позволяет отразить все основные особенности поведения материалов при повторном нагружении за пределами упругости. Накопленные данные по параметрам обобщенной диаграммы дают возможность для достаточно широкого круга конструкционных материалов рассчитывать кинетику циклических напряжений и деформаций в связи с разработкой критериев и оценкой прочности при малом числе циклов нагружения конструктивных элементов. [c.77]

Основными характеристиками, необходимыми при оценке малоцикловой прочности, являются 1) диаграмма статического деформирования со всеми стандартными величинами прочностных свойств (предел пропорциональности, текучести, прочности) и свойств, характеризующих пластичность (равномерное и полное удлинение, коэффициент поперечного сужения) 2) диаграммы циклического деформирования при симметричном жестком и мягком нагружениях с величинами параметров обобщенной диаграммы деформирования 3) кривые усталости при малоцикловом мягком и жестком нагружениях при симметричном и асимметричном циклах. [c.210]

Для аналитической интерпретации данных по малоцикловому разрушению и определения констант критериальных уравнений малоцикловой прочности (1.1.10) — (1.1.12), а также расчета долговечности необходимо располагать характеристиками статической прочности и пластичности. Такие данные определяются по результатам статических испытаний образцов с записью диаграмм деформирования вплоть до разрушения. Статический разрыв образцов производится на тех же испытательных малоцикловых установках, причем масштаб записи канала деформаций и чувствительный элемент деформометра подбираются из условий обеспечения при непрерывном нагружении регистрации полной диаграммы деформирования. В связи с отсутствием временных эффектов статические испытания до разрушения можно проводить с промежуточными разгрузками образца для создания запаса хода чувствительного элемента, используемого для циклических испытаний деформометра. [c.238]

По статическим диаграммам деформирования могут быть установлены пределы текучести и прочности, равномерное и общее удлинение материала. При этом следует подчеркнуть, что необ- [c.238]

Таким образом, для исследованного материала переход на более низкую температуру приводит к уменьшению ресурса пластичности и некоторому повышению предела прочности как при однократном, так и при повторном деформировании. Обратный переход приводит к незначительному уменьшению предела текучести, вследствие чего диаграмма деформирования распола- [c.47]

Энергия пластического деформирования W или ее часть AW зависит от параметров диаграммы деформирования в стабилизированном состоянии. Уравнения (5.64) и (5.65) определяют критерий прочности для случая, если существует обобщенная диаграмма деформирования при неизотермическом нагружении и установлена связь ее параметров с исходной диаграммой деформирования в нулевом полуцикле. Однако работы в этом направлении еще малочисленны [18, 96 . [c.140]

Рис. 42. Экспериментальные диаграммы деформирования о(е), зарегистрированные с использованием различных динамометров. Размеры образцов и динамометров характеристики прочности приведены в табл. 2 [53].

Участок упрочнения на диаграмме деформирования образцов из армко-железа с ростом скорости деформации исчезает. В соответствии с этим кривые, характеризующие изменение со скоростью деформации величины нижнего предела текучести и предела прочности (Тв, сходятся при ел 10 i. В области скоростей выше 10 с 1 рост сопротивления деформированию является более интенсивным, причем смещение области максимального сопротивления (предела прочности) к началу деформирования и более сильное влияние скорости в области малых деформаций ведут к тому, что осциллограммы усилия деформирования принимают треугольный вид. [c.124]

Диаграмма деформирования армко-железа имеет четко выраженный участок упрочнения за нижним пределом текучести только при статических испытаниях, причем с понижением температуры до —196° С величина нижнего предела текучести приближается к пределу прочности, а участок упрочнения практически исчезает. С повышением скорости деформации сопротив- [c.129]

Таким образом, на основании принятого критерия откольного разрушения изменение откольной прочности (максимальной величины растягивающих напряжений в плоскости откола) определяется влиянием скорости пластического течения на сопротивление материала пластической деформации. Схематическая диаграмма деформирования материала в плоскости откола для двух различных скоростей пластического деформирования приведена на рис. 122, б. Из диаграммы следует, что рост величины максимальных растягивающих напряжений при отколе Стр с ростом скорости нагружения определяется повышением скорости деформации и связанной с ней вязкой составляющей сопротивления сдвигу и изменением объемной деформации при сохранении величины пластического сдвига. Отсюда сопротивление откольному разрушению при одноосной деформации ег [c.243]

Федоров А. С. Исследование диаграммы деформирования при линейном, напряженном состоянии.— В кн. Прочность и пластичность. М. Наука, [c.259]

Расчетный метод оценки прочности по локальным значениям напряжений или деформаций применительно к условиям повторных воздействий температурного поля и механической нагрузки должен предусматривать детальное и последовательное во времени исследование кинетики напряженно-деформированного состояния. При этом должны учитываться пути нагружения (которые, как правило, являются сложными), изменение диаграммы деформирования в связи с температурой и повторными нагружениями, ползучесть и ее взаимодействие с кратковременной пластической деформацией. В результате должны быть определены величины, которые могут быть приняты в качестве критерия прочности яри сравнении с экспериментальными данными, полученными в соответствующих условиях. [c.7]

Если фактические температуры достаточно высоки (7 тах> > (0,2ч-0,3) где Т — абсолютная температура в градусах Кельвина, — температура плавления), существенное значение начинает приобретать зависимость диаграммы деформирования (в первую очередь, пластических характеристик, а затем уже упругих) от температуры, а также особенности поведения материала, связанные с продолжительностью пребывания под нагрузкой (ползучесть, зависимость характеристик прочности от времени и температуры). [c.39]

Указанные закономерности деформирования и разрушения при неизотермическом нагружении определяют ряд требований к программам для расчета малоцикловой прочности элементов конструкций. В общем случае программа должна обеспечивать решение задачи в приращениях и определение момента перехода от разгрузки к нагружению при этом необходимы анализ истории нагружения в каждой точке деформируемого элемента и корректировка пределов текучести обобщенных диаграмм деформирования на величину на основе уравнения (12.8) по вычисляемым в конце каждого полуцикла пластическим деформациям. В связи с тем что в результате такой процедуры диаграммы деформирования во всех точках элемента будут отличаться даже при одной и той же температуре, необходимо осуществлять непрерывный счет задачи полуцикл за полуциклом или записывать промежуточные результаты на запоминающем устройстве. В соответствии с (12.7) на каждом этапе нагружения определяются параметры критериального уравнения e p и а (с учетом знака). Моменты перехода значения через нуль разделяют области интегрирования и 21 . Если известно, что основные изменения температурного поля происходят при упругом деформировании, то расчет упрощается [c.267]

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных зкспериментальнььх данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (ст ). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = Oq/T (здесь Од — гидростатическое давление, Т— интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого или /с твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Лр с показателем напрязкенного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/. Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = (as, 1/В, f )Honpe-деляется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций, по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла СТ, =/(Е ) находим величину интенсивности напряжений в пластической области. Интервалы изменения а следующие Q.J, < а . Для плоской деформации та -кая подстановка в получаемые формулы означает замену временного сопротивления на данную величину. [c.50]

Здесь мы рассмот1)им лишь опыт на растяжение стержневого образца. Диаграмма растяжения образца термореактивного полимера напоминает рассмотренную выше диаграмму деформирования образца материала ограниченной пластичности. Она не имеет ниспадающего участка, потому что в ходе растяжения стержня не достигается стадия образования шейки, а относительная остаточная деформация 8 к моменту разрыва не превышает нескольких процентов. Наибольшее напряжение при испытании назовем пределом прочности [c.65]

Пределы текучести и прочности при сжатии. Построение диаграммы деформирования при сжатии связано с рядом трудноств . [c.74]

Нарушение сплошности материалов, образованных системой двух нитей, происходит при напряжениях, составляющих 50—70 % от прочности их на растяжение. Начало нарушений сплошности определяется переломом в диаграмме деформирования а (е) (см. рис. 4.4), в эксперименте при этом отмечается сильная акустическая эмиссия. При больших углах искривления волокон основы (0 > 30°) процесс нарушения сплошности в случае растяжения образцов в направлении искривленных водокон можно наблюдать визуально. [c.112]

Изменение амплитуды напряжений при жестком нагружении, как и изменение амплитуды деформаций при мягком нагружении, в процессе циклических испытаний определяется свойствами материала. Для одних материалов (алюминиевые сплавы, титан и низкопрочные а-сплавы на его основе, некоторые конструкционные стали) ширина петли гистерезиса при мягком деформировании по мере нара--стания количества циклов уменьшается, а амплитуда напряжений при жестком нагружении увеличивается. Для этой группы материалов характерно повышение предела пропорциональности с увеличением количества циклов нагружения, в связи с чем такие материалы относят к группе циклически упрочняющихся. Для других материалов (например, теплостойкие стали, чугуны, высокопрочные титановые а и (а+ 0)-сплавы) наблюдается обратная картина при мягком нагружении ширина петли гистерезиса увеличивается, а при жестком нагружении амплитуда напряжения снижается. Сопротивление деформированию для этой группы материа-пов с увеличением количества циклов уменьшается, а вся группа материалов относится к типу циклически разупрочняющихся. И, наконец, ряд материалов (аустенитные стали, конструкционные стали средней прочности, некоторые титановые сплавы) не изменяют сопротивления деформированию при цикпическом нагружении, форма диаграмм деформирования остается практически неизменной, а сами материалы относятся к циклически стабильным. На рис. 47 приведен характер изменения диаграмм при жестком и мягком нагружении описанных групп материалов. [c.87]

Из этого уравнения следует, что кривая усталости может быть построена аналитически с использованием характеристик 0р и п, найденных но истииной диаграмме деформирования исследуемого металла [ар — истинный предел прочности, п — коэффициент деформаци- [c.102]

Рис. 6. Типичные диаграммы деформирования композиционного материала на основе борных волокон и эпоксидного связующего (Г = 25° С) при а — продольном (7) и поперечном 2) растяжении (соответственно Е = = 21 050 кгс/мм ж Е = 2180 кгс/мм ) однонаправленного слоя б — продольном (7) и поперечном (2) сжатии (соответственно Я = 23 700 кгс/мм ш Е = 2320 кгс/мм ) однонаправленного слоя в — растяжении материала, армированного под углами 45° (Е = 2100 кгс/мм , предел прочности 150 кгс/ммз)

Другой представляющей интерес формой разрушения однонаправленного слоя является разрушение при сдвиге в плоскости слоя (рис. 9). Как установлено в работе [10], при этом возможны две формы разрушения, отличающиеся характером и пределом прочности Согласно схеме, показанной на рис. 9, а, разрушение происходит в результате образования в связующем трещин, параллельных волокнам, а согласно схеме на рис. 9, б, разрушаются волокна. Диаграмма деформирования при сдвиге в плоскости слоя нелинейная. [c.72]

Однонаправленный слой характеризуется экспериментальными пределами прочности при растяжении и сжатии в продольном (0°) и поперечном (90°) направлениях. Для установления В-кри-териев (вероятность церазрушения 90% при доверительном уровне 95%) проводят статистический анализ (см. руководство [11, разделы 4.1.5.3). По диаграммам деформирования однонаправленного материала при продольном нагружении, линейным до разрушения материала, устанавливают уровень максимально допустимых напряжений, которые принимают равными /3 разрушающих. Если по диаграмме деформирования предел пропорциональности оказывается меньшим, чем предела прочности, в качестве уровня максимально допустимых напряжений принимают предел пропорциональности. Исключение составляют случаи, когда образование неупругих деформаций и соответствующее снижение модуля упругости при нагружении выше предела пропорциональности являются допустимыми. В большинстве случаев максимально [c.78]

Сиераковски и др. [156, 157] получили динамические диаграммы деформирования для различных композиционных материалов при скорости деформирования до 10 1/с. При таких скоростях предел прочности увеличивается на 85% (рис. 20). [c.311]

Диаграмма деформирования композиционных материалов вплоть до разрушения играет крайне важную роль при формулировке микромеханических теорий прочности. Приведем некоторые результаты для типичных композитов. На рис. 4 изображены кривые деформирования однонаправленного углепластика при нагружении в плоскости, а на рис. 5 — при межслойном сдвиге. Соответствующие кривые для боропластика приведены на рис. 6 [c.111]

При создании микромеханических теорий прочности необходимы также диаграммы деформирования компонентов. На рис. 10 изображены диаграммы растяжения некоторых волокон, а на рис. 11 — некоторых смол. Из этих рисунков видно, что волокна имеют линейные диаграммы напряжение — деформация до разрушения, в то время как смолы ведут себя существенно нелинейно. Важное наблюдение, которое можно сделать по приведенным диаграммам, состоит в том, что в композитах, нагруженных до деформации более 1—2%, смола оказывается нагруженной в нелинейной области дефордшрования. Это ясно видно в случаях нелинейных диаграмм деформирования, изображенных на рис. 4—6. [c.116]

Подход Петита — Ваддоупса предполагает постоянную податливость композита в пределах каждой ступени нагружения и взаимную независимость различных механизмов разрушения. Тангенциальные модули, используемые при вы-числениях податливостей, зависят только от одной компол ненты деформации, т. е. на величину тангенциального модуля в направлении волокон не влияют деформации в поперечном направлении или сдвиговые деформации и т. д. Рассматриваемый подход ограничивается анализом несущей способности слоистых композитов, симметричных относительно срединной плоскости (Bij = 0), в условиях одноосного или пропорционального двухосного нагружения в плоскости армирования. Поскольку в основу подхода положена классическая теория слоистых сред, межслойные взаимодействия не учитываются. Как и в предыдущем методе, для слоистых композитов с одинаковой схемой армирования в плоскости, но разным расположением слоев по высоте предсказываются идентичные предельные кривые и диаграммы деформирования. В действительности разное расположение слоев по высоте композита может внести значительные изменения в величину прочности. [c.151]

Требования к исходной информации и возможности метода Сандху в принципе такие же, как и у рассмотренного ранее метода Петита и Ваддоупса [19]. Различие состоит лишь в применяемых критериях прочности слоя и способах описания нелинейных диаграмм деформирования слоя. Некоторое неудобство анализа Сандху заключается в необходимости экспериментального определения коэффициентов формы Ши гп2 и Шб. В настоящее время из-за отсутствия соответствующей экспериментальной информации эти коэффициенты принимают, как правило, равными единице. [c.157]

Можно утверждать с уверенностью, что ни один из существующих теоретических подходов не позволяет определить прочность композиционного материала с точностью, достаточной для надел<ного проектирования. Более того, слабым местом ряда теорий является сложность получения исходных данных. В частности, необходимость проведения экспериментов при сложном напряженном состоянии. Расчеты по методу Пуппо и Эвенсена без расчета напряжений в отдельных слоях обеспечивают точность предсказания не хуже, чем другие подходы. В их теории композит рассматривается как сплошная среда, что позволяет не делать предположений об уравнениях состояния, исключает применение теории слоистых сред и ограничивает число предварительных механических испытаний. В большинстве случаев наблюдается приемлемое соответствие между экспериментальными и предсказанными диаграммами деформирования вплоть до разрушения, включая заметную нелинейность. [c.176]

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

Таким образом, по диаграммам на рис. 1.6 можно установить то значение истинного напряжения, при котором сила Р проходит через максимум это будет при равенстве ординаты соответствующей кривой деформирования тангенсу угла наклона касательной. На нисходящей ветви диаграммы растяжения (рис. 1.5) процесс равномерного пластического деформирования становится неустойчивым. Действительно, если допустить весьма малое случайное сужение на малом участке длины образца, то на этом участке пластическое деформирование сможет протекать при меньшей силе, чем на соседних участках. При этом на участке случайного сужения пластическое деформирование будет продолжаться, а на соседних прекратится, и там диаметр образца практически останется таким же, каким он был в момент прохождения силы Р через максимум. Предел прочности (временное сопротивление) = P/Fg будет при этом тем условным напряжением, которое отвечает пределу равномерного пластического деформирования образца (истинный предел прочности Стц = P/F выше Стц обычно на 5—10 %). Однако для определенных материалов, температур и скоростей истинная диаграмма деформирования может быть и такой, что условие (1.4) не выполняется вплоть до момента физического разру- [c.13]

Релаксация напряжений. Напряжение при заданной величине деформации является функцией времени. При этом нелинейность диаграмм деформирования пластмасс ограничивает применение линейной зависимости между напряже-ниямп и деформациями значениями напряжений, не превосходящими 0,5а,. Это значение для разных пластмасс примерно совпадает со значениями пределов длительной прочности. Зависимость между напряжениями в момент времени t и начальными напряжениями принимается в виде [2] [c.315]

При действии статических напряжений сопротивление материала малым пластическим деформациям характеризуется пределами текучести при растяжении и сдвиге Tj., а также соответствующими диаграммами деформирования (см. гл. I), полученными при однородном напряженном состоянии (растяжение, кручение тонкостенной трубы). Для большинства материалов начальный участок диаграммы деформирования схематизируется (фиг. 1) в видедвух прямых. Ордината точки перелома диаграммы является пределом текучести а-р, величина которого для большинства конструкционных сталей (кроме сталей высокой прочности с > 80 кГ1мм ) соответствует пределу текучести, определяемому по 1опуску пластической деформации (0,2% остаточной деформации при растяжении). Величина напряжения а , соответствующая деформации е, по схематизированной диаграмме, отнесенная к равна [c.471]

Другим важным обстоятельством является то, что во многих практических случаях в конструкциях за пределом упругости оказываются только зоны концентрации напряжений, в то время как основной материал нагружается упруго. В силу кинематической связанности с основным материалом, материал в зонах концентрации работает в условиях, близких к жесткому режиму нагружения, т. е. без значительного накопления односторонних деформаций. При этом величина деформаций, определяющая малоцикловую прочность конструкции (как это показано в гл. 1), оказывается не такой чувствительной к характеристикам сопротивления деформированию, как это имеет место для гладкого образца при заданной нагрузке. Например, при всестороннем растяжении полосы с отверстием ( о = 2) при номинальных напряжениях Он == 0,8 От эквидистантное смещение пластического участка диаграммы деформирования вниз на 40% по напряжениям вызывает увеличение деформаций всего на 30%. Указанные обстоятельства следует учитывать при формулировке уравнений состояния, имея в виду их практическое использование при расчете малоцик.ловой прочности. [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...