Изменение нагрузки циклическое

Охрупчивание стали может происходить как при статическом так и при динамическом нагружении. Большое количество оболочковых конструкций нефтегазовой отрасли в течение срока службы претерпевают порядка 10 циклов изменения нагрузки. Циклические нагрузки вызывают малоцикловую усталость и коррозионную усталость металла в концентраторах напряжений. Несмотря на известный факт о коррозионно-механической природе разрушения нефтегазового оборудования и стадийности усталостного разрушения, не рассмотрены некоторые вопросы развития усталостных треш,ин. [c.7]

В качестве исходной величины для определения предельных напряжений выбирают одну из нормативных механических характеристик материала для пластичных материалов при статическом нагружении — предел текучести а, для хрупких материалов при статическом нагружении — временное сопротивление 0 для любых материалов при циклическом изменении нагрузки — предел выносливости (усталости) (см. 2 гл. XV). [c.139]

Закон расиространения трещины при циклическом нагружении получается из уравнения (38.5) с помощью последовательного построения сетки докритических диаграмм в области заданного изменения нагрузки с новой начальной длиной трещины на каждом цикле. Интегрируя правую и левую части уравнения (38.5) по [c.310]

Нагрузки, действующие на рассчитываемую деталь, бывают сосредоточенными и распределенными, постоянными и переменными. Последние бывают переменными только по величине и переменными по величине и направлению. Изменение нагрузки может происходить незакономерно или закономерно (циклически) через определенные промежутки времени — периоды. [c.152]

Высокотемпературная коррозия поверхностей нагрева котла является одним из частных случаев химического воздействия окружающей среды в результате которого происходит непрерывное утонение стенки труб. С течением времени образующаяся на поверхности трубы оксидная пленка приводит к снижению интенсивности коррозии. Всякие повреждения защитной оксидной пленки на трубах поверхности нагрева снижают ее диффузионное сопротивление и тем самым неизбежно приводит к интенсификации коррозии. Причинами разрушения оксидной пленки на трубах могут быть разнотипные изменения температурного режима поверхностей нагрева из-за изменения нагрузки, остановок и растопки котла. Особенно важное значение при этом имеют полные или частичные ее разрушения при циклических очистках поверхностей нагрева котла от золовых отложений. [c.188]

Во всех случаях на рисунке показаны предельные циклы, не приводящие к циклической пластической деформации и, следовательно, рассматриваются соответствующие стабилизированные состояния, которые возникают после некоторой пластической деформации в нулевом полуцикле. Линия / всюду отвечает условиям знакопеременного течения, линия 2— условиям прогрессирующего разрушения (в том смысле, что превышение параметрами нагружения предельных интервалов их изменения, показанных на рисунке, привело бы к возникновению соответствующего вида циклической пластической деформации — знакопеременной или односторонней). Линия 3 иллюстрирует случай, когда при пропорциональном изменении нагрузки и температуры достигается сразу состояние предельного равновесия (р=ро). [c.23]

Иногда считают, что так будет действительно при циклических нагружениях для всех циклов, исключая первые, но более детальные исследования показывают, что изменение нагрузки каждый раз влечет за собой появление новой первой фазы ползучести [139]. [c.40]

Корреляцию можно определить проще и более прямым путем при ускоренных испытаниях с циклическим изменением нагрузки. Ожидаемое число циклов в условиях действительной работы за определенное время можно оценить в практически допустимых пределах точности для большинства классов механического и гидравлического функционального оборудования. Очень точно можно оценить число посадок самолета на каждые 100 часов полета или число открываний и закрываний клапанов автомобильного двигателя на каждые 200 километров пробега. Данные о среднем числе циклов на отказ, полученные при ускоренных циклических испытаниях механизмов, управляющих выпусканием шасси самолета или клапанных пружин автомобильного двигателя, можно просто преобразовать в ожидаемое среднее время наработки на отказ для этих устройств при их нормальной эксплуатации. Это справедливо [ для циклических испытаний радиоэлектронного оборудования, но в меньшей степени, так как отказы в устройствах этого класса вызываются не только ударными нагрузками при включении и выключении, но также и другими факторами, проявляющимися при эксплуатации за время цикла, соответствующего включенному состоянию. Однако в большинстве случаев с достаточным основанием и здесь можно применить экстраполяцию для того, чтобы устанО вить корреляцию данных, о которой говорилось выше. [c.196]

Циклическое изменение те.мпературы в процессе нагружения оказывает существенное влияние на деформационные свойства материала. При этом даже в нулевом полуцикле ход кривой деформирования в общем случае зависит не только от текущего значения температуры, но и от ее величины в предшествующие моменты времени. Однако для ряда практически важных случаев неизотермического нагружения, характеризующихся плавным изменением нагрузки и температуры, как показано в работах [1, 3], такая зависимость с допустимой для инженерных расчетов точностью и в связи с естественным разбросом экспериментальных данных может не учитываться и в качестве определяющих соотношений могут использоваться уравнения деформационной теории пластичности, связывающие конечные величины напряжений, деформаций и температуры. Для нулевого полуцикла принятие таких допущений эквивалентно гипотезе существовании поверхности неизотермического нагружения в координатах напряжение, деформация, температура. Использование этой гипотезы при циклическом нагружении связано с введением дополнительных предположений относительно выбора параметра, определяющего начало отсчета напряжений и деформаций при построении поверхности неизотермического нагружения в полуцикле. [c.115]

Большая часть ответственных деталей теплоэнергетических установок работает в условиях высоких температур, длительно действующих нагрузок и в средах повышенной активности. В периоды пуска, останова, выхода на рабочие параметры, быстрого изменения нагрузки и т. п. происходит изменение температуры и давления в некоторых деталях и узлах конструкций работа на номинальных параметрах также часто характеризуется нестационарным режимом, создающим неоднородное температурное поле, изменяющееся циклически. [c.4]

Усталость (подробно она рассмотрена в гл.10) — это понижение стойкости материала против повторно-циклического действия напряжений или циклического деформирования. В предшествующих разделах уже введены термины мало- и многоцикловая усталость. Инженеры ввели эти термины и различают их по количеству циклов, уровню напряжений по отношению к пределу текучести и характеру разрушения. С точки зрения конструктора деталей турбины более практично представлять, что малоцикловая усталость есть (обычно) результат термомеханических деформаций, совершающихся единожды за каждый пуск турбины или за каждое изменение нагрузки, тогда как многоцикловая усталость — это следствие деформаций, совершающихся единожды или многократно за каждый оборот ротора. [c.68]

Подобно величине Ле, , на усталостную долговечность влияет и среднее напряжение. Высокие средние напряжения ответственны- за раннее возникновение трещины на дефектах материала. Среднее напряжение определенно возникает при циклическом изменении нагрузки между двумя несбалансированными уровнями напряжения. Однако оно может возникать и при испытаниях с заданной амплитудой деформации. Как показано на рис. 10.8,а, циклическое изменение нагрузки между двумя несбалансированными уровнями деформации порождает на первом цикле среднее напряжение его величина [c.353]

При быстрых пусках и изменениях нагрузки, сопровождаемых быстрыми изменениями температуры в проточной части, в деталях статора, в первую очередь в корпусах ЦВД возникают температурные напряжения, циклическое повторение которых вызывает малоцикловую усталость материала и появление трещин. [c.79]

В зависимости от характера действия нагрузки подразделяют на растягивающие (рис. 2.1, а), сжимающие (рис.2.1, б), изгибающие (рис. 2.1, в), скручивающие (рис.2.1, г), срезывающие (рис.2.1, б). Изменение нагрузки может иметь периодически повторяющийся характер, вследствие чего их называют повторно-переменными или циклическими (рис. 2.2). В разнообразных условиях эксплуатации конструкций и машин воздействие перечисленных нагрузок может проявляться в различных их сочетаниях. [c.25]

Заметное влияние режима нагружения обнаружено в случае однократного изменения нагрузки как при изотермическом, так и при неизотермическом малоцикловом нагружениях. Выявленная зако номерность заключается в следующем переход с меньшей циклической нагрузки на большую (режим ) приводит к упрочнению материала, и сумма относительных долговечностей превышает единицу (d/=l,8) если ступени нагружения действуют в обратном порядке, то происходит разупрочнение, сумма относительных долговечностей получается меньше (df = 0,6. .. 0,8). [c.193]

На рис. 2.5, где схематически изображено устройство для получения двухчастотных режимов нагружения, требуемый размах высокочастотной нагрузки устанавливается с помощью управляющих контактов 1 а 2 силоизмерительного устройства испытательной машины. Они закрепляются в кольцеобразном пазу ведущего сектора 3, расположенного на одной оси вращения со стрелкой 4 и приводимого в движение через коническую зубчатую передачу Л, 6 исполнительным механизмом 7, в качестве которого использован исполнительный механизм типа ПР-1 со встроенным реверсивным злектродвигателем и редуктором со сменными шестернями. Регулирующее устройство механизма имеет контактную группу с подвижным контактом 8, закрепляемым на выходном валу механизма, и контактами 9, 10, устанавливаемыми в полу-кольцевых пазах панели 11. Положением контактов 9 п 10 задается величина максимальной и минимальной нагрузки низкочастотного цикла. При одновременно работающих возбудителе машины и исполнительном механизме стрелка 4 силоизмерительного устройства, фиксируя величину нагрузки на образце, движется с угловой скоростью 0)2 между контактами 1 ш 2, которые, будучи закреплены на секторе 3, в свою очередь, приводятся в циклическое движение через зубчатую передачу 5, 6 исполнительным механизмом 7 с угловой скоростью (О1. Команда на реверс направления вращения исполнительного механизма подается по достижении контактом 8 одного из контактов 9 или 10. Управление исполнительным механизмом осуществляется автоматически с помощью специального управляющего устройства, оснащенного командным прибором КЭП 12-У, с помощью которого осуществляется временная выдержка на экстремальных значениях низкочастотной нагрузки длительностью 0,5—1000 мин (характер изменения нагрузки на образцах в данном режиме работы представлен на рис. 2.4, б). [c.35]

В действительности при циклическом упругопластическом деформировании уже при первом разгружении и в последующих циклах при нагружении и разгружении в упругой области имеет место нелинейность (рис. 4.17), обусловленная действием остаточных микронапряжений [76] при изменении нагрузки в сторону [c.113]

Следующим, после однократного, наиболее простым типом воздействия является регулярное циклическое нагружение. В случае мягкого нагружения это означает циклическое изменение нагрузки и температуры по некоторому закону с периодом t [c.184]

При циклически меняющемся длительном нагружении в нагретом состоянии в детали протекают процессы перераспределения деформаций и напряжений в результате как активного деформирования при изменении нагрузки, так и ползучести или релаксации во время выдержек в нагруженном и деформированном состояниях. Расчет усилий, чисел циклов и времен, соответствующих предельным состояниям, основывают на решении задач об упруго-пластическом распределении деформаций и напряжений в зонах концентрации в зависимости от циклов и времени, а также на использовании критериев разрушения (возникновения трещины) в условиях сочетания длительных статических и циклических изменений, постепенно протекающих в материале. [c.7]

Теперь найдем допустимую длину трещины с учетом циклического изменения нагрузки. Скорость роста трещины определяется [c.179]

Правильность и постоянство показаний динамометра после резких изменений нагрузки по величине и направлению (в пределах измеряемой им нагрузки) поверяют путем нагружения циклической нагрузкой с амплитудой, равной минимальному пределу и 80—100% наибольшего предела измерения частота нагружения должна составлять 100—200 циклов в минуту. Для создания циклических нагрузок в течение 5 мин рекомендуется применять пульсационные машины любых типов. [c.69]

Анализ результатов испытаний при многократных изменениях нагрузки также показывает их расхождение с данными, полученными расчетом с использованием гипотезы упрочнения. Как правило, деформация ползучести, накопленная за какое-то время при циклических испытаниях, существенно выше, чем полученная расчетом. [c.30]

Малоцикловая усталость проявляется как в деталях, нагружаемых циклически при постоянной температуре (изотермическое малоцикловое нагружение), так и при одновременном циклическом изменении нагрузки и температуры (неизотермическое малоцикловое нагружение), В последнем случае нагружение жесткое, поскольку в детали создается температурная деформация ет, которая переходит в механическую упругопластическую деформацию материала в наиболее нагруженной области И частично й упругую деформацию соседних областей. [c.155]

Коррозионная усталость представляет собой сложный процесс разрушения металлов при одновременном воздействии на них химической или электрохимической коррозии и циклической нагрузки. Циклической нагрузкой называют многократное повторение циклов, а циклом — всякое изменение нагрузки в известных пределах [205]. Коррозионноусталостным разрушениям подвергается большое количество ответственных деталей машин и механизмов [1, 4, 7, 206—209]. [c.124]

Оно происходит в результате многократного (циклического) приложения нагрузки. Специфическая особенность усталостного разрушения - возможность разрушения элемента конструкции при амплитудах напряжений, существенно меньших предела текучести о 0() 2- Под циклом нагружения понимают последовательность изменения нагрузки, которая заканчивается первоначальным состоянием и затем повторяется [60] (рис. 2.37). Цикл, например, синусоидально изменяющихся напряжений описывается максимальным циклическим напряжением минимальным циклическим напряжением периодом изменения Т. Обратная величина Т называется частотой изменений /. Амплитуда является переменной составляющей нагружения. Она определяется как -( max min)/2. К числу основных характеристик циклического нагружения следует отнести и среднее циклическое напряжение - ( тах min)/2. Под размахом колебания нагрузки понимают разницу между максимальным и минимальным ее значениями в течение одного цикла = За . [c.59]

Проверка прочности шпилек с учетом циклического изменения нагрузки. Коэффициент запаса прочности по амплитуде [см. формулу (3.14)] [c.45]

Прочность шпилек с учетом циклического изменения нагрузки обеспечена, так как оба коэффициента запаса больше допускаемого. [c.46]

Например, их безусловно следует учитывать, если материал оболочки хрупкий или если нагрузка циклическая. Их можно, например, не учитывать, если появление пластических деформаций и местное изменение формы оболочки не снижают её несущей способности. [c.148]

Теоремы о приспособляемости упруго-пластических тел. С рассмотренными выше экстремальными теоремами связаны теоремы о приспособляемости упруго-пластических тел. Практически важным является случай, когда нагрузки претерпевают изменения (например, циклические), а тело испытывает упруго-пластические деформации. [c.71]

Константы аир определяют характер и интенсивность изменения диаграммы циклического деформирования в зависимости от числа полуциклов нагрузки к. Для упрочняющихся материалов > О, р < 0 для разупрочняющихся а < О, Р > 0 для стабильных а = р = 0. [c.94]

Эти методы дают удовлетворительные результаты при редких дискретных нагружениях. В случае плавного изменения нагрузки, например при установившейся работе некоторых машин непрерывного транспорта, приемлем метод непрерывной регистрации нагрузки с использованием самописцев мощности и последующим пересчетом на нагрузку. Эти методы, однако, непригодны для регистрации нагрузок, обусловленных быстропротекающими неустановившимися процессами, играющими большую роль в формировании режимов нагружения ПТМ циклического действия. [c.39]

Непрерывно повышающиеся требования к эксплуатационной надежности конструкций, как и расширяющееся использование сервогидравлических нагрузочных систем, являются стимулом для формулировки ряда важных практических вопросов, касающихся долговечности материалов и конструкций при случайной нагрузке. Ответы на эти вопросы тем важнее, что теоретические методы оценки усталостной долговечности пока не способны учесть влияние различных эксплуатационных факторов и изменение свойств циклически нагружаемых материалов и поэтому приходится эксплуатационную долговечность оценивать экспериментально в лабораторных условиях. [c.325]

Пользуясь полученным уравнением, можно определить усталостную долговечность болтов при эксплуатационной частоте циклов нагружения в единицу времени. В том случае, когда изделие в эксплуатационных условиях подвергается воздействию циклической нагрузки с относительно малой частотой пульсации, можно испытать несколько изделий ири высоких частотах пульсации нагрузки и затем по полученному уравнению зависимости усталостной долговечности от частоты изменения нагрузки рассчитать искомую долговечность изделий при эксплуатационной частоте изменения нагрузки. Этот даст выигрыш во времени, так как испытания при малой частоте пульсации очень длительны. Полученную зависимость удобно представить в полулогарифмических координатах N—Igv), так как в этих координатах зависимость выражется прямой линией. [c.69]

При температуре испытания 650° С, так же как и при 450° С, вид нагружения определяет характер изменения деформационных циклических характеристик (рис. 2.15). В условиях моногармо-нического нагружения при малых временах нагружения (больших уровнях напряжений) разупрочняющее влияние температуры, несмотря на большую величину деформации, проявляется в большей мере, и, наоборот, при меньших уровнях нагрузки (деформации), обусловливающих и большее время нагружения, процессы структурных изменений материала оказывают большее влияние. В результате при меньших напряжениях более интенсивно и более длительное время может наблюдаться уменьшение ширины петли гистерезиса (см. рис. 2.15). При больших амплитудах напряжений упрочнение быстро сменяется разупрочнением При этом для малых уровней нагрузки (разрушающее число циклов )> 10 ) накопление деформаций невелико и ограничивается, как правило, величиной деформации, накопленной в первом цикле, а на стадии окончательного разрушения, когда материал с ильно поврежден, в отдельных случаях проявляется склонность к накоплению деформации в сторону сжатия. Однако это накопление незначительно (см. рис. 2.15). [c.38]

Высокая степень автоматизации технологических процессов позволяет существенно сократить численность персонала электростанции. Так, эксплуатационный и ремонтный персоналы находятся на станции Stovring только в дневное время. Система управления осуществляет автоматический пуск и работу ДВС-ТЭЦ при циклическом изменении нагрузки. Останов станции при аккумулировании в баке максимального количества теплоты либо в связи с началом периода низких тарифов на электроэнергию также осуществляется автоматически. [c.486]

Простейшие подходы к описанию разрушения, рассмотренные в главе АЗ, мало применимы при сложных программах изменения нагрузки и температуры в цикле, даже в случае регулярного циклического нагружения, которое в основном рассматривается ниже. Особенную трудность представляет отражение влияния ползучести при выдержках в полуциклах. Для его моделирования могут быть использованы методы разделения размаха (см. разделы А6.1, А6.2 — последний включает дополнительный учет взаимного влияния разных видов накапливаемого повреждения). Более традиционно для феноменологического описания использование уравнения состояния, в соответствии с которым скорость накапливаемого повреждения представляет собой функцию текуш,его состояния материала. Главная трудность при этом заключается в выборе параметров состояния, оп-ределяюш,их достоверность и удобство модели. В разделе А6.3 рассматривается такая модель, основанная на параметрах, выявленных благодаря анализу структурной модели среды (см. гл. А5). Раздел А6.4 затрагивает сложную проблему моделирования процесса распространения треш,ин малоцикловой усталости. Эта проблема тесно связана с проблемой образования макротреш,и-ны, которой посвяш,ена первая часть главы. [c.213]

Исследование неупругости металлов в процессе циклического нагружения, в первую очередь в условиях программного изменения нагрузки, дает возмолшость изучить закономерности накопления усталостного повреждения в этих условиях и на основе этого сформулировать более обоснованные критерии усталостного разрушения металлов. [c.290]

В работе [380] приведены результаты экспериментального ис-следованйя влияния изменения частоты циклической нагрузки на скорость распространения усталостной трещины в стали 14Х2ГМР в условиях чистого изгиба вращающегося цилиндрического образца с наружным надрезом. Испытания выполнены лри комнатной температуре на модернизированной установке типа НУ. За движением трещины в цилиндрическом образце на различных этапах ее развития наблюдали с помощью метода ступенчатого нагружения. Более подробно о методике, а также о термической обработке, форме и размерах образца см. в гл. V, VI. а [c.308]

Для получения циклических нагрузок служит пульсатор с подвижным цилиндром и с механизмом в виде шарнирного четырех-звенника. Увеличение или уменьшение давления в гидравлической системе зависит от величины хода поршня 12, получающего движение от коленчатого вала 24 посредством хомута и качалки 15. Коленчатый вал, в свою очередь, приводится во вращение четырехскоростным электродвигателем 16 с клиноременной передачей. Изменение величины хода поршня 12 и, следовательно,изменение амплитуды циклической нагрузки достигается передвижением цилиндра 14 пульсатора. Наибольший ход поршня соответствует такому положению цилиндра, когда ось поршня совпадает с осью подшипника, связывающего хомут с качалкой 15. При совпадении оси поршня с осью вращения качалки поршень остается практически неподвижным. [c.334]

От обычной коррозионной усталости, возникающей при высокочастотном нагруячении металла (более 50—100 циклов в минуту, а всего до разрушения — более Ю циклов), отличают так называемую малоцикловую коррозионную усталость, обусловленную низкой частотой (до 50 циклов в минуту) и высокой интенсивностью циклических напряжений, близких к пределу текучести или превышающих его. При этом полное разрушение наступает, как правило, при числе циклов менее 5-10-. Малоцикловые нагрузки возникают, например, при пусках, остановах, гидроиспытаниях котлов, аварийных выходах их из работы при разуплотнении пароводяного тракта, но могут возникать также при работе под нагрузкой. Циклическое нагружение котельных элементов при рабочих параметрах в большинстве случаев вызывается изменениями их температуры, а коррозионное поражение металла в этих условиях связано с процессом коррозионно-термической усталости. Следует учитывать также, что циклические нагрузки накладываются на действующие растягивающие напряжения от рабочего давления среды и что многие котельные элементы подвержены комбинированному (механическому и термическому) циклическому нагружению. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...