Циклическая прочность при сложных напряженных состояниях

Перечисленные модели относятся не только к основному случаю испытаний при симметричном цикле, но и к произвольному однородному однопараметрическому режиму циклического нагружения. Это могут быть, в частности, испытания на усталость при сложном напряженном состоянии. При этом s — эквивалентный параметр цикла но одному из критериев прочности при сложном напряженном состоянии. [c.98]

Менее изучен вопрос о длительной прочности полимерных материалов в условиях статического и циклического нагружений при сложном напряженном состоянии, где получение экспериментальных данных требует создания специальных испытательных установок. Обобщение этих данных также вызывает определенные трудности, связанные с формулировками общего принципа построения уравнений механических состояний для указанных сложных условий работы материала. Все же основное внимание, видимо, должно быть уделено экспериментальной апробации различных критериев длительной прочности при сложном напряженном состоянии и проверке пределов их применимости к различным полимерным материалам. Отсутствие необходимых данных несомненно задерживает внедрение этих материалов в машиностроении, [c.286]

Выражения для могут быть заимствованы из некоторых критериев усталостных разрушений, предназначенных для проверки прочности при стационарных режимах сложного циклического нагружения. Подобных критериев предложено достаточно много [33, 56]. Они получены в разное время на основе обобщения результатов испытаний на усталость при плоских циклических напряженных состояниях. В табл. 3.1 даны некоторые наиболее удобные выражения приведенных напряжений а для критериев усталостных разрушений, представленных в виде а—Все эти выражения справедливы только в случае одинаковых периодов изменения всех компонентов напряжений. Кроме того, они обладают тем общим недостатком, что не учитывают средней за период цикла шаровой части тензора напряжений, которая оказывает существенное влияние на сопротивление усталости (особенно при трехосном напряженном состоянии). Известно, что наложение всестороннего сжатия увеличивает предел выносливости, однако числовые данные практически отсутствуют. [c.88]

Усилия исследователей [54, 72, 80, 85, 95, 109, 121, 132] направлены на разработку теорий малоцикловой прочности для условий сложного напряженного состояния. Получены результаты при жестком режиме циклического деформирования, как наиболее представительного и часто реализуемого в локальных напряженных зонах детали и в то же время сравнительно легко воспроизводимого в эксперименте с надежным контролем основных параметров процесса. [c.115]

В связи с тем, что накопление усталостных повреждений связано с протеканием циклических пластических деформаций, следует ожидать, что условия прочности при переменных нагрузках и сложном напряженном состоянии должны иметь выражения, аналогичные (2.30)—(2.39), если в них заменить на на [c.42]

При определении предельных усилий, т. е. несущей способности элементов конструкций, используют характеристики сопротивления материалов пластическим деформациям (пределы текучести или ползучести). и разрушению (пределы прочности, критические деформации или глубины трещин, число циклов или время, необходимое для образования трещин). Для сложных напряженных состояний используют условия пластичности или ползучести, а также критерии прочности (применительно к статическому или циклическому нагружению). [c.7]

В главе VI рассматриваются методы прогнозирования влияния таких факторов, как концентрация напряжений, сложное напряженное состояние, различные режимы нагружения, нестационарность нагружения, наличие усталостных трещин и т. п., на прочность и долговечность конструктивных элементов в условиях многоциклового нагружения. Практическое использование этих методов обосновывается большим фактическим материалом. Особое внимание уделяется методам прогнозирования предельного состояния тел с усталостными трещинами при циклическом нагружении. [c.4]

Обычно эмпирические формулы для предела выносливости при циклическом нагружении получаются на основании испытаний при одноосном напряженном состоянии прямых гладких образцов. При переходе к сложному напряженному состоянию обычна заменяют напряжение, соответствующее одноосному состоянию, эквивалентными напряжениями по одной из теорий прочности. [c.230]

В первой части описаны методы исследования и основные закономерности сопротивления усталости и циклической трещиностойкости металлов и сплавов изложены основные подходы к расчету на прочность при циклическом нагружении в детерминированной и вероятностной постановках при линейном и сложном напряженном состояниях. Приведены характеристики сопротивления многоцикловой усталости для чистых металлов и углеродистой стали. [c.2]

Справочник состоит из 14 глав. Главы 1...5 образуют первый раздел, в котором изложены методы исследования усталости, и основные закономерности сопротивления усталости и циклической трещиностойкости материалов, а также методы детерминированных н вероятностных расчетов на прочность при напряжениях, переменных во времени, в условиях линейного и сложного напряженных состояний. [c.14]

Настоящая монография является одной из попыток среди такого рода работ подойти к проблеме разрушения, базируясь на системном подходе, лежащем на стыке механики деформируемого твердого тела, механики разрушения и физики прочности и пластичности. В книге изложены разработанные авторами физико-механические модели хрупкого, вязкого и усталостного разрушений, позволяющие анализировать повреждение материала при сложном нагружении в условиях объемного напряженного состояния. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Кроме того, в работе рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. [c.3]

В предыдуш,ей главе особое внимание было уделено вопросу, определяется ли механическое состояние материала в точке напряженным состоянием в той же точке. Именно это предположение позволяет при анализе предельных состояний как бы развязать свойства материала и свойства детали. Для оценки перехода из упругого состояния в пластическое оно полностью себя оправдывает. Что же касается вопросов местного разрушения, то здесь такое предположение следует принять в общем только с оговорками. Еще более сложным является вопрос циклической прочности. [c.98]

В настояш ее время, в связи с коренной перестройкой топливно-энергетической базы нашей страны в направлении резкого повышения роли ядерного горючего вместо природного газа, и, особенно, жидкого органического топлива, существенно возросла потребность в атомных энергетических установках. Организация их производства может быть основана на выпуске конструкций в многослойном исполнении, что в значительной степени будет способствовать решению всей проблемы. При этом, однако, следует иметь в виду, что атомные установки работают в более сложных и тяжелых условиях, чем сосуды химической промышленности и степень их ответственности значительно выше. Отсюда возникает необходимость в проведении комплекса работ, направленных на обеспечение надежности, долговечности п экономичности изготовления корпусов атомных реакторов, пароперегревателей, емкостей безопасности, защитных корпусов и др. Особое внимание должно быть обращено на вопросы, связанные с установлением напряженно-деформированного состояния многослойных стенок и сварных узлов конструкций, сопротивляемостью их хрупким и квазихрупким разрушениям, расчетами температурных полей в многослойных элементах, оценкой циклической прочности, изучением динамической и термоциклической стойкости конструкций, методам контроля, разработкой нормативных материалов по расчету на прочность. [c.23]

При сложных натурных испытаниях требуется изыскание методов получения информации, необходимой для расчетов. Применение одного из таких методов показано в работе [4] на примере исследования циклической прочности сварной станины кривошипного горячештамповочного пресса усилием 2500 тс, при этом определялось напряженное состояние станины тензометрированием модели стойки пресса и оценивалась циклическая прочность наиболее нагруженных участков стойки с помощью локальных моделей. [c.273]

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

Вопрос об усталостной прочности при сложных напряженных состояниях исчерпывающе еще не изучен. Лучще других исследовано двухосное напряженное состояние, при котором одновременно действуют симметрично изменяющиеся циклические нормальные и касательные напряжения (циклическое растяжение-сжатие и кручение, циклический изгиб и кручение). Экспериментально найденные для этого случая предельные значения нормального напряжения пред и предельные напряжения сдвига можно выразить за- [c.281]

Иногда для испытания материалов на усталость при сложном напряженном состоянии используются различные механические реверсоры и приставки к пульсаторам [338, 339]. Для исследования усталостной прочности при всестороннем сжатии кубиков использован реверсор, преобразующий переменное усилие пресса в двухосное и трехосное циклическое сжатие кубиков [36]. [c.247]

Известны многие попытки создания гипотез усталостного разрушения в сложном напряженном состоянии. Все они сводятся в основном к обобщению известных гипотез прочности и пластичности на случай циклических напряжений. Для наиболее часто встречающегося на практике расчета при двухосном напряженном состоянии (бг, г) общепринятой в настоящее время является эмпирическая формула Гафа и Полларда [c.500]

Следующим шагом в изучении усталостной прочности металлов было исследование циклов сложного напряженного состояния. Здесь Вёлер полагает, что прочность зависит от циклов наибольшей деформации (следуя теории наибольшей деформации), и принимает при вычислении деформаций коэффициент Пауссона равным Далее, он применяет свои общие соображения к кручению, для которого принятая теория прочности дает значение предела выносливости при полном знакопеременном цикле, составляющее 80% от соответствующей величины для растяжения-сжатия. Для того чтобы в этом удостовериться, Вёлер построил специальную машину, с помощью которой он получил возможность подвергать цилиндрические стержни циклическому кручению. Выполненные на ней опыты со сплошными цилиндрическими образцами подтвердили теорию. На их основании Вёлер рекомендует принимать для рабочих (допускаемых) касательных напряжений значение, составляющее 80% от допускаемого нормального напряжения на растяжение-сжатие. Он обратил внимание также на то обстоятельство, что трещины в испытываемых на кручение образцах возникают в направлениях, образующих 45° с осью цилиндра, и вызываются наибольшими растягивающими напряжениями. [c.207]

Анализ результатов экспериментального исследования усталостной прочности в условиях сложного напряженного состояния (в основном при кручении и кручении с изгибом) [86, 213, 326, 342, 410 и др. ] показывает, что отношение пределов усталости при повторном сдвиге т 1 и повторном растяжении а 1 составляет для сталей 0,5—0,7, а для чугунов 0,75—0,9, что соответствует отношениям, предполагаемым большинством теорий статической прочности. Результаты исследования усталостной прочности пластмасс при кручении [516] также свидетельствуют о снижении сопротивления материала при этом виде нагружения по сравнению с прочностью при циклическом изгибе с вращением. Отмеченная корреляция между характеристиками статической прочности и характеристиками усталости указывает на принципиальную возможность распространения критериев, подтвержденных экспериментально в условиях статического нагружения, на случай усталости. [c.181]

Для получения условий прочности при симметричных или асимметричных циклах и сложном напряженном состоянии он использовал физические представления о металле как микронеоднородней среде, характеризующейся неравномерной микронапряженностью кристаллитов. При этом предполагается, что в процессе циклического нагруж ения напряжения в отдельных, неблагоприятно ориентированных зернах возрастают вплоть до сопротивления отрыву, что приводит к их разрушению. Однако разрушение изолированных зерен не вызывает еще разрушения тела. За критериальную величину усталостной прочности тела принимается разрушение некоторого числа (постоянного для каждого материала) рядом расположенных микрозерен металла. Вероятность такой ситуации зависит от размеров поперечного сечения тела, неравномерности распределения макронапряжения и макроскопического напряженного состояния. [c.407]

В условиях сложного напряженного состояния реализуется множество различных сочетаний компонентов напряжения, которые могут изменяться по величине, знаку, частоте. Поэтому задача о расчете на прочность становится весьма сложной и в общей постановке до сих пор не решена [703, 1025, 1036]. Известные теории усталостного разрушения предложены применительно к отдельным, наиболее простым случаям циклического нагружения. При этом для установления условий разрушения обычно используют статические теории прочности. Возможность такого использования имеет два оиоснования. Во-первых, соотношение пределов вьшосливости при растяжении — сжатии и кручении изменяется для разных классов материалов примерно в том же интервале, что и соотношение между пределами текучести (или пределами прочности) при тех же способах нагружения, которое прогнозируют классические теории прочности 703]. Во-вторых, процесс усталости связан с возникновением и развитием локальных микропластиче-ских деформаций, а классические теории пластичности как раз и прогнозируют условие перехода материала из состояния упругости в пластическое состояние [3971. [c.276]

Павлов Л.А., Гецов Л.Б. Использование деформационного критерия для расчетной оценки условий разрушения материалов при циклическом нагружении в условиях сложного напряженного состояния // Проблемы прочности [c.578]

Если на протяжении первых трех десятилетий развития советской промышленности качество стали определялось значением предела прочности при +20° С и определенным уровнем пластичности или ударной вязкости, то в последние два десятилетия прочность испытывается еще и в зависимости от типа напряженного состояния скорости деформации, и при наличии различных концентраторов. Однократное доведение напряжений до разрушающей величины дополняется испытаниями при длительном нагружении циклической нагрузкой одного (статическая выносливость) или обоих знаков (усталость), в последнем случае — при самых различных частотах, вплоть до акустических. Диапазон температур при испытании конструкционных сталей расширяется от прежних пределов ( + 60°) — (—60°) до (—253°) — (+1200°). Разрушающее напряжение, зависящее от материала нагруженного тела, определяется не только величиной нагружения в момент, непосредственно предшествующий разрушению этого тела. При выборе его значений учитывается необходимость обеспечения величин деформаций в пределах, допустимых для безотказной работы конструкций при заданных температуре и продолжительности рабочего периода. Возникает необходимость в характеристике прочности для условий сложных программированных режимов нагрузки и нагрева, действия контактных напряжений, трения и износа, поражения метеорными частицами, действия космического и ядер-ного облучения и т. д. [c.192]

Резиновым упругим элементам муфт свойственны, как правило, циклические режимы нагружения, приводящие к диссипативному саморазогреву, кроме того, им присущ сложный характер напряженно-деформированного состояния, сопровождающийся в ряде случаев большим гидростатическим давлением. Попытки использовать при прогнозировании долговечности резиновых упругих элементов муфт известные зависимости для расчета амортизаторов, упругих шарниров и гибких диафрагм, рассмотренные в предыдущем разделе, к успеху не привели. Требовалось дальнейшее уточнение этих расчетных зависимостей, введение в них параметров, учитывающих специфику материала, особенности режимов нагружения и характера напряженно-деформированного состояния. В основу предлагаемой здесь расчетной зависимости положены представления термофлуктуационной теории прочности, которые в настоящее время разделяются большим числом исследователей. Исходные предпосылки и основные этапы получения расчетной зависимости приведены ниже. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...