Испытания на циклическую трещиностойкость

ИСПЫТАНИЯ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ [c.144]

Рис. 8.13. Схема установки для испытаний на циклическую трещиностойкость.

Для испытания на циклическую трещиностойкость используют плоские образцы (рис. 18.13), размеры которых приведены в табл. 18.5. [c.319]

Рис. 87. Образец для испытаний на циклическую трещиностойкость (а) и положения измерительных (Г, Г, 2)к(3, 4)тл токоподводящих (Л) контактов (б)

Рис. 88. Модифицированный компактный образец для испытаний на циклическую трещиностойкость

Результаты сравнительных испытаний на циклическую трещиностойкость металла в исходном состоянии и после длительной эксплуатации получены на модифицированных компактных об- [c.158]

При более высоких скоростях распространения трещины при переходе в область малоцикловой усталости, когда механизм разрушения определяется исходным запасом пластичности и прочности материала, лучшую циклическую трещиностойкость имеет металл шва. Об этом свидетельствуют также результаты испытаний на статическую трещиностойкость (см. рис. 3.3-3.5), из которых следует, что металл ЗТВ имеет более низкие значения Jj.. Основной металл во всем диапазоне исследованных скоростей роста трещины обладает более высокой сопротивляемостью усталостному разрушению, чем металл шва и ЗТВ. По мере выхода траектории трещины из области [c.88]

Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик сопротивления развитию трещины (трещиностойкости) при циклическом нагружении. РД 50—345—82.— М. Изд-во стандартов, 1983.— 96 с. [c.490]

Оценить способность материалов сопротивляться развитию трещин в условиях циклического нагружения позволяет специальный метод испытаний [234, 236]. Трещиностойкость при циклическом на- [c.144]

Для испытания на усталость при чистом симметричном изгибе с вращением с частотой 16 Гц изготовляли цилиндрические гладкие и надрезанные образцы. Форма гладких образцов корсетная, минимальный диаметр ее составлял 14 мм, а радиус корсетной части 100 мм. Образцы с кольцевым У-образным надрезом имели наружный диаметр 17 мм и внутренний диаметр 14 мм. Угол при вершине 90 °, радиус в вершине надреза 0,01 мм. Часть образцов использовали для получения характеристик циклической трещиностойкости по методике, изложенной в [4—61. При этом размах коэффициента интенсивности напряжений АК в вершине трещины определяли по формуле [4] [c.176]

Электромагнитная резонансная установка для испьгганий образцов на усталость при регулярном или программном нагружении ЭД-ЮОМ. Предназначена для испытаний на многоцикловую усталость образцов с рабочим сечением 7,5 мм (ГОСТ 25.502-79) или образцов иной формы сечения из металлов или неметаллических материалов. Используется для получения характеристик сопротивления усталости и циклической трещиностойкости материалов. Испытания проводятся при консольном изгибе образца в одной плоскости с резонансным возбуждением нагрузки в двух режимах регулярного нагружения с коэффициентом асимметрии цикла от -1 до 1 и программного блочного нагружения с количеством ступеней от 7 до 6 (рис. 3). [c.137]

Как уже отмечалось, при экспериментальном определении характеристик циклической трещиностойкости в трубчатых элементах конструкции образовывались продольные трещины расслоения. Впоследствии данные образцы подвергали статическому нагружению — растяжению вдоль направления армирования — до их разрушения. Результаты испытаний приведены на рис. 8.11 в виде отношения эффективного КИН, определенного по максимальной разрушающей нагрузке согласно (8.7), к значению предельного коэффициента интенсивности напряжений К, полученного экспериментально на образцах с поперечным надрезом. Это равносильно определению поправки [c.252]

Условия эксплуатации машин и механизмов — высокая и низкая температура, агрессивная среда, частота, асимметрия и нестационар-ность нагружения и т. п. существенно отражаются на сопротивлении материалов усталостному разрушению. В большинстве случаев учесть влияние эксплуатационных факторов аналитически не представляется возможным. В прикладных исследованиях при испытании материалов стараются как можно точнее отразить условия эксплуатации деталей. Ниже приведены результаты изучения влияния основных эксплуатационных факторов на характеристики трещиностойкости материалов при циклическом нагружении. [c.146]

Оценку статической трещиностойкости сплавов проводят (аналогично циклической трещиностойкости) на образцах с предварительно наведенными усталостными трещинами, используя различные сравнительно простые устройства, позволяющие осуществлять мягкое (постоянная нагрузка) или жесткое нагружение (постоянная деформация). Для испытаний пригодно большинство образцов, применяемых для оценки Кгс и циклической трещиностойкости (см. рис. 15.5, 15.21). [c.246]

Циклические характеристики вязкости разрушения. В соответствии с обнаруживаемыми в эксперименте основными закономерностями развития трещин при циклических нагружениях, описанными графиками функций на рис. 5.3 и аналитически — соотношением (5.14), в качестве циклических характеристик вязкости разрушения (циклической трещиностойкости) принимаются пороговое значение КИН Ка или Ki th, циклическая вязкость разрушения Kf или Ki f > а также параметры а и п. Эти характеристики трещиностойкости определяются по наблюдаемым в эксперименте зависимостям, описывающим увеличение длины трещины, от уровня напряжений и от числа циклов нагружения / = / (а, N). Испытания производятся обычно при пульсирующих положительных циклах нагружения. [c.56]

Испытания на циклическую трещиностойкость сварного соединения материала трубопровода Ду 500 на воздухе проводили на плоских образцах сечением 10x60 мм и 10x30 мм и рабочей длиной 220 мм. На образцах сечением 10x60 мм оценивали скорость распространения трещины в тангенциальном направлении. [c.128]

Для определения ресурса работы элементов конструкций, подвергаемых воздействию циклических нагрузок, с учетом трещпно-стойкости материала необходимы достоверные данные о закономерностях развития усталостных трещин при эксплуатационных условиях их работы [1]. В настоящее время эти данные можно получить только экспериментально в результате испытания образцов на циклическую трещиностойкость при аналогичных условиях исследования [2]. Достоверность и воспроизводимость результатов таких испытаний обусловлена принятой методикой исследования и зависит от способа их аналитической обработки. Применение принципов линейно-упругой механики разрушения для описания явления распространения усталостной трещины [3] обеспечило теоретическую основу для интерпретации результатов исследований, облегчило их использование в расчетной практике и способствовало дальнейщему интенсивному развитию таких исследований. [c.284]

Результаты исследования влияния коэффициента асимметрии цикла К на циклическую трещиностойкость основного металла и металла шва (рис. 71—72) показали, что повышение скорости роста трещины при изменении Л с О до 0,7 наблюдалось не только на первом участке диаграммы при малых K, но и на среднеамплитудном, где скорость роста трещины возрастала до двух (для стали 08X1812Т), трех (для металла сварного шва) раз по сравнению с испытаниями при Л = 0. [c.135]

При проведении усталостных испытаний также было показано, что основные показатели циклической трещиностойкости образцов, обработанных по режимам РТПУ, выше соответствующих показателей образцов, подвергнутых ИЗО и ВТМИЗО (рис. 8.18). Отмеченные факты связаны с благоприятным влиянием РТПУ на структурные изменения в бейните, а именно с уменьшением длины бей- [c.150]

Большинство авторов данной монографии принимали активное участие в работе Научно-методической комиссии по стандартизации в области механики разрущения. Основополагающим принципом работы комиссии после положительного опыта проведения базового эксперимента стала организация предварительных сериальных испытаний образцов по оценке влияния различных факторов на конечные результаты испытаний. В монографии представлена часть результатов таких испытаний по широкому комплексу вопросов статической, циклической и динамической трещиностойкоети, особенностей структуры и технологии получения конструкционных материалов. Это относится к исследованиям характеристик упругопластического разрущения сталей (гл. 1) и алюминиевых сплавов (гл. 7), определению характеристик трещиностойкоети малоуглеродистых сталей при динамическом распространении трещины (гл. 1), разработке методов испытаний листового проката на слоистое растрескивание (гл. 4) и сварных соединений на трещиностойкость (гл. 3, 4), комплексным испытаниям на трещиностойкость плакированных сталей (гл. 5). Исследования в указанных направлениях во многом были инициированы заданиями Научно-методической комиссии по стандартизации в области механики разрушения. Полученные результаты в дальнейшем использовались при подготовке соответствующих нормативных документов и проведении поверочных раечетов на трещиностойкость различных технических систем и конструкций. [c.8]

Коррозионная среда. В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал по влиянию различных коррозионных сред на развитие усталостных трещин в металлических материалах. Кислород воздуха при высокотемпературных испытаниях становится активным и интенсивно окисляет материал в вершине трещины. Высокопрочные стали подвержены водородному охрупчиванию. Электролитические растворы вызывают анодное растворение материала. Все эти процессы отрицательно сказываются на характеристиках трещиностойкости при циклическом нагружении. При этом общая тенденция такова, что снижение частоты нагружения увеличивает отрицательное воздействие коррозионной среды [118, 221], хотя иногда происходят аномалии. При очень низких частотах нагружения для высокопрочной стали отмечали отсутствие повышения скорости роста трещины из-за пассивации [118]. В каждом конкретном случаетрудно количественно предугадать, каким будет влияние коррозионной среды. Поэтому при планировании экспериментов стараются максимально отразить специфику эксплуатации — уровень нагрузок, частоту, температуру, аэрацию, концентрацию активных веществ и т. п. [c.176]

Рассмотрим основные данные о влиянии структурных факторов на кинетику распространения трещин усталости в конструкционны.х сталях. Хотя в самых общих чертах. можно говорить, что характер влияния структурных факторов на кратковременную и циклическую трещиностойкость аналогичен, в последнем случае обнаруживается ряд особенностей. По мере повышения температуры отпуска скорость роста трещины при циклических нагрузках уменьшается (см. рис. 15.22), Это в наибольшей мере характерно для периодов испытаний, отвечающих второму и третьему участкам КДУР. Что касается припороговой области я значений ДХ[c.244]

Очистка сталей по неметаллическим включениям приводит повсеместно к повышению циклической трещиностойкости и в наибольшей мере на /// участке КДУР (рис. 19.22, з). Влияние низких температур испытаний на ход КДУР в сталях неоднозначно. В то время как у хладостойких аустенитных сталей понижение температуры испытаний улучшает повсеместно циклическую тре- щиностойкость (рис. 19.22, к), у хладоломких низколегированных [c.343]

Трещина за каждый цикл нагружения получает незначитель-Бое приращение, так что ее распространение можно считать ква-зистатическим, пренебрегая динамическими эффектами. Как показывают расчеты, коэффициент интенсивности напряжений Ки у вершины трещины вдоль ее траектории развития практически равен нулю. Поэтому при определении живучести можно использовать зависимость скорости распространения трещины от коэффициентов интенсивности напряжений, установленной экспериментальным путем на опытных образцах с трещиной при разрушении нормальным отрывом, когда /Сы=0. Зависимость, связывающая скорость роста трещины и наибольший коэффициент интенсивности напряжений Ki цикла /Стах или его размах А/С=(1—ЮКтах лри постоянном коэффициенте асимметрии цикла Я = Кт1п/Ктах и всех других условиях испытаний, дается диаграммой усталостного разрушения (см. рис. 12, где изображена схема типичной диаграммы усталостного разрушения в логарифмических координатах Igv—Ig/ max). По диаграмме усталостного разрушения устанавливают следующие основные характеристики циклической трещиностойкости материала [89] [c.42]

С переходом от однократного нагружения к циклическому основным параметром разрушения становится скорость роста трещины dt/dN, зависящая от размаха коэффициента интенсивности напряжений Д/С. Построение зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений (диаграмма циклической трещино-стойкости - ДЦТ) позволяет получить универсальную характеристику циклической трещиностойкости для данных условий испытания. Экспериментально эту зависимость определяют испытанием образцов с предварительно созданным концентратором большая часть экспериментальных данных получена при испытании плоских образцов с относительно крупными трещинами в условиях одноосного или вне-центренного растяжения, изгиба и растяжения (сжатия), очень мало исследований выполнено на цилиндрических образцах, когда прямое наблюдение за развивающейся трещиной затруднительно. [c.41]

При участии автора книги в СССР были разработаны РД 50.344— 82 "Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) при циклическом нагружении", являющиеся первым межотраслевым нормативно-методическим документом по испытаниям металлов на трещиностойкость. Определяемые в соответствии с этими методическими указаниями характе 1стики могут быть использованы (наряду с другими характеристиками механических свойств) для суждения о сопротивлении материала развитию трещины и определения влияния на него различных металлургических, технологических и эксплуатационных факторов сопоставления материалов при обосновании их выбора для машин и конструкций контроля качества материалов оценки долговечности элементов конструкций на основании данных об их дефектности и напряженном состоянии установления Критерия неразрушающего контроля и анализа причин разрушения конструкций. [c.49]

Интерес к проблеме усталостного разрушения металлических материалов, на наш взгляд, связан со следующими причинами. Во-первых, с важностью проблемы усталостного разрушения ответственных металлических конструкций. Например, ресурс планера и двигателей современных самолетов связан с усталостной долговечностью и т.д. Второй причиной является то, что хрупкому разрушению металлических конструкций на практике часто предшествует подрастание усталостной трещины, что существенно снижает несущую способность. В-третьих, использование подходов механики разрушения позволило в последнее время достигнуть значительных успехов в оценке и прогнозировании трещиностойкости и долговечности металлических материалов и конструкций. В том случае, когда в конструкции или в детали наличие трещин недопустимо, определение порогового коэффициента интенсивности напряжений позволяет оценить размер допустимого металлургического или технологического дефекта для случая циклического деформирования. В-четверть1х, методы испытаний на усталость и циклическую трещиностойкость, так же как и методы определения ударной вязкости, оказались чувствительными к структурному состоянию материала- Кроме того, при проведении усталостных испытаний методически легче проследить кинетику накопления повреждений. [c.3]

Существует весьма много работ, в которых отмечалось, что мартенситное превращение в метастабильных аустенитных сталях оказывает значительное влияние на закономерности распространения усталостных трещин [52, 78-83, 84 и др.]. Мак Эвили и др. [78] на образцах из аустенитной стали типа 304 исследовали влияние вакуума на закономерности роста усталостных трещин и процессы структурных превращений у вершины усталостной трещины при комнатной температуре. Было обнаружено, что циклическая трещиностойкость в вакууме значительно выше, чем при испытании на воздухе, и это не в последнюю очередь, по-видимому, связано с более интенсивным мартенситным превращением в вакууме (90% в вакууме и 50% на воздухе). В работе [79] также было показано, что при большем исходном содержании мартенсита в стали AIS1 1018 циклическая трещиностойкость выше, как при испытании на воздухе, так и при испытании на усталость в коррозионной среде. [c.242]

Испытания на трещиностойкость при циклическом нагружении (основные) -выполняются для следующих условий нагружение по простому периодическому закону с синусоидальной формой цикла, коэффициент асимметрии R = —0,1 частота / = = 10—20 Гц, число циклов iV lO [16]. При специальных испытаниях имитируются эксплуатационные условия работы конструкций, применительно к которым определяются характеристики трещиностойкости. В процессе испытаний устанавливают скорость роста трещины У(А//А Л , dljdN), где А/ — средний при- [c.158]

Максимальное влияние среды проявляется гфи AKj 12,5 МПа V м. По сравнению с испытаниями на воздухе с аналогичной асимметрией цикла (Я = 0,7) скорость роста трещины в среде номинальных параметров возрастает на порядок. При больших и меньших ДК влияние среды снижается. В данном случае определяющее влияние коррозионной среды на скорость роста трещины связывают с наводораживанием металла в процессе репассивации свежеобразованной поверхности в вершине трехцины [62]. Поэтому рост трещины происходит главным образом в период увеличения нагрузки. Отсюда следует, что при-прогнозировании циклической трещиностойкости конструкций из [c.488]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...