Влияние условий нагружения на малоцикловую долговечность

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ НАГРУЖЕНИЯ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ [c.89]

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ НАГРУЖЕНИЯ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СПЛАВОВ В КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЕ [c.114]

Выше было рассмотрено влияние концентраторов напряжений на усталость сплавов при малоцикловом нагружении. Однако малоцикловая долговечность зависит не только от наличия концентраторов напряжений в значительно большей степени она изменяется в результате совместного влияния коррозионной среды, условий нагружения, состояния металла, концентрации напряжений, внешней поляризации и пр. Действие этих факторов на долговечность сплавов может проявляться по-разному в зависимости от их химического состава, структурного состояния, а также состояния поверхностных слоев металла. Циклическое нагружение в коррозионной среде при большой общности с процессами коррозионного растрескивания имеет свою специфику. [c.113]

В книге подробно освещены методические вопросы испытания материалов в условиях неизотермического малоциклового нагружения, даны схемы испытательных машин, приведены параметры кривых термической усталости многих жаропрочных материалов, показано влияние технологических факторов (режимов литья, термообработки, модифицирования структуры, механической обработки и др.). Экспериментальный материал обобщен расчетными уравнениями, которые рекомендованы для прогнозирования долговечности деталей на стадии проектирования и продления ресурса. [c.4]

Отмечается значительное влияние типа цикла нагружения и нагрева на сопротивление малоцикловой усталости. В условиях жесткого нагружения и режима испытания, когда максимальная деформация растяжения достигается в момент разогрева до максимальной температуры цикла, существенно увеличиваются повреждения материала. Долговечность вследствие большого повреждающего эффекта снижается в 10 раз по сравнению с режимом испытания, Когда максимальная деформация сжатия соответствует максимальной температуре цикла (рис. 2.5, кривые 2 и 4). Кривая малоцикловой усталости (5) при постоянной температуре, соответствующей максимальной температуре цикла 860° С, располагается значительно правее кривой 4. Это, так же как и при неизотермических испытаниях, можно объяснить эффектом залечивания повреждений в высокотемпературной части цикла на этапе сжатия. [c.50]

На основании анализа известных литературных данных можно утверждать, что наложение высокочастотных вибраций на основной процесс малоциклового нагружения является одним из важнейших эксплуатационных факторов, в значительной степени определяющих снижение долговечности работающих в таких условиях элементов конструкций с трещинами. В то же время ограниченность исследованных материалов и параметров нагружения существенно затрудняет обобщение полученных результатов и не позволяет сделать вывод о границах и степени влияния наложенных высокочастотных циклов на закономерности роста трещин в зависимости от конкретных условий эксплуатации и класса материалов. [c.160]

Ответственные элементы многих современных машин и аппаратов подвергаются при эксплуатации интенсивным воздействиям переменных (часто циклических) температурных полей и механических нагрузок. Число циклов за срок службы может быть невелико (до 5 10 ), и тогда долговечность лимитируется условиями малоциклового разрушения. При чередовании переходных режимов работы, для которых характерно быстрое изменение нагрузок и температур, со стационарными длительными нагружениями существенное влияние на процессы деформирования и разрушения оказывает ползучесть. В таких условиях работает разнообразное технологическое оборудование металлургической и химической промышленности (засыпные устройства и колосники печей, кристаллизаторы, валки прокатных станов и машин для непрерывного литья заготовок, чаши, химические реакторы и др.), а также элементы газовых и паровых турбин (диски, лопатки, камеры сгорания), космических аппаратов и сверхзвуковых самолетов, активной зоны ядерных реакторов. Обеспечение их прочности и долговечности — сложная научно-техническая проблема, актуальность которой возрастает в связи с непрерывным повышением требований к технико-экономическим показателям и надежности машин и аппаратов. [c.3]

Другой важный фактор, в значительной степени определяющий чувствительность к коррозионной среде,—наличие на поверхности образцов концентраторов напряжений. В вершинах концентраторов напряжений при малоцикловом нагружении создаются условия для образования глубоких трещин с малым раскрытием, в которых происходит подкисление внутрищелевого раствора и его глубокая деаэрация. Указанные условия препятствуют или затрудняют процесс репассивации, в результате чего процесс коррозионного разрушения активизируется. На рис. 71 показано влияние концентрации напряжений на малоцикловую долговечность сплава ВТ5-1 при Я = 0 в коррозионной среде ( ном 0,9о. ) образцов с радиусом надреза 0,01 0,1 0,5 1,2 и 6,0 мм. Во всех случаях отношение диаметра образца в надрезе г/ к диаметру вне надреза оставалось постоянным и равнялось 0,707 при г/=9 мм. Указанным радиусам соответствовал теоретический коэффициент концентрации напряжений, соответственно равный 13,5 5,2 4,2 2,8 и 2,0. По оси абсцисс на рис 71 отложена долговечность соответствующая точке пересечения кривой усталости надрезанных образцов с кривой усталости гладких образцов. Как видно из рис. 71, даже при проведении испытаний чувствительного к коррозионной среде сплава ВТ5-1 при наличии концентра- [c.116]

С целью определения влияния полей блуждающих токов на малоцикловую долговечность сильфонных компенсаторов тепловых расширений теплопроводов, эксплуатирующихся в условиях нестационарных режимов нагружения, были проведены малоцикловые усталостные испытания стали 12Х18Н10 на воздухе и в 3%-м хлориде натрия в том числе с анодной поляризацией +0,2 В (по МСЭ), выявленной в ходе проведенных трассовых исследований на теплопроводах городского теплоснабжения. По результатам усталостных испытаний были построены зависимости чисел циклов до разрушения стали от размаха приложенной деформации (рис. 3). Ранее проведенными исследованиями было выявлено снижение коррозионноусталостной долговечности исследуемой стали в 3%-м хлориде натрия во всем диапазоне приложенных амплитуд деформации, не превышающее 30 %. [c.12]

Исследование влияния расплава солей морской воды на малоцикловую долговечность маложаростойкого жаропрочного сплава ЭП220 проводилось при температуре 800 С в условиях циклического растяжения - сжатия. Нагружение образцов осуществлялось при мягком режиме нагружения (До = 870 МПа - onst). Отдельные результаты сравнительных испытаний образцов в расплаве соли морской воды и без нее представлены в табл. 4.17. [c.318]

Малоцикловая долговечность при наличии выдержки в полу циклах неизотермического нагружения. Важным параметром режима неизотермического нагружения является длительность выдержки, в течение которой развиваются временные процессы (релаксация или ползучесть), формирующие квазистатические длительные статические) повреждения. В связи с указанным большое число исследований [15, 17, 29, 80, 97, 109, 127, 133] посвящено изучению условий образования предельного состояния и закономерностей разрушения материалов при малоцикло ом изотермическом и неизотермическом (в том числе термоусталостном) нагружениях. Исследовали влияние формы термических силовых циклов на накопление длительных статических повреждений. [c.52]

Оценивая влияние ползучести при длительном малоцикловом нагружении, следует отметить следующее. Для случаев и условий нагружения, когда уровень номинальных напряжений заметно ниже предела текучести конструкционного материала, причем основные объемы материала конструкции работают в упругой области, а процессы пластического деформирования и ползучести протекают в основном в Донах максимальной напряженности, долговечность снижается в 2—3 раза за счет увеличения максимальных циклических деформаций в связи с ползучестью в зонах концентрации. Основное влияние на долговечность (сиил<ается в 10 раз и более), ви- [c.210]

Исследования литейного алюминиевого сплава Al-Mg-Si (6082) со средним размером зерна 155 мкм путем изгиба образцов 7x12x60 мм были проведены для сопоставления влияния состояния поверхности образцов на длительность периода роста усталостных трещин [101]. Были испытаны образцы с поверхностью непосредственно после литья (S ) и с полированной поверхностью (SP). Полировку осуществляли в две стадии шлифовкой пастой с размером абразива 3 мкм и затем электрополировкой. Изучение зоны зарождения усталостной трещины при последовательной наработке в испытаниях образцов показало, что период роста трещины до достижения длины на поверхности около 100 мкм составил 35-65 % для полированных и 2-10 % для неполированных образцов. Поэтому были проведены расчеты периода роста трещин по формуле механики разрушения от их начальных размеров 6 и 45 мкм до критической длины а . = 3 мм. Оказалось, что для долговечности образцов (2-3)-10 циклов имеет место почти совпадение расчета периода роста трещины с полной долговечностью (рис. 1.19). Далее наблюдается все большее расхождение расчетного периода роста трещины и долговечности образцов. Фактически для гладкой поверхности образца независимо от степени ее поврежденности (полированная и неполированная поверхность) имеет место резкая смена в условиях зарождения и роста трещины в районе длительности нагружения 10 циклов. Меньшие долговечности отвечают области малоцикловой усталости, и для нее весь период циклического нагружения связан с развитием усталостной трещины. Большие долговечности связаны с постепенным возрастанием периода зарождения усталостной трещины. [c.58]

Рассмотренные данные по прочности при мягком нагружении относятся к испытаниям в условиях симметричного цикла. Асимметрия напряжений Но оказывает суш,ественное влияние на долговечность в связи с особенностями сопротивления материалов деформированию при наличии среднего напряжения. Так, для циклически стабильных и разупрочняюгцихся материалов в интервале напряжений, приводяш,их к квазистатическому разрушению, долговечность определяется величиной максимального напряжения цикла (рис. 1.1.5). У циклически упрочняюш,ихся материалов с усталостным типом разрушения малоцикловая прочность характеризуется амплитудными значениями напря жений (рис. 1.1.6). [c.11]

Существенное влияние на сопротивление малоцикловой усталости в изотермических условиях уровня температур показано на рис. 3. Хотя пластичность канщого сплава при крайних температурах термического цикла примерно одинакова, однако различие в долговечности (кривые 1 2 — сплав ЭП-693ВД, кривые 7 и 5 — сплав ЭП-220) составляет до 10 раз. Это означает, что в условиях неизотермического малоциклового нагружения скорость накопления повреждений в холодной части цикла значительно ниже, чем в горячей. [c.38]

V Сопротивленад стали коррозионной усталости зависит и от формы цикла (от закономерности, по которой изменяются напряжение и деформации при циклическом нагружении). Форма цикла определяется условиями эксплуатации деталей и конструкций и бывает различной синусоидальной, пилообразной, трапецеидальной и прямоугольной. Цикл нагружения может быть как симметричным, так и асимметричным. Форма цикла влияет на процессы упрочнения металла в зоне перед вершиной трещины (зона предразрушения), а также на процессы накопления искажений кристаллической решетки, отдыха и перераспределения там напряжений. Кроме того, форма цикла, определяя скорость деформирования, а также время пребывания материала в деформированном состоянии, влияет на электрохимические (коррозия и наводороживание) процессы в трещине. При малоцикловом нагружении в синтетической морской воде и других средах наименьшая долговечность наблюдается для синусоидальной формы цикла при переходе к трапецеидальной форме, а затем к прямоугольной долговечность металла несколько возрастает. Отмечено, что форма цикла сказывается на сопротивлении усталости также при многоцикловом усталостном нагружении, однако в условиях малоцикловой усталости это влияние проявляется сильнее [21,71,72]. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...