Влияние циклов малой амплитуды

Влияние циклов малой амплитуды [c.383]

Формула (15.8) получена без учета дополнительных факторов, влияющих на значения максимальных напряжений, например концентрации напряжений, состояния поверхности, размеров детали. Эти факторы мало влияют на прочность при постоянных напряжениях, поэтому их влияние относят к амплитуде цикла напряжения. С учетом перечисленных факторов формула (15.5) имеет вид [c.156]

На первой стадии роста усталостной трещины, когда скорости характеризует КИН, не намного превосходящий пороговую величину Kff , имеет место немонотонное влияние асимметрии цикла на условия страгивания и роста трещины [26]. В интервале асимметрии цикла 0,5 < R < 0,7 наблюдается стабилизация величины Kff,, и при большей асимметрии цикла его величина остается неизменной. В связи с этим в области малых амплитуд КИН при высокой асимметрии цикла, особенно применительно к титановым сплавам, могут быть получены различные поправочные функции, что, например, в табл. 6.2 отражено системами уравнений в п. 4-6. [c.302]

Выявленные закономерности формирования фасеточного рельефа излома в дисках I ступени КВД при их разрушении в эксплуатации отражают, с одной стороны, чувствительность их материала к условиям нагружения, с другой стороны — влияние малых амплитуд переменной нагрузки при высокой асимметрии цикла на рост трещин. [c.502]

При расчете авиационных конструкций на малоцикловую прочность должно быть учтено влияние большого количества нагрузок малой амплитуды с определением местных напряжений и деформаций в диапазоне до 10 —10 циклов. В этих условиях применение таких численных методов расчета напряженно-деформированного состояния, как МКЭ, МКР (см. гл. 8), существенно ограничено из-за большого количества зон концентрации и необходимого машинного времени и определенное преимущество имеют инженерные методы расчета коэффициентов концентрации напряжений и деформаций на контуре отверстий или вырезов в соответствии с гл. 2, 4, 7, 11. [c.107]

Наиболее распространенное объяснение механизма влияния давления газовой среды на поведение материала при циклическом нагружении состоит в следующем. Развитию усталостной трещины в атмосферных условиях способствует слой газа или окислов, образующихся на поверхности трещины во время растягивающего полуцикла. Эти чужеродные слои препятствуют завариванию трещины в период сжатия. Ускорение развития трещины в подобных условиях может быть также объяснено снижением поверхностной энергии металла и расклинивающим эффектом окисной или другой фазы, находящейся в непосредственной близости от вершины растущей трещины. Скорость образования чужеродных слоев на поверхности раскрытой трещины при данной частоте нагружения зависит от давления газовой среды, вследствие чего сопротивление усталости увеличивается с улучшением вакуума. Ряд экспериментальных наблюдений, например [427 ] показывают, что возрастание долговечности в вакууме происходит более заметно при больших амплитудах циклической деформации. При малых амплитудах числа циклов до разрушения образцов в вакууме и на воздухе различаются гораздо меньше. Во многих случаях установлено, что повышение долговечности образцов с понижением давления газовой среды протекает не монотонно, а сравнительно резко только в определенном интервале давлений. Для технически чистого алюминия эта область давлений от 1,33 до 0,0133 (от 10" до 10 М.М рт. ст.). Удовлетворительное объяснение отмеченной закономерности пока отсутствует. При изучении усталости технического алюминия выяснилось, что на поверхности образцов, выдержавших в вакууме такое число циклов, которое приводило к разрушению материала на воздухе, отсутствовали усталостные макротрещины. Это наблюдение истолковано авторами работы [427] как свидетельство того, что давление газовой среды оказывает влияние не только на скорость развития усталостной трещины, но и на процесс их зарождения на поверхности металла. [c.438]

Влияние двухосного напряженного состояния материала на СРТ и долговечность резко снижается при возрастании асимметрии цикла. При максимальной асимметрии цикла 0,8 влияние двухосного нагружения проявляется достаточно слабо. Этот факт может быть объяснен доминированием механизма разрушения путем скольжения при одноосном нагружении с асимметрией R = 0,8n более (см. раздел 6.1). При небольшой амплитуде переменного цикла роль второй компоненты нагрузки не проявляется в кинетике трещин из-за того, что размер зоны пластической деформации сам по себе мал. Изменить размер зоны можно за счет мощного источника энергии, который вызывает существенное пластическое деформирование материала. В условиях высокой асимметрии цикла вторая компонента нагрузки не может оказаться таким источником энергии. Величина ее амплитуды определяется асимметрией i = 0,8 и поэтому очень [c.327]

Большое значение при двухчастотных испытаниях приобретает учет изменения асимметрии цикла в процессе испытания. В работах по малоцикловой усталости сталей и алюминиевых сплавов при испытаниях с приложением осевой нагрузки отмечено весьма сильное повреждающее влияние составляющей верхней частоты даже в тех случаях, когда ее амплитуда мала. [c.181]

В результате испытаний на усталость для валов каждого режима упрочнения были определены предел выносливости по разрушению, соответствующий предельной амплитуде напряжений, не приводящей к разрушению вала на базе 10 циклов, и предел выносливости по трещинообразованию, соответствующий предельной амплитуде, не приводящей к образованию визуально видимой трещины в галтели вала при той же предельной базе испытаний. Обобщенная диаграмма изменения пределов выносливости исследованных валов в зависимости от режима обкатки галтели, полученная в результате экспериментов, показывает, что обкатка галтели приводит к изменению обоих пределов выносливости (рис. 58). Основное влияние на пределы выносливости оказывает усилие обкатки, а число проходов по обрабатываемой поверхности практически не изменяет пределов выносливости. Предел выносливости по трещинообразованию увеличивается только в области малых усилий обкатки, а затем, несмотря на существенный рост усилий обкатки, остается практически постоянным, а предел выносливости по разрушению увеличивается монотонно. Максимальное увеличение предела [c.142]

В заключение остановимся на одном способе приближенного учета влияния инерционных составляющих, вызванных изменением форм колебаний. Обычно в инженерных приложениях изменение амплитуды В в пределах цикла можно считать малой величиной при этом BJ B Pr) 1- Тогда в соответствии с (4.86) [c.162]

Для того чтобы определить влияние периодического возмущения скорости на осредненную по времени теплоотдачу, необходимо мгновенные значения тепловых потоков, температуры жидкости и стенки проинтегрировать по всему циклу колебаний. Согласно приведенной выше методике расчета нестационарная теплоотдача практически симметрична как относительно продольной оси х, так и относительно полупериода колебаний. Следовательно, средняя теплоотдача практически мало отличается от соответствующего стационарного значения. Такая ситуация может иметь место только при сравнительно малых значениях относительной амплитуды и частоты колебаний. При сравнительно больших амплитудах колебаний, во-первых, в канале могут возникать обратные или вихревые течения, а во-вторых, в пределах цикла колебаний может возникать переход ламинарного течения в турбулентное. Такая ситуация возникает в том случае, если в момент ускорения потока мгновенная средняя скорость жидкости достигнет значения, которое соответствует критическому числу Рейнольдса (Re > [c.133]

Результаты, представленные в долях предела прочности материала при растяжении Ов, показаны на рис. 9.8 для сталей и в абсолютных напряжениях для высокопрочных алюминиевых сплавов — на рис. 9.9. Все приведенные результаты относятся к случаям когда среднее напряжение больше амплитуды напряжений, т. е. когда нет перемены знака в нагрузке. Видно, что для обоих материалов получена исключительно низкая выносливость, показывающая, что ушко весьма чувствительно к действию переменной Нагрузки. Для разрушающего числа циклов, равного 10 типовые значения амплитуды напряжений в поперечном сечении ушка по отверстию для сталей составляют только 47о предела прочности материала при растяжении и для алюминиевых сплавов —около 1,4 кГ/мм (грубо 2,5% предела прочности). Учитывая большой разброс данных, имеющийся всегда при условиях коррозии трения, а также разнообразие конструкций ушков и материала (диаметр болта изменяется от 5 до 70 мм как для стали, так и для дуралюмина), можно сказать, что получено хорошее приведение. Для сравнения с результатами приведения на рис. 9.10 показаны подлинные рассмотренные результаты для алюминиевых сплавов. Имеем очевидное улучшение результатов после приведения. Разброс частично объясняется разными значениями средних напряжений в различных испытаниях. В зависимости от порядка величины среднего напряжения на рисунке приняты различные обозначения точек. Для сталей, несомненно, мало влияние среднего напряжения, тогда как для алюминиевых сплавов определенное, хотя и небольшое, влияние имеется. [c.235]

Соответственно сказанному выше о динамическом равновесии процессов упрочнения и возврата увеличение амплитуды деформации обычно (возможны исключения) влечет изменение стабилизированного цикла в сторону дополнительного упрочнения, так как длительность цикла (при той же скорости деформирования ё) увеличивается мало, возврат как бы отстает . В другом случае, при включении в цикл выдержки, превалирует влияние возврата и может обнаруживаться существенное уменьшение упрочнения. Если после некоторого числа циклов выдержку исключить и вернуться к старому циклу, материал вновь постепенно упрочняется до прежнего уровня. [c.115]

Так как коэффициент влияния асимметрии цикла г 3а для болтов очень мал, то расчет болта на выносливость по запасу прочности по амплитуде производится по формуле, аналогичной формуле (27), но без учета влияния качества поверхности. [c.118]

Так как коэффициент влияния асимметрии цикла для болтов очень мал, то расчет болта на выносливость по запасу прочности по амплитуде производится по формуле (см. формулу 21) [c.60]

Сравнения приведенных выше теоретических результатов с различными экспериментами свидетельствуют о том, что предложенная в [109] и приведенная выше теория циклического роста трещины в тонкой пластине пригодна для описания многоцикловой усталости. В этом случае она позволяет сделать правильные выводы относительно длины нераспространяющейся трещины, скорости распространения трещины в различные этапы ее роста, влияния асимметрии цикла. При слишком малой начальной длине трещины, когда амплитуда напряжений, при которых она растет, приближается к пределу текучести (в результате чего происходит сильное увеличение начальной длины пластической зоны), характер процесса изменяется локализованные пластические деформации уступают место пластическим деформациям в относительно больших объемах материала. Это выражается в переходе к малоцикловой усталости, для которой указанная теория непригодна. [c.172]

Рис. 7.28. Влияние циклов малой амплитуды на скорость роста усталостной трещины в титановом сплаве Ti-6A1-4V в случае бигармоиического нагружения [58, 611

Полученные при исследовании кинетические кривые (рис. 7.28) показывают, что при наложении на выдержку около 1000 циклов малой амплитуды с частотой 150 Гц материал начинал проявлять чувствительность к бигармоническому нагружению уже при / niax < 20 МПа-м / . Этот результат совпадает с данными, представленными ранее (см. рис. 7.14). Число циклов низкой амплитуды оказывало сушественное влияние на величину продвижения трещины за блок нагружения. При этом блок нагружения по своим параметрам соответствовал условиям многоциклового вибрационного нагружения диска за ПЦН. Сопоставление фрактографических параметров излома при разных условиях нагружения показало, что при СРТ в пределах 10 м/цикл от циклов малой амплитуды на изломе формировались только фасетки ква-зихрупкого внутризеренного и внутрифазного разрушения материала, а усталостных бороздок в изломе не было. Бигармоническое нагружение при СРТ, когда материал проявлял чувствительность к циклам малой амплитуды, вызывало формирование преимуп1 ественно фасеточного отражающего пластинчатую щ + (3 ,)-структуру материала рельефа излома, на фоне которого имелись локальные [c.384]

Последовательность процессов разрушения может быть рассмотрена с единых позиций на основе диаграммы, описывающей влияние в агрессивной среде асимметрии цикла на области формирования усталостных бороздок в сплавах, для которых проявляется сужение области формирования усталостных бороздок. Для таких сплавов в области высокой асимметрии цикла нагружения исчезает понятие порогового КИН. Это связано с тем, что в агрессивной среде, при наличии начального концентратора напряжений или дефекта развитие трещины при длительном статическом растяжении начинается с достижения пороговой величины Kis [143, 146, 151]. Поэтому рост трещин в условиях исчезающе малых амплитуд нагружения будет иметь место при достижении Kis Kf - В связи с этим карта областей разрушения материала при разной асимметрии цикла нагружения может быть представлена в виде (рис. 7.39). Область формирования усталостных бороздок либо не достигается вовсе, либо ограничена низкой асимметрией цикла R < 0,8. Пороговая величина КИН перестает существовать при приближении к величине Kis в рассматриваемой агрессивной среде. [c.395]

При разрушении в области одного миллиона циклов оказывается, что среднее растягивающее напряжение имеет поразительно малое влияние на разрушающую амплитуду для соединения внахлестку (рис. 11.2). В широком диапазоне значений среднего напряжения, приблизительно от 3 до 9 кГ1мм , изменение амплитуды напряжений мало. Это объясняется, по-видимому, [c.298]

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]

При определении числа циклов до образования трещины в уравнение (47) подставляют значение амплитуды деформации за цикл. Средние напряжения или деформация (например, в зоне центрального отверстия), даже если они значительные, не оказывают существенного влияния на число циклов до возникновения трещины. Следовательно, при определении усталостной прочности в условиях малого числа циклов нагружения этими величинами можно пренебречь. Если средние напряжения настолько значительные, что могут оказать заметное влияние на длительную прочность материала, то можно допустить, что колшонентам [c.129]

Влияние посадок и допусков в резьбовом соединении на усталостн прочность. Экспериментально установлено,. что увеличение зазоров в резьбе, когда твердость материала гайки существенно ниже, чем материала болта, не снижает, а в некоторых случаях повышает усталостную прочность резьбового соединения. Это объясняется, по-видимому, лучшей самоустанавливаемостью гайки н увеличением податливости витков, способствующим более равномерному распределению нагрузки [12]. Однако, когда твердости материалов болта и гайкп одинаковы или мало различаются, увеличенпе зазоров в резьбе приводит к заметному снижению предельной амплитуды наиряжений цикла (табл. 32). [c.161]

Этот расчет пригоден только для случая малости максимальной > амплитуды второй гармоники по сравнению с амплитудой первой гармоники, т. е. при достаточно большой дисперсии. Тогда можно пренебрегать малым изменением амплитуды первой гармоники на всем протяжении цикла биений, а также влиянием попра- [c.428]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...