Сопротивление деформированию при длительном малоцикловом нагружении

Сопротивление деформированию при длительном малоцикловом нагружении [c.85]

В процессе испытаний при длительном малоцикловом нагружении осуществляется сочетание процессов ползучести (релаксации) и накопления длительных статических повреждений, с одной стороны, и процессов циклического пластического деформирования и накопления усталостных повреждений, с другой, причем эти процессы могут влиять друг на друга. Поэтому изучение сопротивления длительному малоцикловому деформированию и разрушению (длительной малоцикловой прочности) должно основываться на закономерностях ползучести и длительной статической прочности и на закономерностях малоцикловой усталости и сводится к установлению закономерностей этого взаимного влияния. [c.211]

Для инженерных оценок долговечности при длительном малоцикловом нагружении можно использовать численные методы, в том числе известные соотношения между коэффициентами концент-рац И1 напряжений и деформаций в упругой и упругопластической областях деформирования. При этом учитывают изменения характеристик сопротивления длительному малоцикловому деформированию в процессе циклического нагружения, сопровождающегося ползучестью. [c.209]

Для проведения испытаний с целью изучения закономерностей неизотермической малоцикловой прочности, а также неизотермического деформирования используются установки растяжения — сжатия, снабженные системами программного регулирования. В этих установках основные решения вопросов управления режимами неизотермического нагружения, измерения процесса деформирования и нагрева, регистрации параметров соответствуют использованным в исследованиях сопротивления деформированию и разрушению в условиях длительного малоциклового нагружения, а также в описанной выше крутильной установке. Применены системы слежения с обратными связями по нагрузкам (деформациям) и температурам, отличающиеся непрерывным измерением и регистрацией основных характеристик процесса (напряжение, деформация, температура) в форме диаграмм циклического деформирования, развертки изменения параметров во времени, а также кривых ползучести и релаксации при однократном и циклическом нагружении. [c.253]

Записанное для наиболее общего случая длительного малоциклового нагружения уравнение (4.8), характеризующее сопротивление деформированию при наличии в цикле выдержек, сохраняет свою структуру и для более простых типов нагружения. Та.к, если в k-u полуцикле нагружения в = 0, в уравнении остается только необратимая деформация, соответствующая активному нагружению. Для циклического деформирования ири нормальной и повышенных температурах, когда временными процессами можно пренебречь и F2 t) = , уравнение (4.8) приводится к виду обобщенной диаграммы циклического деформирования 15] [c.183]

Основные механические закономерности сопротивления материалов малоцикловому и длительному циклическому нагружению, а также деформационно-кинетический критерий малоциклового и длительного циклического разрушения необходимы для решения соответствующих задач определения кинетики деформированных состояний в зонах концентрации и оценки долговечности на стадии образования трещины. Полученные данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению использованы для расчета малоцикловой усталости циклически нагружаемых конструкций. Применительно к сварным трубам большого диаметра магистральных газо- и нефтепроводов, волнистым компенсаторам и металлорукавам на основе их испытаний разработаны и экспериментально обоснованы методы расчета малоцикловой усталости при нормальных и высоких температурах. [c.275]

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что изложенный в книге материал в ряде случаев базируется на ограниченном объеме данных и потребуется дальнейшее обоснование вопросов сопротивления деформированию и разрушению, например, при нестационарном, в том числе II случайном, режимах, в условиях высоких температур и неизотермического деформирования, а также для случаев сложного малоциклового и длительного циклического нагружения. [c.276]

В связи с рассмотренными особенностями деформирования и разрушения резьбовых соединений, работающих в широком диапазоне температур, важное значение может иметь температурный фактор, способствующий возникновению дополнительных деформаций ползучести, снижению усилий предварительного затяга п накоплению длительных статических и циклических повреждений. Оценка сопротивления малоцикловому разрушению резьбовых соединений при высоких температурах может быть осуществлена по критериям длительной циклической прочности (см. гл. 2, 4 и 11). Понижение температур эксплуатации приводит к возможности возникновения хрупких разрушений резьбовых соединений на ранних стадиях развития трещин малоциклового нагружения. Это требует изучения трещиностойкости конструкционных материалов (предназначенных для изготовления резьбовых соединений) с применением соответствующих критериев линейной и нелинейной механики разрушения [19, 12]. [c.211]

Во втором случае экспериментальные исследования сосредоточены на получении исходных характеристик материалов по сопротивлению деформированию и разрушению. Эти характеристики определяются при испытаниях лабораторных образцов. Критерии повреждения устанавливаются на базе исследований основных механических закономерностей поведения материалов при кратковременном и длительном нагружении (ползучесть, длительная прочность и пластичность), при малоцикловом нагружении с выдержками и без выдержек. Указанные исследования позволяют сформулировать критерии образования и развития разрушения и уравнения состояния. [c.9]

В связи с активизацией развития температурно-временных эффектов (ползучесть, релаксация, структурные изменения и т. д.) существенное влияние начинает оказывать форма цикла нагружения. В результате в практике лабораторных исследований получили распространение методы испытаний с различными формами цикла нагружения, например такими, как показано на рис. 2.14. Проведение испытаний с указанными формами цикла позволяет получить данные о роли временных выдержек на экстремальных уровнях нагрузки, о влиянии знака нагрузки и длительности выдержки при сжатии, о ро.пи вибрационных воздействий на сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению. Такого рода испытания могут проводиться в изотермических (см. гл. 4) и неизотермических (см. гл. 5) условиях нагружения. [c.37]

Основные закономерности малоциклового деформирования в настоящее время уже достаточно хорошо изучены [7, 35, 43, 44, 101, 122, 123], и результаты этих исследований кратко обсуждены в гл. 1. В данном разделе рассматриваются особенности деформирования и разрушения конструкционных материалов при высоких температурах, когда проявляются температурно-временные аффекты ползучесть, релаксация и структурные изменения материала. Особое внимание уделено исследованиям при циклическом нагружении в условиях интенсивного деформационного старения, сопровождающегося сильным изменением прочностных и пластических свойств материала во времени. Причем интенсивность и характер этих изменений зависят также и от условий деформирования, и в первую очередь от формы цикла и частоты нагружения. Учет изменений пластических свойств во времени, определяющих сопротивление материала малоцикловому и длительному статическому разрушению, требует проведения сложных экспериментов в условиях, приближающихся к эксплуатационным, во многих случаях характеризующихся сильным протеканием деформационного старения. [c.166]

Сопротивление деформированию при длительном малоцикловом и неизотермическом нагружении зависит не только от числа циклов нагружения, но и от температуры и формы циклов термомеханического нагружения (длительности цикла, времени выдержки при постоянной нагрузке и т. д.). Процрсс сопровождается соответствующим увеличением или уменьшением показателей упрочнения и, следовательно, изменением деформаций и напряжений (коэффициентов К >, [c.96]

Непостоянство сопротивления деформированию при циклическом нагружении да [пределами упругости материала, а также связь характеристик деформирования и разрушения приводят к кеобходимости изучения при малоцикловом, длительном цикли- [c.64]

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах. [c.2]

Сопротивление малоцикловой прочности, как известно [1, 2, 41, коррелирует с характеристиками пластичности. Применительно к условиям неизотермического нагружения существенно также, что материал подвергается действию всего диапазона переменных температур в каждом цикле нагружения, а пластичность конструкционных материалов в диапазоне реальных температур цикла нагрева, как правило, довольно не постоянна [1,41, и для многих из них наблюдается провал пластичности , как это, например, следует из рис. 2, а для жаропрочного сплава ЭП-693Д. Следует отметить также, что располагаемая пластичность многих высоколегированных стареющих конструкционных сталей и сплавов связана с эффектом охрупчивания и в связи с этим определяется временем циклического деформирования и длительностью пребывания материала при высоких температурах. [c.37]

В испытаниях на термическую усталость с варьируемой жесткостью нагружения [4,5, 10] это связано прежде всего с режимом неизотермического малоциклового нагружения (жесткость нагружения, уровень максимальной температуры цикла, скорость нагрева и охлаждения, длительность выдержки) и определяется различным сопротивлением статическому и циклическому деформированию частей образца, нагретых в разной степени из-за продольного градиента температур, и протеканием реологических процессов на этапе выдержки при высокой температуре [4, 10]. На рис. 4, б показано, что зффект одностороннего накопления деформаций существенно проявляется в характерной для малоцикловой усталости области чисел циклов (до 10 ) и в определенных условиях (большая жесткость нагруяшния — до 240 Т/см и длительная выдержка — до 60 мин), возможно накопление перед разрушением деформаций, близких к величинам статического однократного разрыва (кривые 7,5, 5) при соответствующем времени деформирования в условиях неизотермического нагружения. При этом реализуется смешанный или квазистатический (длительный статический) характер малоциклового разрушения. [c.40]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

Таким образом, применяя метод оценки долговечности в условиях длительного повторного нагружения, можно определить скорость накопления повреяодений в зависимости от типа напряженного состояния, режима нагружения и свойств конструктивного материала, а следовательно, прогнозировать место разрушения. В качестве базовых данных при оценке долговечности используют кривые длительной малоцикловой усталости и располагаемой пластичности конструкционного материала. При анализе кинетики НДС в рассмотрение вводят диаграммы длительного циклического деформирования и кривые циклической ползучести. Б этом случае сопротивление деформированию характеризуется соответствующими мгновенной и изохронными кривыми деформирования. [c.11]

С учетом бесчисленного множества возможных комбинаций параметров а, к, т, г экспериментальное обоснование функциональных зависи.мостей (1.3) и (1.4) оказывается связанным со значительными принципиальными и методическими трудностями. В соответствии с этим возникает задача о выборе основных характеристик механического поведения материалов при циклическом нагружении в неупругой области и базовых экспериментов с учетом отсутствия (нормальные или повышенные температуры) и на.личия (высокие температуры) температурно-временных эффектов (рис. 1.2). Исходными для выбора параметров уравнений состояния являются результаты кратковременных и длительных статических испытаний. Данные этих испытаний позволяют установить пределы текучести От, характеристики упрочнения (показатель упрочнения при степенной и модуль упрочнения Gт при линейной аппроксимации / (а, е)) и пластичность (относительное сужение ф - или логарифмическая деформация е/,-). По данным д.лительных статических испытаний определяется скорость ползучести <1е1с1х, длительная прочность Сты и пластичность д.ля данной температуры Ь и времени т. Параметры уравнений состояния при малоцикловом деформировании наиболее целесообразно определять при нагружении с заданными амплитудами напряжений — мягкое нагружение. В качестве основных характеристик сопротивления деформированию в заданном А-полуцикле при этом используются ширина петли и односторонне накопленная пластическая деформация е р При этом ширина петли определяется как произведение ширины петли в первом полуцикле к = 1) на безразмерную функцию чисел циклов Р к) [c.10]

Развитием указанных подходов, применительно к области повышенных и высоких температур, явилось обоснование существования изоциклических и изохронных диаграмм длительного малоциклового деформирования [15]. Исследования сопротивления материалов высоко-температурному малоцикловому деформированию позволили сформулировать положение о том, что в каждом полу-цикле на участке активного нагружения можно использовать зависимости, характерные для описания статической ползучести в соответствии с теорией старения Работнова. При этом основная особенность диаграммы деформирования с проявлением временных эффектов состоит в том, что циклические изохронные кривые (по параметру времени) образуют при заданном режиме нагружения единую зависимость между напряжениями и деформациями, отсчитываемыми от момента перехода через нуль значений напряжений. [c.177]

Вместе с этим проведенные исследования показывают, что условия нагружения (форма цикла, длительность выдержки и пр.) существенно влияют на сопротивление малоцикловому деформированию, а тем самым и на темп исчерпания исходного запаса пластичности, определяющей сопротивление малоциклоЕому разрушению. Суммирование повреждений в деформациях позволяет достаточно надежно описать условие разрушения при однородном напряженном состоянии для такого рода условий нагружения. Однако следует иметь в виду, что для случаев выдержек больших длительностей или более высокого соотношения частот, а также для больших долговечностей, когда необходим учет повреждения от упругой составляющей деформации 114], возможность такого суммирования требует дальнейшей экспериментальной проверки. [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...