Знакопеременная пластическая деформация

Рис. 5.28. Схема возникновения знакопеременных пластических деформаций в металле при резком циклическом охлаждении

На рис. 20 представлена диаграмма приспособляемости в координатах Р /Ро1 Линия 1 ограничивает область перехода от приспособляемости к непрерывному возникновению знакопеременной пластической деформации, приводящей к малоцикловому разрушению. Анализ полей циклических деформаций позволяет, как [c.29]

Знакопеременная пластическая деформация (независимо от числа параметров системы) возникает в том случае, когда изменение фиктивных упругих напряжений в каком-либо из ее элементов превышает удвоенный предел текучести [c.30]

Таким образом, в первом случае (рис. 21, а) возникает особый вид знакопеременной пластической деформации, когда мгновенная D и ползучая АВ деформации, чередуясь, происхо- [c.41]

ЗНАКОПЕРЕМЕННАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ [c.111]

Другая опасность для оболочки связана с возможностью возникновения знакопеременной пластической деформации. Соответствующая предельная линия диаграммы приспособляемости (линия 1) отвечает известному условию [c.209]

Требования к установкам на термостойкость определяются характерными особенностями метода испытания на термическую усталость деформирование в условиях, близких к условиям заданной деформации непрерывное изменение в течение цикла механического состояния материала вследствие изменения температуры разрушение при значительных знакопеременных пластических деформациях при общем числе теплосмен менее 10 . [c.170]

Гак как обычно указанные явления происходят при достаточно высоких температурах, то после исчезновения резких увеличений температуры происходит релаксация возникающих напряжений, после которой напряженное состояние будет характеризоваться точкой 1. При этом внутренняя поверхность детали подвергнется знакопеременной пластической деформации. [c.403]

Тип аустенитного шва (на железной или никелевой основе) оказывает небольшое влияние на уровень длительной прочности при постоянной температуре сварных соединений перлитной стали с аустенитной, и полученные результаты могут быть обычно приведены к одной общей зависимости. Испытания же при циклических изменениях температуры выявляют преимущества швов на никелевой основе вследствие меньшей вероятности развития знакопеременных пластических деформаций в зоне сплавления. Эти [c.257]

Рассмотрим обе стадии при изгибе с вращением гладких образцов. Поверхность образца подвергается последовательно воздействию максимальных растягивающих и сжимающих напряжений (см. рис. 2). Если эти напряжения превышают предел упругости в некоторых поверхностных зернах, то последние подвергаются знакопеременной пластической деформации. На практике указанная деформация обратима не полностью. Это приводит к сле- [c.219]

Число циклов до разрушения при таких испытаниях зависит от времени до зарождения трещины при низких амплитудах пластической деформации, потому что рост трещины на стадии II — быстро ускоряющийся процесс, при котором сечение нетто уменьшается, а перенапряжение вокруг конца растущей трещины увеличивается. При низких амплитудах нагружения около 90% общего времени жизни образца приходится на развитие интрузии. В связи с тем, что для образования зародыша трещины на исходной гладкой поверхности образца необходимы достаточно большие знакопеременные пластические деформации, велики и знакопеременные напряжения, требуемые для зарождения усталостного разрушения. Подразумевается, что приложенное к образцу напряжение высоко, следовательно, зародившаяся трещина быстро растет. [c.220]

Степень соответствия этой формулы экспериментальным данным представлена на рис. 126. Среднее значение приложенного напряжения также существенно влияет на предел выносливости (рис. 127) это свидетельствует о том, что среднее растягивающее напряжение, если оно выше предела текучести, ускоряет усталостное разрушение в условиях знакопеременной пластической деформации . [c.222]

Упрочнение с уменьшением амплитуды многократной знакопеременной пластической деформации уменьшается. Иными словами, упрочнение при знакопеременной пластической деформации частично или полностью снимается. Поэтому усталостная пластическая деформация может развиваться до больших суммарных величин, чем деформация при однократном [c.198]

Данная теорема определяет условия, при выполнении которых обеспечивается простое нагружение при наличии знакопеременных пластических деформаций [122]. [c.272]

Большой прикладной интерес имеет проблема приспособляемости при циклических изменениях теплового поля. В результате тепл осмей может происходить знакопеременная пластическая деформация, приводя-ш,ая к разрушению при сравнительно небольшом числе циклов ( термическая усталость ). Возможно также постепенное опасное нарастание пластических деформаций. [c.115]

Еще в 1919 г. Д. К. Чернов подметил основные особенности термической усталости. Он подчеркнул, что причиной образования сетки трещин на стенках канала артиллерийских орудий и на поверхности прокатных вальцов является знакопеременная пластическая деформация, возникающая при повторных нагревах и охлаждениях. [c.416]

Нужно отметить, что механизм термической усталости во многом подобен механизму усталости при механическом воздействии, так как в обоих случаях причинами разрушения являются одни и те же факторы воздействие переменных многократных напряжений и знакопеременные пластические деформации. Поэтому для определения закономерностей термической усталости часто используют вспомогательные данные о поведении изучаемого материала при изотермическом циклическом нагружении (Я. Б. Фридман, 1962). Однако существуют и различия между ними, не позволяющие в ряде случаев заменить испытания на термическую усталость испытаниями на механическую усталость. Дело в том, что за счет изменения температуры в течение каждого цикла происходит постоянное изменение различных физических свойств материала (модуля упругости, предела текучести и др.), приводящее, в свою очередь, к изменению сопротивления материала воздействию термических напряжений. Для термической усталости характерна локализация деформации в зонах с наибольшим температурным перепадом даже в однородном поле напряжений (термическая концентрация) из-за неравномерности температурного поля, возникающего в деталях. Отметим также, что сопротивление механической усталости при невысоких температурах и не слишком малых частотах [c.417]

Отмеченные процессы могут значительно сказываться на снижении прочности и пластичности сварных соединений. Наиболее опасно при этом возникновение знакопеременных пластических деформаций и исчерпание по этой причине запаса пластичности. Наличие переходных прослоек еще более усиливает вредное действие остаточных напряжений. [c.403]

При достаточно большой тепловой деформации, откладывая из точки 2 отрезок О—1 (охлаждение), попадем не в точку 5, расположенную внутри области, а в точку 5. Это будет обозначать, что при охлаждении снова начнется пластическое течение в элементе 2, на этот раз в обратном направлении. Величина пластической деформации изобразится отрезком 3—4. При повторном нагреве той же интенсивности конец отрезка попадет в точку 5 и определит пластическую деформацию 5—2, по абсолютной величине равную 3—4, затем при охлаждении — снова в точку 5 и т. д. Это означает, что повторные тепловые воздействия такой интенсивности приведут к знакопеременной пластической деформации элемента 2, причем величина пластической деформации в каждом полуцикле, начиная с первого, остается постоянной. Нетрудно заметить, что наибольшая величина тепловой деформации, при которой возможна приспособляемость, определяется отрезком 4—2. Отсюда [c.215]

Таким образом, при принятых условиях температурные циклы без внешней нагрузки могут приводить к знакопеременной пластической деформации одного из элементов или к приспособляемости. Однако, если учесть влияние температуры на механические характеристики нагреваемого элемента и, в частности, на предел текучести, можно обнаружить еще одну возможность— одностороннее нарастание пластической деформации с каждым циклом [6]. Условия, при которых возможно нарастание деформаций, могут быть определены с помощью фиг. 3, б. [c.215]

При описании картины усталостного разрешения поликрис-таллического материала одним из ключевых вопросов является выбор минимального объема, для которого оказываются применимы соотношения, связывающие долговечность с НДС, рассчитываемым по уравнениям механики сплошной среды. В работах [72, 73] показано, что необходимым и достаточным условием накопления повреждений в материале является достижение зоной знакопеременной пластической деформации [c.139]

Основные характерные особенности явления термической усталости заключаются в следующем [93] 1) деформирование происходит в условиях, близких к условиям заданной деформации 2) в течение цикла непрерывно изменяется механическое состояние материала, 3) важную роль играют термоструктурные напряжения, накладывающиеся на поле макронапряжений 4) вследствие неравномерности нагревов и охлаждений наблюдается существенная локализация деформации 5) разрушения наступают при значительных знакопеременных пластических деформациях при общем числе теплосмен (циклов), характерном для повторно-статического нагружения. [c.161]

Условие (24) позволяет определить границу области приспособляемости по возникновению односторонне накапливающейся, пластической деформации. Соответствующий теоретический анализ и опытные данные о приспособляемости для случая сочетания механического и теплового нагружения [361 позволили построить диаграммы приспособляемости в зависимости от параметров этого нагружения. На рис. 19 представлена схема такой диаграммы а относительных величиных механической Р 1Р(, и тепловой q /qo знакопеременной нагрузки. Область приспособляемости А) ограничена кривой 1, по достижении которой возникает знакопеременная пластическая деформация Б), приводящая к малоцикловому усталостному разрушению, и кривой 2, по достижении которой наступает одностороннее накопление пластической деформации от циклических напряжений (В), образованных механической нагрузкой, и термических, вызванных изменением температуры. Если механической нагрузки нет, а только циклически изменяется температура, то условие (24) с учетом (25) переходит в [c.28]

Рис. 17. Варианты поведения двухпараметрпческой системы при теплосменах а — знакопеременная пластическая деформация элемента / б — знакопеременная пластическая деформация элемента 2 в — приспособляемость при возникновении на первых этапах нагружения односторонней деформации г — стабильное одностороннее нарастание деформации с каждым циклом

Результаты свидетельствуют о том, что при повторных пусках и резких изменениях режима работы турбины в рабочем колесе возникают циклы знакопеременной пластической деформации. Исходя из диаграммы, имеются основания также предполагать, что при жестких переходных ре-жимах (высокая температура газа, резкое охлаждение) возможно сочетание знакопеременной деформации с односторонней. При этом согласно расчету должно иметь место прогрес-сирующее частичное разрушение — постепенная вытяжка тонкой части диска. [c.171]

Анализ поведения оболочки ТВЭЛ при теплосменах [190J основывается на дальнейшем развитии метода рассмотренного, в статье [210], и по основной идее весьма близок к методу догрузки (см. гл. III). На первом этапе расчет строится без учета температурной зависимости предела текучести, упрочнения материала и ползучести. Полученная при этих допущениях полная диаграмма приопособляемости показана на рис. 109. Здесь А — область приспособляемости, Б — область знакопеременной пластической деформации, В — односторонней деформации, прогрессирующей с каждым циклом, Г —сочетания обоих видов циклической пластической деформации, D —область мгновенного разрушения (исчерпания несущей способности) находится правее линии 5 (ор=1). Область приспособляемости А на диаграмме разделена на три части А отвечает чисто упругому поведению с начала нагружения, А" определяет значения параметров нагрузки и температурного поля (ор= [c.206]

При следующем термическом ударе процесс повторится и в результате возникает циклическая знакопеременная пластическая деформация в сочетании с процессами ползучести и релаксации, т. е. возникает деформация с вязко-пластическим циклом, что, как показывают некоторые исследования, особенно опасно. В связи с этим необходимо, чтобы скачки увеличения температуры вызывали на участке /—3 пластическую деформацию, т. е. чтобы 8<т 2ат1Е. [c.403]

При повторных нагружениях упрутоиде-ально-пластического тела нагрузками, меньшими предельных, возможно возникновение иных предельных состояний, вызванных появлением знакопеременных пластических деформаций или одностороннего накопления деформаций, приводящих к разрушению или недопустимому формоизменению. В то же время существуют такие циклы изменения нагрузок, при которых пластические деформации возникают лишь в начале деформирования, а затем в дальнейшем тело деформируется упруго. В таком случае тело, получив пластические деформации, приспособилось к повторному нагружению без возникновения новых пластических деформаций. [c.106]

В процессе ползучести происходиг анизотропное упрочнение материала, которое вызывает ряд явлений, аналогичных эффекту Баушингера при знакопеременных пластических деформациях. Примером может служить обратная ползучесть, когда после снятия нагрузки наблюдаются деформации противоположного знака. В теории пластичност1г для описания анизотропного упрочнения вводится тензор добавочного напряжения, определяющий смещение цегггра гиперсферы пластичности. В случае одноосной ползучести добавочное напряжение можно трактовать как имеющий размерность напряжения структурный параметр р. В уравнении механического состояния (2.6.30) положим, что скорость ползучесзи является функцией разности действующего напряжения и параметра р [c.116]

Трещины термической усталости. Разрушение деталей после многократного воздействия периодически изменяющегося во времени уровня термических напряжений представляет собой явление термической усталости. Разрушение при термической усталости наступает при значительных знакопеременных пластических деформациях при общем числе тепло-смен (циклов), характерном для повторностатических нагружений. Термическая усталость является особенно серьезной проблемой, например, в газовом хозяйстве, где температура деталей изменяется с большой скоростью, в самолетных конструкциях, подвергающихся кинетическому нагреву при эксплуатации электростанций (когда термические напряжения возникают при пуске и останове агрегатов) и металлургического оборудования (изложниц, прокатных валков, штампов), где поверхность металла повторно нагревается и охлаждается. [c.162]

Для идентификации модели необходимы опыты по циклическому нагружению без выдержек (находятся с , и а ), опыты с двусторонней ползучестью (с, и а ), испытания на длительную прочность [функция 8 (а)], на разрушение при кратковременном статическом нагружении (величина при растяжении) Параметры li находятся в испытаниях с односторонним накоплением (например, быстрое циклическое нагружение с накоплением односторонней деформации определяет циклическое нагружение с односторонней выдержкой позволит затем найти 1 ). Параметры могут быть найдены в испытаниях со знакопеременной пластической деформацией с включением в один из по-луциклов выдержки. [c.219]

Например, проба на гиб с перегибом, которая приводит к разрушению после единиц, десятков или даже сотен гибов, ближе по своей природе к пластичному однократному, а не к усталостному разрушению. Малое упрочнение, характерное для усталостного процесса, присуще малым амплитудам знакопеременной пластической деформации, например 1° (рис. 21.16). По мере роста этой амплитуды существенно увеличивается упрочнение и процесс все более отличается от усталостного. [c.197]

Долговечность материала при термоциклическом нагружении зависит от величины знакопеременных пластических деформаций, вызванных знакопеременными тепловыми напряжениями. Однако при достаточно высокой температуре и особенно при наличии дополнительных механических нагрузок наблюдается ползучесть материала, а при достаточно больших выдержках в области максимальных температур — релаксация напряжений. Исследования [37, 78, 109, 115—118, 150, 192, 193, 198] показывают, что необходимо учитывать влияние временных факторов при оценке долговечности материалов. Часто долговечность материала при термоциклическом нагружении и наличии ползучести определяют по формуле Коффина — Мэнсона [249, 263) Л рД8р = /И заменой в ней Авр [c.380]

Повторные нагружения могут привести к двум типам разрушений 1) разрушению вследствие повторяюш,ихся знакопеременных пластических деформаций пластическая усталость), 2) разрушению вследствие нарастания односторонней пластической деформации прогрессирующая деформация). [c.114]

В работе Н. С. Моя аровского (1967) показано, что в качестве основного критерия разрушения пластических упрочняющихся материалов при термоциклических нагрузках, вызывающих знакопеременные пластические деформации, можно принять величину суммарной необратимо поглощаемой энергии, затраченной на процесс деформационного упрочнения и определяемой по соответствующим диаграммам неизотермического деформирования. [c.418]

Рассмотренный случай знакопеременной пластической деформации элемента 2 соответствует условию У2tga< t/l, откуда, если использовать выражения (3) и (8), получим У2<У1- Если это условие не выполняется, т. е. усилие текл чести У2>Уь повторные нагревы могут привести к знакопеременной пластической деформации первого (подвергаемого нагревам) элемента. При этом наибольшая величина тепловой деформации, при которой возможна приспособляемость, определится отрезком 6—7 [c.215]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...