Представление результатов испытаний на усталость

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ НА УСТАЛОСТЬ [c.289]

Рис. 6.50. Представление результатов испытаний на усталость в зависимости от скорректированной по частоте нагружения усталостной долговечности [61]

Рис. 4. Графическое представление результатов испытаний на усталость

Другой путь представления результатов испытания на усталость, имеющий целью показать степень, с которой достигаются теоретические значения, состоит во введении параметра [c.413]

Выражения для могут быть заимствованы из некоторых критериев усталостных разрушений, предназначенных для проверки прочности при стационарных режимах сложного циклического нагружения. Подобных критериев предложено достаточно много [33, 56]. Они получены в разное время на основе обобщения результатов испытаний на усталость при плоских циклических напряженных состояниях. В табл. 3.1 даны некоторые наиболее удобные выражения приведенных напряжений а для критериев усталостных разрушений, представленных в виде а—Все эти выражения справедливы только в случае одинаковых периодов изменения всех компонентов напряжений. Кроме того, они обладают тем общим недостатком, что не учитывают средней за период цикла шаровой части тензора напряжений, которая оказывает существенное влияние на сопротивление усталости (особенно при трехосном напряженном состоянии). Известно, что наложение всестороннего сжатия увеличивает предел выносливости, однако числовые данные практически отсутствуют. [c.88]

Пример 6.2. Произвести регрессионный анализ результатов испытаний на усталость образцов из алюминиевого сплава В95, представленных в табл. 6.1 и 6-7 [c.150]

Рис. 10.У. Результаты испытаний на усталость с постоянной амплитудой напряжения, представленные в виде стандартной кривой усталости, (По работе [1].)

В некоторых случаях результаты испытаний на усталость очень близко согласуются с теоретическими значениями коэффициентов концентрации напряжений. Этот вывод имеет огромное практическое значение, так как существует общее представление, основанное на некоторых ранних опытах, что данные об усталости для случаев концентрации напряжений всегда ниже теоретических значений, и, значит, при проектировании это обеспечивает больший запас прочности. [c.412]

Второй способ основан на представлении результатов испытаний в полулогарифмических (рис. 558, в) или логарифмических (рис. 558, г) координатах. Как видно из чертежа, критерием для суждения о пределе усталости здесь является перелом кривой. [c.597]

Второй способ основан на представлении результатов испытаний в полулогарифмических (фиг. 190, б) или логарифмических координатах (фиг. 190, в). При пользовании логарифмическими или полулогарифмическими координатами критерием для суждения о пределе усталости является перелом кривой, Для многих чёрных металлов и некоторых цветных кривая после её перелома имеет направление, параллельное оси абсцисс. Для лёгких цветных металлов и сплавов она имеет наклон к оси абс- [c.84]

В связи со статистической природой усталости важнейшими характеристиками, используемыми при оценке надежности конструкций на основе вероятностных представлений, являются параметры распределения долговечностей и пределов выносливости. Эти характеристики получают экспериментально путем испытаний на усталость. Необходимость статистической обработки результатов вызывает многократное увеличение количества объектов испытаний и их общей продолжительности. [c.180]

Вероятно, распространение трещин частично является следствием адсорбции О2, Н2О или их обоих, что возможно при испытаниях на усталость в воздухе. В результате этого уменьшается поверхностная энергия металла и предотвращается сваривание одной стенки с другой при каждом цикле сжатия. Относительная важность этого фактора, действие которого в ряде случаев сравнимо с электрохимическим растворением металла, делает необходимым постановку дальнейших экспериментов, направленных на выявление механизма коррозионной усталости, что позволит значительно расширить наши представления об этом виде коррозионного разрушения. То, что электрохимический фактор влияет на распространение трещин, не вызывает сомнений. Это подтверждается уменьшением коррозионной усталости при катодной защите и под влиянием ингибиторов. [c.125]

При испытаниях на циклическое кручение, а также изгиб и растяжение-сжатие при получении разрушающего напряжения Ор> 500 МН/м2 (50 кгс/мм ) уже нельзя пользоваться номограммой, представленной на рис. 43. В этом случае ордината горизонтального участка или предел выносливости соответствующих условных кривых усталости б (о ), абсцисса точки перегиба ветвей кривых усталости (Л о) и характеристика наклона левой ветви условной кривой усталости (/Сб) определяются по результатам испытаний аналогичных образцов или деталей машин с учетом влияния на указанные характеристики конструктивных и технологических факторов и масштабного эффекта. [c.83]

Анализ результатов испытаний теплостойкой стали при температуре 600° С [И] с накоплением как усталостных, так и длительных статических повреждений представлен на рис. 3, д в координатах dy = N/Np и d = т/тр, причем область, полученная непосредственно опытом, выделена и в более крупном масштабе. На рис. 3,6 приведены кривые малоцикловой усталости в амплитудах полных деформаций 8о( как по опытным данным (сплошные линии) для трех значений длительности выдержки Ат = 0,5 мин (кривая 1), Дт = [c.8]

Рассмотрим некоторые методические особенности использования полученного спектра нагрузок при построении методики обычных и ускоренных испытаний автосцепок новой конструкции. Необходимо учитывать возможность случайного чередования нагрузок по величине и знаку при сохранении закономерности самого спектра нагрузок. Это обстоятельство является одной из причин значительного рассеяния времени безотказной работы, особенно при испытании на малоцикловую усталость, где результаты особенно сильно зависят от чередования нагрузок. Если спектр распределения нагрузок представлен в виде программных блоков и все образцы испытывают, прикладывая нагрузки в одинаковом порядке, то в этом случае не будет учтена одна из причин, приводящих к рассеянию долговечности. Для каждого изделия так же, как в эксплуатации, необходимо реализовать свой случайный режим нагрузок (с помощью датчика случайных чисел) в пределах общей статистической закономерности. Форсирование режима испытаний по нагрузкам в рассматриваемом случае приведет к искажению процессов повреждения. [c.171]

Результаты испытаний по оценке выживаемости, представленные на рис. 10.4, можно нанести далее на нормальную вероятностную бумагу. Как это делается, показано на рис. 10.5, где изображена зависимость амплитуды напряжения, являющейся случайной переменной, от вероятности выживания, рассчитанной по данным рис. 10.4. Нарисовав наилучшим образом приближающуюся к точ-ка.м на вероятностной бумаге прямую, можно непосредственно с полученного графика определить среднее значение предела усталости и найти стандартное отклонение напряжения. [c.361]

Результаты, показанные ка рисунке, значительно различаются в зависимости от того, принимали ли в качестве времени до разрушения обш,ее время приложения нагрузки или чистое время приложения напряжений растяжения. В последнем случае время до разрушения приближается к времени до разрушения при ползучести при постоянном напряжении, в частности, образцов, с надрезом. На рис. 5.8 показано, что при циклической ползучести нержавеюш,ей стали 316 время до разрушения, если определять это время суммированием времени приложения напряжений растяжения а , почти не зависит от величины напряжений сжатия 0(. и определяется только напряжениями растяжения. Необходимо отметить, что указанное время до разрушения почти не зависит от амплитуды полной деформации. Кроме того, из представленных результатов следует, что если считать, что напряжения сжатия не оказывают непосредственного влияния на время до разрушения при циклической ползучести, то повреждения ползучести при высокотемпературной малоцикловой усталости с заданной амплитудой деформации (т. е. при испытаниях с циклическим изменением деформации) определяются как [c.136]

Для оценки обоснованности предположения о наличии взаимосвязи между значениями неупругой деформации и числом циклов до разрушения при испытаниях на одном и том же уровне амплитуды напряжения, а также для количественной характеристики степени снижения рассеяния результатов испытаний при их представлении в координатах Ig Лбн Ig iVp по сравнению с построением кривых усталости в координатах [c.183]

При переменных напряжениях для конструкционных сталей и сплавов, применяемых в современных ГТД, характерна повышенная чувствительность к концентраторам напряжений (надрезам, галтелям и т. п.), а следовательно, и высокая чувствительность к механической обработке. Об этом свидетельствуют результаты испытаний образцов на усталость при изгибе с Таблица 4.1 вращением T = 2(f N=10 ) представленные в табл. 4.1. и 4.2. [c.126]

На рис. 10.2 показаны для примера результаты экспериментальных исследований при постоянных амплитудах напряжения, представленные в виде стандартной кривой усталости, а на рис. 10.3 — те же самые результаты в виде графиков на логарифмически нормальной вероятностной бумаге. Можно заметить, что предположение о логарифмически нормальном законе распределения точнее для более высоких напряжений, а для напряжений, близких к пределу усталости, оно не справедливо это объясняется неоднородностью данных при напряжениях, близких к пределу усталости,— среди этих данных есть как случаи разрушения, так и случаи выживания. Поэтому метод не рекомендуется применять при напряжениях, близких к пределу усталости. При более высоких амплитудах напряжения метод испытаний при постоянных амплитудах эффективен и служит хорошим средством получения семейства кривых усталости равной вероятности разрушения в ограниченном диапазоне изменения долговечностей. [c.360]

Кратном повторении. Простейшее представление о причине этого можно составить, если учесть, что напряжение вводилось как результат осреднения внутренних усилий, распределенных неравномерно и беспорядочно между различными микрообъемами. При построении критериев прочности при статических однократных нагрузках по данным опытов эта микронеоднородность учитывается фактическим поведением материала при испытаниях. Но данные этих опытов и построенные по ним критерии прочности нельзя автоматически переносить на случаи повторяющихся нагрузок. Действительно, даже в случае деформирования тела в пределах упругости, когда повторное воспроизведение нагрузок приводит к повторяющейся картине напряженного и деформированного состояний, как статистически определенных характеристик, в малых областях тела, особенно при наличии дефектов внутри или на граничной поверхности тела (трещины, надрезы, инородные включения и т. п.), могут возникать локальные пластические деформации или микроразрушения, так что в этих областях локальное напряженное и деформированное состояние при повторном воспроизведении нагрузки будет уже другим. Накопление этих видоизменений в малых областях при повторении нагрузок может привести к развитию трещины разрушения. Отсюда ясна возможность так называемой усталости материала при периодических нагрузках. [c.289]

Представления о статистической природе усталостного разрушения и двух мехаЕШзмах усталостного повреждения конструкционных материалов легли в основу гипотезы о бимодальном распределении логарифма числа циклов до разрушения при действии переменных напряжений с постоянной амплитудой. Кривые распределения Ig N по вероятности разрушения Р при На = onst были построены по результатам испытаний на усталость гладких образцов из конструкционной стали с пределом прочности Оц — 1200 МПа (рис. 1). Искажение линейной зависимости Р = / (Ig N) объясняется появлением разрыва кривой усталости в области относительно малых значений амплитуды переменных напряжений и высоких значений числа циклов до разрушения iV lO . [c.74]

Рис. 6.34. представление результатов испытаний на распространение трещины в малоуглеродистой стали (1018) при малоцикловой усталости на воздухе при комнатной температуре в зависимости от размаха коэффициента интенсивности псевдоупругих напряжений (v = 2,5 Гц Д РК = = Е Дв VI) [27] [c.219]

Установленные особенности поведения стали при реализации вязкого и вязкохрупкого отрыва позволяют резко повысить информативность результатов традиционных испытаний на усталость, представленных на рис. 118. Использование принципов синергетики позволило Якиревичу [237] разработать метод определения инвариантного предела усталости j i, соответствующего зарождению кластера критического размера, способного к самоподобному росту при а > a i. При а < a i этот рост невозможен. Как установлено в [237], структурные изменения, происходящие при [c.190]

На рис. А3.48 [81] результаты испытаний на термическую усталость представлены в форме зависимостей Т ,, IgNp. При этом диапазон изменения максимальной температуры цикла и соответственно долговечности шире, чем в опытах, представленных на рис. А3.45. Сопоставляются данные, полученные при постоянном размахе температуры в цикле и при постоянной минимальной температуре. [c.123]

В ряде случаев переменные упругопластические деформации в элементах конструкций возникают в результате их циклического нагрева и охлаждения с образующимися при этом повторными термическими напряжениями. На этой основе были поставлены [19, 20] многочисленные испытания на термическую усталость. Неизо-термичность нагружения сказывается на накоплении повреждения при рассмотрении его в деформационных представлениях [21] в в связи с ранее приведенными зависимостями (8) и (9). При повышении температуры от до и последующем охлаждении до ty в условиях жесткого ограничения перемещений полный размах возникающей деформации составляет [c.12]

Малоциклоеая усталость. Чтобы рассчитать долговечность материала в условиях малоцикловой усталости конструктору деталей турбины нужна модель поведения материала, связывающая какие-то легко наблюдаемые условия с количеством рабочих циклов, не приводящих к отказу детали. Результаты расчетов по первой из таких моделей, разработанной с позиций физики твердого тела, при сопоставлении с результатами испытаний оказались чрезвычайно обнадеживающими. Чтобы улучшить согласие, ввели представление об изначально присутствующих микротрещинах, а свойства материала выразили через энергию единицы поверхности трещины. Эта концепция была распространена Гриффитсом [Ю] на разрушение вообще, хотя родилась она при экспериментировании на хрупких материалах. Этот фундамент механики разрушения был заложен в 1920 г., однако вплоть до недавнего времени большинство оценок усталостной долговечности для каждого конкретного материала основывали на эмпирической зависимости между величиной циклической нагрузки и числом циклов до разрушения. [c.68]

Наименее изученной и наиболее важной областью для определения возможности разрушения от усталости деталей длительно работающих машин является зона, соответствуюш,ая числам циклов до разрушения yv>10. По результатам, полученным в этой зоне, решается вопрос о среднем значении и разбросе расчетной характеристики предела выносливости а ь а также об экстраполяции кривой усталости в область увеличенных N. Получение результатов на малых сга, когда iV>10 , чрезвычайно трудоемко. Кроме того, накоплению результатов на малых Оа мешает недостаток объектов испытания и трудность принятия решения о проведении испытаний на таком уровне напряжений, когда подавляющая часть образцов проходит испытание до заданного N без разрушения. Для экстраполяции правой ветвл кривой усталости обычно принимают заранее выбранное представление о ее форме (криволинейная, линейная с наклоном, горизонтальная прямая) и о характере дисперсии предела выносливости в зоне третьего нижнего участка кривой, затем проводят кривую усталости на глаз [39]. Несмотря на большой объем испытаний, выполненных на нижних уровнях а (см. рис. 2.3 и 2.4) вопрос о форме правой ветви и остается открытым, однако его решение можно найти, используя одиу из приведенных ниже подходов. [c.37]

Сварка допускает больше свободы по сравнению с другими технологическими процессами в выборе конфигурации конструкции, наилучшим образом приапособ-ленной для восприятия действующих нагрузок. В конструкциях, работающих на усталость, наиболее слабым местом обычно являются соединения, в зоне которых неизбежно имеет место концентрация напряжений. Для получения данных, необходимых для проектирования, были проведены лабораторные испытания и определен предел выносливости ряда типовых соединений, применяемых в сварных конструкциях. Сопоставление результатов лабораторных испытаний и поведения относительно крупных элементов конструкции, испытанных нри том же цикле напряжения, показало, что результаты испытаний небольших образцов соединений и элементов конструкции дают правильное общее представление о выносливости реальной конструкции, в которой используются такие же элементы. [c.69]

На рис. 6.9 цифрами 1 т 2 обозначены кривые усталости, вычисленные соответственно по уравнениям (2.2) и (2.3) для условий нагружения показанного на рис. 6.4 разгрузочного окна ротора. Здесь же приведена полученная экспериментально кривая уста лости для жесткого нагружения образцов исследуемой стали 07Х16Н6, описываемая уравнением Мэнсона со значениями показателей степени а =0,74 и Р =0,11, при симметричном цикле (кривая 3), и при ее пересчете на асимметричный цикл с учетом асимметрии по уравнениям (6.7) и коэффициентов запаса /г-у = = 10 и =2 (соответственно кривые 4 ж 5). Из представленных данных видно, что получаемые по результатам фактических испытаний образцов допускаемые долговечности имеют большие значения, чем вычисленные по нормативным уравнениям. Это связано с тем, что фактические характеристики свойств исследуемого [c.132]

Было отмечено благоприятное влияние ковки консолидированного порошкового сплава Rene 95 на его долговечность при малоцикловой усталости [25,27]. Минер и Гайда [25] показали, что при высоких деформациях усталостные свойства при малоцикловых испытаниях сплавов Rene 95, приготовленных горячим изостатическим прессованием, экструзией + ковкой и литьем + деформацией, мало отличаются друг от друга. В то же время при деформациях менее 1% долговечность порошковых сплавов Rene 95 при малоцикловой усталости выше, чем литого и деформированного сплава, что объясняется более мелкозернистой структурой порошковых сплавов. Наивысшей долговечностью, как показано на рис. 17.17, обладает экструдированный и кованый материал [27]. Благоприятное влияние ковки обусловлено двумя причинами во-первых, в процессе обработки происходит более равномерное распределение дефектов по объему материала, а также возможно уменьшение их размеров,и, во-вторых, происходит дальнейшее измельчение зерна. При соответствующем выборе режима термомеханической обработки можно значительно снизить или вообще исключить вредное влияние дефектов типа первичных порошковых границ. Это хорошо видно из результатов анализа разрушения при малоцикловой усталости, представленных в табл. 17.8, которые свидетельствуют о снижении среднего размера дефектов и отсутствии дефектов типа ППГ после термомеханической обработки материала. В этом случае долговечность порошкового материала при малоцикловой усталости определяется наличием в нем небольших керамических включений. [c.255]

Ширина линий усталости возрастает в направлении развития трещины, свидетельствуя об увеличении скорости роста трещины в результате приложения к образцу максимальной нагрузки. Первое пороговое значение шага усталостных бороздок, для которого Я = 1. соответствует первому наблюдаемому шагу усталостных бороздок. Применительно. к сплаву Д1Т (рис. 93) первый наблюдаемый шаг составил около 30 нм. Представленная фрактограмма свидетельствует о размерах шага 35, 47,5 и 57 нм. Следует признать, что устойчивое наблюдение усталостных бороздок во всех исследованных алюминиевых сплавах начинается при достижении величины их шага около 50 нм. Меньшие величины шага выявляются в отдельных зонах излома и не определяют основной механизм разрушения материала на всем фронте трещины. Наименьший шаг усталостных бороздок (25 нм) выявлен в сплаве АК6. Хотя в литературе при программных испытаниях описывают шаг усталостных бороздок в сплаве Д16Т вплоть до 15 нм, в опытах авторов данной книги минимальный шаг усталостных бороздок для указанного сплава составил 40 нм. Применительно к титановому сплаву ВТЗ-1 минимальный шаг усталостных бороз-док, начиная с которого выявлено соответствие циклов нагружения и шага бороздок, составил 30 нм. Необходимо подчеркнуть, что начиная с указанных значений минимального шага усталостных бороздок в изломе выявляли 25 или 24 усталостные бороздки, соответствующие 25 или 24 циклам нагружения. [c.197]

Проводимые в 1960 г. испытания выносливости заклепок из сплава В65-Т по методике, описанной выше для заклепок из сплава Д18-Т, показывают более высокие результаты. Так, ориентировочно определяемый предел выносливости заклепок из сплава В65-Т с учетом динамического коэффициента превышает 7,5 кг1мм при большом разбросе опытных точек. Излом заклепок по своему виду похож на излом, представленный на рис. 4,а. Трещин усталости Набоковой поверхности тела заклепок, как это изображено на рис. 4,6, в заклепках из сплава В65-Т не наблюдалось. [c.221]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...