Испытания с постоянными амплитудами напряжения цикла

ИСПЫТАНИЯ с постоянными АМПЛИТУДАМИ НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА [c.358]

Метод испытаний с постоянными амплитудами напряжения цикла состоит в проведении испытаний групп, состоящих примерно из 15 или более образцов, при каждом из четырех или более различных значений амплитуды напряжения цикла в диапазоне от предела усталости до предела прочности материала. В ходе испытаний фик- [c.358]

Скорости роста трещины, определенные при циклических испытаниях с постоянной амплитудой напряжения, примерно таковы, как и в испытаниях на случайные нагружения, при которых максимальное напряжение постоянно, а среднее значение и размах меняются случайным образом. Однако при случайных нагружениях, в процессе которых максимальное напряжение тоже меняется, последовательность циклов может заметно влиять на скорость роста трещины, причем.в целом рост трещин при случайном нагружении происходит значительно быстрее [69]. [c.291]

Рис. 1.26. Зависимость амплитуды напряжения от числа циклов нагружения при испытании с постоянной амплитудой пластической деформации (а) и амплитуды пластической деформации от числа циклов при испытании с постоянной амплитудой напряжения (б) медных образцов

При испытании с постоянным средним напряжением цикла предел выносливости определяют как наибольшее значение амплитуды напряжений цикла, при действии которой не происходит усталостного разрушения после произвольно большого числа циклов. [c.150]

Oai в программном блоке v j — те же, что и в формулах (5.17), (5.18) Ni — среднее арифметическое значение числа циклов до разрушения при испытаниях с постоянной амплитудой Oai (иногда в качестве Ni берут медианное значение числа циклов при амплитуде Oai) Л сум — среднее арифметическое значение суммарного числа циклов при испытаниях с программным изменением амплитуды напряжений. [c.170]

В фундаментальных металловедческих исследованиях предпочитают применять испытания с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл (см. рис. 1.3, в). Эволюция механических свойств при этом проявляется в изменении действующего в образце напряжения. Для научных исследований преимущественно выбирают изменение нагрузки во времени по пилообразному закону, так как в этом случае материал деформируется приблизительно с постоянной скоростью. Частое применение синусоидальной временной функции нагрузки в основном является следствием использования имеющихся в распоряжении испытательных машин, например механических эту функцию также применяют в том случае, когда требуется определить значе- [c.8]

Рис. 1.24. Кривые циклического упрочнения нормализованной углеродистой стали с 0,45% С при испытании на усталость с постоянной амплитудой напряжения (а) и с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл (б)

В условиях циклического растяжения-сжатия прохождение стадии циклической текучести у материалов с физическим пределом текучести имеет свои особенности (рис. 3.13) [10]. На полированной поверхности образцов железа наблюдается образование темных язычков пластической деформации на границе перехода от рабочей части к головкам образца (рис. 3.13, б, в). Происходит процесс макроскопического циклического разупрочнения, т.е. снижения циклического напряжения в условиях испытания с постоянной амплитудой деформации за цикл (см. рис. 3.1). Такое поведение характерно для материалов, имеющих физический предел текучести, и испытываемых на усталость [c.73]

Первичным результатом усталостного испытания одного образца является число циклов до разрушения (долговечность) при заданных характеристиках цикла. Конечная же цель испытания с постоянным коэффициентом асимметрии цикла состоит в определении предела выносливости стн — наибольшего значения максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого или заданного числа циклов нагружения. Если испытания ведут при постоянном среднем напряжении цикла, ад определяется как наибольшее значение амплитуды напряжений цикла, при которых не происходит усталостного разрушения после неограниченного или заданного количества циклов. [c.284]

Предел выносливости дает представление о способности металла сопротивляться переменной нагрузке режим изменения нагрузки может быть простым периодическим или сложным периодическим, с переменной амплитудой. При этом максимальные значения напряжений в обоих случаях не должны быть выше предела выносливости. Однако при сложном периодическом режиме по максимальным значениям, встречающимся в практике работы однотипных деталей, расчет не ведут. Существуют различные методы определения амплитуды и числа циклов для эквивалентного режима с постоянной амплитудой. Условия эквивалентности позволяют заменить испытания с многоступенчатым изменением амплитуды испытаниями с постоянной амплитудой. [c.70]

Циклов. Другим способом испытания для определений характеристик малоциклового сопротивления является нагружение с постоянной амплитудой полной деформации, рассматриваемое как жесткое , так как. образование пластической деформации ограничено задаваемой полной деформацией. Такие условия нагружения возникают около зон концентрации напряжения, около дефектов, при неравномерном распределении температуры по сечениям. Эти условия обеспечивают также стационарность процесса деформации в смысле отсутствия одностороннего их накопления. [c.79]

Машины для испытания на усталость с кривошипным силовозбуждением характеризуются универсальностью и вместе с тем простотой конструкции. Эти машины предназначены для проведения испытаний по гармоническому циклу с постоянными амплитудами, а также по программированному циклу нагружения при всех основных видах напряженного состояния. Испытания проводят при мягком и [c.195]

Большинство лабораторных циклических испытаний проводится в условиях постоянной амплитуды напряжений, в то время как усталостное нагружение в условиях эксплуатации происходит при переменной амплитуде или даже при совершенно случайном нагружении. Стандартные исследования по накоплению повреждений касаются соотношений между долговечностями в условиях постоянной и меняющейся амплитуды. Многочисленные критерии накопления повреждений, предложенные для металлов, отражали попытки связать развитие поврежденности с числом прошедших циклов. Большинство критериев связывает поврежденность с отношением числа циклов пШ, т. е. числа прошедших циклов к ожидаемому числу циклов до разрушения при той же постоянной амплитуде напряжений. Это происходит потому, что в металлах единственным легко обнаруживаемым видом повреждения является изолированная трещина, развивающаяся на последней стадии испытания. [c.352]

При испытании образцов с постоянным коэффициентом асимметрии цикла предел ограниченной выносливости определяется как наибольшее значение амплитуды напряжений цикла, при действии- которой образец еще не разрушается при определенном (задаваемом) числе. циклов. [c.6]

Установление основных закономерностей циклической диаграммы деформирования, формулирование соответствующих уравнений состояния, определение их параметров, а также проверку справедливости этих уравнений при малоцикловом деформировании наиболее целесообразно проводить при двух основных видах нагружения — при нагружении с заданными амплитудами напряжений (мягкое нагружение) и с заданными амплитудами деформа ций (жесткое нагружение). При этом лабораторные образцы испытываются в условиях однородного напряженного состояния при растяжении—сжатии или кручении тонкостенных трубок и при соответствующих условиях нагружения (асимметрия цикла, постоянная или переменная температура, частота испытаний, наличие или отсутствие выдержек под напряжением и т. д.). [c.25]

Возможность ускоренной оценки влияния технологических факторов доказана при исследовании влияния режима термической обработки и вида чистового шлифования на характеристики рассеяния предела выносливости стали ЗОХГСА (работа проводилась совместно с Киевским политехническим институтом). Испытаниям на усталость при изгибе с вращением подвергались образцы из стали ЗОХГСА после закалки с высоким (630°С), средним (510°С) и низким (190°С) отпуском, шлифованные обычными наждачными и алмазными кругами до одинаковой степени чистоты поверхности (8-й класс). Определение характеристик рассеяния пределов выносливости, осуществленное по двум методам — экстраполяции кривых усталости и возрастающей нагрузки, показало, что среднее значение предела выносливости повышается при снижении температуры отпуска приблизительно в соотношении 1 1,3 1,6. При этом среднее квадратическое отклонение также увеличивается, а рассеяние, характеризуемое коэффициентом вариации, остается практически неизменным. Замена обычных кругов алмазными в случае шлифования до одинаковой степени чистоты, поверхности не отразилась существенно на указанных характеристиках при всех трех режимах термообработки. Достигнутая экономия времени (1,3-10 циклов при возрастающей нагрузке, вместо 4,7-10 при постоянной амплитуде напряжений) и образцов (90 шт. вместо 500 шт.) свидетельствует [c.188]

Предполагается, что используется нагружение, обычное для усталостных испытаний, т. е. переменная составляющая нагрузки с постоянной амплитудой накладывается на стационарное или среднее значение нагрузки, являющееся постоянной величиной. Реализующиеся в деталях при усталостных испытаниях напряжения можно выразить несколькими способами через среднее напряжение, переменное напряжение, максимум напряжения, минимум напряжения или через соотношение напряжений (отношение минимума напряжений к максимуму или амплитуды переменной составляющей к среднему напряжению и т. д.). Любая пара из этих напряжений необходима и достаточна для описания условий нагружения. Предположим, что нами выбрана произвольная пара указанных напряжений, например Оу и Ог. Тогда для гладкого образца, подвергнутого действию полного напряжения, соотношение между этими двумя напряжениями и количеством циклов, приводящим к разрушению, устанавливается из эксперимента и представляется или в графическом-виде с помощью диаграммы предельных напряжений, или в аналитической форме [c.194]

Несоответствие расчетных и экспериментальных результатов объясняется несоответствием действительного процесса накопления усталостного повреждения принципу суперпозиции, на котором, по существу, основывается линейная гипотеза суммирования повреждения. Эту задачу наиболее удобно решать путем учета взаимовлияния основных повреждающих факторов и введением этого в расчетную схему. Это взаимовлияние проявляется в зависимости диаграмм предельных амплитуд напряжений в координатах Оа — Ор от характера изменения среднего напряжения цикла [12, 157], В случае низкочастотного циклического изменения в процессе испытания среднего напряжения цикла для расчетов с использованием формулы (1.98) должны применяться не диаграммы Оа — Ор, полученные при постоянных средних напряжениях цикла (рис. 60, кривая 7), а некоторые условные диаграммы I 0 макс, учитывающие взаимовлияние низкочастотного и высокочастотного нагружения. [c.78]

С целью анализа закономерности формирования высокопластичных усталостных бороздок, шаг которых превышает обычно наблюдаемую предельную величину 4,4 мкм, были проведены усталостные испытания образцов с несквозными трещинами при увеличении нагрузок в каждом последующем цикле нагружения. Первоначально выращивали усталостную трещину при напряжении 190 МПа, а далее уровень максимальных напряжений увеличивали в каждом цикле приложения нагрузок двумя способами сохранением неизменной величины минимального напряжения цикла сохранением постоянной амплитуды напряжений. В обоих случаях нагружения долом образца происходил после нескольких десятков циклов его нагружения переменной нагрузкой с повышением ее максимальной величины в каждом последующем цикле. [c.209]

Считают [309, 311], что маркерный режим должен состоять из циклов с постоянной амплитудой, максимальное напряжение которого равно максимальному напряжению растяжения в спектре исследуемых нагрузок, и минимальным напряжением, которое равно сжимающим напряжениям исследуемого спектра нагрузок. При таких испытаниях амплитуда сжимающих циклов нагрузок невелика и при их действии развития трещины практически не происходит. [c.292]

Экспериментальные данные по изменению максимального напряжения (меньшего статического предела текучести при исследованных амплитудах циклической деформации) в зависимости от числа циклов при испытании на усталость с постоянной амплитудой общей деформации за цикл образцов из отожженного железа представлены на рис. 3.1 [10]. На этой стадии (горизонтальные участки кривых на рис. 3,1) не наблюдается раскрытия петли механического гистерезиса (точность замера деформации 0,001%) и циклическое напряжение с ростом числа циклов остается постоянным. На зеркально полированной поверхности образцов не наблюдается следов макроскопической деформации. Стадия циклической микротекучести в условиях повторного растяжения в образцах из низкоуглеродистой стали СтЗ и 45 протекает до линии 1 на рис, 2.13, см гл. 2. Эта стадия также на-блюдалась у образцов из чистого титана 1М1 115 (рис. 3.2 и рис. 3.3) [22,23]. Видно, что, как и в случае железа [10], на кривых циклического упрочнения, построенных в условиях испытания с постоянной общей амплитудой деформации за цикл, наблюдается стадия циклической микротекучести (горизонтальные участки на кривых). Данные представленные на рис. 3.3 свидетельствуют о том, что наличие стадии циклической микротекучести зависит от частоты нагружения. При очень низкой частоте нагружения (0,001 Гц) она отсутствует. [c.61]

При повторном нагружении с постоянной амплитудой деформации разрушение происходит только по типу усталостного как для циклически упрочняющихся, так и для циклически разупрочняющихся материалов. При испытании упрочняющихся материалов с увеличением числа циклов происходит увеличение напряжений, а у разупрочняющихся материалов — уменьшение. В этом случае при построении кривых усталости по оси ординат откладывают величину пластической деформации Уравнение кривой усталости при этом имеет вид епл = = О, где впл — величина пластической деформации за 1 цикл Пят — постоянные, т 0,5 0,6. [c.205]

Предел усталости I рода на заданной базе испытания при симметричном цикле внешней нагрузки с постоянной амплитудой и простом (синхронном и синфазном) нагружении в общем случае сложного макроскопического напряженного состояния определим следующим равенством = . В частном случае одноосного симметричного растяжения-сжатия I рода (о О, Og = Од = = 0) из формулы (5) находим [c.54]

Функция, характеризующая изменение нагрузок во времени Фиксированное число циклов напряжений с постоянными амплитудами, средним значением и частотой Сочетание ступеней с различными значениями переменных напряжений Заданная последовательность изменения ступеней нагружения внутри блока Суммарное число циклов нагружения в пределах одного блока Периодическое нагружение объекта при повторении заданного блока нагружения Блочное нагружение, при котором осуществляется переход со ступени на ступень нагружения и на базе испытаний реализуется не более одного блока нагружения Правила применения определенных принципов и средств испытаний Организационно-методический документ, обязательный к выполнению, включающий метод и условия испытаний, отбор образцов, алгоритмы выполнения операций по определению одной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств материала, формы представления данных и оценивании точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды [c.34]

Следствием действия вибрации является усталость материала. В местах концентрации напряжений у хрупких материалов часть рассеянной в материале энергии уходит на развитие микротрещин в местах, имеющих нарушение структуры. Эти трещины развиваются и являются новыми концентраторами напряжений. В результате этого наблюдаем разрушение деталей при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности, часто даже ниже предела упругости, но число циклов, при которых детали разрушаются, имеет значительный порядок (тина миллионов и десятка миллионов) [21]. Разрушение упругопластических материалов при малом числе циклов происходит при значительных упругопластических деформациях, что характеризуется изменением ширины петли гистерезиса в материале и накоплением пластических деформаций (испытания с постоянной амплитудой напряжений). Этим двум характеристикам соатветсчвуют два типа разрушений — от усталости, связанное с накоплением Повреждений и сопровождающееся образованием трещин усталости, и квазистати-ческое, обусловленное накоплением пластических деформаций до уровня деформаций, соответствующих разрушениям при однократном статическом нагружении, [c.99]

Нижние и верхние границы доверительных интервалов изантили предела выносливости уровня Р при симметричном цикле нагружения или предельной амплитуды при испытании на усталость методом пробитов с постоянным средним напряжением цикла (От = onst) для доверительной вероятности Р определяют из следующих уравнений [c.169]

Характеристика выносливости материала, имеющего горизонтальный участок на ьфивой усталости. При исш>1тании образцов с постоянным коэффициентом асимметрии цикла (или с постоянным средним напряжением цикла), предел Bbmo jmBO TH определяют соответственно как наибольшее значение максимального напряжения цикла (или как наибольшее значение амплитуды напряжений цикла), при действии которого не происходит усталостного разрушения образца до базы испытания. Предел вьшосливости выражают в номинальных напряжениях и обозначают од, тд, где R — коэффициент асимметрии цикла. При симметричном цикле предел вьшосливости обозначают через а ь t i [c.66]

Рассмотрим определение скорости роста трещин при быстрых изменениях К- Такие условия могут появиться при испытании с постоянной амплитудой приложенных напряжений, когда трещины распространяются очень быстро или напряжения быстро меняются от цикла к циклу, но чаще всего встречаются при эксплуатации изделий, когда усталостные нагрузки случайны. Хотя нагрузки можно записать на магнитную пленку или перфоленту (используя тензодатчики или акселерометры, подсоединенные к изучаемой детали) и воспроизвести их на установках с сервоприводом в лабораторных услоьчшх, традиционные испытания на менее сложных машинах требуют детального изучения разницы между условиями, возникающими при переменных и постоянных амплитудах нагрузок. Цель исследования заключается в том, чтобы иметь возможность предсказывать на основе простых данных общее поведение материала при известной сложной схеме нагружения. Попытки такого рода были до некоторой [c.243]

При переменных напряжениях, превышающих предел текучести, процессы усталости протекают в упруго-пластической области (в смысле макродеформации) и потому для описания процессов усталости вместо напряженш можно пользоваться амплитудой деформации. Кривая усталости в этом случае представляет зависимость между этой амплитудой деформации и числом циклов, необходимым для возникновения трещины или разрушения. При испытании с постоянной амплитудой силы кривая усталости папосится как зависимость между амплитудой и числом циклов, необходимым для разрушения в этом случае наблюдается монотонное накопление пластической деформации. Число циклов, необходимое для разрушения в упругопластической области для стали обычно не превышает десяти-двадцати тысяч эта область характеризуется как малоцикловая усталость. Сопротивление усталости в малоцикловой области уменьшается с уменьшением частоты. Если циклические деформации и напряжения возникают в результате периодических изменений температуры, то малоцикловые процессы разрушения называются термической усталостью. Будучи нанесенной в логарифмических координатах, зависимость между [c.385]

Разработанный алгоритм управления позволил осуществить нагружение образцов по трем различным режимам испытаний при мягком режиме нагружения с постоянной амплитудой напряжений аа == onst при жестком режиме нагружения с постоянной амплитудой деформации = onst при режиме нагружения с постоянным значением неупругой деформации за цикл Абн = onst, который можно считать разновидностью жесткого режима нагружения. [c.286]

Интенсивность микропластической деформации на этой стадии циклического деформирования в приповерхностных слоях металла выше, чем во внутренних объемах. Об этом свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа с использованием послойного удаления металла и сравнения плотности дислокаций в объеме и в приповерхностных слоях металла. Причина такого поведения связана с рядом факторюв особенностью закрепления приповерхностных источников дислокаций (имеющих одну точку закрепления), у которых критическое напряжение начала их работы значительно ниже, чем у источников в объеме наличием в поверхностном слое более грубой, чем в объеме, дислокационной сетки Франка (в этом случае для генерирования дислокаций требуется меньшее напряжение) наличием поверхностных коицен-граторов напряжений различием скоростей движения дислокаций у поверхности и внутри металлов и т.д. Есть данные, что стадия циклической микро-текучести может не наблюдаться при испытаниях на усталость с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл. [c.24]

Фирма MTS (США) выпускает универсальные гидравлические и гидрорезонансные испытательные машины различной мощности — от 0,1 до 5 Мн (от 10 до 500 тс), предназначенные для проведения испытаний на статическое растяжение, сжатие и изгиб, на малоцикловую усталость, кратковременные или длительные испытания на ползучесть, усталостные испытания при постоянной амплитуде с различной формой цикла (синусоидальная, треугольная, трапецевидная и др.), усталостные испытания с программным изменением ам плиту-ды, среднего уровня напряжений и частоты, а также с изменением указанных параметров по случайному закону. Кроме того, машины оборудованы системой обратной связи и могут воспроизводить эксплуатационный цикл нагружения, записанный на магнитофонную ленту или перфоленту. При усталостных испытаниях всех видов осуществляют регистрацию скорости роста трещин, накопления усталостных повреждений и пластических деформаций и оценивают чувствительность металла к концентрации напряжений по динамической петле гистерезиса. Частота циклов может изменяться от 0,0000 1 до 990 Гц. Особенность компоновки машин этой фирмы — разделение на отдельные независимые блоки исполнительного, силозадающего и програм-мно-регистрирующего агрегатов. [c.206]

Для оценки влияния в принципе агрессивной окружающей среды на образцах из однонаправленных композитов в виде прямоугольной балки с рабочей частью уменьшенной ширины в работе 12] было изучено, в каких случаях при испытаниях на кручение устанавливается постоянная амплитуда напряжений. Авторы [2] рассчитали начальные касательные напряжения и наблюдали убывание касательных напряжений с ростом числа проведенных циклов. Прикладывалось начальное касательное напряжение, меняющееся от 0,3 до 0,9 от статического разрушающего напряжения, и поврежденные образцы были в дальнейшем разрезаны и исследованы. [c.390]

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]

Основными стандартизованными программами квазислучай-ного нагружения являются программы для воспроизведения нагрузок на верхнюю и нижнюю поверхность крыла транспортных и маневренных самолетов. Программа усталостных испытаний крыла (ПУСК) разработана на основе аналогичной по назначению программы TWIST [4]. В основу этих программ положено предположение о том, что все нагрузки меняются пропорционально среднему напряжению крейсерского полета и все эксплуатационные нагрузки в полетном цикле можно представить в виде двух участков, на которых среднее напряжение остается постоянным (воздушные и наземные нагрузки) с меняющимися на этих участках амплитудами нагрузок. Весь полетный блок состоит из 4000 полетных циклов десяти различных типов, которые различаются между собой по максимальной амплитуде и количеству циклов воздушных нагрузок. Наземные нагрузки имитируются циклами N с постоянной амплитудой или минимальной наземной нагрузкой, прикладываемой между отдельными полетами. Распределение по амплитудам и количеству циклов для каждого типа полета, распределение в полетном блоке полетов по типам, количество циклов и предельные значения напряжений от наземных нагрузок задаются таблично. Распределение амплитуд внутри полета и полетов по типам осуществляется с помощью двух генераторов случайных чисел. Характерной особенностью при подготовке данных для этих стандартизованных программ является осреднение данных и исключение амплитуд нагрузок, которые встречаются в эксплуатации реже, чем один раз за полетный блок. [c.112]

Согласно теоретическому анализу при постоянном максимальном напряжении скорость накопления деформации должна увеличиваться с ростом среднего напряжения цикла, достигая максимума при амплитуде, равной нулю. Результаты проведенных испытаний, как видно из рис. 3.53 (сталь 12Х18Н9Т, Т = 600 °С), вполне согласуются с этим выводом [63]. [c.83]

При испытании образцов с постоянным коэфф. асимметрии цикла П. о. в. определяется как наибольшее значение максим. (по величине) напряжения цикла, при действии к-рого образец еще не разрушается при определенном (задаваемом) числе циклов. При испытании образцов постоянным сродним напряжением П. о. в. определяется как наибольшее значение амплитуды напряжений цикла, при действии которой образец еще не разрушается при опреде.ленпом (задаваемом) числе циклов. В случае исгштания большого количества образцов и статистической обработки результатов испытаний величина П. о. в. может быть определена в зависимости от вероятности Р разрушения образцов, как наибольшее значение максим, (по величине) напряжений цикла или как наибольшее значение амплиту,Д1.т цикла, при действии к-рых не происходит (с вероятностью Р) усталостного разрушения до определенного (задаваемого) числа циклоп. г. Т. Иванов. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...