Деформация усталости

Значение явлений в поверхностных слоях при разрушении и старении материалов] Строение поверхностного слоя твердых т ел и происходящие в нем явления играют особую роль для протекания большинства процессов старения и разрушения материалов. Состояние поверхностного слоя определяет процессы, возникающие при взаимодействии с другим телом или с окружающей средой, например, при износе, контактной деформации, усталости, [c.69]

Передаточные функции, которые характеризуют реакцию машины на возмущения, вызванные определенными воздействиями, зависят от физики процессов (изнашивание, деформация, усталость). [c.32]

СТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ И РАЗРУШЕНИЕ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ УСТАЛОСТИ 6.1.1. Деформация усталости [c.195]

Износостойкость инструментов является следствием сложных совокупных процессов, которые протекают не только при физическом уничтожении кромок инструмента ее могут сопровождать пластическая деформация, усталость и даже диффузионные процессы. Вследствие износа геометрия кромки инструмента изменяется, вырубные и режущие усилия возрастают. Для экономики технологий деформирования и резания небезразлично, каков срок службы режущих кромок, т. е. количество времени между двумя переточками инструмента, и сколько деталей будет произведено за этот- период. [c.56]

Создание любых изделий и сооружений неизбежно соприкасается с вопросом о величине их несущей способности, превышение которой часто именуется нарушением прочности. Известно несколько видов нарушения прочности, это — потеря устойчивости, чрезмерная деформация, усталость, износ, негативное воздействие внешней среды и пр. Среди этих видов нас интересует разрушение материалов и конструкций, которое может возникать в результате разных внешних и внутренних воздействий (механических и иных). Сразу отметим, что разрушение материалов и разрушение конструкций — разные явления, не всегда взаимосвязанные. [c.8]

Вопросы несущей способности деталей и элементов металлоконструкций в связи с характером действующих усилий, влиянием пластических деформаций, усталости и других факторов были успешно развиты в работах советских учёных профессоров А. А. Гвоздева, А. Р. Ржаницына, разработавших теорию несущей способности брусьев, пластинок, оболочек и составных конструкций И. М. Беляева, Н. С. Стрелецкого, С. В. Серенсена, углубивших учение о запасах прочности и допускаемых напряжениях, а также обосновавших практические нормы расчёта в ряде отраслей проектирования конструкций. [c.2]

Кроме перечисленных существуют и другие причины выхода из строя деталей оборудования. В первую очередь это усталость поверхностных слоев металла, а также их пластическая деформация. Усталость проявляется в отслаивании с поверхности металлических частичек. Начало усталости указывает на близкое разрушение детали. [c.197]

Первый труд, излагающий вопросы металловедения с точки зрения прочности. Книга широко используется в качестве учебного пособия в машиностроительных втузах, а также в заводских лабораториях и научно-исследовательских институтах. На базе современного представления о строении металлов в ней излагаются механические свойства металлов статическая прочность, пластическая деформация, усталость и ползучесть металлов, остаточные напряжения, механические свойства однокристальных металлов. В книге приведено большое количество результатов собственных исследований. [c.10]

Коэффициент Кщ учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работаюш их передач (при участке N, iyN длительно работающие передачи) кривая усталости приближенно параллельна оси абсцисс. Это значит, что на этом участке предел выносливости не изменяется, а /Сял=1. что и учитывает первый знак неравенства в формуле (8.59). Второй знак неравенства предусматривает ограничение напряжений по условию отсутствия пластических деформаций на поверхностях зубьев. [c.148]

Переходная область от малоцикловой до многоцикловой усталости находится в районе долговечностей примерно 10 — 10 циклов. Здесь разрушение обусловлено как знакопеременной так и упругой пластической деформацией. Обычно, как и в данной работе, переходную область включают в область малоцикловой усталости многие исследователи считают, что причиной разрушения тех или иных конструкций является малоцикловая усталость, если оно происходит через 5-40 циклов или меньше. [c.128]

В общем случае для корректной оценки повреждения при усталости надо учитывать нелинейную деформацию Ае [73, 233], возникающую на фоне упругой деформации Ае (Ле рассчитывается на основании предела текучести, определяемого с тем или иным допуском на необратимую деформацию). Считая действие неупругой и пластической деформации адекватным, [c.141]

К разрушениям второго типа, которые могут происходить также при различных схемах нагружения, следует отнести разрушения, для которых критические параметры существенно зависят от времени нагружения в том или ином виде. Типичным примером является разрушение, получившее в литературе название разрушение при взаимодействии ползучести и усталости [240, 341] при циклическом нагружении в определенном температурном интервале долговечность при одной и той же амплитуде деформации зависит от скорости деформирования, значительно уменьшаясь при малых эффективных скоростях деформирования, в частности при циклировании с выдержками. На стадии развития усталостного повреждения также известны многочисленные экспериментальные данные о влиянии частоты нагружения в определенных условиях, особенно в коррозионной среде, на скорость роста усталостных трещин [199, 240, 310, [c.150]

Определив коэффициент запаса прочности по сопротивлению усталости, необходимо сравнить его с коэффициентом запаса по сопротивлению пластическим деформациям. Последние определяются формулами [c.231]

Такое расхождение объясняется тем, что теоретический коэффициент концентрации о отражает характер распределения напряжений лишь для идеально упругого материала. В реальных же материалах за счет пластических деформаций в микрообласти места концентрации напряжения несколько перераспределяются и сглаживаются. Учитывая это, наряду с теоретическим коэффициентом концентрации при рассмотрении вопросов усталости используют понятие эффективного, или действительного, коэффициента концентрации, представляюш,его собой отношение предела выносливости гладкого образца без концентрации напряжений к пределу выносливости образца с концентрацией напряжений, имеющего такие же абсолютные размеры сечений. Эти коэффициенты в дальнейшем обозначены так [c.601]

Основным параметром в исследованиях малоцикловой усталости при мягком нагружении является ширина петли гистерезиса для нечетных и для четных полуциклов (рис. 577). Ширина петли за данный полуцикл — пластическая (остаточная) деформация за полуцикл, а разность ширины петель в двух соседних полуциклах характеризует накопленную за цикл одностороннюю пластическую деформацию. [c.620]

Актуально ускорение усталостных испытаний. Оно возможно повышением частоты, повышением напряжений и исключением тех напряжений в спектре, которые практически не сказываются на процессе усталости. За последние 30 лет скорости машин для испытаний на усталость повысились с 300 до 50000 циклов в минуту, кроме того, имеются уникальные пульсаторы резонансного типа для малых образцов с частотой свыше 50000 Гц. Современные высокочастотные пульсаторы сокращают время испытаний отдельных деталей, например лопаток турбомашин, до десятков минут. Частота нагружений при отсутствии пластических деформаций и повышенного внутреннего трения обычно мало влияет на предел выносливости. Возможно внесение поправок на основе литературных данных или экспериментов. Проведение испытаний при повышенных напряжениях уместно для изделий, у которых зависимость наработки от напряжений (в частности, при контактных нагружениях) стабильна и достаточно хорошо изучена. Форсирование нагрузки применяют для узлов, в частности для выявления слабых [c.479]

Для изучения свойств материалов и установления значения предельных напряжений (по разрушению или по пластическим деформациям) производят испытания образцов материала вплоть до разрушения. Испытания производят при нагрузках следующих категорий статической, ударной и циклической (испытание на усталость или выносливость). [c.30]

Кроме коэффициента запаса прочности по сопротивлению усталости необходимо вычислять коэффициент запаса по сопротивлению пластическим деформациям, так как точка 5 может оказаться выще линии Л4 . Коэффициент запаса прочности по сопротивлению пластическим деформациям вычисляется по формулам [c.320]

Влияние коррозионного процесса на усталость выражается главным образом в ускорении пластической деформации, сопровождающейся образованием выступов и впадин. Именно поэтому разрушение от коррозионной усталости не является результатом аддитивного действия коррозии и усталости, а всегда больше их суммы. Такое влияние коррозии объясняет также, почему уровень устойчивости к коррозионной усталости в большей степени определяется коррозионной стойкостью, чем прочностью на растяжение. При низкой частоте нагружения предел коррозионной усталости снижается, так как увеличивается время коррозионного воздействия за один цикл [81]. КРН и коррозионная усталость имеют разные механизмы, поэтому чистые металлы, устойчивые к КРН, подвержены действию коррозионной усталости в той мере, в какой они подвержены общей коррозии. [c.163]

Реальность данного механизма коррозионной усталости подтверждают исследования, показавшие что ползучесть (медленная пластическая деформация), которая также осуществляется путем переползания дислокации, ускоряется общей коррозией напряженного металла. Чем выше скорость коррозии, тем выше и скорость ползучести. Прекращение коррозии, например путем катодной защиты, ведет к уменьшению скорости ползучести до исходного значения. Влияние коррозии на ползучесть мелкозернисты, металлов наблюдается у меди, латуни [82], железа и углеродистой стали [831. [c.164]

При высоких нагрузках, когда имеет место пластическая деформация в течение каждого цикла нагружения, усталость конструкции называют малоцикловой усталостью. При более низких циклических нагрузках, когда число циклов нагружения N > 10 , усталость называется многоцикловой. Различают две методики испытания малоцикловой усталости [c.386]

Большинство предложенных уравнений малоцикловой усталости связывают число циклов до разрушения N, амплитуду пластических деформаций о и предельную деформацию Snp. [c.391]

В процессе эксплуатации атомобиля в его деталях возникают различные отклонения их конструктивных параметров от установленных техническими условиями и рабочими чертежами (дефекты). Причинами появления дефектов являются износ рабочих поверхностей деталей их деформация усталость материала коррозионные, эрозионные и кавитационные повреждения. [c.143]

При знакопеременной нагрузке разрушение может происходить постепенно нри напряженнях меньших, чем предел прочности. Этот процесс постепенного разрушения (усталость) заключается в том, что поверхность, как наиболее нагруженная часть сечения (при изгибе, кручении), претерпевает микроде-формацню, а затем в наклепанной (упрочненной деформацией) зоне возникает трещина, которая постепенно развивается. Пораженная трещинами часть сеченпя не несет нагрузки, а оставшаяся часть сечения непрерывно уменьшается, пока не выдержит нагрузки и произойдет мгновенное разрушение. [c.82]

Снижение долговечности при увеличеннн частоты пробегов связано не только с усталостью, но и с термостойкостью ремня. В результате гистерезисных потерь при деформации ремень нагревается тем больше, чем больше частота пробегов. Перегрев ремня приводи к снижению прочности. [c.227]

Рис. 2.28. Типичная кривая усталости иизколегироваииой стали, представленная в координатах амплитуда напряжений <Тд— долговечность Nf (а) и амплитуда деформаций бо — долговечность Nf (б)

Разрушение при N 10 циклов происходит при напряжениях ниже предела текучести материала. Данную область называют областью многоцикловой усталости. Учитывая линейную связь между деформациями и напряжениями при многоцук-довой усталости, представление кривых усталости может быть [c.127]

Более поздние работы многих исследователей, применявших зависимость Мэнсона—Коффина, показали, что более адекватные прогнозы долговечности получаются при установлении соответствия между амплитудой полной деформации Ae=AeJ + Ae и количеством циклов до разрушения. В области многоцикловой усталости долговечность связана с упругой деформацией соотношением [c.129]

Рассмотренные зависимости относятся к симметричному циклу нагружения. При несимметричном цикле нагружения возникает вопрос о влиянии средних (или максимальных) напряжений и средних деформаций цикла на долговечность. Экспериментально влияние средних напряжений на долговечность изучалось в основном только в области многоцикловой усталости. Показано [99], что с увеличением среднего напрял ения долговечность при заданной амплитуде напряжений снижается. Количественно влияние средних напряжений рассчитывается на основании экспериментально построенных диаграмм Смита [99] или в аналитическом выражении указанных диаграмм соотно-ношениями Гудмена [64] или Р. Е. Петерсона [391] [c.129]

До сих пор нами обсуждались закономерности мало- и многоцикловой усталости при одноосном нагружении. В работе [388] исследованы крестообразные образцы из ферритной и аус-тенитной сталей при двухосном напряженном состоянии. Авторы работ [317, 437] подвергали тонкостенные трубы из алюминиевого сплава внутреннему и внешнему давлению, а также осевому нагружению. Наилучшее соответствие экспериментальным данным было получено при использовании в качестве критериальной величины интенсивности размаха пластической деформации ДеР. В этом случае зависимость Мэнсона—Коффина представлялась в виде [c.130]

В то же время известно, что в области малоцикловой усталости при больших пластических деформациях повреждение описывается уравнением Мэнсона—Коффина Nf (Ле ) "р =Ср о, а в области упругого деформирования при напряжениях выше предела выносливости — аналогичным уравнением Л /(Aef) "e = = СУ" - Поскольку ПрфПе И J p фСе вклад в повреждение пластической и упругой деформаций различен и, следовательно, уравнение (2.87) в общем случае некорректно. Использование уравнений типа (2.87) (например, зависимости Морроу), достаточно широко известных при расчетах на усталость, корректно [c.131]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

Практика эксплуатации сварных нетермообрабатываемых конструкций в условиях циклического нагружения показывает, что в большинстве случаев разрушения возникают в сварном шве или области сопряжения шва с основным металлом. Это связано с комплексом факторов, снижающих работоспособность сварных соединений, основными из которых являются концентрация напряжений и деформаций в зонах сопряжения шва с основным металлом, остаточные сварочные напряжения (ООН), а также ухудшение характеристик сопротивления усталости металла шва и зоны термического влияния по отношению к основному металлу [59, 119, 144]. [c.268]

Способ упрочнения низкоуглеродистых сталей многократной механико-термической обработкой (ММТО) заключается в 5—6-кратной деформации, соответствующей при каждой ступени нагружения длине площадки текучести на диаграмме напряжение-отно-. сительное удлинение (суммарная деформация 6—8%), до полного исчезновения площадки текучести. Затем следует старение при 100—200 С/ в течение 10—20 ч. В результате этой обработки предел теку стн повышается на 25 — 30% (становясь практически равным пределу прочности), а предел усталости —на 30 — 50%. [c.177]

Во многих реальных инженерных конструкциях наблюдается разрушение после относительно небольшого числа циклов нагружения, исчисляемого несколькими тысячами повторений. Разрушение после малого числа циклов нагружения от так называемой малоцикловой усталости обычно происходит при значительной (около 1%) пластической циклической деформации в макрообъемах рассматриваемого элемента конструкции. [c.618]

При мягком нагружении циклически разупрочняющихся или стабильных металлов накапливаются пластические деформации, которые могут привести к двум типам разрушения — квазистати-ческому и усталостному. Квазистатнческое связано с возрастанием остаточных деформаций до уровня, соответствующего разрушению при однократном статическом нагружении. Разрушение усталостного характера связано с накоплением повреждений, образованием прогрессируюш,их трещин при существенно меньшей пластической деформации. Возможны и промежуточные формы разрушения, когда образуются трещины усталости на фоне заметных пластических деформаций. [c.623]

Предельную упругую деформацию можно выразить также через параметры кривой усталости предел усталости r i при выбранном базовом числе циклов и показателе степени кривой усталости ц. Подставляя эти значения в выражение (21.33), найдем зиачение константы в правой части уравнения [c.625]

В дальнейшем рассматриваются случаи малых упругопластичных деформаций. Имеются также в виду только статические, однократно приложенные нагрузки, так как при действии повторных нагрузок необходимо определять пластические деформации, возникающие в детали при каждой новой нагрузке. При действии же периодически повторяющихся нагрузок детали должны рассчитываться на усталость. [c.325]

Считают, что коррозия ускоряет пластическую деформацию напряженного металла путем образования поверхностных решеточных вакансий, в частности сдвоенных вакансий (дивакансий). Последние при комнатной температуре диффундируют внутрь металлической решетки сквозь зерна и границы зерен металла на порядок быстрее, чем моновакансии . Появление дивакансий облегчает пластическую деформацию вдоль плоскостей скольжения вследствие процесса переползания дислокаций. Чем выше скорость коррозии, тем больше доступность дивакансий и, следовательно, тем более выражено образование выступов и впадин, включающихся в процесс развития усталости. Существование минимальной скорости коррозии, необходимой для развития коррозионной усталости, позволяет предположить, что с уменьшением скорости коррозии снижается и скорость образования дивакансий. Концентрация див.акансий падает, и прекращается их влияние на движение плоскостей скольжения возможно такое падение концентрации, при котором дислокации аннигилируют или заполняются атомами металла. [c.163]

ГО излома можно судить о величине максимального напряжения цикла. Чем больше площадь статического долома, тем выше нагрузка. Шероховатость этой зоны также завис№г от амплитуды напряжений. Меньшему значению амплитуды напряжений соответствует более гладкая поверхность усталостного излома. Усталостные линии представляют макроскопические признаки усталостного излома, связанные с замедлением скорости или задержкой распространения трещины. Они соответствуют амплитудам напряжений, не приводящим к увеличению длины трещины после действия более высоких амплитуд. Отсутствие усталостных линий свидетельствует об устойчивом распространении трещины при неизменной амплитуде напряжений. Различие расстояния между усталостными линиями свидетельствует об изменяющемся характере приложенных напряжений циклов. С увеличением длины грещины скорость ее распространения возрастает, в результате чего увеличивается шероховатость поверхности излома. В области статического долома разрушения носят сдвиговой характер. Макрофрактографические особенности изломов малоцикловой усталости заключаются в строении собственно усталостных изломов. При относительно малом числе циклов нагружения (до тысячи) изломы при малоцикловой усталости близки к таковым при статическом растяжении. Разрушение сопровождается заметной макроскопичской деформацией (сужением). По мере увеличения числа циклов нагружения характер разрушения изменяется от вязкого к хрупкому разрушению. Поверхность собственно усталостного излома более шероховатая и составляет значительно меньшую долю в изломе, чем зона статического долома. [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...