Экспериментальные данные по усталости

В работе [2J предлагается производить оценку точности определения характеристик сопротивления усталости различными методами с помощью проведения многократных выборок различного объема, из результатов испытаний большого числа образцов и статистической оценки получаемых при этом параметров распределения характеристик сопротивления усталости. Такой подход имеет ограниченные возможности статистического моделирования из-за трудностей получения в большом объеме исходных экспериментальных данных по усталости. [c.61]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО УСТАЛОСТИ [c.17]

Следует отметить, что в общем случае связь между ползучестью и усталостью материала имеет сложный характер [37],. однако, как показывают экспериментальные данные по усталости металлов при высоких температурах, в ряде случаев можно полагать, что повреждения от ползучести и усталости накапливаются независимо друг от друга [37, 112, 141]. [c.121]

В общем виде экспериментальные данные по усталости могут быть изображены в виде степенной функции [c.153]

Величина критического повреждения du, входящая в это выражение, зависит от формы блока, а следовательно, и от спектра нагружения и убывает с увеличением разности между амплитудами наибольшего и наименьшего напряжения, т. е. крутизны спектра (на высоких уровнях напряжений относительные наработки по числу циклов обычно бывают незначительными). Для <1к на стадии окончательного разрушения В. П. Когае-вым предлагается следующее выражение, вытекающее из анализа экспериментальных данных по испытаниям на усталость при различных формах спектра [c.180]

Анализ запасов прочности показывает, что кривая допускаемых циклических деформаций по нормам [249] (рис. 4.1.6,б, кривая 1) оказывается чрезмерно консервативной. Как следует из экспериментальных данных по малоцикловой усталости компенсаторов, кривая допускаемых циклических деформаций для рассматриваемой конструкции может быть смещена (кривая 2), обеспечив увеличение расчетного радиуса до трех раз по числу циклов нагружения. [c.187]

Рис. 77. Аппроксимация экспериментальных данных по изотермической малоцикловой усталости

Расчет на термическую усталость при режимах нагружения, исключающих возможность одновременного накопления циклического и статического повреждений (например, при быстро чередующихся пилообразных циклах нагрева и нагружения), можно проводить двумя способами с иопользованием непосредственных экспериментальных данных по сопротивлению материала термической усталости и по исходным механическим свойствам материала. Второй способ целесообразно использовать лишь при отсутствии опытных данных, однако в некоторых случаях, например при необходимости прогнозирования долговечности на большой ресурс, он часто является единственным. При использовании кривых термической усталости, примеры которых приведены в гл. 3, расчет можно выполнять по следующим схемам [c.164]

По механике композитных материалов на полимерной основе имеется обширная литература [43, 44, 851, однако экспериментальных данных по длительному разрушению различных композиций, особенно по усталости, являющейся во многих случаях их слабым местом, очень мало (они имеются в основном для стеклопластиков). [c.37]

В табл. 6.12 приведены экспериментальные данные по исследованию влияния материала гайки на сопротивление усталости соединений. В опытах со шпильками это влияние проявилось сильнее, чем с болтами, так как в первом случае применялись футорки (втулки с наружной и внутренней резьбой) из магниевого сплава, жесткость которых приблизительно в 2 раза меньше жесткости шпилек. Распределение нагрузки в таких соединениях существенно отличалось от распределения нагрузки в соединениях типа болт—гайка. Нагрузка на первый виток при маг- [c.201]

Подчеркнем ряд методических особенностей проведения экспериментов и обработки результатов. Выше было отмечено характерное для малоцикловых испытаний отклонение на порядок экспериментальных данных по числу циклов в малоцикловой области долговечностей при жестком режиме нагружения от расчетной кривой усталости по уравнению (2.14) или (2.16). Несоответствие расчета является следствием непостоянства показателя степени т, а также отражает корреляцию характеристик сопротивления малоцикловому разрушению материала со статическими свойствами. Расчетная долговечность, как правило, больше фактической, что приводит при оценке повреждений к занижению значений df. Так, при различии расчетной и фактической долговечности материала в 10 раз оцени- [c.101]

При оценке и прогнозировании циклической долговечности дисков возникают некоторые проблемы а) расчетная аппроксимация кривых усталости б) выбор критериев сложного напряженного состояния, позволяющих использовать данные о малоцикловой усталости, полученные при одноосном напряженном состоянии в) учет концентрации напряжений и деформаций г) суммирование повреждения от малоцикловой усталости и ползучести и учет эффектов неизотермичности нагружения д) учет формы цикла при оценке долговечности е) учет рассеяния характеристик малоцикловой усталости при прогнозировании долговечности диска. Несмотря на то, что в последнее время экспериментальные данные по малоцикловой усталости интенсивно накапливаются, количество их остается ограниченным. Необходимость знать соотношения между напряжениями и деформациями и числами циклов до разрушения в широком диапазоне температур и уровней напряжений (деформаций) в расчетных точках делает целесообразным аналитическое описание усталостных кривых. [c.135]

Лучше соответствует экспериментальным данным по росту трещины при усталости в условиях плоской деформации, по-видимому, график с наклоном т 2- 3. Обычно используемый показатель 4 представляет усредненное значение с учетом вклада областей А или С (см. рис. 134). [c.234]

Критерием накапливания повреждения руководствуются главным образом при расшифровке и сравнении экспериментальных данных по малоцикловой усталости. [c.339]

Однако отсутствие или ограниченное количество экспериментальных данных по неупругости различных классов металлов в области многоцикловой усталости не дало возможности авторам рассмотренных выше работ дать количественную оценку роли неупругих деформаций в указанных закономерностях усталостного разрушения металлов. Сделанные во многих работах выводы являются по существу гипотетическими. [c.250]

Выделим ряд методических особенностей проведения экспериментов и обработки результатов малоцикловых испытаний. Выше было отмечено характерное отклонение на порядок в малоцикловой области долговечностей экспериментальных данных по числу циклов при жестком режиме нагружения от расчетной кривой усталости по уравнению [c.104]

На рис. 132 приведены зависимости усталостной прочности слоистых материалов от величины пористости на границах компонентов, соответствующие кривым усталости, построенным на рис. 130. Полученные зависимости совпадают качественно с имеющимися экспериментальными и теоретическими оценками (см. рис. 122) [2]. Расчетные кривые усталости не всегда сопоставимы с экспериментальными, так как процесс усталостного разрушения имитируется на ЭВМ в предположении постоянства амплитуды нагрузки, а экспериментальные данные по усталостной прочности плоских образцов получены в условиях постоянства амплитуды деформаций [2], Однако сопоставление результатов испытания на усталость отдельных стальных пластинок и пакетов из этих пластин, полученных сваркой взрывом, с расчетными кривыми усталости для различных значений пористости (см. рис. 131) показывает, что расчетные кривые располагаются между кривыми усталости отдельных пластин и слоистого материала. Принимая во внимание такие факторы, как упрочнение и возможные структурные изменения в компонентах в процессе сварки взрывом и последующей термообработки, сопоставление расчетных кривых с имеющимися экспериментальными данными показывает, что предложенный подход в целом позволит прогнозировать усталостные свойства композитов с учетом состояния поверхностей раздела между компонентами. [c.246]

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]

К настоящему времени экспериментальных данных по температурной усталости накоплено сравнительно немного и специальная методика расчетов еще не разработана. [c.22]

Весьма важной частью общей проблемы усталости является изучение закономерностей развития трещин в металлах и полимерах при цикличе-ческом нагружении. Еще первыми исследователями явления усталости было замечено, что разрушению обычно предшествует длительное устойчивое развитие трещины. Последующие исследования показали, что около 30—60% всего времени до разрушения в изделии, подвергающемся циклической нагрузке, растет трещина (С. В. Серенсен, Р. М. Шнейдерович ж Н. А. Махутов, 1966). Экспериментальные данные по этому вопросу, однако, достаточно разноречивы вследствие трудности обнаружения начальной развивающейся трещины. [c.413]

При отсутствии экспериментальных данных пределы усталости пластичных металлов при асимметричных циклах могут быть приближенно определены по известным сг , а , сг и сг [c.140]

Для металла шва и переходной зоны наблюдается завышение экспериментальных данных по сравнению с расчетными, однако с увеличением прочности стали эта разница уменьшается. Для целого сварного соединения имеет место резкое различие между полученными данными по разрушению и расчетной кривой усталости. Это можно объяснить тем, что при построении расчетной кривой брались характеристики пластичности основного материала, так как разрушение как при однократном, так и при циклическом нагружении происходило по основному материалу. Следует заметить, что данные по разрушению сварного соединения [c.277]

В заключение следует отметить, что диаграмма разрушения (рис. 4.16) может быть построена по опытным данным, относящимся к трещинам разного размера (при соответственно больших или меньших размахах напряжения). Эта диаграмма обычно строится на основании наблюдений за движением трещин длиной в несколько миллиметров. Перенос данных такой диаграммы на трещины значительно меньшей длины не вполне оправдан, особенно в области АК, близких к значениям AKth- Если несмотря на это, уравнение (3.40) или (3.44) все же не противоречит экспериментальным данным по усталости при стационарном циклическом нагружении, то это связано с поправкой, вносимой дополнительным параметром Ц. Кроме того, уравнение (4.36) и его дальнейшие модификации должны, вообще говоря, включать еще и параметры, зависящие от R, так как скорость движения трещины определяется не только размахом А/С, но в определенной степени еще и величиной Кт- Теоретически при R < О все циклы с одинаковыми амплитудами должны обладать одинаковыми повреждающими действиями, так как с появлением любых сжимающих напряжений трещина должна закрываться. Однако это не вполне согласуется с опытными данными вероятно вследствие того, что из-за остаточных деформаций, возникающих около кончика трещины, она полностью закрывается только при достаточно значительных сжимающих напряжениях. [c.134]

Ниже приведены экспериментальные данные по усталости различных моделей конструкций, сваренных электрозаклепками и угловыми точечными швами. [c.171]

На рис. 9 представлены экспериментальные данные по изменению амплитудного напряжения о, (меньшего статического предела текучести при исследованных амплитудах циклической деформап,ии) в зависимости от числа циклов при испытании на усталость с постоянной амплизудой деформации за цикл образцов из отожженного железа. [c.22]

Показатель деформационного упрочнения п, определяющий интенсивность протекания процесса пластической деформации материала, рассчитывают в соответствии с уравнением Коф-фина-Мэнсона (5.37). Он является основной константой, от которой зависит скорость роста усталостных трещин в области малоцикловой усталости при фиксированном уровне размаха пластических деформаций Ле ,/. Испытания, например, сплава 800Н при 700 °С со скоростью деформации 4-10 с показали, что соотношение (5.35) достаточно точно позволяет оценить распространение усталостных трещин [112]. В результате обобщения экспериментальных данных по различным маркам нержавеющих сталей (8 марок) и жаропрочным сплавам (6 марок) установлено, что показатель степени при размахе пластической деформации изменяется в интервале 1-2 [110]. [c.246]

Разумеется, проведение исчерпывающих исследований усталостных свойств требует гораздо больше времени, чем исследования свойств при кратковременных испытаниях. Однако в настоящее время получен уже значительный объем информации. Большинство опубликованных данных относятся к композитам на основе волокон типа I и получены в исследованиях Ноттингемского университета (Англия) [8—И] и Суссекского университета (Англия) [2]. Детальное изучение экспериментальных работ проведено в [1, 6]. Дополнительные данные по усталости даны в работах [14, 15, 12]. Оуэн и Моррис сосредоточились в основном на усталости при осевом нагружении и в меньшей степени на изгиб-ных и межслойных сдвиговых свойствах. В работе [2] основное внимание уделялось влиянию окружающей среды, и после предварительных испытаний в условиях осевого и изгибающего нагружения проводились главным образом испытания на усталость при кручении. Результаты Снелла [14] относятся к усталости при изгибе, а в работе [15] приведены данные по усталости при межслойном сдвиге. Симон и Барнет [12] опубликовали некоторые результаты по усталости при кручении вместе со многими другими свойствами. [c.367]

В книге рассмотрены вопросы сопротивления жаропрочных материалов неизотермическому малодикловому нагружению — термической усталости. Приведены экспериментальные данные по термической усталости жаропрочных сталей, никелевых деформируемых и литых сплавов, используемых в основном в деталях газотурбинных установок. Освещены роль технологических факторов (режимов литья и термообработки, покрытий, пайки и др ). а также влияние основных параметров циклического нагружения — температуры, частоты, нагрузки. Определены критерии прочности при термоусталостном нагружении при высоких (до 1050 С) температурах и предложены расчетные уравнения для прогнозирования долговечности. Изложены методы испытаний, приведены схемы испытательных машин. [c.2]

Экспериментальные данные по исследованию необратимого рассеяния энергии в сталях, полученные в отделе усталости и термоусталости ИПП АН УССР [4—7] и взятые из некоторых работ [8, 9],. позволили проанализировать основные энергетические закономерности усталостного разрушения металлов и их соответствие различным гипотезам, принятым при построении различных энергетических теорий усталостного разрушения металлов. [c.50]

Ввиду того что вопрос о величине контактных напряжений с учётом сил, действующих в слое смазки, ещё не исследован, расчёт на контактные напряжения условно можно производить по максимальному контактному напряжению сдвига, используя формулу (16), причём допускаемые контактные напряжения сдвига Не следует определять на основании экспериментальных и эмпирических данных по усталости рабочих поверхностей зубьев и роликов. Имеющиеся экспериментальные данные позволяют предположить, что опасное контактное напряжение сдвига, возникающее при работе смазанных зубьев непосредственно у поверхности, близко по величине к условному расчётному контактному напряжению сдвига. По теории Герца — Беляева контактное напря жение одинаково для обеих поверхностей, находящихся в контакте. [c.244]

Второе из совместно решаемых уравнений, описывающее кривую деформирования, может быть найдено по формуле (1.100), в которой учтена поцикловая кинетика изменения свойств. Предусмотрена также возможность задания кривой деформирования с помощью эмпирической формулы (4.5), обобщающей экспериментальные данные по малоцикловой и термической усталости ротор- [c.54]

В настоящее время накоплено большое количество экспериментальных данных по термической малоцикловой усталости, испытания остаются достаточно распространенными. Вместе с тем термоусталостной методике свойственны особенности, связанные прежде всего с непостоянством от цикла к циклу и напряжений, и деформаций при заданном температурном режиме испытаний. При этом в ряде случаев не учитывается кинетика циклических и односторонних деформаций, что не позволяет правильнб интерпретировать получаемые данные. Этому вопросу в книге уделено значительное внимание. [c.5]

Возможность применения самых разнообразных методов формирования случайных HaipysoK при усталостных испытаниях привела к появлению большого числа экспериментальных данных, сопоставимость которых резко ухудшилась по сравнению с данными по усталости, полученными при регулярном нагружении. Это обусловило необходимость типизации программ нагружения [67]. Типизированные программы нагружения используют в авна- и автомобилестроении в зависимости от условий работы элементов конструкции. Общим для них является типизация (объединение в труппу) элементов, подвергающихся в эксплуатации нагрузкам, близким по условиям циклического нагружения, типизация спектров нагрузок, охраничение числа параметров программы, варьированием которых осуществляется ее приближение к условиям эксплуатации различных элементов реализация квазислучайной последовательности нагружения, достаточно близкого к эксплуатационному. Применение типизированных программ нагружения делает возможным простое и объективное сравнение результатов. [c.367]

Значительный разброс величин как по долговечности, так и по амплитуде переменных пап )яженнй установлен также в работе Б. Ф. Балашова. На основании экспериментальных данных испытания усталости сплавов ВТЗ-1 и ВТ8 рассеивание по долговечности составляет 2—3 порядка, а по амплитуде переменных напряжений 20—30 кгс/мм . [c.284]

В данное время происходит процесс накопления знаний в двух самостоятельных и различных направлениях. Во-первых, исследуются теории усталости с особым акцентом на механизм явления усталости в металлических материалах и, во-вторых, накапливаются и уточняются экспериментальные данные по усталостной прочности специальных образцов. До сих пор, как правило, не удается достичь точного соответствия между теорией и практикой, и пока оно не будет достигнуто, каждое направление должно интенсивно развиваться Вообще кажется маловероятным, что это соответствие Может быть когда-либо установлено, ибо усталость, подобно другим свойствам материалов, может быть оценена только эксйеримейтальным путем. Имеется, однако, компромиссный способ свя,зи,,те0рйй, с практикой, который может рассматриваться как некоторое инженерное решение при применении к проблемам прО ОЙтиррвания. Основываясь на характеристиках материала, установленных при усталостных испытаниях гладких образцов, инженеры пытаются так интерпретировать эти результаты, чтобы объяснить пове- [c.16]

Результаты исследования выносливости жаропрочных сплавов в изотермических условиях и в условиях теплосмен приведены на рис. 57 в координатах Qa — IgTVp в виде сплошных линий, полученных обработкой экспериментальных данных по методу наименьших квадратов. Следует отметить, что имело место существенное рассеяние результатов испытаний [141]. Данные рис. 57 показывают, что термоциклирование по приведенным в табл. 8 режимам в процессе испытаний на усталость значительно снижает характеристики сопротивления усталостному разрушению. Особенно существенно это снижение при наличии статических напряжений растяжения. [c.76]

Для различных материалов имеют место различные соотношения. При этом следует учитывать сложность установления такого критерия на основе анализа весьма малых величин неупругих деформаций, соответствующих пределу выносливости на базе 10" циклов. Более обоснованный вывод можно сделать, если проанализировать значения деформаций в широком интервале долговечностей. Выполненный в работе [127] анализ показал, что для ряда различных по своим свойствам материалов результаты испытаний образцов при растяжении — сжатир , кручении тонкостенных и сплошных цилиндрических образцов достаточно хорошо укладываются на прямые в координатах Ig Ig TVp с пересчетом сдвиговых деформаций в нормальные с учетом = 28а,. Вместе с этим следует сделать вывод, что количество экспериментальных данных по сопоставлению неупругих деформаций, имеющих место при различных соотношениях главных напряжений, в области многоцикловой усталости весьма ограниченно, чтобы можно было сделать однозначные выводы. [c.170]

Влияние температуры. Имеется весьма ограниченное количество экспериментальных данных по влиянию высоких и низких температур на величину неупругих деформаций [137], Эти данные показывают, что для большинства сплавов, как, например, сталь ЭИ612 к сплавы ЭИ437Б и ЭИ826, с повышением температуры напряжения перехода от упругого к неупругому деформированию смещаются в область более низких напряжений (рис. 128). Соответствующим образом смещаются и кривые усталости. На рис. 128 в виде штриховых линий показаны напряжения, соответствующие долговечности 10 и 10 циклов. Повышение температур не приводит для исследованных сплавов к существенному увеличению значений неупругих деформаций в области многоцикловой кривой усталости, хотя и имеет место, как видно из рис. 127, их некоторое увеличение в этом диапазоне напряжений с повышением температуры. [c.176]

Выполненный выше анализ теорий усталостного разрушения металлов, базируюш ихся на энергетических критериях, показывает, что главные задачи, которые могут быть решены на основ такого подхода, сводятся к расчету кривых усталости гладких образцов на основе данных по их деформированию и разрушению при монотонном увеличении нагрузки и к определению предела выносливости по начальному участку кривой усталости. Недостатком этих работ, с одной стороны, является отсутствие подходов, которые дали бы возможность учесть влияние на характеристики сопротивления усталостному разрушению конструкционных и эксплуатационных факторов и, с другой — ограниченность экспериментальных данных, по которым осуш ествлялись проверки справедливости энергетических критериев. [c.209]

Проведенный анализ экспериментальных данных по сопротивлению усталости различных материалов (жаропрочных сплавов,, сталей, титановых и алюминиевых сплавов) при нормальной и по )зышенных температурах подтверждает рассмотренные ранее особенности кривых усталости и распределений IgjVp и Iga-i. [c.119]

Пирсон [16d] исследовал зарождение и последующий рост малых трещин (0,006 < а < 0,25 мм) в алюминиевых сплавах BSL 65 (предел текучести 490 МПа) и ДТД 5050 (предел текучести 540 МПа). Испытания на усталость при консольном изгибе проводили на гладких образцах круглого сечения типа I (по ГОСТ 23026—78) в линейно-упругих условиях нагружения. Анализ полученных экопе риментальных данных был проведен с использованием критериев линвйнЬ>упругой механики разруше>й1Я. Экспериментальные данные по исследованию кинетики роста как длинных, так и малых трещин представлены на рис. 53, а, б, из которых следует, что скорость роста микротрещин больше, чем макротрещин. Пирсон пришел к выводу, что скорость роста малых трещин стремится к значению, рассчитанному по уравнениям для данных трещин при глубине их, превышающей 0,13 мм. Другими словами, была определена характеристическая длина трещины, при превышении которой поведение как малых, так и длинных трещин становится одинаковым, т.е. раз личия между ними пропадают. [c.176]

На рис. 4.18 представлены экспериментальные данные по связи между процентной долей характеристических мод разрушения и скоростью распространения усталостной трещины в низкоуглеродистой стали (0,16%С) на второй стадии ее роста 46]. Авторы этой работы выделяют две подстадии 2а и 26. Доля различных микромеханизмов разрушения них меняется в области 2а наблюдается одинаковый процент внутризеренных фасеток и бороздчатого рельефа, а в области 26 наблюдается преимущественно бороздча1Тый рельеф разрушения. В работе [47] обнаружен перегиб на стадии стабильного распространения усталостной трещины в мартенситностареющей стали ЭП-678, который авторы связьшают с сложными физико-механическими процессами у вершины усталостной трещины. В ряде случае кинетическая диаграмма усталостного разрушения претерпевает разрыв [11], аналогичный разрывам на кривых усталости [48]. [c.132]

Акустические нагрузки. Задача о колебаниях упругих систем под действием акустического излучения работающих двигателей приобрела в последние годы большую важность в связи с так называемой проблемой акустической усталости конструкций [6, 43]. Экспериментальные данные по частотным спектрам пульсаций давления в различных точках акустических полей работающих двигателей приведены в работах [42, 43, 49]. Пространственную корреляцию в принципе можно рассчитывать в соответствии с теорией Лайт-хилла [52], исходя из решения неоднородного волнового уравнения. В некоторых случаях, однако, пространственную корреляцию можно оценивать на основании чисто геометрических соображений [32]. [c.534]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...