Закономерности накопления усталостных повреждений

Исследования закономерностей накопления усталостных повреждений при меняющихся амплитудах напряжений показали, что сумма относительных долговечностей может существенно отличаться от единицы, т.е. приведенное выше уравнение не выполнялось. В последние годы сумму [c.190]

Помимо кривых и поверхностей усталости при расчете усталостной долговечности необходима информация о закономерностях накопления усталостных повреждений. Введем в рассмотрение меру повреждения v, равную нулю для начального состояния материала и единице для момента полного разрушения. Закономерности накопления усталостных повреждений зависят от физических свойств материала и могут быть выражены различными функциями. В общем случае эти функции нелинейны и зависят от уровня напряжений. Этим условиям отвечают, например, уравнения накопления вида [c.167]

В первой главе описываются закономерности накопления усталостных повреждений, происходящие в элементах конструкций при переменных нагрузках, закономерности затем используются при разработке методов расчета конструкций на сопротивление усталости. Особое внимание уделяется описанию ме- [c.5]

Закономерности накопления усталостных повреждений [c.16]

Помимо расчетов на долговечность, истинные закономерности накопления усталостных повреждений по мере нагружения могут быть эффективно использованы еще и при разработке методик ускоренных ресурсных испытаний конструкций и построении для них кривых и поверхностей усталости. Пусть, например, требуется оценить число циклов до разрушения Ni на уровне напряжений Oi, когда этот уровень относительно низок, а число Ni настолько велико (рис. 2.6, а), что довести испытание на этом [c.21]

Проведение испытаний на достаточно большом количестве образцов в статистическом аспекте позволяет сделать более обоснованные выводы о закономерностях накопления усталостных повреждений. [c.172]

Важное значение для выявления закономерностей накопления усталостных повреждений, апробирования методов схематизации случайных процессов изменения напряжений (см. разд. 11) и гипотез накопления повреждений имеют результаты усталостных испытаний при случайном нагружении. Обзоры соответствующих исследований приведены в работах [77ч-79, 59, 92, 93]. [c.179]

Использование деформационных и энергетических критериев для совершенствования методов расчета на прочность и долговечность деталей машин в области многоцикловой усталости возможно не только для тех металлов, у которых в этой области имеют место большие неупругие деформации, но и для металлов с малыми значениями этих деформаций, так как в ряде случаев общие закономерности накопления усталостного повреждения, установленные на основе изучения неупругости, остаются неизменными для различных классов металлов. [c.178]

Количественное соответствие этого уравнения кривым усталости различных металлов будет зависеть от того, насколько правильно будут выбраны численные значения коэффициентов и т, входящих в общие выражения (II 1.60) и (III.61) и определяющие закономерности накопления усталостного повреждения в различных классах материалов. [c.210]

Существование большого числа методов обработки записи нагрузочного режима объясняется стремлением найти связь между реальным случайным процессом и линейной теорией накопления повреждения при расчете долговечности, что требует экспериментальных данных о закономерности накопления усталостных повреждений. [c.105]

С. В. Серенсен и В. П. Когаев (1965) на основе рассмотрения процесса усталости как однородного во времени марковского процесса с конечным множеством состояний и непрерывным временем проанализировали и количественно охарактеризовали статистические закономерности накопления усталостных повреждений при программном нагружении. Функции распределения долговечности при этом получаются методом перемножения стохастических матриц и методом Монте-Карло. [c.410]

В дальнейшем кратно изложен ряд соображений о закономерностях накопления усталостного повреждения и статистических критериях прочности деталей конструкций [c.3]

Рассмотренные закономерности роста трещин в двух сечениях одного и того же элемента конструкции — основной стойке шасси самолета Ан-24 свидетельствуют о том, что длительность накопления усталостных повреждений и продолжительность роста трещин могут существенно различаться для разных сечений детали из-за различия в реализуемых механизмах разрушения области мало- или многоцикловой усталости. Сопоставление данных о росте трещин в эксплуатации и на стенде по программам, имитирующим эксплуатационное нагружение детали блоками нагрузок по схеме уборка-выпуск шасси, указывают на правомерность использования параметров рельефа излома в виде шага усталостных бороздок для оценки длительности роста трещин в количестве посадок ВС из условия одна бороздка — одна посадка. [c.783]

Отмеченное обстоятельство говорит о необходимости определения для каждой рассматриваемой стали или сплава при изучении закономерностей накопления длительных циклических повреждений эффектов знака напряжений при выдержке в исследуемом интервале температур. Такие данные могут быть получены в режимах испытаний типа базовых режимов, показанных на рис. 1.2.1, в—е. При этом оценка повреждений для материалов и режимов нагружений с большим повреждающим эффектом выдержки того или иного знака должна производиться с использованием соответствующей базовой кривой усталости (решим — рис. 1.2.1, б, д), отражающей снижение долговечности при наличии односторонней выдержки. Неучет названных обстоятельств может привести к ошибке порядка до двух и более раз в оценке накопленного усталостного повреждения. [c.36]

В процессе испытаний при длительном малоцикловом нагружении осуществляется сочетание процессов ползучести (релаксации) и накопления длительных статических повреждений, с одной стороны, и процессов циклического пластического деформирования и накопления усталостных повреждений, с другой, причем эти процессы могут влиять друг на друга. Поэтому изучение сопротивления длительному малоцикловому деформированию и разрушению (длительной малоцикловой прочности) должно основываться на закономерностях ползучести и длительной статической прочности и на закономерностях малоцикловой усталости и сводится к установлению закономерностей этого взаимного влияния. [c.211]

Показано влияние цикличности нагружения на образование и накопление усталостного повреждения, а также на микрорельеф поверхности разрушения. Исследуются закономерности усталостных разрушений и развития усталостных трещин в связи с условиями нагружения, конструктивными, технологическими и эксплуатационными факторами. Предложены математические модели развития и прогнозирования усталостных трещин. [c.2]

В монографии рассмотрены основные закономерности усталостного разрушения металлических материалов с учетом современных достижений металлофизики и механики разрушения. Анализируется стадийность процесса накопления усталостных повреждений в периодах зарождения и распространения усталостных трещин. Рассмотрены теории физического предела выносливости и влияния различных факторов на циклическую прочность. [c.2]

Таким образом, выбору способа ускорения испытаний должно предшествовать предварительное исследование закономерностей ускорения развития повреждения в связи с интенсификацией режимов. Это позволяет правильно определить допустимую степень интенсификации, а кроме того, дает возможность делать объективные заключения об ожидаемых результатах при реальных режимах по результатам ускоренных испытаний. Форсирование режимов производят, как правило, или за счет увеличения действующих нагрузок, или повышения темпа их воздействия, или того и другого одновременно. Влияние этих факторов на ускорение накопления усталостного повреждения изучено лучше, чем при явлениях износа. Наличие известных закономерностей такого типа позволяет в настоящее время принять ряд методов ускоренных испытаний на усталостную прочность и оценить их 166 [c.166]

Постепенные отказы возникают вследствие закономерных изменений свойств деталей и автомобиля в целом и систематически повторяются в автомобилях одной и той же модели. Постепенные отказы обусловлены изнашиванием трущихся поверхностей, накоплением усталостных повреждений в деталях, ослаблением крепления и нарушением взаимного расположения деталей и агрегатов, изменением регулировок, засорением различных систем, старением конструктивных и эксплуатационных материалов. Постепенные отказы появляются в результате плавного изменения характеристик их возникновение, хотя и случайное, не является неожиданным. [c.297]

Использование характеристик сопротивления усталости, полученных при стационарных испытаниях, не может обеспечить высокой точности расчета на прочность деталей, работающих в условиях случайного нагружения — наиболее типичного для современных ответственных конструкций. Методы расчета деталей при нестационарной напряженности, разрабатываемые академиком АН УССР С. В. Серенсеном и его учениками, предполагают использование характеристик усталости, учитывающих влияние изменчивости величины действующих напряжений. Такие характеристики определяют с помощью программных испытательных машин, на которых исследуются закономерности накопления усталостного повреждения в зависимости от эксплуатационных, конструктивных и технологических факторов, определяются параметры вторичных кривых усталости, а также выясняются активные части спектра эксплуатационных напряжений. [c.3]

Осреднение 1влияния последовательности приложения нагрузок наступает при сравнительно больших емкостях блока, поэтому естественно предположить, что уменьшение числа циклов в пределах каждого уровня напряжений и переход в конечном счете к однократному нагружению в любой последовательности (при случайном чередовании нагрузок) не изменят результатов испытаний. Так, основываясь на экспериментальных данных, можно показать, что при исследовании закономерностей накопления усталостного повреждения воспроизведение случайного процесса нагружения может быть заменено регулярной схематизированной программой дискретного типа. [c.55]

Экспериментального подтверждения эквивалентности замены случайного двухкомпонентного нагружения регулярным пока нет, нет также оснований ожидать в этих случаях существенного различия в закономерностях накопления усталостного повреждения. Поэтому можно полагать, что для основных типов испытательных программ варьирование задаваемых напряжений должно осуществляться либо дискретно (симметричное и асимметричное нагружение), либо сложением двух или нескольких гармоничеоких разночастотных процессов нагружения. [c.55]

Программное устройспво машины МИП-8М характеризуется универсальностью и допускает применение разнообразных методик исследования закономерностей накопления усталостного повреждения при нестационарных режимах нагружения. Так, на- [c.77]

При расчете усталостной долговечности необходимо иметь сведения о закономерностях накопления усталостных повреждений и о параметрах процесса, принимаемых за характеристики циклов нагружения. Будем использовать лине,йную гипотезу накопления повреждений. Для выбора амплитуды и среднего значения повреждений необходимо провести схематизацию процесса, основанную на рассмотрении экстремумов. В настоящее время в инженерной практике применяется более десятка таких схематизаций [12]. Рассмотрим главные из них (рис. 5.7). [c.179]

Для проведения расчетов на циклическую долговечность при переменных нагрузках, помимо характеристик сопротивления усталости материалов, представленных в виде кривых и поверхностей усталости, необходима также информация о закономерностях накопления усталостных повреждений по мере увеличения числа циклов нагружения. Считается, что мера усталостного повреждения V равна нулю для начального состояния материала и равна единице для момента появления заметной усталостной трещины. Ее появление означает, что процесс разрушения переходит из стадии накопления собственно усталостных повреждений (из инкубационной стадии) в стадию роста усталостной трещины. Задача заключается в получении зависимости v = v (а, п), где о — уровень амплитуд напряжений, устанавливаемый при испытаниях постоянным /г число циклов нагружения (рис. 2.1). Когдаэта зависимость в координатах [v, n/N (а) ], где N (о) — число циклов до разрушения при уровне напряжений а, описывается одним и тем же уравнением и не зависит явно от уровня напряжений а, процесс накопления усталостных повреждений называется автомодельным [4]. Такой процесс показан на рис. 2.2. Так, в случае степенного закона накопления усталостных повреждений [c.16]

Для нроведеним расчетов циклической долговечности нри переменных нагрузках закономерности накопления усталостных повреждений yAo6Fio представлять в виде кинетических уравнений, связывающих скорости накопления усталостных повреждений от уже накопленного к данному моменту времени усталостного повреждения и от уровня амплитуд напряжений [c.17]

Результаты многих исследований показывают, что даже при испытании достаточно большого количества образцов в каждом варианте величина а отклоняется от единицы [23, 34, 40, 46, 52, 56, 66, 67, 76—79]. Эти отклонения имеют детерминированную и случайную составляющую. Детерминированная составляющая возникает из-за того, что действительные закономерности накопления усталостных повреждений более сложны, чем простое линейное суммирование относительных долговечностей. Так, например, вполне отчетливо проявляется тренировка (при а < < сгк) и разупрочнение (при сг > а ) при одноступенчатом однократном изменении амплитуды напряжений (а — амплитуда начальной тренировки — амплитуда напряжений при испытаниях образцов после тренировки). Заметные отклонения От линейной гипотезы получаются при наличии в программном блоке амплитуд, которые меньше предела выносливости и амплитуд >(Т-1д наряду с большими кратковременными перегрузками. В этих случаях сумма относительных долговечностей а может снижаться до значений а = 0,05-г-0,10. Случайная составляющая связана со значительным рассеянием как самих долговечностей N и Л/ ум так и их средних значений Ni и Мсуш (при числе образцов п = == 5-Г-20), входящих соответственно в выражения (5.17) и (5.31). Поэтому при исследовании закономерностей накопления усталостных повреждений при меняющихся амплитудах необходим статистический подход, позволяющий выявить соотношение между детерминированной и случайной составляющими величины а, и тем самым получить более обоснованные выводы о действительных закономерностях накопления усталостных повреждений. Не-учет случайной составляющей, имевший место во многих работах, в ряде случаев приводил к недостаточно обоснованным выводам. Приближенная оценка доверительных интервалов для суммы относительных долговечностей а показывает [23], что при среднеквадратическом отклонении логарифма долговечности 0,2 и справедливости линейной гипотезы в среднем (медианное значение а = 1) 95% доверительный интервал для а составляет 0,6 < <а < 1,6 при условии вычисления а по формуле (5.31) по средним значениям Л/сум и Ni, найденным по результатам испытания 15—20 образцов на каждый вариант при = 0,6 аналогич- [c.170]

Исследования закономерностей накопления усталостных повреждений при двух ступенчатых программных блоках, проведенные в статистическом аспекте на большом числе образцов, описаны в работах [23, 76—79]. Большое исследование предпринято Кортеном и Доланом [76]. Результаты подсчета а для различных сочетаний и показывают, что если брать варианты сочетания напряжений, в которых все амплитуды были больше предела выносливости, то а колеблется в пределах 0,75— 1,06. Даже в тех вариантах, в которых = 32,2 < a i при длительностях t 0,04, имело место 0,66 < а <1,19. И только при весьма кратковременных перегрузках = 1- 1,3%) и при основном времени работы на напряжении ниже предела выносливости а 0,35. [c.172]

Исследование неупругости металлов в процессе циклического нагружения, в первую очередь в условиях программного изменения нагрузки, дает возмолшость изучить закономерности накопления усталостного повреждения в этих условиях и на основе этого сформулировать более обоснованные критерии усталостного разрушения металлов. [c.290]

При расчете на усталость несущая способность деталей,, нагруженных переменными нагрузками, с меняющимися во времени амплитудами и частотой определяется режимом нестационарной нагруженности и закономерностями накопления усталостных повреждений. Для правильной оценки закономерностей накопления усталостных повреждений должен учиты- [c.247]

Характерная особенность деформации реальных металлов и сплавов, являющихся пояикристаллическими материалами, проявляется в микронеоднородном деформировании по элементам структуры, которое имеет место как в упругой, так и пластической областях нагружения. Для развития теории накопления усталостных повреждений и разрушения металла при повторных нагрузках решающее значение принадлежит установлению фактических закономерностей микронеодпородных деформаций, проходящих но локальным объемам, являющихся непосредственной причиной возникновения упругих несовершенств и проявляющихся в отклонениях от линейного закона Гука, на основе которых строятся необратимые повреждения. [c.122]

В статье дан краткий анализ результатов исследования зарождения и развития усталостных трещин в металлах при многоцикловом нагружении, полученных в Институте проблем прочности АН УССР. Показано, что об интенсивности накопления усталостного повреждения па стадии зарождения усталостной трещины можно судить по величине неупругой циклической деформации. Приведены деформационные и энергетические критерии зарождения трещин рассмотрены закономерности развития усталостных трещин п обоснована целесообразность использования в расчетах характеристик вязкости разрушения при циклическом нагружении. [c.420]

При оценке повреждений при длительном малоцикловом нагружении в ряде случаев наблюдается большее повреждающее действие выдержек при растяжении, чем при растяжении-сжатии или только сжатии. В таких случаях для каждой рассматриваемой стали пли сплава при изучении закономерностей накопления длительных циклических повреждений необходимо определить влияние знака напряжений при вьйержке в исследуемом интервале температур. Оценка повреждений для материалов и режимов нагружений с большим повреждающим эффектом выдержки того или иного знака должна производиться с использованием соответствующей базовой кривой усталости, отражающей снижение долговечности при наличии односторонней выдержки. Иначе возможна ошибка (расхождение в 5 раз и более) при оценке накопленного усталостного повреждения. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...