Кинетика напряженно-деформированного состояния

Вместе с тем, как подчеркивалось выше, для расчета на малоцикловую усталость элементов конструкций необходима разработка критерия, описывающего условия разрушения, по крайней мере, как для мягкого, так и жесткого нагружения, а также для промежуточного между мягким и н<естким условиями нагружения. В настоящее время предложены подходы, учитывающие кинетику напряженно-деформированного состояния при циклическом упругопластическом нагружении. [c.14]

В настоящей главе рассмотрены методы получения характеристик малоциклового разрушения материала компенсаторов в связи с состоянием и особенностями нагружения, а также расчетное и экспериментальное изучение кинетики напряженно-деформированного состояния и условий разрушения самой конструкции при нормальной и высоких температурах. На их основе разработаны основы методики расчета сильфонных компенсаторов на прочность при малом числе циклов нагружения, в том числе с учетом временных эффектов длительной циклической прочности. [c.178]

Расчетный метод оценки прочности по локальным значениям напряжений или деформаций применительно к условиям повторных воздействий температурного поля и механической нагрузки должен предусматривать детальное и последовательное во времени исследование кинетики напряженно-деформированного состояния. При этом должны учитываться пути нагружения (которые, как правило, являются сложными), изменение диаграммы деформирования в связи с температурой и повторными нагружениями, ползучесть и ее взаимодействие с кратковременной пластической деформацией. В результате должны быть определены величины, которые могут быть приняты в качестве критерия прочности яри сравнении с экспериментальными данными, полученными в соответствующих условиях. [c.7]

Методы МКЭ и ВРМ были применены не только для изучения упругих напряжений, деформаций и перемещений, но и для анализа кинетики напряженно-деформированных состояний в упругопластической области как при сопоставимых упругих и пластических деформациях, так и при больших пластических деформациях, приводящих к изменению геометрических форм. [c.36]

В уточненных расчетах определяется кинетика напряженно-деформированного состояния по числу циклов с использованием обобщенных диа- [c.126]

Указанные выше обстоятельства потребовали значительного расширения в СССР и за рубежом исследований по малоцикловой усталости, показателем которых явилось резкое увеличение числа организаций и специалистов в области малоцикловой усталости и публикаций (в том числе и фундаментальных монографий [2, 8— 11, 14—18]), проведение национальных и международных симпозиумов и конференций [19—22]). При этом существенное развитие вопросы исследования циклических свойств конструкционных материалов, кинетики напряженно-деформированных состояний и условий перехода к предельным состояниям получили в работах советских специалистов. [c.14]

Таким образом, с переходом в область повышенных температур обоснование допускаемых размахов напряжений и деформаций и оценку долговечности фюзеляжных конструкций необходимо осуществлять с учетом изменения механических свойств материала, интенсификации кинетики напряженно-деформированных состояний и процессов ползучести в зонах концентрации по числу циклов и по времени. [c.118]

Для более сложных нестационарных режимов механического и теплового нагружения в неупругой области, характерных для большого числа рассмотренных выше конструкций, имеющих различные зоны концентрации напряжений, проведение уточненных расчетов с полным отражением кинетики напряженно-деформированных состояний и критериальных характеристик по рис. 12.2 остается пока трудноразрешимой задачей даже при использовании ЭВМ современных параметров. В связи с этим определение малоцикловой прочности и ресурса рассмотренных в гл. 2—10 элементов конструкций должно осуществляться на основе комплексных расчетно-экспериментальных методов, указанных в гл. 1 и в 1 гл. 12. В инженерных расчетах на стадии проектирования обоснование прочности и ресурса можно осуществлять с применением методик, изложенных в гл. 11. [c.269]

НИИ с учетом кинетики напряженно-деформированных состояний и изменения механических свойств на базе линейного суммирования повреждений, в том числе от циклических упругих деформаций, и обобщить экспериментальные данные по испытаниям образцов. [c.143]

В целях определения временных эффектов малоциклового деформирования ([20] изучали кинетику напряженно-деформированного состояния при растяжении-сжатии типичных конструктивных элементов пластины с отверстием при растяжении-сжатии по контуру, цилиндрического стержня с кольцевой выточкой и сильфонно-го компенсатора при заданных осевых перемещениях. Первые два конструктивных элемента, нагруженные заданными максимальными усилиями, имитировали напряженно-деформированное состояние зон концентрации напряжений сосудов давления, работающих при повторных нагрул<ениях внутренним давлением. У сильфонных компенсаторов отсутствуют зоны концентрации напряжений места возникновения максимальных напряжений определяются изгибом гофр, причем повторное нагружение происходит в условиях заданных осевых перемещений. Принятые конструктивные элементы являются характерными и контрастными по условиям нагружения. [c.202]

Для расчета прочности конструкции основной интерес представляют особенности кинетики напряженно-деформированного состояния в зонах максимальных напряжений, где, как правило, накапливаются наибольшие повреждения. [c.204]

Программа расчета, основанная на теории течения, позволяет исследовать кинетику напряженно-деформированного состояния диска в процессе его работы, что является важным для последующей оценки его долговечности [31]. Такая программа является по существу математической моделью диска, позволяющей проследить изменения напряжений и деформаций в процессе нагружения [c.105]

Рассмотренные модели конструкционных материалов в сочетании с современными методами определения температурного и напряженно-деформированного состояний и оценки работоспособности и долговечности конструкций используются в книге при изложении способов решения прикладных задач термопрочности для характерных конструктивных элементов, подверженных переменным во времени тепловым и механическим воздействиям. Кратко охарактеризованные подходы к оптимизации теплонапряженных конструкций могут быть использованы при оптимальном проектировании таких конструкций и создании систем автоматизированного проектирования. Описанные в приложении алгоритм и ФОРТРАН-программа обеспечивают численную реализацию одной из наиболее полных моделей неупругого поведения конструкционного материала в неизотермических условиях, которая позволяет провести анализ кинетики напряженно-деформированного состояния и оценить работоспособность и долговечность теплонапряженных элементов конструкций при различных режимах тепловых и механических воздействий. [c.6]

Изложены простейшие прикладные варианты теории неупругости, которые могут быть использованы для исследования закономерностей деформирования и разрушения материала при сложном неизотермическом нагружении, а также для расчетов кинетики напряженно-деформированного состояния и прогнозирования ресурса конструкций высоких параметров. [c.1]

Проведенные расчеты кинетики напряженно-деформированного состояния моделей лопаток позволили объяснить обнаруженные [c.461]

Определение необратимых деформаций. Остаточные деформации в дисках, работающих при циклическом нагружении, могут определяться путем расчета кинетики напряженно-деформированного состояния с учетом истории нагружения. Алгоритмы таких расчетов основаны на использовании различных модификаций теорий пластического течения и теорий ползучести при неизотермическом нагружении [13, 29, 31, 35, 271, 297, 298]. [c.484]

Следует, однако, отметить, что оценка запасов прочности дисков реальных ГТУ на стадии проектирования на основе расчетов кинетики напряженно-деформированного состояния дисков не может отличаться высокой точностью по следующим причинам. [c.497]

Подход 2. Производятся расчеты кинетики напряженно-деформированного состояния с использованием той или иной теории ползучести и пластичности для реального цикла без его разбиения на составляющие. Запасы прочности для режимов ло ТУ и режимов ускоренных испытаний могут в этом случае определяться на основе деформационных критериев, обеспечивающих высокую достоверность результатов расчета. [c.554]

Расчеты элементов конструкций на малоцикловую усталость базируются на экспериментальных данных изучения закономерностей сопротивления деформированию и разрушению при циклическом упруго-пластическом деформировании, а также исследованиях кинетики неоднородного напряженно-деформированного состояния и [c.618]

Расчеты элементов конструкций на малоцикловую усталость базируются на экспериментальных данных изучения закономерностей сопротивления деформированию и разрушению при циклическом упруго-пластическом деформировании, а также исследованиях кинетики неоднородного напряженно-деформированного состояния и накопления повреждений в зонах концентрации — местах вероятного разрушения. Ниже приведены основные понятия и некоторые результаты изучения кинетики деформирования и разрушения материалов при циклическом упруго-пластическом деформировании. [c.683]

Основным направлением совершенствования расчета прочности изделий, работающих в условиях малоциклового нагружения, является (наряду с уточнением расчета статической прочности и корректировкой запасов) разработка метода оценки малоцикловой прочности на основе анализа напряженно-деформированного состояния (прежде всего в зонах концентрации) с учетом его по-цикловой кинетики. Такой расчет должен базироваться на изучении закономерностей малоциклового деформирования и критериев разрушения с учетом основных факторов. [c.3]

Одним из основных вопросов, решаемых при проведении малоцикловых натурных испытаний, является получение данных о напряженно-деформированном состоянии конструкции в зависимости от величины нагрузки и кинетики процесса с числом нагружений. Из известных экспериментальных методов исследования деформированного состояния для применения в натурных малоцикловых испытаниях практически единственно возможным оказывается малобазное тензометрирование. Использование специальных фольговых тензодатчиков с базой 1 мм позволяет измерять (в зонах концентрации) циклические упругопластические де- [c.264]

Рассматриваемые ниже вопросы малоцикловой и длительной циклической прочности элементов конструкций, являющиеся частью общей проблемы обоснования прочности и ресурса, находятся во взаимодействии со всеми основными этапами расчетов, показанных на рис. 1.2. В силу своей научной новизны, сложности анализа кинетики напряженно-деформированных и предельных состояний нормативные расчеты прочности и ресурса при малоцикловом нагружении получили пока развитие и применение для наиболее ответственных конструкций, таких, как атомные реакторы [12, 13]. [c.13]

Учитывая приведенные выше данные, необходимо выполнить поверочный расчет на циклическую прочность с анализом кинетики местного напряженно-деформированного состояния и оценкой долговечности. [c.131]

Как известно, при использовании теории приопособляемости фактическая деформация (предшествующая ириспособляемосги или возникшая в результате нарушения соответствующих предельных условий) в ходе решения остается неопределенной. Данная проблема в целом связана с исследованием кинетики напряженно-деформированного состояния, однако при ее решении предварительный анализ приспособляемости (с целью определения условий возникновения одного из видов пластической деформации) может оказаться весьма полезным. Такой подход, основанный на сочетании различных методов исследования, был применен, в частности, при изучении необратимого формоизменения цилиндрической оболочки (кристаллизатора), возникаю- [c.246]

Злочевский А. Б., Шаршуков Г. К. и др. Кинетика напряженно-деформированного состояния при переменном нагружении и малоцикловое усталостное разрушение емкостных конструкций.— В кн. Малоцикловая усталость элементов конструкций. Паланга, 1979, вып. 2, с. 42—52. [c.150]

Расчеты прочности и ресурса высоконагруженных конструкций при малоцпкловом нагружении базируются па исходной информации о тепловых и механических нагрузках, на получаемых в процессе расчета данных о кинетике напряженно-деформированных состояний, на соответствующих критериях разрушения (преимущественно деформационного характера) и условиях суммирования повреждений, оцениваемых через параметры действующих и предельных деформаций. Одним из основных вопросов, имеющих существенное значение для всех этапов определения малоцикловой прочности и ресурса, является вопрос об уравнениях состояния, характеризующих поцикловую связь между теку щими значениями напряжений и деформаций. Эта связь в общем случае оказывается достаточно сложной и зависящей от уровня действующих нагрузок, типа материа.ла, условий нагружения (температур, скоростей деформирования, времен выдержек), характера напрян епного состояния, возможных структурных изменений в материале, степени его поврежденности, а также от физико-механических воз- епствий окружающей среды. [c.3]

Решение вопросов прочности при малоцикловом нагружении основывается на развитии экспериментальной базы и соответствующих математических методов теории упруговязкопластичыо-сти и прочности, позволяющих расчетным путем определять кинетику напряженно-деформированного состояния и разрушения в отдельных частях элементов конструкций. [c.141]

Проблема термоцпклической прочности является комплексной проблемой, включающей в себя три основных вопроса. Первый вопрос заключается в разработке уравнений состояния, способных с удовлетворяющей инженерную практику точностью описать кинетику напряженно-деформированного состояния, процессы пластичности и ползучести при переменных нагрузках и температурах. Уравнения состояния должны включать параметры, характеризующие процесс накопления повреждений и разрушения материала. Второй вопрос заключается в выборе физически обоснованной меры повреждаемости материала, характеризующей кинетику разрушения материала на различных стадиях процесса деформирования, и разработке соответствующих кинетических уравнений, устанавливающих связь между указанной мерой и параметрами процесса. Третьим вопросом является формулировка соответствующих гипотез, связывающих кинетику процесса деформирования и накопления повреждений с типом разрушения, и критериев разрушения, связывающих параметры напряженно-деформированного состояния и меры повреждаемости для критических состояний материала. При решении указанных трех проблем должна учитываться существенная нестационарность нагрун<ения н нагрева Б условиях малоциклового термоусталостного разрушения, а формулировка соответствующих уравнений и критериев должна опираться на современные представления физики твердого тела о микро- и субмикроскопическом механизмах пластических деформаций и накопления повреждений в материале [42—64 . [c.141]

Исследования процессов пластической деформации поликристал-лических материалов 149, 51, 56, 59, 65—681 с точки зрения особенностей, приводящих к возникновению микротрещин, убедительно свидетельствуют, что появление микротрещин — естественный результат действия самого механизма пластического деформирования металла. Пластическая деформация металла уже на ранних стадиях сопровождается возникновением зародышевых микротрещин. Процесс накопления повреждений определяется кинетикой напряженно-деформированного состояния при упруговязконла-стическом деформировании материала. Оба процесса необратимы и определяются не только текущими значениями соответствующих параметров, но и всей предшествующей историей изменения этих параметров и, следовательно, должны описываться дифференциальными неголономными зависимостями, которые могут быть проинтегрированы только в случаях, когда задан путь нагружения (деформирования). [c.142]

Рис. 1,15. Кинетика напряженно-деформированного состояния турбинных дисков 0 зависимости от режима термомеха-ческого нагружения [9, 43, 44, 63, 80]

В рамках стержневой расчетной схемы разработаны алгоритмы расчета кинетики напряженно-деформированного состояния лопаток [282, 283], отличающиеся исходными предпосылками. В работе [283] используется теория ползучести с анизотропным упрочнением [76] и деформационная теория пластичности, предполагается независимость мгновенного упругопластического де( юрмирования и ползучести. [c.459]

Ввиду сложности и многостадийности физико-химических процессов взаимодействия водорода с металлами построение зависимости вида (41.3) уже само по себе может составить предмет отдельной теории. Поэтому в дальнейшем ограничимся рассмотрением лишь той стадии, которая предполагается определяющей для роста трещины. Однако вопрос о природе этой стадии пока не может считаться решенным. Действительно, существуют две гипотезы о кинетике перераспределения водорода (и кинетике роста трещины) согласно этим гипотезам перенос водорода к очагам разрушения контролируется или диффузией внутри металла, или (в случае воздействия водородосодержащих сред) поверхностными процессами адсорбции молекул среды и хемосорбции без участия диффузии водорода внутрь металла [361, 364, 374, 375, 381]. Имеющиеся результаты показывают, что диффузионная гипотеза представляется достаточно достоверной. На основе уточненных данных о напряженно-деформированном состоянии у вершины трещины [392] установлено соответствие расчетного [c.328]

В результате оказывается необходимым изучение закономерностей циклического деформирования материалов, а также формулировка критериев прочности с учетом кинетики (поцикловой и во времени) нестационарного напряженно-деформированного состояния. [c.5]

Метод акустической эмиссии. Для проведения анализа процессов микротрещинообразования в образцах и изделиях из металлов [14] необходимо применять метод акустической эмиссии, который основан на исследовании акустических параметров (интенсивность акустических импульсов, амплитудный и частотный спектры импульсов и т. д.) при образовании микротрещин под воздействием напряженно-деформированного состояния изделий, конструкций и образцов при приложении нагрузки, уровень которой значительно ниже предельного (разрушающего) значения. Для композиционных материалов метод еще недостаточно изучен [14], однако ему в последнее время уделяется все большее внимание. Значительная эффективность данного метода объясняется тем, что физический процесс микротрещинообразования непосредственно связан с кинетикой разрушения материала как на стадии изготовления, так и эксплуатации. Метод позволяет оценивать состояние изделия в процессе эксплуатации, если наблюдение за режимом трещинообразования в изделии было начато с самого начала эксплуатации изделия. Метод является также эффективным при контроле прочности изделий , который основан на установлении многопараметровой связи акустических параметров микротрещинообразования с прочностью изделия. Метод применяется при контроле изделий из полимерных композиционных материалов в режиме их опрессовки. [c.88]

В ряде случаев авиационные конструкции эксплуатируются в условиях сложного взаимодействия спектров аэродинамической температурной и силовой нагруженности. Воздействие силовых факторов и температуры на этапах полетного цикла порождает интенсивное протекание процессов перераспределения напряжений и деформаций, изменение структурных параметров и механических характеристик материала, накопление циклических и длительных повреждений. Изменение несущей способности элементов авиационных конструкций оказывается особенно выраженным для малоциклового нагружения при наличии пластических деформаций и нагрева, когда изменение механических свойств по числу циклов и по времени обусловливает заметную неста-ционарность кинетики местных напряженно-деформированных состояний. Расчет долговечности в таких условиях, как отмечается в гл. 1, 2, 4, 8 и 11, осуществляют на основе решений соответствующих краевых задач, реализуемых экспериментально, с помощью численных решений или приближенных аналитических методов. [c.114]

Уточненные оценки прочности на стадии проектирования проводятся с использованием поцикловой кинетики местных упругопластических деформаций, условий суммирования квазистатиче-ских и циклических повреждений при этом может быть учтена неизотермичность нагружения как в расчете напряжений и деформаций, так и в расчете долговечности [1—7]. Проведение таких кинетических расчетов при температурах, не вызывающих ползучесть, реализуется сравнительно несложно, если в эксплуатации имеют место стационарные режимы изотермического нагружения. Для материалов, склонных к циклической стабилизации, этот расчет еще больше упрощается и может быть основан на деформационных критериях разрушения и анализе напряженно-деформированного состояния в исходном (нулевом) и первом полу-циклах нагружения. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...