Кратковременное статическое нагружение

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

На рис. 7.18 показаны кривые t(y) смолы при кратковременном статическом нагружении. Модули сдвига, как видно, монотонно уменьшаются с ростом температуры. Оказалось, что предельные касательные напряжения сохраняются неизменными в диапазоне температур от комнатной до 121 °С по крайней мере. Предел пропорциональности увеличивается при увеличении температуры до 71 °С. [c.289]

Временное сопротивление при поперечном изгибе определяют по ГОСТ 20019-74 на спеченных шлифованных или нешлифованных образцах в форме бруска прямоугольного сечения 5Х 5 мм длиной 35 мм. Метод заключается в разрушении образца, свободно лежащего на двух твердосплавных цилиндрических опорах длиной 10 мм и диаметром 6 мм (расстояние между опорами 30 мм), силой, приложенной в середине пролета, в условиях кратковременного статического нагружения. Образец помещают горизонтально на опоры так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна осям опор. Скорость нагружения образца не должна превышать 2 мм/мин. Временное сопротивление при изгибе (0 ,31-, МПа) вычисляют по формуле [c.118]

Методические рекомендации МР 170-85 [6] регламентируют определение характеристик трещиностойкости и деформационной способности сварных соединений металлов при кратковременном статическом нагружении с учетом следующих особенностей [c.16]

По результатам кратковременного статического нагружения на основе диаграмм Р - V и Р - f определяли значения коэффициентов интенсивности напряжений, имеющих применительно к биметаллам условный характер, по формуле [c.121]

Деформационная (вторичная) анизотропия наиболее часто возникает в металлах после обработки давлением. Остаточные изменения свойств, возникающие при пластической деформации металла, различны в разных направлениях, т. е. анизотропны. Это объясняется разной величиной касательных напряжений, действующих по различно ориентированным площадкам и обусловливающих различную степень пластической деформации. При этом очевидно, что наибольших различий следует ожидать не между продольным и поперечным (по отношению к направлению вытяжки) направлениями, а между продольным и диагональным. Оценка степени анизотропии металла, обработанного давлением, по соотношению характеристик продольных и поперечных свойств не только недостаточна, но и ошибочна, поскольку экстремальные величины характеристик часто получаются для промежуточных (чаще всего диагональных) направлений. Для металлов при кратковременном статическом нагружении следует различать анизотропию упругой деформативности, пластической деформативности, сопротивления малым пластическим деформациям, сопротивления большим пластическим деформациям и разрушения. Металлы могут быть изотропны в отношении одних свойств и анизотропны в отношении других. Наиболее сильно анизотропия металлов проявляется в отношении пластической деформативности и при разрушении путем отрыва. Анизотропия обнаруживается и при динамических испытаниях металлов. [c.26]

А3.1. КРАТКОВРЕМЕННОЕ СТАТИЧЕСКОЕ НАГРУЖЕНИЕ [c.63]

АЗ.1.2. Критерии разрушения при кратковременном статическом нагружении. Истинная диаграмма напряжений при растяжении заканчивается по достижении напряжением и деформацией значений, соответствующих разрыву образца о - Ор, ё = ёр. Аналогично определяются предельные характеристики при сжатии, сдвиге и некоторых других видах напряженного состояния. Однако в общем случае вопрос об условиях статического разрушения (или начала текучести) при различных видах напряженного состояния не может быть решен экспериментально ввиду чрезмерного объема испытаний и технических трудностей при их постановке. Отсюда возникла необходимость в построении математической модели, связывающей между собой (на основе какого-либо обоснованного общего критерия) условия разрушения при разных видах напряженного состояния. Таких критериев и соответственно моделей было предложено достаточно много. Как правило, они формулируются в параметрах напряженного состояния. Условие разрушения представляют в виде Од = Gp, где эквивалентное напряжение = Og (о,, 2 с з) как функция главных напряжений определяется выбранной моделью. Характеристиками в этих моделях являются предельные напряжения при таких видах нагружения, при которых они могут быть достаточно просто определены экспериментально (о , Ср, о,, ., т ). Модели, получившие наибольшее распространение [76], представлены в табл. АЗ.2 там же даны следующие из них отношения /Ор, V = На рис. АЗ.5, АЗ.6 для случая плосконапряжен- [c.71]

Следует отметить, что указанный выше случай, когда = О, условно соответствует кратковременному статическому нагружению образцов до разрушения. В реальных условиях процесс нагружения, конечно, имеет определенную продолжительность и характеризуется некоторой скоростью. Будем в дальнейшем под характеристиками кратковременной прочности стеклопластиков понимать их величины, полученные при длительности нагружения 0 порядка 1,5—2,0 мин или, что то же, при скоростях нагружения порядка 100—300 Н/(см -с) данные параметры нагружения стандартизованы [61 ]. - [c.162]

Стандарт распространяется на чернью и цветные металлы и сплавы и устанавливает методы испытаний для определения следующи < характеристик трещиностойкости при кратковременном статическом нагружении и наличии исходных дефектов типа трещин в предположении, что эти характеристики не зависят от временных факторов [c.82]

Здесь (Уо,2о — предел текучести при кратковременном статическом нагружении то,2 — структурная характеристика материала, определяемая как [c.106]

В качестве приближенного графического отображения тако го синтеза автором было предложено построение диаграммы механического состояния, оценивающей поведение материала при однократных, кратковременных статических нагружениях. Диаграмма механического состояния отражает, хотя и приближенно, влияние способа нагружения и наглядно показывает, что оценка механических свойств при каком-либо одном обычно произвольно выбранном способе нагружения часто недостаточна для выявления механического поведения материала при иных способах приложения нагрузки [c.259]

В книге описаны методы определения деформативных и прочностных характеристик армированных пластиков при кратковременном статическом нагружении в нормальных условиях. Рассматриваются как стандартизованные методы и приемы, так и нестандартизованные, но распространенные в исследовательской практике. Главное внимание уделено стеклопластикам с волокнистой, слоистой и пространственно-сшитой структурой излагаются в первом приближении методы испытаний боро- и углепластиков. [c.2]

Механические испытания материалов характеризуются типом напряженно-деформированного состояния, продолжительностью испытаний и условиями окружающей среды. Предлагаемое справочное пособие посвящено методам определения упругих и прочностных характеристик армированных пластиков при кратковременном статическом нагружении в нормальных условиях. Часть вопросов, касающихся рассматриваемой проблемы, изложена в обобщающих работах (монографиях), однако большинство сведений разбросано по многочисленным статьям. Авторами сделана попытка систематизации и обобщения основных теоретических и экспериментальных данных на основе опыта, накопленного в Институте механики полимеров АН Латв. ССР. Описаны и сопоставлены методы испытаний, рекомендуемые государственными стандартами, а также применяемые в исследовательской практике. Особое внимание уделено методам обработки результатов эксперимента отмечены возможные причины неправильного толкования полученных результатов. [c.6]

Эффективность ВТМО исследовалась при трех видах кратковременных статических нагружений — растяжении, изгибе, кручении. [c.28]

Разрушение стеклопластиков при кратковременном статическом нагружении можно рассматривать как накопление повреждений, которые зарождаются и развиваются при повышении нагрузки до разрушающей. При этом можно считать, что напряжения по сечению распределены равномерно, а прочность элементарных ячеек поперечного сечения распределена по нормальному закону. Элементарная ячейка разрушается, когда действующее напряжение превышает прочность элементарной площадки и среднее действительное напряжение будет [c.60]

Испытания проводились на плоских образцах, описанных в работах [51, 54, 127], там же дана методика определения главных нормальных напрял<ений в разрушаемом элементе образца. Нагружающим устройством служила специальная гидравлическая машина для двухосного нагружения, позволяющая создавать 24 вида различных плосконапряженных состояний. Испытания на прочность проводились в условиях кратковременного статического нагружения при комнатной температуре. Образцы доводились до разрушения. При этом между напряжениями по двум взаимно перпендикулярным направлениям в процессе нагружения все время поддерживалось постоянное соотношение, что соответствовало условию простого нагружения. [c.49]

У ] — допускаемое напряжение при кратковременном статическом нагружении материала. [c.47]

Необходимыми для рассмотренного выше расчетного определения долговечности элементов конструкций на стадии образования л развития трещин являются испытания гладких стандартных образцов при кратковременном и длительном статическом нагружении (с оценкой характеристик прочности и пластичности), а также образцов с начальными трещинами при малоцикловом нагружении при соответствующей температуре и времени выдержки (с измерением скорости развития трещин). Приведенные выше уравнения позволяют осуществлять пересчет получаемых из экспериментов данных на другие числа циклов и времена нагружения. Воспроизведение в опытах эксплуатационных режимов нагружения, уровней номинальной и местной напряженности, исходной дефективности с учетом кинетики изменения статических и циклических свойств представляется пока трудноосуществимым. В связи с этим разработка способов приближенной оценки несущей способности элементов конструкций, работающих при высоких температурах (когда имеет место активное взаимодействие длительных статических и циклических повреждений), приобретает существенное значение. [c.120]

Исследования механического пове-дения материалов должны быть направлены на накопление систематической (в том числе статистической) информации о характеристиках прочности и пластичности, устанавливаемых при испытаниях по стандартизованным методам (кратковременные статические, длительные статические и циклические испытания), а также на разработку новых методов и средств оценки сопротивления деформациям и разрушению при сложных режимах и программах нагружения. При этом существенное значение приобретает анализ процессов протекания неупругих деформаций (пластических и временных) для указанных выше стадий разрушения. [c.27]

Статические испытания в зависимости от цели могут проводиться как при кратковременном, так и при длительном статическом нагружении. [c.164]

Приведенные характеристики свойств определяются по стандартизованным или унифицированным методикам. Стандартные характеристики механических свойств при кратковременном и длительном статическом нагружении (oq 2> о"д.п> п) вошли В уравнения условий прочности при выборе основных размеров несущих сечений (толщины стенок, диаметры и др.). Ряд других характеристик, определяемых по унифицированным методикам, являются основой для проведения поверочных расчетов по различным предельным состояниям. [c.22]

Применительно к атомным энергетическим установкам по мере накопления данных о средних и минимальных характеристиках механических свойств, повыщения требований к уровню технологических процессов на всех стадиях получения металла и готовых изделий, развития методов и средств дефектоскопического контроля и контроля механических свойств по отдельным плавкам и листам было принято [5] использовать при расчетах не величины [о ], а коэффициенты запаса прочности и гарантированные характеристики механических свойств для сталей, сплавов, рекомендованных к применению в ВВЭР (см. гл. 1, 2). Для новых металлов, разрабатываемых применительно к атомным энергетическим реакторам, был разработан состав и объем аттестационных испытаний, проводимых в соответствии с действующими стандартами и методическими указаниями. Методы определения механических свойств конструкционных материалов при кратковременном статическом (для определения величин Ов и 00,2) и длительном статическом (для определения величин и o f) нагружениях получили отражение в нормах расчета на прочность атомных реакторов [5]. [c.29]

Из анализа данных об условиях эксплуатационного нагружения и о номинальной и местной нагруженности следует возможность оценки предельных состояний несущих элементов конструкций и выбора критериев прочности. Назначение основных размеров сечений несущих элементов должно проводиться из условий статической прочности, т. е. размеры сечений должны быть не меньше, чем по критериям статической прочности для максимальных эксплуатационных нагрузок. В расчетах статической прочности деталей машин и элементов конструкций, выполняемых по номинальным напряжениям, как правило, не учитываются местные напряжения от концентрации и местные температурные напряжения. В расчетах статической прочности используются пределы текучести и прочности, определяемые при стандартных кратковременных статических испытаниях гладких цилиндрических или плоских образцов [1, 2]. [c.11]

На приведенных зависимостях можно установить область перехода от квазистатического к усталостному разрушению, на этих зависимостях эта область определена значениями о , Л , Следует отметить, что наиболее резкие изменения при переходе от квазистатического к усталостному разрушению наблюдаются для остаточного удлинения при разрушении. Если в области квазистатического разрушения остаточное удлинение примерно равно остаточному удлинению при кратковременном статическом нагружении, то в области усталостного разру--шения эта характеристика резко уменьшается. [c.37]

Пружины, рессоры машины и упругие элементы приборов характеризуются многообразием форм, размеров, различными условиями работы. Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация. В связи с этим все пружинные сплавы кроме механических свойств, характерных для всех констрзтсдион-ных материалов (прочности, пластичности, вязкости, вьшосливости), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, а при длительном статическом или циклическом нагружении — релаксационной стойкостью. [c.346]

Однако независимо от этого все пружинные сплавы должны иметь определенные, характерные для всех конструкционных сплавов свойства, т. ё. прочность в условиях статического, циклического или динамического нагружения, пластичность и вязкость, сопротивление хрупкому разрушению, а также специальные механические свойства и в первую очередь высокое сопротивление малым пластическим деформациям в условиях кратковременного статического нагружения, харак-теризуийое пределом упругости или менее точно пределом пропорциональности. Кроме того, эти сплавы должны обладать высоким сопро- [c.194]

Для идентификации модели необходимы опыты по циклическому нагружению без выдержек (находятся с , и а ), опыты с двусторонней ползучестью (с, и а ), испытания на длительную прочность [функция 8 (а)], на разрушение при кратковременном статическом нагружении (величина при растяжении) Параметры li находятся в испытаниях с односторонним накоплением (например, быстрое циклическое нагружение с накоплением односторонней деформации определяет циклическое нагружение с односторонней выдержкой позволит затем найти 1 ). Параметры могут быть найдены в испытаниях со знакопеременной пластической деформацией с включением в один из по-луциклов выдержки. [c.219]

JJ- Для кратковременного статического нагружения по деформацион- ам данным индикаторных диаграмм найдены соответствующие н ряжения в материале, удовлетворяющие указанным выше пре-С делам деформации. Эти напряжения можно рассматривать как допу-" аемые (табл. 1.8). [c.17]

Исследования троцесса (разрушения гаек из жестких термореактивных пластмаос показали, что при кратковременном статическом нагружении разрушение начинается с появления трещин в наиболее нагруженном витке тари нагузке Q ,in и заканчивается р азрывом тела гайки или срезом витков гари нагрузке Qma [c.44]

Термоциклическое нагружение происходит при специфических условиях, основными из которых являются неизотермическое деформирование материала, обусловливающее различную интенсивность накопления повреждений в первой и второй частях цикла одновременное накопление статического и циклического повреждений в течение каждого цикла разнородный характер повреждений (принтах материал подвергается более или менее длительному воздействию статической нагрузки с соответствующим повреждением границ зерен, а при тш — кратковременному унругопластическому деформированию, при котором деформации развиваются главным образом за счет сдвигов в теле зерен). Двойственный характер накапливаемого повреждения определяет и особый вид циклического упрочнения при термоусталости, выражающийся в чередовании процессов упрочнения и разупрочнения. Все эти обстоятельства проявляются и в характере разрушения при, термоциклическом нагружении, который, как упоминалось, является более сложным, чем при простых видах нагружения—механической усталости и длительном статическом нагружении. [c.98]

Представленные выше данные позволяют проводить расчетную оценку разрушающих (по моменту образования макротреш,ин) амплитуд упругопластических деформаций ёа для заданной долговечности Nq и времени выдержки в цикле Твр с учетом изменения во времени характеристик механических свойств, определяемых при кратковременном и длительном статическом нагружении. При этом применительно к режимам жесткого нагружения используется уравнение (14), а применительно к режимам мягкого нагружения — уравнение (15). Параметры этих уравнений зависят от температуры и времени цикла. Вводя в эти уравнения запасы по разрушающим амплитудам деформаций и числам циклов идг, как это сделано в 169J, в общем случае можно получить две системы из четырех уравнений для расчета допускаемых амплитуд деформаций и числа циклов [c.118]

При решении первой задачи исследуют влияние температуры, скорости деформирования и жесткости нагружающих систем при кратковременном и длительном статическом нагружениях гладких лабораторных образцов, уточняют характеристики сопротивления разрушению при ударном нагружении лабораторных образцов типа Шарпи и Менаже, регламентируют основные метрологические параметры усталостных испытаний (мало- и многоцикловую усталость). При этом больяюе внимание уделяют двум стадиям разрушения — образованию макротрещин и окончательного излома, а также статистической природе характеристик механических свойств. Выполняемые исследования и методические разработки являются основанием для усовершенствования действующих и разработки новых государственных стандартов на механические испытания. [c.18]

Если расчет осуш ествляется для условий нагружения, харак-теризуюш ихся проявлением температурно-временных аффектов в материале, т. е. когда необходим учет изменения его механических свойств с течением времени, в программу вводятся данные о времени статического разрыва То, при котором получены для рассматриваемой температуры i величины перечисленных выше характеристик механических свойств при кратковременном и длительном статическом нагружении (см. 3 гл. 11). Кроме того, должны быть указаны данные о коэффициенте приведения реальной формы цикла, схематизированной для определения эквивалентного времени цикла Тцэ, а также показатели степени уравнений изменения во времени механических свойств материала [c.262]

При установленных по уравнению (1.8) значениях Ка и по уравнению (1.7) определяются местные напряжения и деформации д.чя исходного (статического) и циклического нагружений эти данные позволяют охарактеризовать амплитуды ёц местных упругопластических деформаций и соответствующие им значения коэффициентов асимметрии цикла. Для заданной формы цикла с использованием деформационных критериев разрушения определяется число циклов Мд до образования макротрещины (рис. 1.3, а). При нормальных и умеренных температурах, когда температурно-временные эффекты не проявляются (кривая Тд на рис. 1.3, а, соответствующая кратковременным испытаниям со временем т ), разрушающие амплитуды деформаций ёа получаются выше, чем при возникновении статических и циклических деформаций ползучести при высоких температурах (кривая т на рис. 1.3, а, соответствующая эксплуатационному времени нагружения т ). Введение запасов по числу циклов и по разручнаю-щим амплитудам деформаций позволяет построить кривые допускаемых амплитуд деформаций [ва] и чисел циклов [Л ц]. Для построения кривых на рис. 1.3, а в первом приближении молено использовать результаты базовых экспериментов (см. рис. 1.2) при длительном статическом нагружении — предельные разрушающие напряжения a(,t и пластичность (определяемую через относительное сужение ф(,т)- При этолг следует учитывать (рис. 1.3, в), что изменение во времени величины о т зависит от типа металла и степени его легирования (например, никелем, хромом, молибденом и другими элементами) в меньшей степени, чем величины ё г- [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...