О расчете диаграмм разрушения

Из уравнений, описывающих докритические диаграммы разрушения, также можно получить характеристики долговечности при повторной статической нагрузке, пли, согласно современной терминологии, при малоцикловой усталости. Для этого на первом цикле диаграмма разрушения строится до нагрузки, отвечающей максимальному напряжению цикла Отах. При этом длина трещины увеличивается, и эту новую длину следует считать начальной при расчете докритической диаграммы на следующем цикле. Следовательно, краевое условие для расчета интегральной кривой дифференциального уравнения докритической диаграммы разрушения на г-м цикле будет о = Отш при I = [c.261]

В табл. 7.3 на примере двух образцов сплава Д1 серии ОЦР-70 (б / О = 0,75 0,67) представлены результаты расчетов по формулам (7.1)-(7.2) (7.8)-(7.9) текущих значений I для четырех уровней нагрузок, при которых методом красок фиксировалось приращение трещины А/. Соответствующие диаграммы разрушения Р - Гр показаны на рис. 7.12. Путем экстраполяции зависимостей 3 - Л/ (рис. 7.13) к нулевому приросту трещины определяются критические значения З-интеграла — З .. Существенное различие значений 3 на конечной стадии стабильного роста трещины связано с недостаточно точной регистрацией значений Л/. Величины 3 , соответствующие нулевому подросту трещины, могут быть так же рассчитаны по формулам, если известен момент страгивания трещины , т.е. положение точки 0 на диаграмме Р - Гр (см. рис. 7.12). Этот вопрос решается экстраполяцией зависимости Гр - Д/ на ось перемещений (рис. 7.14). [c.202]

Перед расчетом вязкости разрушения следует проверить полноценность полученной диаграммы. Для этого проводят горизонтальную линию при Р=0,8 Pq и измеряют отрезок Vi между прямой ОА и кривой нагрузка— смещение. Он характеризует нелинейность диаграммы при Р=0,8 Pq и должен быть меньше четверти смещения V при нагрузке Рх- Если Ь 1>0,25у, то нелинейность считается обусловленной не только ростом трещины, но и пластической деформацией или погрешностями измерения. В этом случае правильный расчет Ki невозможен и испытание надо проводить заново, либо изменив размеры образца, либо устранив источник ошибок в построении диаграммы нагрузка—смещение. [c.201]

Диаграммы нагружения. Как отмечалось выше, механические испытания позволяют с помощью регистрируемых диаграмм нагружения определять взаимосвязь между характеристиками прочности и пластичности металла. Диаграммы не только содержат данные для расчета комплекса основных механических характеристик металла (например, Д. Ну, оо,2, а и др.), но и отражают сложный процесс изменения его структурного состояния и свойств, т. е. позволяют изучать механизмы пластической деформации, деформационного упрочнения, разрушения и Др. [1, 47]. [c.29]

При практическом использовании обобщенной диаграммы циклического упругопластического деформирования следует иметь в виду, что наличие диаграммы экспериментально показано для диапазона деформаций, выбранного из соображений применимости в расчетах деталей (до пяти — десяти деформаций предела пропорциональности). Однако при разработке критериев малоциклового разрушения требуется располагать данными о сопротивлении малоцикловому деформированию и разрушению при уровнях нагрузки, существенно превышающих указанный диапазон, когда наблюдается ряд отклонений от описанных выше закономерностей. [c.76]

В последнем случае действительный угол армирования ф на, рис. 2.25 заменен дополнительным углом 90° — ф. Максимальные для этого вида испытаний разрушающие напряжения имеют место при ф = 55°. Теоретическая и экспериментальная диаграммы дефор- мирования для материала с такой структурой (рис. 2.26, а) имеют два характерных участка 1 н 2) и хорошо согласуются между собой. После нарушения сплошности связующего (в расчете = f+2, 2 = 0) диаграммы деформирования (СГ ) и Еу (Оу) — практически параллельные прямые, что свидетельствует об отсутствии приращений сдвиговых деформаций Ау р в монослоях, пропорциональных, изменению разности — е ,. Разрушение сопровождается разрывом [c.66]

Отход от равновесной структуры резко изменяет характер диаграмм деформирования. При ф = 50° (рис. 2.27, б) диаграммы существенно нелинейны. После первого разрушения монослоя окружные деформации меняют знак на обратный. Теоретические диаграммы имеют те же характерные особенности, что и экспериментальные, но условие мгновенного изменения касательного модуля при потере монолитности связующего здесь оказывается излишне сильным. Разрушение материала в эксперименте сопровождается разрывом волокон (в расчетах = f+i) и происходит, согласно теоретическим и экспериментальным данным при Оу — 680 МПа (рис. 2.28). [c.68]

Предел кратковременной прочности (а ) определяют, как и при обычных испытаниях, но с нагревом образца до заданной температуры. Эта характеристика служит для расчета на прочность деталей, работаюш их весьма непродолжительное время (секунды, минуты) при высоких температурах. Длительную прочность устанавливают для деталей, работающих при высоких температурах. Пределом длительной прочности называется напряжение, вызывающее разрушение образца при данной температуре через конкретный промежуток времени. Например, предел длительной прочности а оо = 250 МПа (25 кгс/мм ) означает, что при температуре 600 С напряжение 250 МПа (25 кгс/мм ) вызывает разрушение образца через 100 ч. Для деталей, работающих при высоких температурах в течение очень длительного времени, устанавливают предел ползучести. Для этого проводят соответствующие испытания, записывая диаграмму ползучести (рис. 2.6). [c.22]

Различают статические, динамические и усталостные характеристики материалов. Первые из них определяются диаграммами растяжения и устойчивости. Вторые — поверхностями и кривыми усталости. Под кривыми усталости понимают графики зависимостей числа циклов до разрушения N от амплитуды действующих напряжений а (рис. 5.1, а). Характерной особенностью этих кривых является наличие асимптоты при N оо. Соответствующее ей напряжение при симметричных циклах нагружения называется пределом выносливости и обозначается a i. При расчетах часто используют условный предел выносливости, представляющий собой напряжение, при котором образец материала (или натурный элемент конструкции) выдержит заданное число циклов нагружения Nq. Обычно Л/ о = (2. .. 10) 10 циклов. [c.164]

В практике испытания материалов действительно определяемую (фиксируемую) диаграмму в координатах нагрузка—удлинение заменяют обычно диаграммой напряжение—удлинение. Последняя диаграмма не соответствует истинному ходу испытания. Действительно, в этом случае нагрузку, измеряемую при непрерывно изменяющемся сечении, относят к начальному сечению образца, т. е. сечению, которое в момент измерения уже не существует. Таким образом определяют условные напряжения. Если нагрузку относят к действительному сечению, то получают значения истинных напряжений. При построении диаграммы истинных напряжений в функции удлинения или сужения поперечного сечения получают непрерывное возрастание напряжений вплоть до разрушения образца. Кривые истинных напряжений дают представление о физических процессах, протекающих в материале, и имеют особое значение для прочностных расчетов и технологии обработки металлов давлением. [c.40]

Хрупкий материал. Реальную диаграмму растяжения хрупкого материала можно заменить линейной зависимостью ОА (рис. 93, а). Таким образом, в момент разрушения распределение напряжений в сечении будет иметь линейный характер (рис. 93, в). Для расчета прочности применим метод расчета по напряжениям [c.337]

Если воспользоваться [302, 303] локальным энергетическим критерием разрушения и гипотезой Орова-на — Ирвина о квазихрупком разрушении, то можно получить упомянутое ранее уравнение (28.8), из которого вытекает докритическая диаграмма разрушения р = рЦ). Пример такого расчета был приведен в предыдущем параграфе (аналогичный вид имеет уравнение в работах [439, 441], которое одновременна распространяется и на случай вязкоупругих тел). [c.246]

Величина коэффициента запаса п устанавливается расчетом и практикой эксплуатации. При этом коэффициент т (устанавливающий допустимую длину трещины) еще нуждается в обосновании. После расчета допустимой длины трещины с помощью критической диаграммы разрушения можно установить коэффициент запаса по критическому напряжению Па = ajoi (при I = = /о). Поскольку обычно Wo < re, то, устанавливая иижний предел По, можно установить и коэффициент т, а тем самым и U. [c.283]

Для ответа на поставленные вопросы, а также с целью анализа применимости Г -интеграла к описанию субкритического роста трещины при монотонном нагружении нами были проведены следующие численные расчеты [130, 133]. Решалась с помощью МКЭ упругопластическая задача о развитии трещины в условиях плоской деформации. Размеры образца с центральной трещиной (рис. 4.24, в) и меха-нические свойства материала, соответствующие стали 15Х2МФА при 7 = 20°С, используемые при расчете 5 = 400 мм 2Я = 200 мм 21о=ЮО мм Е = 2Х Х10= МПа ц = 0,3 /ie=162 Н/мм. Диаграмма деформирования материала описывалась зависимостью ст, = 520 + + 596(sf) °МПа. Предполагалось, что элементарный акт продвижения трещины происходит прц выполнении критерия ло- кального разрушения у ее вершины, сфор- [c.256]

Вследствие практической невозможности регистращш нагрузки в области откольного разрущения информация о деформировании материала и кинетике его разрущения получается в результате анализа волновых процессов, основанного на регистрируемой диаграмме изменения скорости свободной поверхности или давления на границе раздела исследуемого материала с материалом меиьщей акустической жесткости. В связи с этим принятая для анализа модель механического поведения и разрущения материала и метод аналитической обработки оказывают существенное влияние на получаемые из экспериментальных исследований результаты, а имеющиеся в литературе данные о силовых и временных характеристиках сопротивления материала откольному разрушению неразрывно связаны с методами их определения. Выбор в качестве определяющих параметров различных величин исключает возможность сопоставления экспериментальных результатов и ведет к получению количественно и качественно противоречивых выводов. Это снижает информативность таких исследований и затрудняет их использование для практических расчетов. [c.232]

Для этого же диска при /о = 400°С на рис. 76 дано сопоставление диаграмм, построенных с учетом и без учета температурной зависимости предела текучести, причем во втором случае рассматривались два варианта в одном использовалт)сь значение предела текучести при нормальной температуре (стт), а в другом—его значение при /о = 400°С (отго). Как следует из диаграммы, учет изменения предела текучести, связанного с неравномерностью нагрева диска, имеет существенное значение при определении условия знакопеременного течения, ио на условие прогрессирующего разрушения влияет мало (предельные линии, построенные с учетом этого изменения — от< и без учета— Grto практически совпадают). Это обстоятельство является дополнительным обоснованием для того, чтобы принять в выражениях (5.48), (5.52), и оно существенно упрощает расчет. [c.162]

Результаты свидетельствуют о том, что при повторных пусках и резких изменениях режима работы турбины в рабочем колесе возникают циклы знакопеременной пластической деформации. Исходя из диаграммы, имеются основания также предполагать, что при жестких переходных ре-жимах (высокая температура газа, резкое охлаждение) возможно сочетание знакопеременной деформации с односторонней. При этом согласно расчету должно иметь место прогрес-сирующее частичное разрушение — постепенная вытяжка тонкой части диска. [c.171]

Основные зaкoнo epнo ти, описывающие кинетику циклической и односторонне накапливаемой деформаций основаны на принципе обобщенной диаграммы циклического деформирования, а их форма в виде уравнений (2.10) и (2.18) относится к случаю сим.метричного нагружения. Вместе с этим известно, что изменение асимметрии нагружения приводит к тому, что равные с сим-метричны.м нагружением амплитуды напряжений снижают сопротивление деформированию материала в этих условиях [1]. Если для циклически упрочняющихся материалов этот эффект выражен незначительно и в первом приближении для оценки кинетики де-фор.маций могут быть использованы лишь амплитудные значения действующих напряжений и деформаций, то для циклически стабильных, а тем более разупрочняющихся материалов существенное значение имеют и средние напряжения цикла. В этой связи расчет кинетики деформаций основывается на приведенных значениях напряженихг и деформаций [1], причем последняя в виде ёщ, определяется по диаграмме статического разрушения, как соответствующая напряжению Одр = Пд хст , где х — коэффициент чувствительности к асимметрии, определяемый экспериментально и имеющий различные значения для полуциклов растяжения и сжатия. В этом случае приведенные напряжения для нечетных полуциклов определятся как Одр = о [1 Х1(1 -(- г)/ [c.65]

В соответствии с широко используемой инженерно-исследовательской практикой оценка сопротивления распространению трещин при циклическом нагружении сводится обычно к построению так называемой кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), устанавливающей зависимость между скоростью роста трещины о и коэффициентом интенсивности напряжений в вершине трещины (его амплитудным значением А/( или максимальным значением /(mas с учетом асимметрии цикла). Типичная КДУР строится в логарифмических координатах и имеет вид, показанный На рис. 15.20. На диаграмме обычно различают три участка (/—III). Важными параметрами, используемыми в расчетах на циклическую трещиностойкость, являются а) пороговый [c.243]

Для интерполяционных расчетов устанавливают графическую. зависимость характеристик жаропрочности от температуры в виде кривой abed, для построения которой по вертикали справа диаграммы наносят равномерную шкалу температур, а точки пересечения соответствующих горизонталей и изотерм (а, 6, с, d) позволяют получить лекальную кривую abed. Заданную для интерполяции температуру откладывают на равномерной шкале и с помощью горизонтали переносят на кривую abed. Из полученной при этом точки пересечения на ось ординат опускают перпендикуляр, являющийся искомой изотермой. По точкам пересечения указанной изотермы с лучами определяют напряжения, а по формуле (2.35) подсчитывают длительности до разрушения. [c.55]

Предложим Примерный расчет по формуле (4.42) для стали 1Х18Н9Т, нагретой до температуры 1373° К (1100° С). В табл. 4 приведены данные о пластичности этой стали лишь при а/Т = +0,6. Но по характеру диаграмм пластичности известно, что Лро>2,12 и Ар (+0,05) > 2,12. Примем эти величины со знаком равенства, тогда с запасом получим, что заготовка без разрушения центральной зоны может выдержать, по крайней мере, 17 оборотов. [c.144]

В [9, 10] для построения истинных диаграмм деформирования при больших деформациях был предложен экспериментально-теоретический подход, основанный на совместном анализе результатов натурного эксперимента и численного моделирования процессов деформирования лабораторных образцов или элементов конструкций. В рамках этого метода для определения механических констант материала формируется целевая функция, описывающая различия натурных и численных экспериментов. Параметрами сравнения могут быть силы, перемещения, деформации и др. Далее строится итерационный процесс нахождения механических констант материала. В случае задачи о растяжении образцов за параметр сравнения можно взять осевую силу на торце в зависимости от перемещения. Численное решение задачи в первом приближении производится с использованием диаграммы деформирования, полученной в предположении равномерного деформирования образцов. В последующих приближениях осуществляется корректировка диаграммы деформирования в зависимости от относительной разницы значений осевых усилий в расчете и эксперименте. Таким образом, в [9] была построена диаграмма деформирования для стального (12X18 Н10Т) стержня круглого поперечного сечения до момента разрушения. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...