Деформирование и разрушение при малоцикловом нагружении

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ [c.209]

Испытательные установки для исследования закономерностей деформирования и разрушения при малоцикловом нагружении [c.222]

Рассмотренные выше типы испытательных систем должны комплектоваться в зависимости от характера и объема задач, решаемых в исследованиях. В Институте машиноведения в течение ряда лет разрабатываются методы и средства исследования закономерностей деформирования и разрушения при малоцикловом нагружении в широком температурном диапазоне. Создан комплекс предназначенных для указанных целей испытательных машин и систем. [c.233]

Схема упругопластического деформирования и разрушения при малоцикловом нагружении показана на рис. 6.1 [29, 35, 110]. Образец из упрочняющегося материала в исходном ненагружен-ном состоянии имеет начальную длину трещины 1о (рис. 6.1, а). При нагружении образца (рис. 6.1, б) в исходном (нулевом) полу-цикле (А = 0) с номинальными растягивающими напряжениями [c.220]

Деформирование и разрушение при малоцикловом нагружении [c.15]

С ПРОТИВЛЕНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЮ И РАЗРУШЕНИЮ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ [c.83]

Указанные закономерности деформирования и разрушения при неизотермическом нагружении определяют ряд требований к программам для расчета малоцикловой прочности элементов конструкций. В общем случае программа должна обеспечивать решение задачи в приращениях и определение момента перехода от разгрузки к нагружению при этом необходимы анализ истории нагружения в каждой точке деформируемого элемента и корректировка пределов текучести обобщенных диаграмм деформирования на величину на основе уравнения (12.8) по вычисляемым в конце каждого полуцикла пластическим деформациям. В связи с тем что в результате такой процедуры диаграммы деформирования во всех точках элемента будут отличаться даже при одной и той же температуре, необходимо осуществлять непрерывный счет задачи полуцикл за полуциклом или записывать промежуточные результаты на запоминающем устройстве. В соответствии с (12.7) на каждом этапе нагружения определяются параметры критериального уравнения e p и а (с учетом знака). Моменты перехода значения через нуль разделяют области интегрирования и 21 . Если известно, что основные изменения температурного поля происходят при упругом деформировании, то расчет упрощается [c.267]

Книга является продолжением ряда изданий по малоцикловой усталости — Сопротивление деформированию и разрушению при малом числе циклов нагружения (1967 г.), Прочность при малом числе циклов нагружения. Вопросы механической усталости (1969 г.), Прочность при малоцикловом нагружении. Основы методов расчета и испытаний (1975 г.), Исследование малоцикловой прочности при высоких температурах (1975 г.) и Поля деформаций при малоцикловом нагружении (1978 г.), выпущенных издательством Наука . [c.4]

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]

С учетом характерных особенностей процессов деформирования и разрушения при неизотермическом малоцикловом нагружении представляется перспективной деформационно-кинетическая трактовка условий достижения предельного состояния материала по возникновению треш,ины, интегрально учитывающая основные закономерности процесса при малоцикловом неизотермическом нагружении в заданном диапазоне температур. Критериальные завпсимости для условий малоциклового неизотермического нагружения трактуются по предложению [1] в форме уравнений [c.41]

Во втором случае экспериментальные исследования сосредоточены на получении исходных характеристик материалов по сопротивлению деформированию и разрушению. Эти характеристики определяются при испытаниях лабораторных образцов. Критерии повреждения устанавливаются на базе исследований основных механических закономерностей поведения материалов при кратковременном и длительном нагружении (ползучесть, длительная прочность и пластичность), при малоцикловом нагружении с выдержками и без выдержек. Указанные исследования позволяют сформулировать критерии образования и развития разрушения и уравнения состояния. [c.9]

Все это дает основание сделать вывод, что взаимосвязь процессов неупругого деформирования и усталостного разрушения при малоцикловом нагружении, осуществляемом при низких частотах, и многоцикловом, при котором частота нагружения существенно выше, может быть различной. [c.85]

Разрушение при малоцикловом нагружении с постоянной амплитудой напряжений (мягкое нагружение) определяется параметрами диаграмм циклического деформирования шириной петли механического гистерезиса и односторонне накопленной пластической деформацией ё л зд /с полуциклов нагружения. [c.55]

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]

Таким образом, проведенные исследования позволили отклонить предположения о разрушении металла коллектора в результате снижения малоцикловой прочности или коррозионного растрескивания. Необходимо подчеркнуть, что и по другим характеристикам, таким, как хрупкая прочность, сопротивление усталостным разрушениям на стадии зарождения и развития трещин на воздухе и в коррозионной среде, были подтверждены высокие показатели, при которых преждевременное разрушение коллектора не должно было бы произойти. Вместе с тем, эксперименты по замедленному деформированию (растяжение гладких образцов с малой скоростью деформирования) в коррозионной среде показали, что при составе среды, соответствующей отклонениям, имевшим место в процессе эксплуатации разрушившихся коллекторов (низкий водородный показатель pH, присутствие кислорода), может происходить значительное снижение пластичности стали, причем тем большее, чем ниже скорость деформирования. Такая закономерность соответствует зависимости критической деформации от скорости деформирования в условиях ползучести материала (см. гл. 3). Данное обстоятельство привело к необходимости изучения возможных временных процессов деформирования материала коллектора при стационарном нагружении. Выполненные эксперименты, ре-з льтаты которых будут представлены ниже, показали, что [c.328]

Сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению определяется структурным состоянием материала и условиями нагружения. При этом условие разрушения записывается в виде, [168] [c.241]

Активные исследования вопросов прочности при малоцикловом нагружении проводятся последние 15—20 лет. Изучены основные особенности сопротивления малоцикловому деформированию и разрушению материалов и элементов конструкций, разработаны экспериментальные и расчетные методы исследования напряженного и деформированного состояния изделий, в ряде случаев приме- [c.3]

Предполагается, что разрушение при термоусталостном нагружении обусловливается, так же как и при изотермическом длительном малоцикловом деформировании, накоплением и взаимосвязью усталостного и квазистатического (длительного статического) повреждений. [c.49]

В ряде случаев при анализе закономерностей малоциклового деформирования и разрушения удобно пользоваться разделенными величинами пластической и упругой деформаций. Такое разделение в форме обобщенной диаграммы деформирования может быть осуществлено введением зависимости пластических составляющих циклической деформации от соответствующей компоненты деформации исходного нагружения [c.83]

Получить данные по расчетным характеристикам сопротивления деформированию и разрушению материала конструкции при однократном и малоцикловом нагружениях с учетом специфических особенностей состояния (прежде всего технологических и эксплуатационных) и роли типа напряженного состояния. [c.136]

Поставленная задача предусматривала анализ эксплуатационных условий работы магистральных трубопроводов и характера их разрушений разработку метода испытания труб большого диаметра в условиях повторных нагружений внутренним давлением исследование напряженно-деформированного состояния труб при статическом и повторно-статическом нагружениях о учетом концентрации и наличия моментных зон определение характеристик сопротивления малоцикловому деформированию и разрушению конструкционных материалов получение данных о малоцикловой прочности труб большого диаметра разработку основ метода оцен- [c.138]

Как отмечалось выше, при деформировании металлов в условиях малоциклового нагружения разрушение происходит на фоне развитых пластических деформаций. При этом характеристики деформирования и разрушения оказываются существенно зависящими от типа и состояния материала, а также формы цикла нагружения и нагрева. В общем случае циклическое нагружение при указанных условиях протекает с выраженным перераспределением напряжений и деформаций от цикла к циклу. [c.209]

Приведенные выше данные о сопротивлении материалов деформированию и разрушению при малоцикловом нагружении позволяют определять несущую способность элементов конструкций (рис. 5.12). Для этого используют также данные об их эксплуатационной нагруженно-сти (механической и тепловой). К числу таких данных, в первую очередь, относятся нагрузка Qg и число циклов нагружения (см. рис. 5.12,а). При выбранных для [c.95]

Обобш,ение результатов научных исследований сопротивления упругопластическим деформациям и разрушению при малоцикловом нагружении осуш,ествляется в настояш,ей серии монографий. В первой книге [12] содержатся основы методов расчета и испытаний при малоцик.ловом нагружении, состояш,ие в анализе механических закономерностей упругопластического повторного нагружения вне зон и в зонах концентрации напряжений, в обосновании выбора материалов, расчетных уравнений для оценки прочности и долговечности, методов и средств испытания лабораторных образцов, дюделей и натурных конструкций. Во второй книге [13] освеш,ены вопросы расчетного и экспериментального анализа полей упругопластических деформаций в зонах концентрации напряжений при малоцикловом нагружении в условиях нормальных и повышенных температур. При этом освеш,ены возможности использования аналитических и численных методов решения задач о концентрации деформаций и напряжений, экспериментальных методов муара, сеток, оптически активных покрытий, малобазной тензометрии. Третья книга [7] посвящена вопросам сопротивления высокотемпературнод1у деформированию и разрушению при малоцикловом нагружении. [c.7]

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах. [c.2]

А. Н. Романов, М. М. Радении. Сопротивление малоцикловому изотермическому деформированию и разрушению при двухчастотном нагружении. Материалы Всесоюзного симпозиума по малощшловой усталости при повышенных температурах. Челябинск, Челябинский политехнический институт, 1974. [c.72]

Определение амплитуды упругопластической деформации при термоусталостном нагруоюении. Изучение закономерностей циклического деформирования и разрушения при малоцикловом неизотермическом нагружении возможно лишь при наличии достоверной [c.137]

Романов А. H., Гаденин М. М. Сопротивление малоцикловому изотермическому деформированию и разрушению при двухчастотном нагружении. Материал Всесоюзн. симпоз. по малоцикловой усталости при повышенных температурах, вып. 2, Изд-во Челябинского политехнич. ин-та, 1974, с. 113—127. [c.50]

Романов А. Н., Гаденин М. М. Сопротивление малоцикловому изотермическому деформированию и разрушению при двухчастотном нагружении. Материалы Всесоюзн. симпоз. по вопросам малоцикловой усталости при высоких температурах. Челябинск, политехи, ин-т, 1974, с. ИЗ— 127. [c.86]

В существующих в настоящее время нормативных материалах при расчете труб на прочность не учитываются в явном виде характеристики малоциклового разрушения, а также такой фактор, как концентрация напряжений и обусловленное этим появление упругопластических деформаций от эксплуатационных нагрузок. Это вызывает необходимость проведения специальных экспериментальных исследований работы сварных труб большого диаметра при уровнях внутреннего давления, соответствующих эксплуатационным, с целью определения особенностей сопротивления их деформированию и разрушению при статическом и повторностатическом нагружениях. [c.138]

Яблонко В. Я. О некоторых особенностях системы машина — образец при малоцикловом нагружении.— В кн. Сопротивление деформированию и разрушению при малом числе циклов нагружения. М. Наука, 1967. [c.290]

Другим важным вопросом обеспечения прочности и ресурса атомных реакторов, не получавшим отражения в традиционных расчетах энергетических установок по уравнениям (2.1) —(2.3), являлся анализ сопротивления деформациям и разрушению при циклическом нагружении [2,5-7,16]. Как следует из данных гл. 1, в процессе эксплуатации атомных реакторов число циклов нагружения на основных режимах изменяется в достаточно широких пределах - от (2- 5) 10 при гидроиспытаниях до (1 2) Ю при программных изменениях мощности и до 10 —10 с учетом вибро-нагруженности. Систематические исследования прочности в этом диапазоне числа циклов были начаты применительно к энергетическим установкам в середине 50-х годов, а в середине 60-х годов были сформулированы основные (преимущественно деформационные) критерии разрушения и свойства диаграмм циклического деформирования [17,18 и др.]. По опытным данным, полученным на лабораторных образцах, было показано, что при числе циклов до 10 циклические пластические деформации оказываются сопоставимыми (в диапазоне числа циклов 10 —10 ) или существенно большими (в диапазоне числа циклов 10 -5 10 ), чем циклические упругие деформации. При этом в зависимости от типа металлов и условий нагружения (с заданными амплитудами деформаций или напряжений) пластические деформации по мере увеличения числа циклов могут возрастать (циклически разупрочняющиеся металлы), уменьшаться (циклически упрочняющиеся металлы) или оставаться постоянными (циклически стабильные металлы). Указанные особенности поведения металлов при циклическом упругопластическом деформировании обусловливают нестационар-ность местных напряжений и деформащ1Й в зонах концентрации при стационарных режимах внешних нагрузок. Для малоцикловой области уравнения кривых усталости и сами кривые усталости при числах циклов 10 —Ю представлялись не в амплитудах напряжений (как для обычной многоцикловой усталости при числах циклов 10 —10 ), а в амплитудах упругопластических деформаций. [c.40]

Деформационно-кинетический критерий малоцикловой прочности при неизотермическом нагружении. Учитывая характерные особенности процессов циклического деформирования и разрушения при переменных температурах, перспективна деформационно-кинетическая трактовка условий достижения предельного состояния материала по возникновению макротрещины и для иеизотермиче-ского малоциклового нагрул<ения. При этом интегрально учитываются основные закономерности малоциклового неизотермического деформирования в заданном диапазоне температур. [c.106]

В Монографии исследованы закономерности образования и развития разрушения при малоцикловом нагружении. Описаны основные закономерности циклического згпругопластического деформирования конструкционных материалов, в том числе при высокотемпературном нагружении. Рассмотрено практическое использование полученных автором основных критериальных зависимостей по описанию разрушения на стадии образования и развития трешин. [c.2]

Сопротивление деформированию и разрушению при малом числе циклов нагружения определяется структурным состоянием материала и условиями нагружения. По циклическим свойствам принято различать циклически упрочняющиеся материалы, у которых ширина петли пластического гистерезиса с ростом числа циклов нагружения уменьшается разупрочняющиеся, деформирование которых сопровождается прогрессирующим увеличением ширины петли гистерезиса вплоть до разрушения, а также циклически стабилизирующиеся, для которых характерна неизменность ширины петли гистерезиса за исключением начального и конечного участков нагружения [1]. Один и тот же материал в зависимости от исходного структурного состояния может быть либо упрочняющимся, либо разупрочняющимся, либо циклически стабилизирующимся. О характере поведения материала при малоцикловом нагружении можно судить по его статическим свойствам материалы, у которых отношение величины равномерной деформации и общей при статическом разрушении больше 0,5, являются упрочняющимися, при 8в/8< 0,5 они разупрочняются, апри8в/е = 0,5 — стабилизируются [2]. Сопротивление конструкционных материалов малоцикловому разрушению определяется их исходной пластичностью и темпом ее исчерпания [3, 4]. Для упрочняющихся материалов характерен затухаюший темп накопления повреждений (рис. 1, кривая 1, алюминиевый сплав АД-33), для разупрочняющихся — прогрессирующий (кривая 3, сталь ТС) и для циклически стабилизирую щихся материалов — равномерный (кривая -2, сталь 22К) темп накопления повреждений. В последнем случае это накопление сравнительно равномерно в связи с тем, что петля гистерезиса не изменяется с ростом числа циклов нагружения, и неравномерность наблюдается лишь при квази-статическом разрушении, когда интенсивно накапливается односторонняя деформация, определяющая уровень квазистатического повреждения. [c.51]

Циклическое упругопластическое деформирование приводит к накоплению пластических деформаций, зависящему от количества циклов нагружения и амплитуды деформации в каждом цикле. Это накопление может быть односторонним, монотонно нарастающим по мере увеличения количества циклов или не приводящим к однонаправленному росту деформаций. Характер протекания пластических деформаций зависит от условий передачи нагрузки на деформируемый элемент, жесткости сопрягаемых деталей, а также от свойств материала. Накопление деформации при упругопластиЧеском деформировании металлов с низкой частотой приводит к появлению трещин и, в конечном счете, к разрушению конструкций при малоцикловом (несколько сотен или тысяч циклов] и при многоцикловом (10 — 10 циклов) нагружении. Закономерности деформирования и разрушения металлов при малоцикловых и многоцикловых испытаниях имеют ряд различий. [c.86]

В Институте машиноведения исследования в области малоцикловой усталости, развернутые по инициативе академика АН УССР С. В. Серенсена и доктора технических наук профессора Р. М. Шнейдеровича, в течение ряда лет проводятся, исходя из учета кинетики полей неоднородных деформаций определяемых свойствами диаграммы циклического деформирования, и возможности одностороннего накопления деформаций, ведущему к ква-зистатическому разрушению. Структура задачи определения несущей способности элементов конструкций при малоцикловом нагружении состоит из трех основных направлений [c.4]

Непостоянство сопротивления деформированию при циклическом нагружении да [пределами упругости материала, а также связь характеристик деформирования и разрушения приводят к кеобходимости изучения при малоцикловом, длительном цикли- [c.64]

Методика исследования хара гтеристик сопротивления деформированию и разрушению металла труб при малоцикловом нагружении. В настоящее время исследование малоцикловых характеристик конструкционных металлов проводится по разработанной методике с использованием специальных средств и аппаратуры [114, 234]. Широкое применение получает серийно выпускаемая автоматическая испытательная установка типа УМЭ-10Т, обеспечивающая нагружение образца в требуемом режиме (мягкое, жесткое, асимметрия). Испытания проводятся в условиях растяжения — сжатия при непрерывной регистрации параметров нагружения и деформирования. Установка имеет электромеханический привод с устройством выборки зазоров в винтовой паре, пять порядков скоростей перемещения активного захвата (от 0,005 до 100 мм/мин), возможность реверсирования с помощью системы автоматики двигателя электропривода при достижении как заданного усилия, так и заданной деформации. Машина имеет электронно-механическое силоизмерение (от резистивных датчиков, наклеенных на упругий динамометр), снабжена деформометром, обеспечивающим измерение продольной абсолютной деформации рабочей длины образца 2 мм. В необходимых случаях машина укомплектовывается деформометром для измерения поперечных деформаций. Усиленные сигналы (до 1000 1) регистрируются на диаграммном приборе барабанного типа в масштабе 50О X Х500 мм. Точность регистрации параметров нагружения 1—2%. Максимальная частота нагружения порядка 5 циклов/мин. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...