Усталость, при нестационарном нагружении

Усталость при нестационарном нагружении [c.92]

Исследование сопротивления усталости при нестационарном нагружении [c.81]

Для сопротивления усталости при нестационарном нагружении функция неразрушения от общего числа циклов нагружения [c.576]

Изучение циклической прочности при нестационарных режимах имеет большое принципиальное и прикладное значение, так как позволяет глубже узнать природу усталости, рациональнее использовать материал и точнее определять долговечность конструкций в эксплуатационных условиях. Однако расчет усложняется. Необходим огромный экспериментальный материал для того, чтобы выяснить закономерности изменения пределов выносливости при различных спектрах нагружения. Должны быть учтены факторы концентрации напряжений, состояния поверхности и т. д., влияние которых на вид кривых усталости при нестационарных режимах может быть иным, чем при стационарном нагружении, и очень значительным (см. рис. 187). ,. - [c.309]

Методически важным в рассматриваемых работах является использование при оценке накопленных повреждений действительных (экспериментально полученных) кривых малоцикловой усталости, а не расчетных с привлечением корреляции со статическими свойствами. Последнее позволяет исключить ошибки, вызванные неточностью расчетных уравнений, и более корректно оценить особенности накопления повреждений при нестационарном нагружении. [c.19]

Исследование характеристик сопротивления усталости образцов и натурных деталей машин при нестационарном нагружении является необходимым условием совершенствования методов и уточнения результатов расчетной и экспериментальной оценки долговечности деталей, работающих при изменяющихся циклических нагрузках. Такие исследования связаны с испытаниями Деталей машин и образцов при программируемых режимах, моделирующих процессы эксплуатационного нагружения. [c.16]

При обосновании специальных требований, которым должны удовлетворять только машины для программных испытаний на усталость, следует, очевидно, исходить из того, какие цели преследуют такие испытания. В г,л. I показано, что основной задачей программных испытаний на усталость в конечном счете является изучение закономерностей сопротивления усталости при нестационарных режимах нагружения. В большинстве случаев взаимное распределение экстремальных значений эксплуатационных нагрузок деталей носит случайный характер, поэтому, естественно, возникает вопрос о необходимости воспроизведения при программных испытаниях случайного чередования нагрузок и заменил его более простым, но эквивалентным (по степени вызываемого усталостного повреждения) случайному. [c.54]

При составлении испытательных программ обычно приходится сталкиваться с рядом трудностей, обусловленных недостаточной изученностью некоторых исходных характеристик сопротивления усталости при нестационарных режимах нагружения. Поэтому подлежит более глубокому и всестороннему изучению. [c.55]

Выполненные в последнее время работы [9, 10, 11] свидетельствуют о существовании (взаимодействия между напряжениями различной величины (при случайном их чередовании), а также о существовании нижней границы повреждающих напряжений спектра, распространяющихся ниже исходного предела усталости. Авторы указанных выше работ экспериментально подтвердили справедливость предположения о том, что недогруз ки.в период развития трещины становятся активными и участвуют в накоплении повреждения. Следует ожидать, что дальнейшие исследования в этом направлении внесут коррективы в методику расчетов на усталость при нестационарных режимах нагружения в зависимости от способа ведения расчета (по критерию трещинообразования или по критерию разрушения). Вместе с тем работ, посвященных изучению кинетики усталостного разрушения, сравнительно немного, что, по-видимому, объясняется отсутствием надежной и доступной аппаратуры для наблюдения за ростом трещин усталости. [c.183]

При малых выборках испытуемых образцов возможность раздельной статистической обработки для каждого уровня напряжений отпадает, и экспериментальные данные, относящиеся к уровням стопроцентного разрушения образцов, должны обрабатываться совместно. По этим данным согласно известным правилам [80, 81 ] строится кривая регрессии, и на каждом уровне напряжений устанавливаются ее доверительные границы. В предположении нормального распределения долговечностей могут быть приближенно указаны и кривые заданных вероятностей разрушения. Возможности статистической обработки экспериментальных данных в той области напряжений, где стопроцентного разрушения образцов не наблюдалось, по-видимому, не существует, и некоторое представление о кривых равных вероятностей разрушения может дать лишь упомянутая экстраполяция. Если в качестве функционального параметра уравнения повреждений используется кривая статической или циклической усталости, отвечающая определенной вероятности разрушения, то можно считать, что и при нестационарном нагружении теоретическое условие П = 1 отвечает той же вероятности разрушения. В том случае, когда наряду с уравнением кривой усталости для построения уравнения повреждений требуется знать еще и разрушающее напряжение Ор, являющееся случайной величиной, приходится предполагать, что быстрое и длительное разрушения являются взаимосвязанными событиями, появляющимися всегда с одной и той же вероятностью. Поэтому из распределений долговечностей и пределов прочности можно выбирать всегда одни и те же квантили. [c.98]

Функция влияния М (т — 0) устанавливается согласно (3.9) по кривой статической усталости, относящейся к определенному значению jXj. Дальнейший расчет поврежденности при нестационарном нагружении основывается на зависимости (3.10), которая в данном случае обобщается для сложного напряженного состояния в виде [c.112]

Повреждения деталей паровых котлов, турбин и трубопроводов во многих случаях обусловлены явлением малоцикловой термической усталости металла. Надежная работа всех элементов при нестационарном нагружении особенно необходима при повышении маневренности энергоблоков. Важное место в решении этой проблемы занимает разработка надежных физических Обоснованных критериев оценки долговечности материалов с учетом условий их работы. [c.3]

Сопротивление усталости при нестационарном (программном) нагружении характеризуется суммой относительных долговечностей, которая выражается следующим образом [c.82]

Для расчета деталей на усталость при нестационарном их нагружении надо иметь не только кривые усталостной прочности, но и характеристики поведения материала при заданных нестационарных условиях нагружения. Эти характеристики могут быть получены в результате исследований материала при программном его нагружении. Осуществление программы нагружения, соответствующей действительным режимам работы деталей, за исключением редких случаев, почти невыполнимо, поэтому испытания проводятся по упрощенным программам. Исследования усталости при таких программных нагружениях позволят в дальнейшем уточнить закономерности изменения прочностных свойств и методы расчета деталей при нестационарном нагружении. В настоящее время в расчетах принимается простое линейное суммирование повреждения, выражаемое равенством [c.328]

УСТАЛОСТЬ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ [c.298]

При расчете на прочность надо рассмотреть различные сочетания нагрузок, вылеты и углы вращения, чтобы выявить наиболее неблагоприятное из них. Металлические конструкции перегрузочных кранов на сопротивление усталости рассчитывают при эквивалентных Нагрузках. Для грейферных кранов (с учетом возможного переполнения грейфера) коэффициент эквивалентности % = 1,0, для крюковых ф, = 0,Ш. Расчет по эквивалентным нагрузкам ведут как расчет при нестационарном нагружении [101 с учетом распределения вылетов взятия груза, варианта работы (судно—судно, судно—склад и т. д.), определяющего последовательность рабочих движений, изменчивости по вылету передаточных функций стрелового устройства н т. д. [c.139]

В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]

Процессы циклического деформирования, протекающие при термоусталостном нагружении, характеризуются существенной нестационарностью и накоплением значительных односторонних деформаций. Для оценки сопротивления термической усталости могут быть использованы деформационно-кинетические подходы в линейной трактовке. [c.56]

Нестационарность нагружения (наличие перегрузок, недогрузок и других отклонений от стабильного режима) может существенно влиять на закономерности сопротивления усталости, особенно при наличии концентраторов напряжений. Простейшие случаи нестационарности, в результате которых возможно образование нераспространяющихся усталостных трещин, — это переход с высокого уровня напряжений на более низкий уровень и присутствие в режиме нагружения одиночных циклов растяжения более высокого уровня. В обоих случаях действуют механизмы упрочнения материала у верщины трещины и образования остаточных напряжений сжатия. Эти процессы при определенной их интенсивности приводят к задержке роста трещины. При этом эффективность торможения зависит от разницы между напряжениями на высокой и низкой ступенях нагружения или от уровня перегрузки, а также от размера трещины в момент изменения режима. [c.95]

По ряду причин, в том числе экономического и технического характера, программные испытания натурных деталей не всегда возможны или могут быть проведены лишь в ограниченном объеме. Поэтому возникает необходимость разработки методов, позволяющих производить оценку характеристик сопротивления усталости деталей по результатам испытаний образцов. В области усталости при стационарных режимах нагружения такие методы основаны иа изучении закономерностей подобия усталостных разрушений в связи с эффектом концентрации напряжений, неоднородности напряженного состояния и величины напрягаемых объемов, с привлечением статистических представлений о природе усталостных явлений [4, 5, 18, 30]. Возможность применения этих закономерностей в условиях нестационарной нагруженности в достаточной мере не проверена и представляет одну из основных задач программных испытаний. [c.40]

Исследование процессов развития усталостного разрушения и характеристик сопротивления усталости в пределах каждого этапа испытаний (до появления первой трещины и в период ее постепенного развития) в настоящее время приобретает все большее значение. Интерес к поэтапному исследованию усталости как материалов, так и натурных деталей особенно возрос в связи с изучением закономерностей накопления повреждений при нестационарно изменяющихся режимах нагружения, присущих эксплуатации большинства современных конструкций. - [c.183]

Рассматриваются характеристики эксплуатационных нагрузок конструкций, приводящих к усталостному разрущению, характеристика механической прочности материалов, кривые усталости и длительной прочности. Анализируются физические процессы, протекающие при разрушении материалов. Даются критерии сопротивления разрушению при стационарной и нестационарной нагруженности, рассматривается расчет на прочность элементов конструкций с учетом статистической информации о нагруженности и несущей способности. [c.294]

Эти расчеты, как уже говорилось выше, очень традиционны, и по ним разработаны рекомендации (см., например [3, 32, 33, 83, 971, обобщающие долголетний опыт проектирования и эксплуатации различных конструкций и деталей, а также огромный объем экспериментальных исследований. Однако большая часть этого материала относится к расчетам на регулярное или нерегулярное переменное нагружение при линейном напряженном состоянии или при двухпараметрическом плоском напряженном состоянии с нормальным и касательным напряжением. В значительно меньшей степени освещены вопросы расчета на усталость при других видах напряженного состояния, особенно в условиях нестационарного нагружения. [c.118]

Как отмечалось в 1 и 2, условие нагружения конструкций натриевых реакторов на быстрых нейтронах характеризуется температурами до 550—610° С для хромоникелевых аустенитных сталей типа 18-8 и 500° для хромо молибденовых. Корпус реактора и внутриреакторные конструкции подвергаются охрупчиванию при облучении нейтронами (удлинение стали типа 18-8 становится меньше 10%). Эксплуатация связана с чередованием стационарных и нестационарных режимов (пуск, останов, аварийное расхолаживание, изменение мощности и др.), и по предельным оценкам число переходных режимов с изменением температур до 400—500° С не превышает 1500. Суммарное время переменных тепловых режимов составляет не более 10% от общего временного ресурса (2- --4-3)-10 ч., т. е. основное время эксплуатации относится к стационарному режиму. Накопление циклических и длительных статических повреждений сопровождается при эксплуатации изменением состояния металла по химсоставу и механическим свойствам. Получение экспериментальных кривых усталости при реальных деформациях (размах до 0,5%) и длительности нагружения представляет невыполнимую задачу, поэтому в любом варианте расчета прочности неизбежна необходимость обоснования экстраполяции данных на большие сроки службы. Существующие предложения по расчету длительной циклической прочности отличаются как по определению напряжений и деформаций, так и по расчету предельных повреждений. [c.37]

Определение коэффициентов эквивалентности по результатам регистрации напряжений в пробегах на этих дорогах основывается на ряде допущений, принимаемых в теории усталости при так называемом нестационарном нагружении. [c.124]

Расчет иа усталость при нестационарном нагружении основан на принципе лииейного суммирования повреждений. Допустим, что повреждение характеризуется положительной величиной П (мерой повреждения). В начальный момеит Я = О, в момент разрушения П = . По мере увеличения числа циклов N в процессе нагруження велячииа П моиотоиио возрастает [c.568]

Суммирование в уравнении (8.7) распространяется на уровни напряжений Стаг> ((Т-i) д, так как предполагается, что напряжения с амплитудами, меньшими предела выносливости, не вызывают повреждения (если процесс усталости исключает стадию распространения трещин). Предположение о линейности накопления повреждения независимо от чередования уровней переменных напряжений при нестационарном нагружении лучше согласуется с экспериментальными данными при многократной смене уровней и повторяемости действия напряжений с одними и теми же значениями амплитуды на разные стадиях пребывания под нестационарной нагрузкой. Тип условий нагружения обычно вытекает из анализа резу 1Ьтатов соответствующих измерений в эксплуатационных условиях. [c.171]

Более полный расчет на усталость при нестационарной переменной напряженности основывается на экспериментальных данных о кривой усталости при режимах нагружения со спектром, подобным спектру действующих напряжений. Приняв одно из напряжений спектра (например, минимальное) кривой усталости и обозначив сум — общее число циклов, выдерживаемое материалом до разрушения, при изменении амплитуд позаданному спектру строят кривую зависимости от N yM-Эта кривая, связывающая величину с разрушающим числом циклов, позволяет определять запас прочности как отношение для данного N jm разрушающего напряжения [c.525]

Диаграммой выносливости называется набор кривых усталости, в которых асимметрия полуцикла учитывается с помощью понятия эквивалентной деформации. Диаграммы выносливости гладких образцов получают при стационарном жестком нагружении с учетом изменения деформационных свойств материала [4]. Такие диаграммы нагружения называются полными. Разработаны такнсе формальные методы учета нелинейности суммирования повреждений путем построения так называемых расчетных диаграмм выносливости, которые получаются из результатов испытания при нестационарном нагружении, характерном для условий эксплуатации рассчитываемого элемента [5]. Сравнение полной и расчетных диаграмм выносливости для сплава Д16Т приведено на рис. 5.3. [c.108]

К числу первых исследований по малоцикловой прочности при нестационарном нагружении относятся работы МИФИ по термической усталости, выполненные под руководством Я. Б. Фридмана и Н. Д. Соболева. Сочетание режимов однократной смены циклических деформаций А (ер--0,715%), В (ер = 0,48%) и С (sp= = 0,245%) выполнялось на стали Х16Н15МЗБ в заданном режиме термоусталостного нагружения 200. .. 750° С за счет варьирования жесткости нагружения переход с менее повреждающего режима на более повреждающий (В- А) и наоборот (В- С) осуществлялся на разных относительных числах цикла, но одинаковых стадиях работы материала в начальном режиме В йцП 1Мт = 0,3-, 0,5 0,7, где Nju — число циклов до разрушения в начальном режиме при стационарном термоусталостном нагружении. Таким образом, как диапазон деформаций, и температур, так и режимы нестационарности охватывали наиболее представительные условия термомеханического нагружения. [c.193]

Использование характеристик сопротивления усталости, полученных при стационарном нагружении (0о = onst), не обеспечивает достаточно высокой точности в оценке долговечности при нестационарном нагружении и поэтому по результатам программных испытаний на усталость определяются соответствующие характеристики усталости, учитывающие влияние изменчивости величины действующих напряжений. [c.81]

Нестационарное изменение переменных напряжений в деталях машин, когда максимальные и минимальные напряжения переменны во времени, встречается часто. Закономерности изменений прочностных СВОЙСТВ материалов при нестационарных нагружениях изучены пока недостаточно. Известно, напри-мер, что можно предел усталости /О материала значительно повысить пу-тем тренирования, т. е. предварительным ступенчатым циклическим нагружением с постепенно возра-стающими напряжениями. В дей-ствительных условиях не встречается постепенного ступенчатого повышения напряжений в деталях во мно- 28 гих случаях напряжения ниже пре-дела усталости чередуются с напряжениями выше предела усталости, действующими ограниченное 22 время. Перегрузки, действующие непродолжительное время, но систематически повторяющиеся много раз за время работы детали могут повышать и понижать предел усталости. Пример кривой повреждаемости для стали 5 (по Н. П. Щапову), т. е. кривой, отделяющей область, в которой циклические перегрузки на участке ограниченных чисел циклов, не вызывают снижения предела усталости показан на фиг. 1 кривая эта лежит значительно ниже кривой выносливости. [c.327]

Определение запасов прочности при усталости для нестационарного нагружения. Детали машин в условиях эксплуатации часто нагружаются переменными напряжениями, амплитуда которых изменяется в процессе иагружеиия (нестационарное нагружение). При многоступенчатом нагружении (рис. 10, а) деталь работает иа нескольких уровнях нагружения. Непрерывное нагружение (рис. 10, б) характеризуется непрерывным изменением амплитуды действующих напряжений. При блочном нагружении (рис. 10, в) в каждом отдельном блоке осуществляется работа на разных режимах. Блочное нагружение типично для машии периодического действия. [c.568]

Полосчатость более отчетливо наблюдается на металлах, склонных к деформационному старению при нестационарных условиях циклического нагружения, когда на некоторых этапах нагружения трещина усталости прекращает развиваться, У края трещины неиз- [c.115]

В настоящее время наряду с испытаниями при стационарном циклическом нагружении на больших базах (от 10 до 10 и более циклов) существенное развитие получили испытания на усталость при малоцикловом, нестационарном циклическом и комбинированных нагружениях. Необходимость проведения таких испытаний в широком диапазоне параметров иагружвния привела к дальнейшему совершенствованию существующей и созданию новой испытательной техники в нашей стране и за рубежом. [c.8]

Даунис М. А. Накопление усталостных и квазистатических повреждений при нестационарном мапоцикловом нагружении.— Матер. Всесоюз. рабочего симпоз. по вопросам малоцикловой усталости. Каунас, 1971. [c.281]

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]

В связи с тем что расширение экспериментальных основ расчета деталей при нестационарных режимах нагружения невозможно без надлежащего научного оборудования. Институтом механики АН УССР разработана серия машин и приборов для программных испытаний на усталость материалов и натурных деталей в широком диапазоне частот, усилий и динамических перемещений. Эти машины позволяют с достаточной степенью точности воспроизводить эксплуатационные режимы изменения напряжений путем варьирования их по дискретной схематизированной программе и в настоящее время нашли применение во многих научно-исследовательских и промышленных лабораториях.. [c.3]

В табл. 4.1 приведены результаты экспериментальной проверки формулы суммирования (4.5) по данным испытаний серии трубчатых образцов конструкционного сплава ЭИ-607А, а также сплавов ЭИ-765 и ЭП-182, при различных нестационарных режимах нагружения, указанных в первой графе таблицы Для каждого такого режима по формуле (4.5) подсчитывалось теоретическое значение П, соответствующее моменту фактического, определенного на опыте, разрушения. Вследствие рассеяния долговечностей образцов, испытанных в одинаковых условиях, продолжительность последней ступени нагружения, оканчивавшейся моментом разрушения, является случайной величиной, и в расчет вводилось среднее значение результатов одинаковых испытаний трех—пяти образцов. Так как кривая статической усталости, по которой определяются Ад и С , отвечает пятидесятипроцентной вероятности разрушения, то подсчитанные указанным образом значения П должны быть в случае справедливости формулы (4.5) близкими к единице. Это и имело место во всех рассмотренных случаях нестационарного нагружения при линейном и плоском напряженных состояниях. Наблюдаемые небольшие отклонения вычисленных величин П от единицы вполне объясняются вариациями а и р в пределах доверительных интервалов. [c.102]

Смотреть страницы где упоминается термин Усталость, при нестационарном нагружении : [c.42] [c.93] [c.136] [c.631] [c.10] [c.120] [c.287]

Смотреть главы в:

Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей -> Усталость, при нестационарном нагружении

ПОИСК

Запас при усталости для нестационарного нагружения — Определение

Нагружение контактное 1, 341 —Основные нестационарное — Параметры 1. 307 Спектры напряжений 1. 307— Усталост

Нагружение нестационарное

Нестационарность

Нестационарность нагружения

Усталость

Усталость динамнчеркая при нестационарном нагружении

Усталость при нестационарных режимах нагружения

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...