Малоцикловая усталость при изотермическом и неизотермическом нагружениях

Методика расчетов на малоцикловую усталость при изотермическом и неизотермическом нагружении подробно разработана и освещена, например, в [2, 18, 19, 41, 50]. Значительно меньше освещены расчеты на малоцикловую усталость при сложном напряженном состоянии, хотя ряд общих положений имеется в монографиях [13, 48]. [c.172]

Оценка повреждений с целью проверки справедливости деформационно-кинетических критериев циклического разрушения должна осуществляться с использованием прямых корректно полученных данных базовых экспериментов, причем в общем случае проведение таких экспериментов предусматривается на машинах с обратными связями, обеспечивающих различные режимы программного нагружения и нагрева с погрешностью по каналам сил, деформаций и температур не более 1—2%. При этом в соответствии с результатами испытаний широкого круга конструкционных материалов суммарное накопленное к моменту разрушения (появления трещины) повреждение для случаев малоциклового, длительного циклического изотермического и неизотермического нагружений, а также термической усталости оказывается, как правило, в пределах от 0,5 до 1,5. [c.275]

Для оценки неизотермической малоцикловой прочности при различных сочетаниях режимов нагрева и нагружения необходимы информация о кинетике параметров процесса циклического упруго-пластического деформирования в опасной зоне конструктивного элемента, об изменении полной (или необратимой) деформации, о накопленной деформации с числом циклов нагружения, а также кривая малоцикловой усталости, соответствующая режиму нагру-л ения и нагрева. Кривые малоцикловой усталости следует получать при длительном изотермическом и неизотермическом малоцикловом жестком нагружении с учетом температур (рис. 3.1, а), частоты (времени) деформирования (рис. 3.1, б), а также цикличности температуры (рис. 3.2). В случае режимов, обладающих максимальным повреждающим эффектом, кривые I, II (рис. 3.2) жесткого режима деформирования смещаются в область меньшего числа циклов до разрушения (появления трещины). Кроме того, требуется информация о располагаемой пластичности материала при монотонном растяжении (рис. 3.3, режимы а, б) с учетом скорости [c.125]

В ЭТОМ разделе в краткой форме изложены основные методы оценки прочности при изотермическом малоцикловом нагружении, поскольку часто пытаются применить эти критерии и для случая неизотермического циклического нагружения — термической усталости. В дальнейшем будет рассмотрена возможность их иопользования в этом случае. Подробный анализ явления изотермической малоцикловой усталости и соответствующие критерии прочности изложены в работах [47, 50] и др. там же приведен обзор литературы. Здесь упомянуты лишь те работы, результаты которых могут быть непосредственно использованы для оценки термоциклической прочности. [c.114]

Второй член этого уравнения учитывает статическое повреждение, возникающее одновременно с циклическим и выражающееся в формоизменении детали или испытуемого образца. Уравнение (5.51) в области изотермической малоцикловой усталости называют деформационно-кинетическим критерием [86]. При использовании этого уравнения для случая неизотермического нагружения исходные свойства материала (долговечность Л р, определенная в условиях строго жесткого нагружения, и предельная пластичность е/, определенная в условиях статического нагружения) должны быть получены при циклически изменяющейся температуре. Режим изменения температуры при определении исходных (базовых) характеристик должен соответствовать условиям работы детали. [c.130]

Неизотермическое циклическое нагружение, по сравнению с изотермической малоцикловой усталостью, имеет ряд особенностей, которые усиливают взаимное влияние процессов статического и циклического повреждений холодное деформирование в пластической области в четных полуциклах, различный характер фазовых превращений и процессов карбидообразования в четных и нечетных полуциклах, отсутствие условий для отдыха материала при изменении знака напряжений и для залечи- [c.149]

Для изготовления конструктивных элементов турбомашин используют жаропрочные сплавы [22, 75, 80, 100]. Они являются перспективными и для элементов тепловой энергетики в связи с ростом давления, температур и мощностей энергетических установок. Для изучения влияния пластичности жаропрочных материалов на сопротивление неизотермическому малоцикловому разрушению была разработана программа испытаний в условиях переменных температур (рис. 2.4). В нее включены испытания на термическую усталость без выдержки и с выдержкой при максимальной температуре (рис. 2.4, а и б) изотермические при предельных температурах термоусталостного цикла (рис. 2.4, в) неизотермические (в диапазоне температур основного термоусталостного цикла) для контрастных сочетаний режимов нагружения и нагрева (жесткий режим) при синфазном (рис. 2.4, д) и противофазном (рис. 2.4, г) циклических нагревах и нагружениях. [c.47]

Наибольшие повреждения за счет выдержки в полуцикле растяжения при изотермических (точки 15) и неизотермических (точки 16) испытаниях соответствуют кривой III. Характер кривых II и III показывает, что для рассматриваемого материала может быть установлено пороговое значение длительности выдержки примерно 20 мин, после которого длительность выдержки не влияет на сопротивление малоцикловой усталости. Кривая IV отражает результаты испытаний, когда выдержка осуществляется и при сжатии и при растяжении в цикле одновременно. Положение кривой III по отношению к кривой IV говорит об эффекте залечивания , свойственного режиму нагружения с выдержкой в полуциклах сжатия. [c.56]

Малоцикловая усталость проявляется как в деталях, нагружаемых циклически при постоянной температуре (изотермическое малоцикловое нагружение), так и при одновременном циклическом изменении нагрузки и температуры (неизотермическое малоцикловое нагружение), В последнем случае нагружение жесткое, поскольку в детали создается температурная деформация ет, которая переходит в механическую упругопластическую деформацию материала в наиболее нагруженной области И частично й упругую деформацию соседних областей. [c.155]

Основной особенностью малоциклового нагружения как при изотермическом (малоцикловая усталость), так и при неизотермическом (термическая усталость) нагружении являются значительные величины циклических деформаций. Этим обстоятельством определяются основные закономерности накопления повреждений и разрушения. В обоих случаях — при постоянной или циклически меняющейся температуре — нагружение элемента тела может быть произведено двумя способами при постоянной амплитуде напряжений, как при обычных испытаниях на усталость, и при постоянной амплитуде деформаций. [c.65]

Ниже приведены результаты испытаний сплава ХН73МБТЮВД, на примере которых показана возможностБ" использования деформационно-кинетического критерия в случае термической усталости. Испытания проводили по режимам, приведенным выше были получены кривые малоцикловой усталости при изотермическом и неизотермическом нагружении по жесткому режиму, а также кривые термической усталости в циклах раз личной длительности (рис. 73). Эти зависимости необходимы для определения величины в.ходящей в уравнение (5.51). Значение Np принимают из опытов на неизотермическую малоцикловую усталость при жестком режиме нагружения, когда односторонняя деформация отсутствует. [c.131]

Аналогичные закономерности изменения сопротивления малоцикловой усталости при изотермическом и неизотермическом режимах нагружения получены для сплавов 10Х11Н20Т2Р, ХНбОВТ и литейного (рис. 2.8 — 2.10). Наибольшее уменьшение долговечности при синфазном режиме неизотермического нагружения характерно для литейного малопластичного сплава (точки на рис. 2.10). [c.33]

Для сравнения областей разброса экспериментальных данных при изотермическом и неизотермическом малоцикловых нагружениях на рис. 77 приведены результаты ASME и соответствующая аппроксимирующая кривая изотермической малоцик- ловой усталости, полученная при испытании легированных сталей ( =650° С). [c.136]

Анализ уравнения (2.19) показывает, что влияние неизотермич-ности и снижения длительной пластичности материалов при мало-цлкловом изотермическом и неизотермическом нагружении можно учесть введением в критериальные уравнения длительности цикла или частоты нагружения. Это направление развито в работах С. В. Серенсена, Ю. Ф. Баландина, Л. Коффина и др. При малоцикловом жестком нагружении при высоких постоянных температурах и различных частотах, когда роль временных эффектов становится заметной, данные испытаний образуют единую кривую усталости в координатах пластическая деформация ер — приведенное число циклов до разрушения [90] [c.71]

Данные рис. 72,а и 73 позволяют отметить некоторые особенности исследуемого материала. Кривая длительной пластичности, полученная в условиях неизотермического нагружения (200 860° С, точки 1 на рис. 72,6), не отличается от кривой, полученной обычным способом (1тах= 86 0 С = СОП31, ТОЧКИ Л НЭ рис. 72). Данные по изотермической и неизотермической малоцикловой усталости (точки 3 и 4 на рис. 73) также совпадают. Это позволяет для сплава ХН73МБТЮВД использовать для получения исходных характеристик Л р и е/ результаты испытаний при постоянной температуре, что может существенно сократить [c.132]

Существенное влияние на сопротивление малоцикловой усталости в изотермических условиях уровня температур показано на рис. 3. Хотя пластичность канщого сплава при крайних температурах термического цикла примерно одинакова, однако различие в долговечности (кривые 1 2 — сплав ЭП-693ВД, кривые 7 и 5 — сплав ЭП-220) составляет до 10 раз. Это означает, что в условиях неизотермического малоциклового нагружения скорость накопления повреждений в холодной части цикла значительно ниже, чем в горячей. [c.38]

Значение температуры, при котором рекомендуется проводить изотермическое нагружение, вЫ(бирают равным средней температуре термоцикла либо подсчитывают по эквивалентному повреждению в циклах с постоянной и переменной температурой на основе закона линейного суммирования. Однако сопоставление результатов по малоцикловой усталости, полученных с изменяющейся и с постоянной температурой ([47, 93] и др.), как правило, показывает, что термоусталостное нагружение является более повреждающим (имеются в виду испытания без выдержки при максимальной температуре цикла) в случае неизотермического нагружения не происходит восстановления свойств материала, поврежденного в полуцикле с максимальной температурой. В случае изотермической малоцикловой усталости та- [c.128]

В соответствии с условиями циклического упругопластического деформирования проведен комплекс испытаний на малоцикловую усталость материала кольца — стали 10Х11Н20ТЗР при жестком нагружении в изотермическом (650 С) и неизотермическом (150. .. 650 °С) режимах (см. рис. 3.5, а). Для неизотермического режима моделировали синфазное сочетание циклов механического и температурного нагружения. Испьггания выполняли на программных установках с независимым нагружением и нагревом по стандартной методике [ 2, 8 ]. [c.137]

Режим малоциклового неизотермического нагружения существенно влияет на малоцикловую долговечность конструктивного элемента. Сравнение кривых 2 к 4, полученных с помощью МКЭ, показьшает, что смещение кривой 4 для синфазного неизотермического нагружения относительно кривой 1 ддя изотермического режима связано с недостаточным проявлением в полуцикле сжатия (при низких температурах) эффекта залечивания повреждений, возникающих в полуцикле растяжения за пределами упругости при высокой температуре, а снижение малоцикловой долговечности в этом случае (на порядок и более) достаточно хорошо подтверждается данными испытаний образцов на малоцикловую усталость. [c.149]

Рис, 2.51. Кривые малоцикловой усталости дисков (а) из сплава ХН35ВТ при неизотермическом = = 70... 700° С) нагружении и оболочки (б) из высокопрочного алюминиевого сплава при изотермическом (Т = 20°С) нагружении [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...