Влияние напряжения цикла и типа нагружения

ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ЦИКЛА И ТИПА НАГРУЖЕНИЯ i [c.285]

Схематизация ПЦН двигателя заключается в удалении из него всех выдержек диска при постоянной нагрузке и части режимов работы двигателя, влиянием которых можно пренебречь. Полетный цикл изменения напряжений представляется в виде суммы нескольких циклов треугольной формы, в начале и в конце которых уровень напряжений принимается одинаковым (рис. 1.6а). Анализ НДС при повторении каждого типа циклов, выделенных из ПЦН, проводят раздельно без учета их чередования при дальнейшем суммировании повреждений. Возможен вариант схематизации ПЦН [50], как это показано на рис. 1.66, когда полетный цикл представляется в виде двух синусоидальных циклов нагружения. Более сложное представление ПЦН с учетом многократного повторения номинального режима работы двигателя в полете, как это показано на рис. 1.6б, позволяет более полно характеризовать накопление повреждений в дисках [51]. В случае наиболее полного представления полетного цикла нагружения учитывается выдержка материала при его работе в составе двигателя (рис. 1.6г), а также включаются в рассмотрение циклы переходных режимов работы двигателя [52]. В последнем случае рассматривается ситуация, которая более характерна для военной техники. Указанные подходы к схематизации нагрузок относятся только к расчету дисков на усталостную долговечность без учета возможного возникновения и развития усталостных трещин. [c.40]

В процессе торможения трещины при переходе на меньший уровень нагружения на восходящей ветви нагрузки последующих циклов нагружения сигналы АЭ дискретного типа не наблюдаются в связи с частичной задержкой или остановкой трещины. Вместе с тем на нисходящей ветви нагрузки с возрастанием числа циклов нагружения имеет место формирование сигналов АЭ непрерывного типа. Отсутствие сигналов АЭ дискретного типа на восходящей ветви нагрузки подтверждает мысль о том, что этот сигнал связан с процессом именно разрушения материала в момент начала раскрытия берегов трещины. Нарастание сигналов непрерывного типа свидетельствует о протекании в вершине трещины разрыхления материала в результате пластической деформации и его подготовка к развитию трещины на новом уровне напряжения. Такая ситуация характерна и в каждом цикле нагружения образца в процессе непрерывного подрастания трещины, что свидетельствует о влиянии полуцикла разгрузки на процесс формирования усталостных бороздок. Помимо того, важно подчеркнуть, что полученная закономерность формирования сигналов АЭ указывает на продолжение процесса пластической деформации материала и после закрытия берегов усталостной трещины до полной разгрузки образца. [c.167]

Следует отметить актуальность исследования влияния формы кривой цикла изменения напряжений. Эксплуатационная нагруженность деталей многих типов машин характеризуется режимом, при котором после достижения максимальных напряжений наступает незначительное их снижение, после чего напряжения снова увеличиваются до следующего максимума и т. д. Однако количественная оценка усталостного повреждения, вызванного такими сравнительно небольшими изменениями кривой нагружения, пока получена лишь в очень ограниченном объеме. [c.56]

Расчет напряжений и деформаций в наиболее нагруженной зоне корпуса типа II для схематизированного цикла изменения температуры выполнен без учета (сплошные линии) и с учетом (штриховые линии) ползучести. Влияние ползучести проявляется после 20 - 25 циклов термоциклического нагружения, причем размахи напряжений и деформаций, достигнутые к двадцатому циклу, остаются примерно постоянными при последующем нагружении. [c.228]

При решении вопроса о влиянии различных факторов на диапазон изменения шага усталостных бороздок необходимо показать, от какого параметра в большей степени они зависят максимального коэффициента интенсивности напряжений или размаха коэффициента интенсивности напряжений в переменном цикле. В случае нестационарного режима нагружения за счет изменения асимметрии цикла i >0 происходит существенное изменение диапазона возможных величин AKi)i, а следовательно, и величин б . Нестационарный режим нагружения основное влияние оказывает на предельную величину шага усталостных бороздок 6 характеризующей переход в развитии трещины от стабильного к нестабильному разрушению. Граница перехода от разрушения по механизму сдвига тип II) к отрыву характеризуется аналогичной зависимостью изменения величины Л/Г], что соответствует случаю стационарного режима на-гружения (рис. 118). [c.275]

Основными типами испытаний при малоцикловом нагружении являются испытания при симметричном и асимметричном циклах деформаций и напряжений. Для оценки влияния на характеристики деформирования и разрушения асимметрии цикла напряжений и деформаций проводят испытания не менее чем при трех коэффициентах асимметрии Rg и Re- [c.119]

Реальные тела никогда не бывают совершенно упругими, так что при распространении в них возмущений часть механической энергии превращается в тепло несколько различных механизмов этих превращений объединены общим названием — внутреннее трение. При прохождении в теле цикла напряжений обнаруживается, вообще говоря, петля гистерезиса кривая напряжение — деформация для возрастающих напряжений не повторяется точно ее нисходящей ветвью. Даже в том случае, когда влияние этого эффекта незначительно при статическом нагружении, оно может быть существенным фактором затухания упругих волн, так как при прохождении импульса давления через материал каждый слой поочередно проходит через такой цикл, а для синусоидальных колебаний число циклов гистерезиса зависит от частоты и может достигать порядка миллионов в секунду. Градиенты скорости, создаваемые волной напряжения, приводят ко второму виду потерь, связанному с вязкостью материала. Природа затухания различна для этих двух типов внутреннего трения, и экспериментальные данные показывают, что оба типа имеют место. [c.8]

Применимость рассмотренных данных по масштабному эффекту 1к реальным сварным конструкциям сомнительна в связи с влиянием разницы в условиях нагружения, геометрической форме, типе цикла напряжения и уровне напряжений. На основании одних только статистических соображений можно ожидать, что предел выносливости деталей больших размеров должен быть несколько ниже предела выносливости деталей меньших размеров, для которых три прочих равных условиях вероятность наличия пороков материала меньше . [c.59]

В сварных конструкциях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках обычно изучают на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. В образцах со снятым усилением концентрация напряжений практически отсутствует. Как показали результаты многочисленных опытов, в таких обработанных сварных образцах из низкоуглеродистых и ряда низколегированных конструкционных сталей отношение 011/0-1 0,9, где 0 1 — предел выносливости образца из основного металла при симметричном цикле 0 — предел выносливости стыкового сварного соединения. Значения предела выносливости при автоматической сварке более стабильны, чем при ручной. Это объясняется лучшим качеством сварных швов. [c.138]

Рассмотренные данные по прочности при мягком нагружении относятся к испытаниям в условиях симметричного цикла. Асимметрия напряжений Но оказывает суш,ественное влияние на долговечность в связи с особенностями сопротивления материалов деформированию при наличии среднего напряжения. Так, для циклически стабильных и разупрочняюгцихся материалов в интервале напряжений, приводяш,их к квазистатическому разрушению, долговечность определяется величиной максимального напряжения цикла (рис. 1.1.5). У циклически упрочняюш,ихся материалов с усталостным типом разрушения малоцикловая прочность характеризуется амплитудными значениями напря жений (рис. 1.1.6). [c.11]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Выбор метода схематизации процессов второго типа зависит от того, какое влияние оказывагт изменение средних нагрузок циклов на сопротивление усталости и насколько важно отразить Б составе схематизированного процесса эти особенности нестационарного нагружения. Однопараметрические методы схематизации HQ учитывают изменения средних напряжений циклов. Схематизация по двум параметрам позволяет учесть эти изменения в виде переменной асймметрии циклов. Покомпонентный метод схематизации отражает как цикличность изменения, так и сложность состава средних нагрузок циклов. [c.31]

В условиях повышенных температур фактор наличия выдержки на экстремумах нагрузки оказывает свое влияние на параметры процесса деформирования, причем его степень зависит от типа материала, уровня температур, длительности выдержек и уровня приложенных напряжений. На рис. 4.8 показаны экспериментальные данные по кинетике циклической 6 ) и односторонне накопленной пластических деформаций для стали Х18Н10Т при 450° С и различных формах цикла мягкого режима нагружения, включая простое нагружение треугольной формой цикла и трапецеидальной с выдержками как в полуциклах растяжения и сжатия, так и с односторонними выдержками в каждом из этих полуциклов, причем время выдержки во всех случаях 5 мин. [c.74]

В рамках механики хрупкого разрушения рассматриваем скорость роста устойчивой треш,ины dlidt как функцию коэффициента интенсивности напряжений на фронте треш,ины, если нагрузка постоянная или медленно меняюш,аяся, или как функцию характерных (например, максимальных или минимальных) значений коэффициента интенсивности напряжений для каждого цикла, если нагрузка циклическая. Введение коэффициента интенсивности напряжений как основного определяюш,его параметра позволяет совместно учесть уровень напряжений s и размер треш,ины I одним размерным комплексом типа (3.94). Это становится невозможным, если учитывать влияние разрыхления на скорость роста треш,ины dUdt мера повреждения Tj зависит от истории нагружения и не зависит от размера тре-ш,ины. Если же влияние разрыхления на скорость dl/dt пренебрежимо мало, то соотношения механики хрупкого разрушения применимы в полной мере. [c.116]

Для сравнения влияния окружающей среды, в частности воздуха, масла или воды (при 100° С), авторы [2] нанесли на график нормированное начальное напряжение в зависимости от логарифма долговечности для случая, разрушения, определенного различными долями начального напряжения в цикле. Им удалось произвести полное сравнение только при весьма высоких уровнях напряжений, и для этого были выбраны напряжения, равные 75 и 90% от начального. Было найдено, что результаты в случаях масла и воздуха почти совпадают для композитов как с обработанными, так и с необработанными волокнами. В воде при 100 °С повреждения композитов обоих типов были примерно одинаковыми. Были проведены исследования [21 распространения трещины при кручении, из которых следовали аналогичные выводы. Нагружение кручением в виде, представленном в работах [12, 2], едва ли возникает на практике из-за очень низкой крутильной жесткости однонаправленных углепластиков. Однако проведенные исследования подчеркнули значение видов нагружения, при которых матрица и поверхность раздела испытывают существенные деформации. [c.391]

Приведены результаты испытаний иа статический разрыв и малоцикловую усталость плоских образцов, вырезанных в продольном направлении пз сварных стыков труб, выполненных из перлитной стали 10ГН2МФА с антикоррозионной наплавкой внутренней поверхности материалом 08Х19Н10Г2Б. В сварном соединении имелись натурные дефекты типа мелких пор, рыхлот, шлаковых включений, неоплавлений протяженностью от 0,3 до 3,5 мм. Изучено влияние ремонтной операции на малоцикловую усталость сварного соединения. Условия испытаний те.мпература 293 К, частота нагружения 0,5—2,0 Гц, коэффициент асимметрии цикла по напряжению На — 0,006. Описаны особенности возникновения II развития разрушения по критерию длины трещины в зависимости от наличия и расположения исходных дефектов. [c.439]

Я- М. Потак [123] исследовал влияние наводороживания при кислом и цианистом цинковании на усталостную прочность стали ЗОХГСА, обработанной до предела прочности =180 кПмм . Эти опыты показали, что значительное наводороживание стали при цинковании не изменило предела усталости стали, хотя сталь ЗОХГСА весьма чувствительна к водородной хрупкости. В то же время было установлено, что наводороживание стали может существенно понизить число циклов до разрушения при условии действия концентраторов напряжений, малой частоты нагружения и сравнительно высоких напряжений. Испытания на циклическое растяжение плоских образцов из стали типа ЗОХГСА с концентратором напряжения показали снижение (в некоторых случаях вдвое) числа циклов нагружений до разрушения наводороженной стали по сравнению с ненаводо-роженной. [c.95]

История изменения напряжения, температуры, пластической деформации и деформации ползучести в течение цикла может быть весьма разнообразна. Для отражения ее влияния на число циклов до разрушения внешних параметров цикла (например размаха деформации) оказывается в обш ем случае недостаточно. Здесь физически более оправданными представляются феноменологические модели другого типа в них рассматривается эволюция параметра повреждаемости (кинетика накопления повреждений) в течение каждого цикла в зависимости от те-куш их значений параметров состояния. Однако при этом сразу же возникают серьезные трудности обычные параметры состояния (напряжение, параметр Удквиста) не позволяют объяснить даже известную эмпирическую формулу Коффина, относяп] ую-ся к испытаниям простейшего типа. Это препятствие удается преодолеть при использовании структурной модели, выявившей два новых параметра состояния, связанных именно с циклическим деформированием. В принципе подобия (см. разд. А5.3) этими параметрами определяется текуш ая скорость неупругого деформирования в цикле. Их можно интерпретировать как относительное число вошедших в неупругое деформирование состав-ляюш их микрообъемов среды и их относительную нагружен-ность. Эти характеристики достаточно просто отражаются в макроскопических величинах С = /%/е характеризует первый параметр, 0(/-, 8>., 9у) — второй. [c.220]

То, что структурные превращения оказывают в процессе циклического нагружения сильное влияние на форму кривой усталости, указано в работе Т.Р.Ж. Вильямса и К.Р. Шурмера [25], которые исследовали форму кривой усталости для образцов с концентратором напряжения (А, = 2,5) из нержавеющей стали марки типа 18-8 в зависимости от температуры испытания. Испытания при комнатной температуре выявили на кривой усталости разрыв в диапазоне 2 lO -S 10" циклов нагружения при напряжении около 520 МПа (рис. 1.19, а). Верхняя часть кривой усталости выше разрыва смещена в сторону большего числа циклов нагружения. При температуре испытания -80 °С разрыв кривой усталости наблюдается при напряжении 720 МПа, однако верхняя ветвь кривой усталости в этом случае смещена в сторону меньшего числа циклов (рис. 1.19, б). Металлографические исследования образцов, испытанных на усталость при температуре -80 С, обнаружили интенсивное мартенситное превращение по полосам скольжения. Предполагается, что разрыв кривых усталости и положение верхней ветви кривых обусловлены процессом динамического деформационного старения. Начиная с какого-то критического напряжения (напряжения, соответствующего положению разрыва) при циклическом нагружении резко интенсифицируется процесс нагрева образца, вызванный [c.21]

Имеется лишь небольшое количество достоверных сведений, которые можно приложить к примерам, в которых отношения и 01/03 не остаются постоянными во время цикла нагружения. Гаф исследовал ) случай, в котором статический изгиб и кручение были наложены на симметричный цикл напряжений. Было найдено, что влияние моментов статического нагружения на. предельные значения переменных моментов было весьма мало ) и что для вычисления предельных значений переменных напряжений 1ложно воспользоваться эллипсом того же типа, что и на рис. 319. Оси эллипса равны диапаг аонам переменных напряжений ) при изгибе и кручении. Диапазоны находятся в соответствии с приложенными статическими напряжениями, так как последние являются в этом случае средними напряжениями. [c.401]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...