Пластические деформации при циклическом нагружении

В качестве надрезов с малым радиусом кривизны используют усталостные трещины, создаваемые при предварительном циклическом нагружении с амплитудой номинального напряжения, достигающего 0,25 От. При этом число циклов, необходимое для образования трещины требуемой длины, составляет примерно 10 — 5-10. При таком режиме необходимо предусмотреть, чтобы размеры зон пластической деформации при циклическом нагружении не превышали размеров этих зон при статических испытаниях для определения Ki - [c.55]

Размер зоны определяет величину подрастания трещины в цикле нагружения, а следовательно, контролирует масштабный уровень процесса формирования поверхности разрушения. Поэтому сначала рассмотрим закономерности формирования зоны пластической деформации при циклическом нагружении материала. [c.134]

Пластическая деформация при циклическом нагружении может осуществляться наряду со скольжением и путем двойникова-ния. [c.32]

В вершине треш,ины, как было отмечено в разд. 11.5, у пластического материла появляется область пластических деформаций. При циклическом нагружении периодическая догрузка и разгрузка материала приводит к его упрочнению в этой области (3.2). Он теряет пластические свойства, охрупчивается. А это, в свою очередь, способствует подрастанию треш ины, так как хрупкий материал более чувствителен к треш,инам. [c.465]

Пластически е деформации. Используя уравнение (86), рассмотрим пластические деформации при циклическом нагружении. Ограничимся случаем симметричного циклического нагружения касательным напряжением с постоянной амплитудой. В данном случае при нагружении за порогом насыщения формулы (87) и (103) примут вид [c.92]

Показано, что при мягком нагружении возможны три различных случая накопления суммарной пластической деформации в зависимости от числа полуциклов. Характеристикой величины пластической деформации при циклическом нагружении служит ширина петли деформирования за полуцикл. Для циклически упрочняющихся материалов остаточная деформация за полуцикл уменьшается с числом циклов и стремится к некоторой постоянной предельной величине для циклически разупрочняющихся материалов ширина петли и суммарная деформация увеличиваются с числом циклов для циклически стабильных материалов ширина петли гистерезиса, начиная с некоторого полуцикла, становится постоянной и не зависит от числа циклов. [c.205]

Пластическая деформация при циклическом нагружении [c.289]

Пример нелинейного анализа остаточной пластической деформации при циклическом нагружении [c.16]

Весьма важен вопрос о пластических деформациях при циклических нагружениях. Экспериментальные данные по этому вопросу приведены в книге В. В. Москвитина [ ] там же развита схема использования уравнений деформационной теории для описания таких процессов. Соотношения, описывающие многократное нагружение упруго-пластической среды на основе физически более правильной теории течения, получены в статье Р. А. Арутюняна и А. А. Вакуленко [ ]. Авторы исходят из уравнения поверхности нагружения [c.82]

Циклическое накопление пластической деформации при переменном нагружении обусловливает процесс суммирования повреждения в металле, приводящий к образованию макротрещины и к окончательному разруше-6 83 [c.83]

Уравнения (22)—(31) позволяют описать изохронные кривые статического и циклического деформирования, а также проанализировать изменение ширины петли и накопление пластических деформаций при мягком нагружении [c.109]

Другое направление учитывает роль пластических деформаций в механизме демпфирования энергии при колебаниях. Отметим здесь две гипотезы. Это прежде всего гипотеза упругого гистерезиса, предложенная Н. Н. Давиденковым зависимость напряжения от деформации при повторном нагружении является степенной функцией, определяемой амплитудой деформации, а не скоростью. Гипотеза Н, Н. Давиденкова нашла многих сторонников, она получила подтверждение опытными данными для многих конструкционных материалов. Упомянем также комплексное представление Е. С. Сорокина для связи между напряжением и деформацией при циклическом нагружении, когда неупругая циклическая деформация отстает по фазе от упругой на 90°. Для петли гистерезиса гипотеза Е. С. Сорокина дает эллиптическую зависимость, что удобно при расчетах. [c.6]

Рис. 5.11. К расчету пластических деформаций при симметричном нагружении а — режим нагружения б — расчетная диаграмма циклического нагружения

Для углеродистых и низколегированных сталей при По,2/<Тв 0,6 (склонных к одностороннему циклическому разупрочнению, накоплению пластических деформаций при мягком нагружении) определение допускаемых величин [о ] и [7V] как минимальных следует проводить в дополнение к уравнениям (2.3), (2.4) по формулам [c.34]

Приведенные выше зависимости коэффициента поперечной деформации р, а также связи продольных и поперечных деформаций относятся к однократному статическому растяжению изотропных материалов и получены исходя из условия неизменности объема при пластическом деформировании. При циклическом нагружении поликристаллических материалов, например конструкционных сталей и сплавов, с ростом числа циклов нагружения происходит разрыхление материала, сопровождающееся увеличением деформируемого объема (45, 46]. Это сказывается на величинах коэффициента поперечной деформации и позволяет судить о степени поврежденности материала. [c.47]

Таким образом, пластическая деформация при цикле нагружения рс вызывает внутренний скачок деформации в направлении растяжения. В результате этого происходит разрушение, трещина образуется в объеме образца, разрушение развивается из внутренней зоны, поэтому влияние атмосферы отсутствует. При цикле нагружения ср деформация ползучести также вызывает скачок деформации в направлении растяжения внутри образца в большом количестве образуются зернограничные трещины, поэтому и в этом случае влияние атмосферы отсутствует. В отличие от этого при испытаниях о. рр м сс циклами нагружения деформация одинакового Вида возникает и при растяжении, и при сжатии, поэтому возможность обратимой циклической деформации очень большая. В этом случае повреждения накапливаются на поверхности образца с малой степенью сложного напряженного состояния, поэтому легко проявляется влияние атмосферы. [c.243]

Как отмечалось выше, циклическое деформирование при мягком нагружении характеризуется в общем случае изменением ширины петли упруго-пластического гистерезиса и односторонним накоплением пластической деформации при жестком нагружении напряжения изменяются от цикла к циклу. Таким образом, при рассмотрении характеристик разрушения необходимо иметь в виду влияние на прочность кинетики напряжений и деформаций. [c.108]

Согласно современным представлениям природа усталостного разрушения металла носит статистический (случайный) характер и связана с неизбежной неоднородностью его кристаллической структуры. Металл состоит из большого числа случайно ориентированных кристаллов и имеет различные дефекты внутреннего строения. Отдельные кристаллы имеют различные размеры и форму и анизотропны, т. е. обладают различной прочностью в разных направлениях. Поэтому при нагружении детали все кристаллы напряжены неодинаково, одни в большей, другие в меньшей степени. В силу случайных причин в наиболее неблагоприятно ориентированных кристаллах возникают пластические деформации. При однократном нагружении это приводит к некоторому местному перераспределению напряжений и не вызывает разрушения металла. При повторном нагружении в этих кристаллах появляется наклеп, т. е. они упрочняются (аналогичное явление упрочнения после текучести наблюдается и при испытаниях на растяжение образцов из различных пластических материалов). С каждым последующим циклом нагружения в таких кристаллах накапливаются необратимые механические повреждения, напряжения в них постепенно увеличиваются, и, когда способность какого-то кристалла к упрочнению исчерпывается, в нем появляется трещина. Трещина обычно возникает на поверхности детали в местах наибольших напряжений, а также в местах, имеющих дефекты внутреннего строения металла или обработки поверхности. По мере увеличения числа циклов нагружения трещина увеличивается в размерах, и, когда статическая прочность оставшейся неповрежденной части сечения (зона А — зона долома, см. рис. 14.4) становится недостаточной, происходит внезапное разрушение детали. Края развивающейся трещины в процессе циклического нагружения многократно трутся друг о друга. [c.341]

Подчеркнем, что в общем случае при циклическом нагружении в условиях объемного напряженного состояния (ОНС), реа-лизирующегося, например, у вершины трещины или острого концентратора в конструкции, соотношение компонент приращения напряжений при упругой разгрузке может не совпадать с идентичным соотношением напряжений в момент окончания упругопластического нагружения [66 68, 69, 72, 73]. Поэтому интенсивность приращения напряжений 5т, при которых возобновится пластическое течение при разгрузке (или, что то же самое, при реверсе нагрузки), может быть меньше, чем в одноосном случае, где циклический предел текучести 5т = 20т для идеально упругопластического тела [141, 155]. Это обстоятельство приводит к некоторым особенностям деформирования и соответственно повреждения материала в случае ОНС. Например, при одинаковом размахе полной деформации в цикле можно получить различные соотношения интенсивности размаха пластической АеР и упругой Де деформаций за счет изменения параметра 5т- [c.130]

Для анализа критических параметров и характера разрушения материала при длительном статическом и циклическом нагружениях целесообразно суммировать рассмотренные здесь механические и физические особенности процесса разрушения в виде схемы, приведенной на рис. 3.2, где линия 1 соответствует внутризеренному характеру разрушения по механизму, свойственному данному виду нагружения. При этом критические параметры (количество циклов до разрушения Nf при циклическом нагружении или пластическая деформация Zf при статическом нагружении) не зависят от скорости деформирования Кривая 2 соответствует межзеренному разрушению, для которого характерна чувствительность критических пара- [c.153]

Ранее при анализе деформирования материала в вершине трещины было сделано допущение об однородности НДС по структурному элементу. Анализ НДС с учетом этого допущения приводит к двум возможным состояниям первое — при циклическом нагружении обратимая пластическая деформация отсутствует в структурном элементе второе — зона обратимой пластической деформации равна структурному элементу или больше его. При введенном определении структурного элемента такой подход достаточно обоснован. Дело в том, что если раз- [c.214]

В процессе эксплуатации аппарат подвергается воздействию циклических нагрузок. Для получения более достоверно- 0 расчета учитывают реальное число циклов. При этом его долговечность определяется характеристиками пластичности ари статическом разрушении материала и пластической деформацией в цикле нагружения [c.344]

Таким образом, развиваемые ранее [65, 66, 77] представления о разрушении как о предельной работе, совершенной микронапряжениями на пути упругой и пластической деформации при циклическом нагружении, могут быть использованы также для описания разрушения на стадии развития трещин при длительнолс статическом нагружении. [c.238]

Г, Б. Талыпов. Пластически деформации при циклическом нагружении. Механика твердого тела, № 3,1967, [c.130]

В. В. Москвитин (1951 — 1965), обобщив положения Г. Мазинга ж используя теорию малых упруго-пластических деформаций для случая тЕовторного нагружения, доказал ряд теорем относительно переменных нагружений, вторичных пластических деформаций и предельных состояний. На основе этих теорем оказалось возможным использовать конечные соотношения между напряжениями и деформациями для решения соответствующих задач. Эти соотношения справедливы при нагружениях, близких к простому. В работах В. В. Москвитина показана таюке возможность применения разработанной им теории для случая сложного нагружения, когда главные напряжения при циклическом нагружении меняют знак. Теория малых упруго-пластических деформаций при циклическом нагружении была использована В. В. Москвитиным и В. Е. Воронковым (1966) для решения ряда конкретных задач (циклический изгиб бруса и пластин, повторное кручение стержней кругового и овального поперечного сечения, повторное нагружение внутренним давлением толстостенного цилиндра и шара и др.). [c.411]

В зависимости от типа материала процесс измепеттия напряжений и деформаций с числом циклов еопровонгдается увеличением (или уменьшением) сопротивления циклическому деформированию при жестком нагружении и снижением (иди ростом) величин необратимых пластических деформаций при мягком нагружении. [c.27]

Анализ кинетики диаграмм деформирования и величин циклической и односторонне накапливаемой пластических деформаций при малоцикловом нагружении с выдержками и их сопоставление с соответствующими характеристиками при треугольной форме циклов нагружения выполнены на основе результатов испытаний образцов из стали Х18Н10Т при различных температурах. Из [c.72]

Рис. 4.8. Изменение циклической п накопленной пластических деформаций при мягком нагружении ста.лы Х181Г10Т (450 С) с различными формами цикла

Результаты такого анализа для монокристаллов Мо ориентировки 1 и 2 и для крупнозернистого Ni приведены на рис. 102. По оси ординат отложены значения неупругих деформаций за цикл Абн при циклическом нагружении и удвоенные пластические деформации при монотонном нагружении 28пл, по оси абсцисс — [c.125]

Отсутствие зон ускорения и торможения трещины при выбранных условиях программного нагружения очевидно можно объяснить тем, что напряжение течения в этом случае в 2-3 раза выше предела текучести при однобоном растяжении. Это обусловлено тем, что в вершине трещины возникает объемное напряженное, состояние [409L в Также тем, что скорость деформации при циклическом нагружении больше, чем при статическом деформировании. Приложение напряжений в этих y flOBHHjt приводит, по-видимому, к образованию впереди растущей трещины пластической зоны настолько малой протяженности, что и создаваемое повреждение структуры металла не оказывает заметного влияния на кинетику роста трещины при последующем цикле нагружения. [c.350]

Так, в процессе исследований, проводимых при циклическом упругопластическом кручении трубчатых (Образцов (толщина стенки 1 мм) из низколегированной котельной стали ЧСН, было обнаружено, что микротреш ины образуются группами в виде отдельных зон вдоль образуюш их образца на его цилиндрической Поверхности (рис. 7, а). Выявление микроструктуры показало, что треш ины образовывались в участках с пониженным содержанием перлитных зерен (рис. 7, б). Возникновение ферритных и перлитных зон по объему материала было обусловлено неравномерностью распределения углерода. При прокатке эти участки сохранились в виде чередующихся полос, ориентированных вдоль ее направления. И в тех случаях, когда последующей термообработкой не удается устранить указанную неравномерность, процессы пластической деформации при малоцикловом нагружении локализуются в зонах, наименьшим образом сопротивляющихся деформированию и разрушению, например, как в нашем случае, в ферритных участках. Это обстоятельство свидетельствует о том, что неоднородность деформации в многофазных сплавах определяется также и характером распределения фаз. [c.48]

Циклическое упругопластнческое деформирование без чередования с ползучестью обратного знака приводило к упрочнению сплава ХН56МКЮ, как н подавляющего большинства конструкционных материалов в течение первых нескольких циклов нагружения по мягкому циклу от О до 100 кгс/мм предел текучести сплава повышался пластическая деформация, накапливаемая за цикл, уменьшалась после 10—15 циклов прекращалось практически накопление пластической деформации. При циклических испытаниях по режиму без чередования с ползучестью обратного знака число циклов нагруження без разрушения составило более 2000. [c.57]

Микроскопическое исследование показывает, что усталостная трещина, как правило, проходит сквозь тело кристаллического зерна по границам зерен она может пройти только случайно, на некоторой части своего пути. Металлографические и рентгенографические исследования показывают, что циклические нагрузки не вызывают в металле каких-либо структурных изменений, но в отдельных кристаллических зернах наблюдается небольшая пластическая деформация, не отличающаяся принципиально от пластической деформации при статическом нагружении. Наличие пластических сдвигов в металле, подвергнутом действию переменных нагрузок, обнаруживается методами рентгенографии, а также визуально, при помощи оптического микроскопа, когда напряжение и число циклов достаточно велики, и при помощи электронного микроскопа в начальной стадии сдвиго-образования. По-видимому, незначительные пластические деформации в отдельных, наиболее неблагоприятно расположенных зернах существуют и при статических нагрузках тогда, когда напряжения значительно ниже предела текучести или предела упругости. Действительно, предел упругости всегда определяется условно (см. 60) н нахождение истинной границы, при которой появляются первые пластические деформации, практически невозможно. [c.417]

Исследования отклика системы на скорость движения усталостной трещины открыли возможность резкого повышения информативности опытов по механическим испытаниям при учете критических точек [3]. Процессу разрушения, как и другим неравновесным процессам, свойственны стадийность и многомасштабность. При циклическом нагружении легче всего изучать особенности разрушения на различных масштабных уровнях [32-35]. Путь к этому открыла линейная механика разрушения, так как позволила описать локальное (у края трещины) напряженное деформированное состояние. При матическом на1ружении образца с предварительно созданной трещиной трудно обеспечить ус]ювия плоской деформации на фронте трепщны. Напомним, что условия плоской деформации предполагают образование у края трещины зоны пластической деформации, пренебрежительно малой по сравнению с длиной трещины. Для этого требуется испытать крупно1абаритные образцы при пониженной температуре (в случае пластичных материалов). [c.300]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...