Длительная прочность в условиях сложного напряженного состояния

Отдельные авторы предлагают оценку длительной прочности в условиях сложного напряженного состояния производить с помощью критериев кратковременной прочности с заменой в них характеристик кратковременной прочности (пределов прочности на растяжение, сжатие, сдвиг) выражениями, связывающими действующие постоянные напряжения с временем до разрушения. [c.135]

Конкретный вид функций ф б устанавливается для различных частных задач и разных групп анизотропных материалов на основании экспериментов на длительную прочность в условиях сложного напряженного состояния. Один возможный вид функции ф. ,5 — для случая кратковременного нагружения, когда можно пренебречь законом изменения напряжений во времени, полином. На основе такого представления получен в работе критерий кратковременной прочности (5.27). [c.173]

Приведем анализ результатов испытаний на длительную прочность в условиях сложного напряженного состояния для обеих плавок. [c.92]

Исключительно важными являются исследования длительной прочности в условиях сложного напряженного состояния. В зависимости от условий (температура, напряжения, материал) разрушение происходит [c.431]

Влияние сложного напряженного состояния. Для оценки сопротивления длительному разрушению в условиях сложного напряженного состояния предложен ряд критериев, устанавливающих связь предела длительной прочности при одноосном растяжении (Гд.п с напряжениями, под действием которых деталь (образец) разрушается при сложном напряженном состоянии. Условия длительного разрушения при сложном напряженном состоянии целесообразно рассмотреть с позиций, изложенных на стр. 81, только вместо <Гв в табл. 2.2 нужно записать <Гд.п. [c.153]

Проблема разрушения при ползучести толстостенной трубы под действием внутреннего давления при высоких температурах поддается сравнительно простому теоретическому анализу как проблема ползучести осесимметричного тела в условиях сложного напряженного состояния. Экспериментальные исследования в этом случае также можно провести сравнительно просто. Одновременно следует указать, что эта проблема является очень важной с практической точки зрения, так как при исследованиях непосредственно определяется длительная прочность цилиндрических деталей типа котельных труб или сосудов давления. Деформация лол-зучести и распределение напряжений для этого случая описаны в разделе 4.2.2 в данном разделе авторы обсуждают особенности разрушения при ползучести. [c.144]

Выше были рассмотрены закономерности длительной прочности материалов при одноосном напряженном состоянии. Однако инженер, как правило, вынужден оценивать условия безотказной работы элементов конструкций, находящихся в условиях сложного напряженного состояния. [c.127]

Достаточно сказать, что на длительную прочность приходится рассчитывать трубы поверхностей нагрева котельных агрегатов, паропроводы, оболочки твэлов, которые подвергаются действию внутреннего давления и находятся в условиях сложного напряженного состояния. В наиболее напряженных точках дисков турбин реализуется двухосное растяжение, а их валы работают на изгиб с кручением в сложном напряженном состоянии находится также заряд твердого топлива при работе ракетного двигателя на траектории и при длительном хранении [461. [c.127]

Остановимся вначале на особенностях длительной прочности анизотропных композиционных материалов при простых напряженных состояниях — растяжении, сжатии и чистом сдвиге. Исследование поведения композиционных материалов при простых напряженных состояниях помимо самостоятельного значения имеет еще одно важное приложение. Именно предельные характеристики прочности (в том числе и, длительное), соответствующие -названным простым деформациям, являются отправными величинами, базируясь на которых можно оценивать прочность конструкций, работающих в условиях сложного напряженного состояния. [c.137]

Условие (5.44) отражает физическую сущность явления длительной прочности материала при сложном напряженном состоянии. В самом деле, при неограниченном возрастании времени т. е. при оо, должно быть справедливо, что (г т —> 0. что и следует из критерия (5.44). С другой стороны, при — О, т. е. при малых временах нагружения, как известно, тела способны выдерживать весьма значительные нагрузки. [c.159]

Из-за ограниченности и разрозненности фактического материала вопрос о формулировке механического уравнения состояния и кинетических уравнений, позволяющих учесть процесс разрушения в условиях сложного напряженного состояния, практически остается открытым. На основе существующих экспериментальных данных можно оценивать только условия длительной прочности при неизменном во времени напряженном состоянии, так как даже при одноосном напряженном состоянии простейшие оценки, проведенные для описания всего процесса деформирования [33], приводят к очень сложным соотношениям. [c.91]

Высказывались также предположения о том, что при интеркристаллическом разрушении длительная прочность материала в условиях сложного напряженного состояния определяется гидростатическим напряжением, т. е. шаровым тензором [628]. [c.172]

При расчете на прочность элементов конструкций, работающих в условиях сложного напряженного состояния при длительном нагружении, необходимо располагать соответствующей теорией (критерием) прочности, позволяющей определять эквивалентное напряжение. Коэффициент запаса прочности для определенного интервала времени вычисляется как отношение предела длительной прочности для этого значения времени к соответствующему эквивалентному напряжению. [c.399]

В гл. 1 отмечалось, что сведений о ползучести и длительной прочности полимерных материалов, эксплуатирующихся в условиях сложного напряженного состояния, крайне мало. В этой связи накопление и анализ фактических данных по ползучести конструкционных полимерных материалов весьма актуальны. [c.135]

В предыдущих параграфах была рассмотрена длительная прочность полимерных материалов при одноосном напряженном состоянии. Однако как правило, необходимо оценивать условия работы элементов конструкций, находящихся в условиях сложного напряженного состояния. [c.285]

С явлением ползучести тесно связана длительная прочность стеклопластиков. Несмотря на то, что в этом направлении в последние годы проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований — проблема длительной прочности анизотропных стеклопластиков, особенно в условиях сложного напряженного состояния, еще далека от своего окончательного разрешения. [c.7]

Выражение для поврежденности качественно верно отражает кинетику разрушения быстрое разрушение сначала, когда рвутся слабые и перенапряженные связи, и затем замедление разрушения при выравнивании нагрузок на связях. Основным достоинством теории длительной прочности А. А. Ильюшина является то, что она описывает процесс разрушения в условиях сложного напряженного состояния. Однако эта же общность теории осложняет ее экспериментальную проверку и внедрение в инженерную практику. Упрощенный вариант теории А. А. Ильюшина предложил В. В. Москвитин. Теория разрушения, предложенная В. В. Новожиловым, является синтезом теории накопления повреждений и теории хрупкого разрушения. Она базируется на двух основных соотношениях уравнении накопления повреждений и условий разрушения, предполагающих, что разрушение наступает тогда, когда интенсивность пластических деформаций достигает некоторого предельного значения. Этот критерий также применим для случая сложнонапряженного состояния. [c.61]

Настоящая монография является одной из попыток среди такого рода работ подойти к проблеме разрушения, базируясь на системном подходе, лежащем на стыке механики деформируемого твердого тела, механики разрушения и физики прочности и пластичности. В книге изложены разработанные авторами физико-механические модели хрупкого, вязкого и усталостного разрушений, позволяющие анализировать повреждение материала при сложном нагружении в условиях объемного напряженного состояния. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Кроме того, в работе рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. [c.3]

Из представлений кинетической природы прочности твердых тел [57] вытекает утверждение об отсутствии принципиальных различий в общих закономерностях разрушения при кратковременном и длительном разрыве. На этом основании можно предположить, что влияние вида напряженного состояния на сопротивление разрушению при активном и пассивном деформировании подчиняется одним и тем же качественным закономерностям. Это обстоятельство важно потому, что оценка состоятельности того или иного критерия проводится сопоставлением результатов испытаний при сложном напряженном состоянии с данными расчета, экспериментальных же данных для такой проверки при кратковременном разрыве твердых тел гораздо больше, чем опытов по разрушению при сложном напряженном состоянии в условиях ползучести. Следовательно, общие закономерности влияния вида напряженного состояния на сопротивление разрушению можно выявить с большей достоверностью обработкой и анализом результатов испытаний при кратковременном разрыве и в условиях ползучести. [c.130]

В большинстве исследований влияния сложного напряженного состояния на сопротивление разрушению (особенно разрушению в условиях ползучести) опыты проводились в ограниченном объеме при малом количестве испытаний и варьировании вида напряженного состояния в небольших пределах всего трехмерного пространства (испытания тонкостенных трубчатых образцов от чистого сдвига до двухосного растяжения), параллельные опыты на один и тот же режим в большинстве случаев отсутствуют, В связи с этим используются такие методы обработки экспериментальных данных, которые допускают совместный анализ результатов различных исследований, проведенных в разных условиях на материалах разного класса. С этой точки зрения целесообразно использование безразмерных координат, когда все параметры напряженного состояния отнесены к какой-либо характеристике механических свойств материала, например к условному пределу длительной прочности за определенный срок службы или к сопротивлению разрушения при кратковременном разрыве в условиях одноосного растяжения [c.130]

Даже при одноосном постоянном во времени нагружении компоненты армированного пластика находятся в условиях непрерывно меняющегося сложного напряженного состояния, что вызывается их реономными свойствами и структурой материала. Следовательно, для описания длительной прочности компонентов необходимо использование критериев, учитывающих изменение напряженного состояния во времени. [c.302]

Сталь перед сваркой подвергают термической обработке на высокую прочность (нормализация или закалка с высоким отпуском). После сварки предусматривается отпуск для снятия напряжений и выравнивания механических свойств в различных участках соединений. К сварным соединениям предъявляется требование равнопрочности с основным металлом в сочетании с определенными значениями ударной вязкости, пластичности и ряда специальных свойств, характеризующих работоспособность соединений в соответствующих условиях (например, критическая температура хрупкости и сопротивление хрупкому разрушению в условиях ударных или статических нагрузок при низких температурах пределы длительной прочности и ползучести сопротивление локальному разрушению при повышенных температурах и сложном напряженном состоянии и т. д.). [c.42]

Менее изучен вопрос о длительной прочности полимерных материалов в условиях статического и циклического нагружений при сложном напряженном состоянии, где получение экспериментальных данных требует создания специальных испытательных установок. Обобщение этих данных также вызывает определенные трудности, связанные с формулировками общего принципа построения уравнений механических состояний для указанных сложных условий работы материала. Все же основное внимание, видимо, должно быть уделено экспериментальной апробации различных критериев длительной прочности при сложном напряженном состоянии и проверке пределов их применимости к различным полимерным материалам. Отсутствие необходимых данных несомненно задерживает внедрение этих материалов в машиностроении, [c.286]

Напряжения и деформации конструкции, определенные по приведенным уравнениям, следует оценить с точки зрения их допустимости по условиям прочности, устойчивости и жесткости. При этом прежде всего возникает задача выбора критерия кратковременной или длительной прочности в сложном напряженном состоянии. Но как деформационные, так и прочностные [c.12]

Что касается условий разрушения, опыты с достаточной точностью показывают, что разрушение в сложном напряженном состоянии определяется величиной наибольшего растягивающего напряжения, которое должно сравниваться с пределом длительной прочности, найденным для образцов при растяжении. [c.449]

При взаимодействии микромеханизмов разрушения в области хрупких межзеренных разрушений в логарифмических координатах зависимость длительной прочности не может быть аппроксимирована прямой линией. Это обстоятельство весьма важно при экстраполяции результатов испытаний на большие сроки службы особенно в условиях сложного напряженного состояния, когда переход к хрупкому разрушению происходит при малом времени до р азруше-ния. Только при 8 = п возможна линейная экстраполяция при этом соблюдается принцип Ковпака геометрического подобия кривых длительной прочности. Согласно (2.7) погрешности экстраполяции существенно увеличиваются с уменьшением напряжений, т, е. с увеличением временного интервала экстраполяции. Очевидно, для подтверждения справедливости линейной экстраполяции на большие сроки необходимы дополнительные результаты испытаний, например на ползучесть при одноосном сжатии. [c.30]

В настоящее время существует относительно немного надежных экспериментальных данных по ползучести и длительной прочности металлов в условиях сложного напряженного состояния [И, 28, 32, 38, 40—42, 46, 57, 58, 71]. Это объясняется технической сложностью задачи такого рода. Чаще всего в качестве критерия длительной прочности (по аналогии с кратковременными испытаниями) выби-рают наибольшее нормальное напряжение (Ттах [17], интенсивность касательных напряжений ai [71] или комбинаций ащах и [28, 38, 46, 57, 58]. [c.91]

Проведенное исследование образцов из стали 12Х18Н10Т в условиях сложного напряженного состояния показывает, что при определении условий длительной прочности этого материала, когда в [c.95]

Говоря о деформационной способности материала применительно к испытаниям на длительную прочность образцов с концентраторами напряжений, следует иметь в виду, что пластичность в условиях сложного напряженного состояния р может существенно отличаться (в меньшую сторону) от пластичности металла при одноосном растяжении. Для зависимости р от жесткости напряженного состояния обычно используют соотношения, отвечающие представлениям о смешанных деформационносиловых критериях, предложенных В.В. Новожиловым [88] и В.П. Рабиновичем [41]. Согласно работе [46] имеем [c.155]

Если на протяжении первых трех десятилетий развития советской промышленности качество стали определялось значением предела прочности при +20° С и определенным уровнем пластичности или ударной вязкости, то в последние два десятилетия прочность испытывается еще и в зависимости от типа напряженного состояния скорости деформации, и при наличии различных концентраторов. Однократное доведение напряжений до разрушающей величины дополняется испытаниями при длительном нагружении циклической нагрузкой одного (статическая выносливость) или обоих знаков (усталость), в последнем случае — при самых различных частотах, вплоть до акустических. Диапазон температур при испытании конструкционных сталей расширяется от прежних пределов ( + 60°) — (—60°) до (—253°) — (+1200°). Разрушающее напряжение, зависящее от материала нагруженного тела, определяется не только величиной нагружения в момент, непосредственно предшествующий разрушению этого тела. При выборе его значений учитывается необходимость обеспечения величин деформаций в пределах, допустимых для безотказной работы конструкций при заданных температуре и продолжительности рабочего периода. Возникает необходимость в характеристике прочности для условий сложных программированных режимов нагрузки и нагрева, действия контактных напряжений, трения и износа, поражения метеорными частицами, действия космического и ядер-ного облучения и т. д. [c.192]

В то же время нащи экспериментальные исследования (В. А. Коннов) стеклотекстолитов различных марок, а также исследования авторов работ [4], [48], [76] и др. показали, что кривые длительной прочности при одноосном растяжении, сжатий, сдвиге приблизительно подобны, Это позволяет принять гипотезу о равномерном сужении поверхности длительной прочности с ростом времени пребывания тела под нагрузкой. В таком случае, используя в качестве левой части условия (5.46), например выра-, жение (5,28), критерий длительной прочности, при сложном напряженном состоянии можно записать в следующем виде [c.160]

Жаропрочные сплавы в условиях эксплуатации претерпевают сложное воздействие температуры и нагрузок. В связй с этим для них наряду с обычными для всех конструкционных материалов свойствами — Ов, ао,2, б, "ф, Ан обязательно определяют и специфические, из которых два являются основными — предел ползучести и предел длительной прочности. Первый — величина напряжения которая вызывает заданную величину деформации или заданную скорость деформации за некоторое принятое время при данной температуре второй — наибольшее напряжение, которое выдерживает материал, не разрушаясь при заданной температуре, продолжительности испытаний и рабочей атмосфере. Обеспечение жаропрочных свойств, определяемых этими характеристиками, предусматривает создание в сплавах особо устойчивого структурного состояния, гарантируюш его их длительную надежную работу в условиях эксплуатации. Такое состояние связано с наиболее полной реализацией основных факторов, влияющих на жаропрочность, и прежде всего наличием упрочняющих когерентных у -выделений,. а также образованием относительно крупнозернистой структуры. На практике это достигается стандартной термообработкой, которая включает высокотемпературный отжиг в однофазной -у-области, закалку и последующее старение. В результате такой обработки сплавы имеют величину зерен, соответствующую 1—3-му баллу по стандартной шкале, и содержат большое число дисперсных частиц 7 -фазы. [c.249]

Проведенные экспериментальные исследования длительной прочности при сложном напряженном состоянии позволяют определить время до разрушения изделий различной формы в условиях сложного и неоднородного напряженного состояния. Обычный подход состоит в том, что на основе какой-либо теории ползучести находится величина наибольшего нормального напряжения, которая сопоставляется с кривой длительной прочности, найденной в результате эксперимента. По кривой длительной прочности назсодится время до разрушения. Такой способ носит, очевидно, условный характер, так как совершенно не принимается во внимание треш ино-образование. При расчетах по теории старения это учитывается лишь частично. [c.432]

Деформационная теория в основном экспериментально обоснована для режимов длительного малоциклового нагружения, причем для неизотермических условий имеются режимы сложных нагружений, когда деформационная трактовка дает значительные погрешности. Для этих случаев, видимо, перспективными являются уравнения состояния, составленные на основе дифференциальных соотношений. Однако использование таких теорий (например, теории термовязкопластичности с комбинированным упрочнением [52, 84, 111] и др.) для неизотермических нагружений сдерживается математическими и вычислительными сложностями, а также недостатком экспериментальных данных. В этой связи актуальным для инженерных расчетов длительной малоцикловой и неизотермической прочности является определение области использования деформационной теории, в том числе и для сложных режимов изменения напряжений, деформаций и температур. [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...