Деформации при гистерезисе

Кроме кривых циклического упрочнения (разупрочнения), для оценки поведения металлических материалов в условиях циклического нагружения строят гакже кривые циклического деформирования (рис. I 5) в координагах циклическое напряжение - деформация, причем берут значения циклической деформации при достижении стабилизации (насыщения) параметров петли гистерезиса. При монотонном циклическом упрочнении материала в случае испытания с контролируемым напряжением в многоцикловой области [c.31]

В условиях циклического охлаждения труб при водной очистке в них возникают знакопеременные термические напряжения. Процесс термоциклического нагружения можно в простейшем случае изобразить показанной на рис. 5.28 схемой [168, 187—189]. В первом цикле охлаждения металл деформируется на величину е= =бу +бп (линия О —а —с), где еу и е обозначают соответственно упругую и пластическую деформацию при первом цикле охлаждения. При прекращении охлаждения температура металла восстанавливается до начальной величины и на него воздействует сжимающее напряжение. При этом происходит пластическая деформация бп" (линия d — e). В условиях повторных циклов процесс протекает по замкнутому контуру b— —d—e—b, который по существу представляет собой циклически повторяющуюся упруго-пластическую деформацию материала. Суммарная упругопластическая деформация и размах напряжений Ла по упрощенной петле гистерезиса выражаются как [c.236]

Известно, что усталостные свойства коррелируют с формой петли гистерезиса при циклических испытаниях [373, 378]. Это утверждение становится более очевидным, если учесть, что параметр энергии Баушингера связан с упругой энергией, запасаемой в образце во время циклической деформации. Более наглядным является анализ формы петли гистерезиса за цикл испытаний при сравнимых амплитудах деформации. При этом чем выше среднее значение энергетического параметра, тем лучше усталостные свойства. [c.219]

Экспериментальное значение ширины петли пластического гистерезиса больше расчетного примерно на 25%. Расхождения подобного рода могут быть объяснены естественным разбросом механических свойств отдельных образцов. Переход к координатам 5 — е, начиная с двадцать первого цикла, позволяет выделить главное в характере зависимости напряжения от деформации при изменении уровня максимальных напряжений, оставляя в стороне вопрос о расположении кривых в координатах т — у. [c.134]

Поэтому в данной работе сделана попытка дать аналитические зависимости связи между напряжением и деформацией кривой упрочнения и ветвей механического гистерезиса для достаточно большого интервала пластической деформации при знакопеременном нагружении. [c.159]

Созданная в Лаборатории высокотемпературной металлографии Института машиноведения установка ИМАШ-22-71 обеспечивает возможность одновременного осуществления прямого наблюдения, фотографирования и киносъемки микроструктуры, записи петли гистерезиса, а также рентгеноструктурного анализа и записи изменения электросопротивления металлических образцов при их нагреве до 1200° С при статическом и циклическом нагружении. С цепью расширения пределов нагружения рабочая вакуумная камера установки смонтирована на стандартной универсальной испытательной машине У М3-Ют, что позволяет проводить испытания в широком диапазоне скоростей деформирования при статическом и малоцикловом знакопеременном растяжении — сжатии с заданной амплитудой нагрузки или деформации при автоматической записи петель гистерезиса. [c.21]

Созданная в лаборатории высокотемпературной металлографии Института машиноведения установка ИМАШ-22-71 обеспечивает возможность прямого наблюдения, фотографирования и киносъемки микроструктуры, а также рентгеноструктурного анализа и записи изменения электросопротивления металлических образцов при их нагружении и тепловом воздействии. Чтобы расширить пределы нагружения, рабочую камеру установки смонтировали на универсальной 10-т испытательной машине УМЭ-ЮТМ, что позволило проводить испытания в широком диапазоне скоростей деформирования при статическом и низкочастотном знакопостоянном и знакопеременном растяжении—сжатии, при изгибе с заданной амплитудой нагрузки или деформации при автоматической записи петель гистерезиса. На рис. 86 дана принципиальная схема установки. Она включает в себя [c.155]

При этом уравнение (1) описывает условие достижения предельного состояния в зоне разрушения на основе линейного суммирования компонент повреждений. В уравнениях (2) и (3) усталостное повреждение за цикл связывается с величиной полной или необратимой деформации (равной ширине петли гистерезиса), а квазистатическое — определяется односторонне накопленной деформацией, при этом суммирование повреждений производится с учетом изменения по циклам и во времени циклических и односторонне накопленных деформаций, а также исчерпания располагаемой пластичности материала. [c.41]

Важнейшим следствием деформации петли гистерезиса при переходе от РоМ к В является возникновение условия [c.16]

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]

Применение резины в амортизирующих устройствах успешно развивается благодаря способности её к значительным деформациям и к поглощению большего количества энергии, чем сталь (на единицу веса). Форма кривой сжатия, обращённая вогнутостью к оси напряжений, определяет значительные по размеру деформации при малых начальных нагрузках и последующее уменьшение деформации с ростом нагрузок. Малая начальная жёсткость резины обеспечивает амортизацию значительно более слабых толчков, чем ощутимые жёсткой стальной пружиной. Резине свойственны большие потери на гистерезис и способность быстро заглушать собственные колебания. [c.319]

Источники погрешностей тензометра с механическим увеличением деформаций при статических изменениях — несовершенство, неправильный выбор типа и характеристик тензометра, ошибка тарировки, неправильная установка прибора и дефекты в контактах с поверхностью детали, особенно при знакопеременных деформациях и перемещениях (проявляются как гистерезис), изменения температуры, зазоры в соединениях рычажного механизма, упругий гистерезис и последействие в приборах с рабочим упругим элементом при динамических изме рениях, кроме того, — трение в движущихся частях прибора, влияние массы подвижных частей (увеличение массы снижает частоту деформаций, которые можно регистрировать), недостаточная жесткость крепления датчика на детали. Источники погрешностей электрического тензометра, кроме указанных для тензометра с механическим увеличением, связаны с нарушением стабильности питания, влиянием внешних электрических и магнитных полей, погрешностями от регистрирующей аппаратуры. [c.544]

Однако при рассмотрении из.менения активных составляющих циклической пластической деформации бд (рис. 4.26, в) видно, что разница в их абсолютных значениях для обеих форм циклов сравнительно невелика, т. е. существенное отличие величины и характера изменения общей циклической пластической деформации при двухчастотном режиме (рис. 4.26, а) обусловлено в основном проявлением циклической ползучести в течение выдержки. Сопоставление развития циклических деформаций в рассматриваемых условиях и при i = 450° С (см. рис. 4.24), когда проявление ползучести незначительно, показывает, что основную величину ширины петли гистерезиса в последнем случае составляет деформация бд активного нагружения, а деформация е х не превышает 0,1—0,2%. Вместе с этим и характер изменения циклической [c.94]

Рис. 1. Гармонические сигналы напряжения и деформации при неупругом деформировании металлов (а), динамическая петля гистерезиса (б)

Еу наз. прямым П. у., в отличие от обратного П. у., где после устранения напряжения мгновенно снимается упругая деформация Су, а дополнительная бе асимптотически исчезает во времени. Дополнит. упругая деформация составляет малую часть полной равновесной упругой деформации. При знакопеременном нагружении П. у. проявляется в гистерезисе упругом. В отличие от ползучести материалов, прямое П, у. полностью обратимо, что нашло отражение в термине обратимая ползучесть , встречающемся в лит-ре для обозначения прямого П. у. [c.88]

Исходя из этих положений можно получить аналитические условные зависимости накопления энергии нагружения для параметров циклического (одночастотного или двухчастотного) нагружения. Предполагается, что угол ф (разность фаз изменения напряжения и деформации) при циклическом нагружении изменяется во времени. Это предположение основывается на том, что ширина петли гистерезиса при циклическом нагружении изменяется во времени, что возможно лишь при изменении разности фаз (угол ф) периодически изменяюш,ихся напряжения и деформации. [c.58]

Рассеянная за цикл колебаний энергия AW характеризуется площадью петли гистерезиса, образуемой в координатах некоторая обобщенная сила - соответствующее перемещение или напряжение - относительная деформация при циклическом деформировании системы либо образца. [c.314]

Начиная с работ И. Баушингера, отметившего основные особенности циклического упругопластического нагружения металлических материалов, предпринималась неоднократная попытка аналитически связать между собой напряжения и деформации при знакопеременном нагружении, а также описать свойства петли пластического гистерезиса [1—5]. При этом использовались различные модели циклического деформирования, в том числе кинетические и статические. Первые из них позволили описать процесс деформирования при циклической нагрузке, вторые — связать макроскопические параметры деформирования с параметрами свойств отдельных зерен материала. [c.6]

Стандартизация упругих элементов (пружин, мембран и др.) предусматривает обеспечение взаимозаменяемости как по присоединительным размерам, так и по характеристике, выражаюш,ей зависимость перемещения (деформации) торца пружины или рабочего центра другого элемента от приложенной силы. Оптимальное значение параметров и стабильность характеристики упругих элементов определяются точностью их размеров и формы, механическими свойствами материалов, а также конструктивными и технологическими факторами. Упругие элементы должны иметь мппимальное упругое последействие (т. е. минимальную остаточную обратимую деформацшо, исчезающую в течение некоторого времени после снятия нагрузки) и наименьшую петлю гистерезиса (несовпадение характеристик при нагружении и разгружении, определяемое максимальной разностью между деформациями при нагружении и разгружении упругого элемента). Для определения влияния геометрических, механических и других параметров на работу упругих 76 [c.76]

Изменение амплитуды напряжений при жестком нагружении, как и изменение амплитуды деформаций при мягком нагружении, в процессе циклических испытаний определяется свойствами материала. Для одних материалов (алюминиевые сплавы, титан и низкопрочные а-сплавы на его основе, некоторые конструкционные стали) ширина петли гистерезиса при мягком деформировании по мере нара--стания количества циклов уменьшается, а амплитуда напряжений при жестком нагружении увеличивается. Для этой группы материалов характерно повышение предела пропорциональности с увеличением количества циклов нагружения, в связи с чем такие материалы относят к группе циклически упрочняющихся. Для других материалов (например, теплостойкие стали, чугуны, высокопрочные титановые а и (а+ 0)-сплавы) наблюдается обратная картина при мягком нагружении ширина петли гистерезиса увеличивается, а при жестком нагружении амплитуда напряжения снижается. Сопротивление деформированию для этой группы материа-пов с увеличением количества циклов уменьшается, а вся группа материалов относится к типу циклически разупрочняющихся. И, наконец, ряд материалов (аустенитные стали, конструкционные стали средней прочности, некоторые титановые сплавы) не изменяют сопротивления деформированию при цикпическом нагружении, форма диаграмм деформирования остается практически неизменной, а сами материалы относятся к циклически стабильным. На рис. 47 приведен характер изменения диаграмм при жестком и мягком нагружении описанных групп материалов. [c.87]

На установке для исследования больших знакопеременных и знакопостоянных упруго-пластическнх деформаций при кручении с автоматической записью петли гистерезиса предусмотрена возможность проведения испытаний при повышенных температурах в различных средах [36]. [c.145]

На рис. 12, а показано изменение деформаций при знакопеременном цикле напряжений в области вершины резкого концентратора напряжений. Участок между точками О и 1 соответствует упругопластической деформации в первом полу-цикле растяжения. При этом зона пластической деформации локализована в небольшой области у вершины концентратора, а в остальном материале существуют только упругие деформации. Снятие нагрузки приводит к уменьшению деформации (точка 2), а затем в результате воздействия зон материала, находящихся в упругодеформированном состоянии, к их исчезновению (точка 3). Приложение внешней сжимающей нагрузки вызывает продолжепие петли гистерезиса до точки 4. Разгрузка приводит к полному снятию деформаций (точка 5),, а новое приложение растягивающей нагрузки увеличивает деформации до значения, соответствующего точке 6. Дальнейшее знакопеременное циклическое деформирование приводит к изменению деформации по петле между точками 5 и до тех пор, пока не возникнет усталостная трещина. [c.28]

Нами проведено комплексное изучение поведения аустенитных сталей при нагреве и малоцикловом нагружении на установке ИМАШ-22-71 [2]. Испытания осуществлялись при одночастотном малоцикловом нагружении (частота 1 цикл/мин) по схеме одноосного растяжения — сжатия на образцах сталей Х18Н10Т и 0Х18Н10Ш при 650° С (температуре интенсивного деформационного старения). При построении кривых усталости (о — N) были выбраны значения амплитуды напряжения, превышающие предел текучести материала. Деформационное упрочнение в указанных условиях испытания определялось изменением напряжений и деформаций при этом упрочнение за каждый цикл характеризуется шириной петли гистерезиса. Ранние стадии усталости сопровождаются наибольшей шириной петли упругопластического гистерезиса, которая затем интенсивно уменьшается в пределах первых 10 циклов нагружения, достигая установившегося значения. Перед разрушением вновь имеет место расширение иетли гистерезиса. [c.75]

В условиях одноосного напряженного состояния для определения рассеянной энергии можно использовать площадь проявляющегося при циклическом пагружешш на определенном уровне напряжения гистерезиса между напряжением и соответствующей ему деформацией. При сложном напряженном состоянии рассеянную энергию можно определить аналогичным способом, регистрируя петли гистерезиса для каждого главного направления, что предполагает наличие сигнала напряжения. По этой причине такой подход к реальной конструкции или даже только к определенному конструкционному элементу встречает серьезные затруднения. Их можно избежать, если учитывать, что как при одноосном, так и при сложном напряженном состоянии можно наблюдать гистерезис не только между напряжениями и соответствующими им деформациями, но и между деформациями по двум направлениям, в частности между деформациями по главным направлениям (деформационный гистерезис) 12]. Для циклического нагружения с пропорциональным изменением компонентов тензора напряжений существует свя.зь между площадями деформационного и механического гистерезиса. В качестве отправной точки вывода этой СВЯ.ЗИ служит предположение, что тензор деформации представляет сумму упругой и неупругой компонент или если глав- [c.81]

Рассмотрим особенности развития микропластических деформаций при циклических нагрузках. Наличие резко выраженной неоднородности деформации по локальньпг областям поликристаллического сплава создает предпосылки для постепенного входа в пластическое деформирование слабых микрообъемов по мере уве.личения числа циклов. Кроме того, в каждом цикле нагрузка — разгрузка и с изменением напряжения при обходе по восходящей и нисходящей ветвям петли механического гистерезиса будет непрерывно изменяться доля неупруго-деформирующихся микрообъемов. Такие локальные пластические деформации, проходящие иа фоне общей упругой деформации матрицы [5], еще не приводят к выделению остаточной де- [c.124]

До сих нор мы рассматривали трение, в том числе трение качения, как результат действия сил мея ду поверхностями, либо сонрикасаюш,имися непосредственно, либо разделенными смазочной прослойкой. В последнем случае трение определяется явлениями течения, происходящими внутри этой прослойки. Как показал Табор, при трении качения играют роль также и те деформации обоих тел, которые наступают под влиянием внешней нагрузки в области вблизи участка контакта. При качении вследствие перемещения участка контакта непрерывно идут два процесса деформирование новых и новых областей обоих тел и спад и исчезновение деформации областей, деформированных ранее. При неидеальной упругости, характерной для реальных тел, работа, затрачиваемая на деформацию любого участка каждого тела, не возвращается полностью при уничтоя ении деформации (упругий гистерезис). Таким образом, при качении должна непрерывно тратиться, переходя в тепло, работа на упругое деформирование. [c.227]

При статическом нагружении строят петлю гистерезиса (см. рис. 1), используя методы точного измерения деформации при разных напряжениях, квазистатически нагружая и разгружая образец материала. Делят величину площади петли гистерезиса А IF на величину работы деформации W и получают значение относительного рассеяния i1j. При этих измерениях образец обычно нагружают весом гирь. [c.131]

Настольные машины для испытания на растяжение с электромеханическим приводом фирмы Instron (Англия) мод. 1026 (диапазон нагрузок от 0,1 Н до 5 кН) и 1101 (диапазон нагрузок от 0,02 Н до 1 кН) снабжены механизмом для создания циклического нагружения как при заданных напряжениях, так и при заданных деформациях, с различными частотами и амплитудами, с записью петли гистерезиса. Машины могут быть укомплектованы интегратором, позволяющим вычислить площадь диаграммы деформации при растяжении и площадь петель гистерезиса при циклическом нагружении, термостатом и нагревательной печью для испытания при повышенных и пониженных температурах. [c.164]

При первом нагружении пакета образцов стали 09Г2СФ (рис. 1, кривая 1) наблюдается большая его деформация (1,2—1,5 мм) уже при относительно небольших нагрузках (10—20 кН), связанная с выравниванием образцов. Видимые между образцами зазоры исчезают при этих нагрузках. Таким образом, при выравнивании на каждый образец приходится 0,12—0,15 мм деформации. После этого сближение происходит менее интенсивно, за счет деформации микронеровностей. Обратная ветвь кривой, полученная при разгрузке (она приведена лишь для кривой 1, остальные кривые построены по усредненным по нагрузке и разгрузке данным), как правило, лежит выше кривой нагружения. Гистерезис в деформации при нагружении и разгрузке объясняется задержкой релаксации напряжений. [c.332]

Циклические ползучесть и релаксация. При выводе уравнений состояния (7.38)—(7.40) игнорировалось различие диаграмм деформирования реономных и склерономных стержней. Получаемая ошибка, малозаметная в каждом этапе нагружения, в определенных условиях может накапливаться. Например, циклическое несимметричное нагружение в соответствии с указанными уравнениями дает замкнутую (неподвижную) петлю пластического гистерезиса фактически часто наблюдается постепенное сползание петли вследствие реономности материала — в зависимости от условий возникают эффекты, называемые циклической ползучестью (задаются напряжения) или циклической релаксацией (задаются деформации). При непосредственном расчете кинетики деформаций в стержнях модели (без использования допущений, принятых при выводе указанных уравнений состояния) эти эффекты находят отражение. Однако можно воспользоваться уже рассмотренными методами анализа (исследование эпюр распределения упругих деформаций) для получения асимптотических решений в общей форме, т. е. определения границ сползания петель гистерезиса, если они существуют, и определения условий, в которых циклическая ползучесть происходит неограниченно (вплоть до ква-зистатического разрушения). [c.210]

Деформация при темп-ре, превышающей Лд, также может приводить к образованию кристаллов мартенсита. Последующее уменьшение и снятие напряжений вызывает с нек-рыи гистерезисом по напряжению) уменьшение и исчезновение этих кристаллов, восстанавливается стабильная при этих темп-рах в отсутствие напряжений высокотемпературная фаза, а следовательно, и исходная форма образца. П. ф., к-рая наблюдается при пост, темп-ре, получила назв. сверхупругости, аномальной упругости, сверхэластичности. На рис. 2 приведена типичная кривая ст—е при нагружении и раэгружении монокристалла сплава Си — А1 — N1 при темп-ре выше Лц. Нач. линейный участок кривой [c.527]

При изучении процессов накопления повреждений и термопластического деформирования, а также сопоставлении термоциклической долговечности новых материалов следует рассматривать величину пластической деформации за цикл. В этом случае для точного определения е л. а также Лег необходимо осуществить запись петель упругопластического гистерезиса, что значительно усложняет эксперимент. Для расчета пластической деформации часто используют формулу (1), принимая в соответствии с идеализированной петлей гистерезиса величину уругой деформации при максимальной температуре [c.6]

Термическая усталость является результатом деформации, которая возникает из-за стесненности термического расширения детали, связанного с возникновением температурных градиентов термическая усталость может привести к растрескиванию детали. Деформация, порождающая термическую усталость представляет собой произведение коэффициента термического расширения на изменение температуры. Хорошим способом моделировать термическую усталость является испытание на малоцикловую усталость при постоянной амплитуде деформации. Петля гистерезиса, соответствующая такому методу испытаний, представлена на рис. 7.15. Верхняя часть рис. 7.15 характеризует петлю гистерезиса при испытаниях суперсплавов в обычной отливке. А на нижней части рисунка, относящейся к суперсплавам направленной кристаллизации, показано, что чем ниже модуль упругости, тем уже петля гистерезиса. Такая связь объясняется тем, что, во-первых, предел текучести у низкомодульного сплава направленной кристаллизации равен пределу текучести высокомодульного сплава для обычных отливок и, во-вторых, более низкий модуль упругости требует меньшей пластической деформации, чтобы достигнуть той же самой полной деформации. Амплитуда пластической деформации высокомодульного сплава для обычных отливок (Дe ,)oк выше, чем у низкомо- [c.272]

При выборе типа динамометра основными характеристиками, на которые ориентируются, являются точность, чувстврггельносгь, линейность, гистерезис, воспроизводимость, ползучесть, влияние температуры, давления, радиации, механических и других внешних воздействий на дрейф нуля и точность чувствительность к механическим помехам (поперечные силы, изгибающие и крутящие моменты), пригодность для измерения статических и (или) динамических нахрузок частотный диапазон перегрузочная способность (предельная нагрузка, защита от разрушения) жесткость динамометра (деформация при номинальной нагрузке) условия применения -защита от влияния окружающей среды коррозионная, температурная, радиахщонная, вибрационная и другая стойкость размеры, возможности монтажа, демонтажа, калибровки в процессе эксплуатации требования к измерительным трассам особенности электроснабжения - род, вид, величина, стабильность, флук- [c.275]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...