Число циклов до разрушения — Определение

Использование метода ЭПА позволило фиксировать тонкое электронно-структурное состояние дефектов, развивающееся при циклической деформации материала. Наблюдающиеся изменения в электронной структуре дефектов коррелируют с параметрами усталости, характеризующими разрушение материала. Каждому значению пара.метра живучести металла, определяемой действующим напряжением и числом циклов до разрушения, отвечает определенное значение измеряемых параметров ЭПА, характеризующих распределение электронной плотности в дефектах. Метод ЭПА, позволяя оценивать эффективный размер дефектов, образующихся при циклической деформации, дает возможность установить их закономерную связь с коэффициентом живучести материала. [c.425]

Повышение сопротивления усталости можно оценивать либо но увеличению абсциссы кривой усталости, т. е. по полному числу циклов до разрушения при определенной величине напряжения цикла, либо по увеличению ординаты кривой усталости, т. е. по величине напряжения цикла при заданной базе нагружения. При переходе от материала А к материалу Б относительное увеличение числа циклов АЛ/ при заданном напряжении цикла [c.267]

При таком методе определения Nr умеренные значения запаса по долговечности (л у = 24-3) перекрывают возможные случайные отклонения числа циклов до разрушения. Специфику термоусталостного нагружения учитывают характеристиками прочности при соответствующих температурах (а чах 2 " ") и величиной Л 1, определяемой экспериментально при неизотермическом циклическом нагружении. При этом величина N-1 различна для каждого уровня нагружения Де, а общий вид диаграммы не меняется. С увеличением статической нагрузки роль амплитуды переменной деформации снижается, что подтверждает увеличение угла наклона кривых Де—N с ростом От- [c.157]

Частота нагружения. Во всем реально использу емом диапазоне частота нагружения значительно больше сказы вается на прочности металлов в коррозионных средах, чем в воз духе. С повышением частоты нагружения детали вследствие увели чения термодинамической активности металла абсолютное время службы детали уменьшится, хотя число циклов до разрушения может увеличиться. Поэтому при определении влияния частоты нагружения в коррозионной среде на долговечность детали нужно учитывать, в каких единицах измеряется долговечность. [c.83]

Если (в нервом приближении) принять значения и Оо равными объемным значениям при однократном растяжении, то для определения числа циклов до разрушения необходимо найти действующие напряжения или деформации и показатели степени в уравнениях (1.4) и (1.5). Связь между напряжениями и деформациями, действующими на контакте, и условиями нагружения вытекает из решения задачи теории упругости [22] или соответственно пластичности [20] о движении с трением жесткого тела по деформируемому полупространству. Решения, полученные для индентора, моделирующего единичный фрикционный контакт, затем обобщаются на случай множественного контакта. [c.19]

В табл. 6 приведены результаты определения числа циклов до разрушения и величины пластической деформации по измерению микротвердости. [c.70]

Если значение действующей деформации и деформации при N = зависит от целого ряда факторов, то, как показали результаты структурных исследований, величина числа циклов до разрушения является более стабильной характеристикой, независимой от способа ее определения, поэтому количественно именно с ней следует связать интенсивность износа поверхностей трения. Целесообразность такого соотношения вытекает и из того, что с помощью уравнения (3.4) можно оценивать число циклов до разрушения в тех случаях, когда условия испытания не позволяют выявить периодического характера изменения того или иного [c.73]

На рис. 3 сплошной кривой представлена долговечность в соответствии с уравнением (13). Интеграл был вычислен с помощью численного интегрирования. Из рисунка следует, что в малоцикловой области наблюдается хорошее согласие между числом циклов полученным из уравнения (13), и экспериментально определенным числом циклов в многоцикловой области можно наблюдать возрастающее различие между экспериментально определенным числом циклов до разрушения образца N] и числом циклов, необходимых для распространения трещины Ыь определенных из уравнения (13). Эта разность с понижением амплитуды пластической деформации возрастает, что соответствует росту числа циклов, необходимых для зарождения трещины. [c.18]

Возможность хрупкого разрушения зависит от многих факторов. Рассмотрим, например, уравнения (И) и (21), с помощью которых можно вычислить соответственно критическую длину трещины и число циклов до разрушения. Для решения этих уравнений необходимо знать свойства материала, характер нагружения в процессе эксплуатации, вероятные размеры исходной трещины и вид зависимости K=f(a) для данного случая. Для сложной конструкции все эти факторы, очевидно, установить не удается. Поэтому для обеспечения безопасности и надежности конструкции необходимо разработать план ограничения этой неопределенности. Он состоит из следующих элементов 1) определение расчетных критериев и допущений, используемых при анализе 2) расчет конструкции с учетом допустимого повреждения 3) осуществление мероприятий по обеспечению выполнения требований расчета. [c.25]

С увеличением частоты нагружения (скорости деформирования) время нарастания напряжения сокращается. Так, при изменении частоты нагружения от 100 до 10 ООО Гц продолжительность цикла уменьшается в 100 раз и составляет 0,00005 с. При высокой частоте скорость нагружения превышает скорость распространения пластической деформации. С увеличением частоты нагружения напряжение, соответствующее определенной пластической деформации, увеличивается. За каждый цикл нагружения металл теряет меньшую долю запаса пластичности. Общее число циклов до разрушения увеличивается по сравнению с более низкой частотой повторения нагрузки. [c.242]

Od определении числа циклов до разрушения с помощью формулы Пэриса [c.63]

Усталостная выносливость резины при многократном растяжении определяется числом циклов до разрушения образца. Метод определения установлен ГОСТ 261—74. [c.274]

В условиях совместного действия коррозионной среды (влажная атмосфера, пресная и морская вода, конденсаты продуктов сгорания и др.) и циклических нагрузок различного знака наблюдается процесс коррозионно-усталостного разрушения металлов и сплавов (стали, сплавы алюминия, латуни и др.). Число циклов до разрушения при данной нагрузке уменьшается по сравнению с испытаниями в сухом воздухе, а истинный предел усталости не достигается. Поэтому коррози-онно-усталостные испытания проводят на базе определенного числа циклов (обычно 5-WN). На кривой Велера (рис. 11) после перелома появляется нисходящий участок, крутизна которого зависит от условий испытания (различный доступ кислорода к металлу, различная обработка поверхности, различная степень предварительной коррозии и др.). [c.131]

Число циклов до разрушения — Определение 120 [c.206]

Основную информацию, необходимую для определения экспериментальных параметров силовых и некоторых энергетических уравнений, получают из опытов на длительное разрушение под действием постоянных напряжений различных уровней. Наиболее благоприятные возможности обработки этой информации возникают в том случае, когда объем испытуемых образцов настолько велик, что результаты испытаний могут рассматриваться на каждом уровне напряжений в отдельности. Для тех уровней, на которых наблюдается стопроцентное разрушение образцов в пределах установленной базы испытаний, вычисляются средние значения долговечностей, их дисперсия или основное отклонение, а также доверительные интервалы для математических ожиданий генеральной совокупности при заданной доверительной вероятности [80, 81 ]. Далее в предположении нормальности закона распределения долговечностей устанавливаются границы зон с заданными вероятностями разрушений, и строятся кривые равных вероятностей в координатах напряжение — время или напряжение — число циклов до разрушения. При этом обычно пользуются логарифмическими или полулогарифмическими шкалами. [c.97]

Рассмотрим сначала относительно простой пример на определение числа циклов до разрушения при циклическом двухосном напряженном состоянии (рис. 5.2. а). На рис. 5.2, б показаны графики изменения компонентов девиатора напряжений ординаты графиков указаны в табл. 5.1. Приступим к расчету тех малых пластических деформаций элемента схематизированного материала согласно модели, представленной на рис. 1.8, которые возникают в условиях приспособления к циклическому нагружению (см. п. 3.4). При расчете с последующим графическим построением петель гистерезиса введем условный модуль упругости 3 = = 2 -10 МПа (см. (2.35)). На безразмерной величине х, определяемой в итоге расчета согласно (3.52), значение 3 не отражается. В равной мере х не зависит от el) , так что расчету (2.35) подлежат только e f = e f. [c.153]

Отах/Ор) + Фь (Xft. / й)Л/р=1-Здесь а ах. сТр — детерминированные действующее и разрушающее напряжения Np — заданное общее для всех элементов число циклов до разрушения — параметр, относящийся к определенной, пока неизвестной вероятности разрушения к-го объема материала, определяется непосредственно как [c.165]

В табл. 5.9 и 5.10 приведены расчетные и экспериментальные числа циклов до разрушения и значения меры повреждений для трубчатых образцов отожженной стали 45 (режим термообработки нагрев до 850 °С, выдержка 1,5 часа в печи, охлаждение на воздухе), испытывавшейся в условиях мягкого циклического растяжения—сжатия или синхронного растяжения—сжатия и кручения. Во всех случаях расчетные значения меры повреждений для момента фактического разрушения достаточно близки к единице. Экспериментальные числа циклов до разрушения находились в пределах 0,6Л р < Л экс < 1.4Л р, где Л р — расчетное число циклов. Определение N-p сводилось здесь к расчету продолжительности последней ступени нагружения, в то время как продолжительность предыдущих ступеней была заранее известна. [c.195]

В результате экспериментов была определена усталостная долговечность каждого болта, выраженная числом циклов до разрушения. По этим данным построили график- зависимости усталостной долговечности от числа циклов нагружения в единицу времени, который показывал, что усталостная долговечность болтов уменьшается с увеличением частоты пульсации нагрузки, т. е. зависит от частоты пульсации напряжения даже при сравнительно малом диапазоне частот, определяемом возможностями испытательной машины (200—600 циклов, в минуту). Результаты экспериментов были математически обработаны с целью определения уравнения кривой N==f(v), где v —частота пульсации нагрузки, а iV — число циклов до разрушения болтов (усталостная долговечность). Выравнивание производили по методу наименьших квадратов. Предварительно определили коэффициент корреляции по формуле [c.62]

Для оценки числа циклов до разрушения в зоне конструктивной концентрации напряжений необходимо определение величин местных напряжений и деформаций с учетом деформирования в упругопластической области (см. гл. 1, 2). Это может быть осуществлено [11, 12] при известных номинальных напряжениях в элементе конструкции о = а /от и теоретическом коэффициенте концентрации напряжений через соответствующие коэффициенты концентрации напряжений и деформаций К и АД в упругопластической области (при Оп < 1,0) по зависимостям типа (2.14) [c.131]

Количественные испытания проводят для определения числа циклов до разрушения или термоциклической долговечности материала при упрощенной, но достаточно точно фиксированной системе действующих на образец тепловых нагрузок, при которой возможен анализ напряженного и деформированного состояний. При этом циклические термические напряжения и деформации определяют или непосредственным измерением, или аналитически. В результате испытания получают зависимость числа теплосмен до разрушения от параметров термодеформационного цикла, по которой можно дать общую количественную оценку долговечности различных материалов при термической усталости и установить основные закономерности процесса термоциклического деформирования и разрушения. [c.26]

За длину интервала принимаем Лл = 0,15. Границы интервалов, а также число наблюдений приведены в табл. 2.4, составленной на основании данных табл. 2.3. В табл. 2.4 даны вычисления, необходимые для определения указанных статистик. Последовательность вычислений ясна Нз табл. 2.4. По формуле (2.14) вычисляем выборочное среднее значение логарифма числа циклов до разрушения образцов [c.22]

Наиболее распространенное объяснение механизма влияния давления газовой среды на поведение материала при циклическом нагружении состоит в следующем. Развитию усталостной трещины в атмосферных условиях способствует слой газа или окислов, образующихся на поверхности трещины во время растягивающего полуцикла. Эти чужеродные слои препятствуют завариванию трещины в период сжатия. Ускорение развития трещины в подобных условиях может быть также объяснено снижением поверхностной энергии металла и расклинивающим эффектом окисной или другой фазы, находящейся в непосредственной близости от вершины растущей трещины. Скорость образования чужеродных слоев на поверхности раскрытой трещины при данной частоте нагружения зависит от давления газовой среды, вследствие чего сопротивление усталости увеличивается с улучшением вакуума. Ряд экспериментальных наблюдений, например [427 ] показывают, что возрастание долговечности в вакууме происходит более заметно при больших амплитудах циклической деформации. При малых амплитудах числа циклов до разрушения образцов в вакууме и на воздухе различаются гораздо меньше. Во многих случаях установлено, что повышение долговечности образцов с понижением давления газовой среды протекает не монотонно, а сравнительно резко только в определенном интервале давлений. Для технически чистого алюминия эта область давлений от 1,33 до 0,0133 (от 10" до 10 М.М рт. ст.). Удовлетворительное объяснение отмеченной закономерности пока отсутствует. При изучении усталости технического алюминия выяснилось, что на поверхности образцов, выдержавших в вакууме такое число циклов, которое приводило к разрушению материала на воздухе, отсутствовали усталостные макротрещины. Это наблюдение истолковано авторами работы [427] как свидетельство того, что давление газовой среды оказывает влияние не только на скорость развития усталостной трещины, но и на процесс их зарождения на поверхности металла. [c.438]

Корреляция экспериментального и расчетного числа циклов до разрушения, определенного с учетом принятого критерия по формуле (2.35), в которой параметры т и С получены из данных [c.119]

В работе [68] выполнен анализ долговечности в зонах концентрации напряжений, В целях определения влияния ползучести на число циклов до разрушения (появления трещины) рассчитали долговечность при циклическом осевом растяжении плоских образцов (пластина с отверстием при повторном осевом растяжении) жаропрочных алюминиевых сплавов. Температуры испытания 120.,, 190° С являются для рассматриваемых материалов достаточно высокими ползучесть и релаксация напряжений выражены. [c.209]

В связи с изложенным выбор сталей для элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового разрушения при различных температурах и различной жесткости нагружения и назначения допускаемых напряжений только по характеристикам статической прочности, оказывается недостаточным. Характеристики пластичности, существенно влияющие на разрушающие амплитуды деформаций и числа циклов до разрушения, не являются расчетными при оценке статической прочности с использованием указанных выше запасов прочности по пределам текучести и прочности. Поэтому в практике проектирования циклически нагружаемых конструкций выбор материалов по характеристикам статической прочности (пределу текучести и прочности) осуществляется на стадии определения основных размеров. Поверочные расчеты сопротивления циклическому разрушению проводятся по критериям местной прочности с использованием как характеристик прочности, так и характеристик пластичности. [c.260]

А. Вёлер ввел понятие о физическом пределе выносливости — максимальном циклическом напряжении, при котором нагрузка может быть приложена неограниченное число раз, не вызывая разрушения при выбранной базе (числе циклов до разрушения К). Для металлических материалов, не имеющих физического предела выносливости, предел выноашлости (7ц - значение максимального по абсолютной величине напряжения цикла, соответствующее задаваемой долговечности (числу циклов до разрушения). Для металлов и сплавов, проявляющих физический предел выносливости, принята база испытаний Ю циклов, а для материалов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, - 10 циклов (рис. 2). Первый тип кривой особенно характерен для ОЦК - металлов и сплавов, хотя может наблюдаться при определенных условиях у всех металлических материалов с любым типом кристаллической решетки, второй тип -преимущесгвеипо у П (К - металлов и сплавов (алюминиевые сплавы, медные сплавы и др.). N(11 и N( 2 на рис.2 обозначают базовые числа циклов нагружения. На рис. 3 представлены основные параметры цикла при несимметричном нагружении и возможные варианты циклов при испытаниях на усталость. [c.7]

Описанная выше схема нагружения вращающегося вала весом маховика, т. е. силой постоянного направления, используется при устройстве наиболее распространенных испытательных машин. Образец круглого поперечного сечения зажимается в шпиндель, на другом конце образца помещается подшипник, к нему подвешивается груз. Максимальное напряжение подсчитывается по обычным формулам теории упругого изгиба в предположении о том, что материал следует закону Гука. Это не совсем точно, в действительности при циклическом нагружении диаграмма зависимости деформации от напряжения представляет собою криволинейную замкнутую петлю, как схематически показано на рис. 19.10.1. Однако погрешность в определении о обычным способом невелика и ею можно пренебречь. Прикладывая нагрузки разной величины и фиксируя число циклов до разрушения п, строят диаграмму, которая схематически показана на рис. 19.10.2. По оси абсцисс откладывается число циклов до разрушения, по оси ординат — напряжение. Эта диаграмма носит имя Вёлера [c.678]

При определении разрушающих напряжений и долговечности, если местные условные упругие напряжения от силовых и температурных нагрузок в конструкции определены экспериментально или из рещения упругой или упругопластической задачи, то независимо от циклических свойств металла разрущающие амплитуды Ста условных упругих напряжений для конструкции при заданном числе циклов до нагружения N или число циклов до разрушения при заданной разрушающей амплитуде СТа по критерию усталостного разрушения (жесткое нагружение) определяются по формуле [c.191]

А. Я. Рублевым разработаны ультразвуковая и индукционная установки для определения продолжительности жизни образцов с трещинами. Основой индукционной установки является дефектоскоп ДНМ-500 с датчиком, вставляющимся в отверстие концентратора. Обе установки обеспечивали выявление трещины усталости практически одновременно. Площадь трещин составляла 0,195—0,4 мм , а протяженность 0,3—0,4 мм. Вероятность сохранения работоспособности образцов с трещиной колебалась от 14 до 42%. Этими исследованиями было установлено, что поверхностный наклеп шариками образцов из высокопрочных сплавов В93, В95 увеличивает их долговечность. Так, после проведения наклепа число циклов до образования трещин возрастает с 16,4-Ю до 40,9-10 , в то время как число циклов до разрушения образца с трещиной увеличивается с 5,3-Ю до 7,5-10 циклов. У наклепанных образцов меньшая скорость роста трещины в начальный период, причем довольно длительный период по числу циклов (3,5 10 циклов) она почти постоянна, в то время как у ненаклепанных образцов трещина усталости после возникновения начинает расти со все возрастающей скоростью. Наклеп перед анодированием резко увеличивает долговечность образцов за счет удлинения периода до образования трещин таким образом, что общая долговечность наклепанных и анодированных образцов возрастает в 6,5 раза по сравнению с ненаклепанными (с 5,9 10 до 38,7- 10 циклов) и превосходит долговечность исходных фрезерованных (наклепанных и неанодированных) образцов. [c.164]

Ресурс работы детали, подвергающейся действию термоциклического нагружения, может быть определен как числом циклов, так и временем до разрушения в часах. В последнем случае длительность работы деталей определяется как произведение TyjVp (где Тц—длительность одного цикла (Vp — число циклов до разрушения). При этом оказывается, что зависимости Тц—jVp и Тц—R (здесь / = ТцЛ р) имеют различный характер. Зависимость Тц—N-p для различных значений показателя р в уравнении (3.11) выражается в том, что изменяется угол наклона с увеличением р угол наклона к оси Л р уменьшается (см. рис. 42,а). Можно выделить три характерные области значений показателя р р> ] р= ] Ь<р<1. Этим значениям соответствуют, например, кривые на рис. 42,6 для сплава ХН77ТЮР (р = = 1,15), нимоника 90 (р = 0,85), стали 37Х12Н8Г8МБФ (р= = 0,29). Однако во всех случаях с увеличением длительности циклов значение iVp уменьшается, хотя и с разной интенсивностью. Если же рассмотреть зависимость Тц—R, т. е. долговечность в часах, от длительности цикла, то для указанных трех областей изменения р она оказывается различной (рис. 43,а). [c.77]

Прямое наблюдение периодичности образования и разрушения вторичных структур при граничном трении по интенсивности износа, величинам силы трения и ЭДС, возникающей при трении, было выполнено в работе [79]. Исследования проводились на прецизионной машине на образцах с минимально возможной площадью касания при непрерывной регистрации износа, силы трения и трибо-ЭДС. При установившемся режиме изнашивания отчетливо наблюдается периодическое изменение коэффициента трения и ЭДС. Длительность цикла образования и разрушения вторичных структур изменяется в зависимости от скорости скольжения и нагрузки. Влияние внешних параметров на количественные характеристики периодических кривых отмечается и в работах [76 — 78]. Анализ этих результатов свидетельствует о том, что изучение периодического характера структурных изменений является реальным путем для создания новых методов оценки износостойкости фрикционных материалов. С позиций представлений об усталостном разрушении поверхностей трения периодический характер структурных изменений открывает новые возможности для определения основных характеристик усталостного процесса числа циклов до разрушения и действующих на поверхности напряжений и деформаций. Этот сложный вопрос является весьма актуальным для дальнейшего развития усталостной теории износа, поскольку существующие методы оценки указанных параметров имеют определенные недостатки. Так аналити- [c.30]

Поскольку процесс взаимного контактирования микронеровностей двух сопряженных поверхностей носит случайный характер, выявление определенных закономерностей, связанных с изменением состояния поверхностного слоя в процессе фрикционно-контактного воздействия, возможно лишь при обработке достаточного количества экспериментальных данных. Так, было установлено, что частичная релаксация микронапряжений происходит после некоторого (отличного от единицы) числа воздействий, что является подтверждением усталостной природы процесса в смысле необходимости многократного воздействия для нарушения сплошности исследуемого материала — образования микротрещин. Таким образом, среднее для каждой нагрузки расстояние между минимальными значениями ширины линии (220) a-Fe является числом циклов до разрушения по критерию образования микротрещин. Число циклов до разрушения существенно зависит от внешних условий трения. С увеличением нагрузки на иБдентор оно уменьшается (рис. 29). [c.54]

Влияние характера движения индентора. При возвратно-поступательном движении индентора сохраняется периодический характер накопления пластической деформации (рис. 45), но но сравнению с аналогичными условиями трения при движении индентора в одном направлении [116]J наблюдаются некоторые отличия. Увеличение ширины дифракционных линий (110) и (220) a-Fe на начальной стадии процесса в первом случае происходит медленнее, чем во втором. Число циклов до разрушения по результатам рентгеновского анализа составляет 11, по результатам измерения микротвердости — 13, т. е. практически равно его значению нри движении индентора в одном направлении в аналогичных условиях трения. Однако процесс нарушения сплошности развивается более интенсивно. Об этом свидетельствует более полное снятие мик-ронанряжений при установившемся значении величины блоков и вид поверхности образца, свидетельствующий о том, что разрушение охватывает значительный объем [116]. Определение интенсивности износа показало, что при возвратно-поступательном движении индентора отделение частиц износа происходит раньше, чем при движении индентора в одном направлении. Такое расхождение между закономерностями структурныхГизменений и разрушением поверхностного слоя стали 45 обусловлено тем, что при возвратно-поступательном движении индентора большое значение приобретают процессы разрушения, связанные с возникновением вакансий и ростом их плотности [117], что не влияет на ширину дифракционных линий, связанную только с плотностью дислокаций. [c.67]

Определение числа циклов до разрушения Скорость роста усталостных трещин с учетом- пластических и временных кинетжческшс [c.77]

Для определения [во 1 используют эмпирическую формулу Мэнсона. Она связывает амплитуду полных деформаций цикла Ед с числом циклов до разрушения. [c.233]

Давыдов С.Н., Чурилова Т.В. Графическое определение числа циклов до разрушения сталей типа 12Х18Н10(Т) в условиях малоциклового нагружения в зависимости от их механических свойств// Новоселовские чтения Матер. 2-й Междунар. науч.-практ. конф. - Уфа Изд-во УГНТУ, 2004. - С. 95-97. [c.24]

При определении характеристик циклического разрушения, как и при получении диаграмм циклического деформирования, используют два основных режима нагружения - с заданной амплитудой напряжений (СТа=сош1) и с заданной амплитудой деформаций (еа=соп81). С инженерной точки зрения важным оказывается достаточно широкий диапазон числа циклов до разрушения - от 10 до 10 . В этом диапазоне для конструкционных металлов выделяют характерные интервалы чисел циклов - ма- [c.140]

Подробное исследование влияния многоосности напряженного состояния на малоцикловую усталость не входит в задачи книги, упомянем лишь предложенный способ оценки долговечности при малоцикловой усталости в условиях многоосного напряженного состояния [8, 13] и [14, стр. 165 и далее]. Предложенный метод состоит в определении эквивалентного напряокения и эквивалентного размаха полной деформации. Обе эти величины определяются по параметрам многоосного напряженно-деформированного состояния в соответствии с рекомендациями разд. 5,4. Оценка долговечности при эквивалентном размахе полной деформации в условиях многоосного напряженного состояния может быть проведена по усталостным данным для одноосного напряженного состояния в виде зависимости размаха полной деформации от числа циклов до разрушения в условиях малоцикловой усталости. Хотя еще много неясного относительно справедливости этого метода, такой подход представляется наилучшим из известных. [c.389]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...