Оценка числа циклов

Для оценки числа циклов Np от момента зарождения трещины до момента, когда трещина становится сквозной, существуют кинетические диаграммы усталостного разрушения. Эти диаграммы связывают между собой скорость роста [c.294]

В области малоцикловой усталости период распространения усталостной трещины составляет почти половину общей долговечности детали при действии эксплуатационного нагружения. Поэтому представленная оценка числа циклов нагружения диска или дефлектора турбины двигателя 8000 циклов запуска и остановки двигателя после нане- [c.564]

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]

В настоящее время имеются данные для оценки числа циклов до появления первых трещин [10, 18]. На этом основании определяется число гарантируемых пусков турбины из холодного состояния при заданной программе пуска. Можно также оценивать вред, который наносят быстрые горячие пуски, вызывающие накопление усталостных повреждений материала. [c.42]

Полученный запас прочности меньше единицы. Это означает, что можно ожидать разрушения через некоторое конечное число циклов. Оценку числа циклов до разрушения можно получить путем построения кривой, показанной на рис. 12.17(d), с помощью коэффициента концентрации напряжений /С/=1,78 при многоцикловой усталости (см. (12.29)). Используя это значение, строим точку С, показанную на рис. 12.17(d). Кривая усталости образца с выточкой получается в результате соединения точек В а С. [c.422]

Оценка числа циклов. [c.48]

Для получения более надежной оценки числа циклов до разрушения необходимо учесть ряд важных факторов [c.318]

Предполагая, что участок РА (рис. 343) кривой наклепа может быть заменен наклонной прямой, можно показать, что кривая о — п (рис. 312) должна иметь характерную форму, состоящую из наклонной и горизонтальной прямой линии. Может быть также сделана грубая оценка числа циклов,, соответствующего точке пересечения этих двух линий (предел выносливости). [c.431]

Таким образом, методы прогнозирования ресурса должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле. В качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов нагружения до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации аппаратов вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т.е. временного сопротивления и предела текучести металла. Для конструктивных элементов оборудования из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при нормальных условиях эксплуатации, значение предела текучести может возрастать до 20%. Заметим, что временное сопротивление Gb является расчетной характеристикой при выполнении прочностных расчетов по действующим НТД. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы аппарата можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим отраслевым нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы аппарата его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности К в, снижение пластичности и вязкости, которые определяют ресурс длительной прочно- [c.366]

Уравнения (22.35) и (22.37) можно считать основными зависимостями для оценки долговечности при малом числе циклов нагружения, когда преобладающее значение имеет сопротивление материала пластическим деформациям. С увеличением числа циклов до разрушения, т. е. с уменьшением размаха пластической деформации, упругая часть деформации становится соизмеримой с пластической. В связи с этим предложены критерии малоциклового разрушения в упругих и суммарных деформациях. [c.689]

Для оценки прочности материала при переменных напряжениях используется определяемая опытным путем характеристика - предел выносливости о>, который представляет собой наибольшее в алгебраическом смысле напряжение цикла, при котором образец выдерживает не разрушаясь неограниченно большое число циклов. Практически установлено, что если стальной образец выдержал некоторое базовое число циклов Nr и не разрушился, то он не разрушится и при любом другом большем числе циклов. [c.108]

При квазистатическом разрушении после небольшого числа циклов поле деформации мало отличается от поля при статической нагрузке. По мере увеличения числа циклов и уменьшения накопленной деформации при образовании разрушения форма и размеры зон пластической деформации отличаются от тех, которые получаются при статическом растяжении. Так как разрушение при малом числе циклов в основном определяется достигнутыми деформациями, то для оценки прочности в зоне концентрации используют представления о концентрации деформаций и их перераспределении при повторном нагружении. [c.90]

Однако для большинства машин и их механизмов основное значение для оценки потери работоспособности имеет не календарное время, а продолжительность работы изделия или соответствующий ей объем выполненной работы (число циклов, путь, [c.17]

Разрушение деталей и конструкций при малом числе циклов нагружения связано, как правило, с наличием повторных пластических деформаций в зонах концентрации напряжений. Для оценки несущей способности таких деталей необходимо учитывать характеристики деформации и разрушения материала, а также влияние напряженного и деформированного состояния на малоцикловую долговечность. Так как в зонах концентрации напряжений относительно быстро устанавливается режим жесткого нагружения, особое значение приобретают исследования поведения при этом виде нагружения материала и изучение диаграмм его деформирования. [c.89]

В соотношении (1.6) обычно при оценке усталостной долговечности в качестве характеристики повреждаемости Df рассматривают число циклов нагружения. В реальной эксплуатации при взаимодействии нагрузок, особенно в случае малоцикловой усталости, линейное суммирование накопленных повреждений не отражает реального, нелинейного процесса накопления повреждений в различных зонах центроплана и крыла ВС [29, 38]. Это же относится и к стойкам шасси пассажирского самолета [39]. Интервал разброса в оценках накопленных повреждений может составлять 0,5-4,0 [40, 41], а при учете последовательности циклов нагружения разброс данных может быть еще выше [19, 24, 30]. Поэтому для более точной оценки усталостной долговечности введен метод спектрального суммирования, позволяющий установить связь между характеристиками долговечности и характеристиками случайного процесса нагружения на основе использования спектральной плотности мощности [30]. При нерегулярном нагружении, характеризуемом непрерывной спектральной плотностью, энергия процесса с частотой со/,- может быть заменена эквивалентной (по средней использованной долговечности) энергией, характеризующей процесс нагружения на другой частоте. В частности, на некоторой характеристической частоте [c.37]

Вместе с тем выполненные расчеты длительности роста трещины после уменьшения уровня напряжения при условии соотношения между числом усталостных бороздок и числом циклов нагружения один к одному показали следующее ТМИ — около 2000, двумерный Ф-анализ — около 2100, эксперимент — около 2200 циклов. Несколько заниженный результат оценки по сравнению с опытом следует относить к небольшой задержке [c.217]

Итак, после нанесения повреждений существует некоторый период времени, в течение которого усталостные трещины не зарождаются. Причем этот период должен зависеть от интенсивности повреждения и наличия растрескиваний материала, которые сопровождают повреждение деталей. Вместе с тем, даже если предположить, что трещина развивалась в диске с первого цикла нагружения после нанесения повреждения в ремонте, то оценки скорости роста трещины при консервативном расчете (оценивалась максимально возможная скорость) свидетельствуют о следующем. Период распространения трещины составляет не менее той двойной наработки (2988 2 = 5996 ч), которая реализована при растрескивании диска на глубину около 0,4 мм. По числу циклов это соответствует не менее 1900. [c.561]

Следовательно, общее число циклов нагружения лопатки с момента ее нафужения на указанной резонансной частоте до окончательного разрушения составило не менее 4 10 3 = 1,2 10 циклов, что соответствует не менее 108 мин работы двигателя в условиях указанного выше резонанса. Поскольку на разных режимах работы двигателя реализуются различные частоты вынужденных колебаний лопатки, то следует увеличить сделанную оценку не менее чем в 2 раза. Это означает, что развитие трещины в лопатке происходило в течение не двух, а нескольких полетов — не менее трех из условия 5-часового полета. [c.586]

Выявленное методом рентгеновского анализа и измерения электросопротивления существование интегральной характеристики поверхностного слоя в каждый момент времени обусловило необходимость выбора нагрузки на пирамиду, при которой отпечаток характеризует среднеагрегатное состояние исследуемого сплава. В противном случае разброс значений, связанный с раздельным измерением микротвердости феррита и перлита, делает невозможным анализ закономерностей структурных изменений методом микротвердости. Известно, что твердость феррита по Бри-неллю в зависимости от величины зерна колеблется в пределах 65—130 кгс/мм в то время как твердость перлита (также в зависимости от величины зерна) составляет 160—250 кгс/мм при средней твердости стали 45 160—180 кгс/мм [ИЗ]. Опробование нагрузок на пирамиду от 10 до 200 го показало, что минимальной нагрузкой, характеризующей среднеагрегатную твердость стали-45, является Р = 50 гс, при этом глубина отпечатка составляет 3—4 мкм. Результаты измерения микротвердости представлены на рис. 32. Условия трения аналогичны тем, при которых проводились исследования методом рентгеновского анализа и измерения электросопротивления. Из приведенных результатов следует, что изменение микротвердости аналогично изменению ширины дифракционной линии (220)a-Fe и электросопротивления. С увеличением нагрузки число циклов до разрушения уменьшается, а среднее максимальное значение микротвердости, пропорциональное величине действующей деформации, увеличивается (рис. 33). Количественная оценка числа циклов до разрушения по результатам измерения микротвердости совпадает со значениями, полученными двумя предыдущими методами (рис. 34). [c.59]

Результаты испытаний стали 12Х18Н9Т при программированных режимах малоциклового нагружения по напряжениям и температуре 650° С, обработанные по уравнению (18), аппроксимируются прямой линией. Предельная кривая разрушения в координатах относительной длительной статической и малоцикловой повреждаемости имеет явно выраженный вогнутый характер, т. е. не соответствует линейному суммированию повреждений. Для оценки числа циклов до разрушения при совмест- ном действии малоцикловой усталости и ползучести предлагаются следующие уравнения суммирования повреждений [16] [c.45]

Поступая точно так же, как и при получении соотношения (8.66), и применяя (8.70), Кортен и Долан получили следующее выражение для оценки числа циклов до разрушения в случае нагружения повто-ряюш,имися блоками, в которых чередуются напряжения нескольких различных амплитуд [c.260]

Для оценки числа циклов до зарождения трещины широко используют подход, основанный на использовании деформационных критериев. Примером такого подхода [167] является уравнение, устанавливающее связь между амхышудой локальной деформации за цикл и в виде [c.363]

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохраняа i. работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Наработка - это временное понятие, служащее для количественной оценки надежности объекта. Она может измеряться в часах, числах циклов нагружения, километрах пробега и других величинах, определяемых специфическими особенностями изделия. [c.60]

Для материалов, которые ни при какой ампли туде напряжения не дают горизонтального участка кривой в течение достаточно большого числа циклов нагружения, однозначное определение кривой циклическое напряжение - деформация значительно сложнее. Есть предложение в этом слу гае положить в основу оценки свойств материала величину циклической пластической деформации, которая измеряется при половине числа хшклов нагружения до разрушения (рис. 15, б). Однако такой подход не корректен. Если по этому [c.32]

Для оценки прочности материала при переменных напряжениях используется определяемая опытным путем характеристика - предел выносливости который представляет собой наибольшее в алгебраическом смысле напряжение цикла, при котором образец выдерживает не разрушаясь неофаниченно большое число циклов. [c.63]

Известный интерес представляет оценка долговечности по числу циклов переменного нагружения на стадии роста трещины (т. е. определение числа циклов при увеличении длины трещины от начального значения U ДО критического 1с). С теоретической точки зрепия изучение параметров, ответственных за процесс роста трещины и входящих в расчетные уравнения, позволяет глубже вникнуть в механическую природу процессов, происходящих в окрестности растущей трещины. С практической точки зрения оценка долговечности важна для приложений, нанример, при расчете ресурса изделий. [c.258]

Рассмотрим условия, опреде.пяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины и до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещиноподобный дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск на размер не-обиаружпваемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов иитеисивиости напряжений (Кс или Я/с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций я елательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов. [c.272]

Для оценки сопротивления усталости материала действию переменных напряжений проводят испытания партии стандартных образцов (определенных стандартом размеров) в количестве 15 — 20 шт. и по результатам испытаний строят кривые усталости (рис. 15.2), показывающие зависимость между числом циклов N нагружения образцов до разрущения и дей-сзвующими напряжениями (максимальным или ампли- [c.249]

Существенно, что надежиость, безотказность изделия (машины, конструкции, детали) связывается с определенным сроком службы. В большинстве случаев под сроком службы понимается время работы изделия под narpysKoii или число циклов нагружений. Например, для самолетных конструкций срок службы определяется числом полетных циклов. Число полетов является важным показателем для оценки работоспособности конструкции, так как наибольшие нагрузки па ряд элементов самолета возникают при посадке. [c.9]

Анализ подходов к оценке безопасного ресурса основных силовых элементов авиаконструкций свидетельствует о формировании для всех случаев эксплуатационного нагружения каждого элемента конструкции некоторого блока последовательно действующих циклических нагрузок. Он по интенсивности воздействия в той или иной мере является эквивалентом предполагаемого повреждения конструкции, которое должно быть реализовано в условиях эксплуатации. Оцениваемый на его основе период или срок эксплуатации ВС или ГТД выражается числом циклов соответственно ЗВЗ или ПЦН, а также одновременно выражается в часах наработки с учетом средней продолжительности полета ВС. Последнее необходимо в связи с тем, что продолжительность полетов различного типа ВС в эксплуатации может колебаться в широких пределах в зависимости от решаемых ими задач. Так, например, для вертолетов средняя продолжительность полета составляет около 30-40 мин, тогда как для самолета длительность полета может достигать 7 ч. [c.44]

Из сопроводительной документации следовало, что вертолетом Ми-8МТВ-1 в предыдущий день перед разрушением лопасти в полете было осуществлено 18 полетов со средней продолжительностью 20 мин. Это означает, что число полетов по результатам измерения шага усталостных бороздок составляет 7-10. Очевидна близость длителт.-ыости и кинетики роста сквозной усталостной трещины по результатам макроскопической оценки числа сформированных блоков усталостных линий и по результатам измерений шага усталостных бороздок. Следует подчеркнуть, что эти оценки занижены по отношению к полному периоду распространения сквозной трещины в пределах одного-двух полетов. При формировании блоков усталостных линий происходило частичное торможение трещины, что выражается в снижении шага усталостных бороздок. Поскольку при переходе от несквозной трещины к сквозной величина измеренного шага мала, снижение скорости роста трещины при формировании усталостных линий на этой стадии роста могло быть таким, что некоторый период времени трещина вообще не распространялась после возникавшей перегрузки. Поэтому оцененное число циклов не охватывает всей полноты информации и закономерности продвижения и частичной остановки трещины после кратковременных перегрузок. [c.661]

Итак, развитие усталостных трещин в процессе эксплуатации элементов конструкций и деталей системы управления ВС является длительным. Это позволяет эффективно проводить их контроль и осуществлять эксплуатацию по принципу безопасного повреждения при обеспечении надежности функционирования систем даже при однократном пропуске трещины, поскольку число полетов с развивающейся трещиной составляет от одной до нескольких тысяч. При определении повреждающего цикла следует исходить из того, что основную роль в развитии трещины играет блок нагрузок от вибраций, которые накладываются на статическую нагрузку, возникающую в момент функционирования системы в полете. В зависимости от вида элемента конструкции вибрации вызывают продвижение трещины или могут не оказывать влияние на ее продвижение. В первом случае имеет место формирование мезоусталостных линий с площадками излома между ними, а во втором случае каждый акт функционирования элемента конструкции в полете связан с формированием каждой усталостной бороздки. В зависимости от условий работы разное число усталостных бороздок может характеризовать один полет ВС. Однако и в этом случае может быть проведена оценка числа бороздок за полет, поскольку начало функционирования и повторение этих действий в полете имеют некоторые различия, что отражается в различии профиля усталостных линий и бороздок, а также в различиях закономерности изменения шага бороздок по направлению роста трещины. Все это несколько усложняет интерпретацию [c.753]

Поэтому для оценки длительности роста трещины на всем этапе формирования зоны "П" была использована средняя величина прироста трещины за цикл нагружения около 4 10 м. Получаемая в этом случае оценка длительности роста трещины будет несколько ниже истинного числа циклов ее развития в зоне "П". Вместе с тем, выполненные оценки длительности роста трещины по указанному подходу в крестообразных моделях из сплава АК41-Т1 при двухосном растяжении показали, что максимальная погрешность в получаемых оценках составляет 50 % для развития трещины в пределах зоны "П". С учетом включения в расчет периода роста трещины на стадии формирования усталостных бороздок максимальная погрешность в оценках длительности роста трещины оказывается существенно ниже. [c.770]

Скорость роста усталостных трещин. Методика усталостных испытаний, с помощью которой регистрируют только число циклов до разрушения, не дает картины зарождения усталостных повреждений в металле, эозникновения и распространения усталостных трещин. Анализ результатов усталостных испытаний должен проводиться с позиции двухстадийности процесса усталостного разрушения. В зависимости от ряда частных условий распространение уже образовавшейся усталостной трещины может происходить за п иод от 10 до 90% от общей долговечности образца или детали. Скорость роста усталостных трещин является основным критерием оценки чувствительности материалов к развитию усталостного разрушения. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...