Кривые деформирования и в условиях

Кривые деформирования и в условиях разрушения 438 [c.547]

Из опыта эксплуатации кулачковых и торсионных пластометров и задач, которые стоят в области изучения реологических свойств металлов и сплавов для процессов ОМД, можно определить требования, которым должны удовлетворять современные установки подобного типа - 1) широкий регулируемый скоростной диапазон испытаний в пределах 0,01—500 с 2) возможность получения больших степеней деформации (испытания на плоскую осадку, кручение) 3) возможность воспроизведения самых различных, заранее программируемых и управляемых с помощью ЭВМ законов нагружения как за один цикл испытаний, так и при дробном деформировании 4) возможность записи кривых релаксаций в паузах между нагружениями с длительностью пауз от 0,05 до 10 с 5) фиксация структуры металла с помощью резкой закалки образца в любой точке кривой течения 6) оснащение установок высокотемпературными печами для нагрева образцов до 1250 °С в обычной среде и в вакууме или среде инертного газа до 2000—2200 °С 7) возможность воспроизведения при испытаниях, особенно дробных, различных законов изменения температуры металла, фиксация температуры образца с помощью быстродействующих пирометров 8) возможность проведения испытаний не только при одноосных схемах напряженного состояния, но и в условиях сложнонапряженного состояния, особенно при исследовании предельной пластичности 9) обеспечение высоких требований по жесткости машин, по техническим характеристикам измерительной и регистрирующей аппаратуры, возможность стыковки с ЭВМ (УВМ) для автоматизированной обработки данных и управления экспериментом. [c.49]

Задача механики деформируемого твердого тела для конкретных форм элементов конструкции и условий нагружения рассматривается как краевая задача, которая решается методом конечных элементов. В процессе такого численного решения становится важным адекватное моделирование поведения материала и его свойств. Свойства, характеризующие поведение материала под нагрузкой, а также в общем случае и краевые условия могут быть определены из экспериментально полученных кривых деформирования и зависимостей для возмущающих воздействий. [c.90]

Вместе с тем в эксплуатационных условиях работы элементов конструкций возможны ситуации, когда выполняются достаточно произвольные, непропорциональные типы сложных нагружений, например при наложении на циклический процесс статической составляющей, вызывающей напряженное состояние, отличное от циклического. Для таких условий сложного малоциклового нагружения наличие единой кривой деформирования и возможность использования деформационной теории не очевидны и требуется специальное исследование вопроса. [c.54]

Рис. 4.7. Кривые деформирования при длительном малоцикловом и статическом нагружениях а... е) и кривая релаксации напряжений в условиях жесткого режима с выдержкой нагрузки (г)

Построение кривых упрочнения производят в условиях деформирования, максимально исключающих внешнее трение и, следовательно, приближающихся к условиям равномерной деформации. При этом справедливо применяют формулу [c.31]

Наличие двух максимумов вызвано изменениями условий трения. При смешанном трении и в условиях граничной смазки шероховатости образуются в результате упругопластического деформирования и царапания поверхностей абразивами. В этих условиях окисная и масляная пленки предохраняют трущиеся тела от металлического контакта, на вершинах кулачков распределительных валов устанавливается средняя арифметическая шероховатость Ра 0,25 и а = 0,125 мкм. Образование второго максимума, расположенного в области более грубых шероховатостей, вызывается появлением металлического контакта и абразивным износом. Исходя из кривой распределения (рис. 141) в качестве рацио- [c.194]

Резкое увеличение скоростей деформирования, создаваемое с помощью ударных нагружений, дает возможность получить динамическую кривую деформирования и существенное возрастание характеристик кратковременной прочности. Однако такая скорость деформирования характерна для работы детали в особых условиях ударного нагружения. Для оценки кривых деформирования, которые 32 [c.32]

Еще одним важным обстоятельством при формулировке концепции устойчивости конструкций является учет ползучести материала. В связи с этим исследование квазистатических процессов нагружения упругопластических систем с учетом ползучести материала удобно разбить на два этапа, происходящих в обобщенном времени т 1) этап квазистатического процесса нагружения по заданной истории и 2) этап процесса ползучести системы во времени при постоянной внешней нагрузке после остановки процесса нагружения. При этом считается, что на первом этапе ползучесть проявиться не успевает и за параметр прослеживания процесса принимается параметр внешней консервативной нагрузки т = р. На втором этапе процесс протекает во времени, значительно большем, чем требуется для процесса нагружения до заданного уровня. За параметр прослеживания процесса т берется время t. В условиях нормальной температуры с выходом в пластическую стадию деформирования в материалах, как правило, развивается ограниченная ползучесть. В этих условиях правомерна постановка задачи устойчивости на неограниченном интервале времени с определением так называемой длительной критической нагрузки. Кривые 1 на рис. [c.323]

В плоскости эквивалентных напряжений и деформаций Оо, е (см, рис. 5.1. ]) точки упругого расчета стремятся к кривой деформирования. Не останавливаясь на доказательстве сходимости процесса, отметим, что обычно необходимая точность достигается после нескольких приближений. Условия (91) гарантируют сходимость и точность решения. [c.129]

Предварительное упрочнение материала может различным образом влиять на его работу в условиях последующего циклического нагружения. Применительно к нержавеющей аустенитной и малоуглеродистой сталям предварительное деформирование листов толщиной 1 мм в интервале остаточных деформаций 6-30 % благоприятно сказалось на усталостной долговечности и повлияло на скорость роста усталостной трещины [4]. В испытаниях на растяжение образцов с центральным отверстием, а также при повторном изгибе было выявлено возрастание предела усталости с ростом уровня остаточной деформации при эквидистантном смещении усталостных кривых. Возрастание уровня остаточных деформаций приводило к снижению скорости роста усталостных трещин при их эквидистантном смещении при среднем показателе степени Шр = 2,5. [c.764]

Важным с научной и прикладной точек зрения является распространение деформационной теории на режимы циклического упругопластического нагружения. В работе [139] обоснована возможность использования теории малых упругопластических деформаций для повторного нагружения за пределами упругости, когда осуществляется нагружение, близкое к простому, в условиях периодической смены направления нагружения на противоположное. Существенным при этом оказывается наличие единой диаграммы, предполагающей конечную связь между соответствующими компонентами напряжений и деформаций как для исходного, так и циклического деформирования. Экспериментально показано, что при различных видах однопараметрических пропорциональных нагружений, охватывающих достаточно контрастные случаи напряженных состояний (растяжение—сжатие, сдвиг—сдвиг), подтверждается наличие единой кривой статического и циклического деформирования при интерпретации в интенсивностях напряжений и деформаций [62, 63]. Независимость в указанных испытаниях диаграмм деформирования от вида напряженного состояния дает основание предположить возможность [c.106]

Для проведения испытаний с целью изучения закономерностей неизотермической малоцикловой прочности, а также неизотермического деформирования используются установки растяжения — сжатия, снабженные системами программного регулирования. В этих установках основные решения вопросов управления режимами неизотермического нагружения, измерения процесса деформирования и нагрева, регистрации параметров соответствуют использованным в исследованиях сопротивления деформированию и разрушению в условиях длительного малоциклового нагружения, а также в описанной выше крутильной установке. Применены системы слежения с обратными связями по нагрузкам (деформациям) и температурам, отличающиеся непрерывным измерением и регистрацией основных характеристик процесса (напряжение, деформация, температура) в форме диаграмм циклического деформирования, развертки изменения параметров во времени, а также кривых ползучести и релаксации при однократном и циклическом нагружении. [c.253]

На рис. 6.2.3 показаны результаты тензометрирования в указанных условиях деформирования. Расчетная кривая 1 и экспериментальные точки соответствуют друг другу достаточно хорошо. При этом увеличение исходного сопротивления резистора рассчитывалось по формуле (3.2.1) для величины циклической деформации каждой ступени нагружения с началом отсчета числа циклов от момента перехода на новую ступень. Вычитание из данных тензометрирования сигнала, связанного с увеличением исходного сопротивления тензорезистора в процессе малоциклового нагружения, позволяет установить действительную историю деформирования деталей (рис. 6.2.3, кривая 2) и при нагружении, сопровождающемся накоплением односторонних деформаций. [c.269]

При минимальном упругопластическом стеснении () = 1, а, /по 2 = = 0,82 и 2гс = 2г , при максимальном упругопластическом стеснении (7 =. 3 [12], ст /ао,2 = 0,47 и 2г = 2г ".Конечность зоны пластической деформации, требуемой для движения трещины в условиях упругопластического деформирования, определяет размер дискретного приращения трещины за цикл. Поскольку достижение Пц/по,2 является верхней границей автомодельного роста усталостной трещины, представляется целесообразным определение пороговой длины трещины I = отвечающей достижению Он/Но,2 = 0,82 при испытании лабораторных образцов на усталость при построении кривой усталости с целью определения предела усталости [c.198]

При испьпании образцов в условиях малоциклового нагружения длительность цикла составляла Тц - 2,6 мин при температурах до 700 ° С и Тц = 30 с при 800 ° С. Принятые условия испытаний обеспечивали скорости деформирования, при которых практически отсутствовали временные эффекты, поэтому кривые деформирования принимали в качестве мгновенных , образующих семейство изоцикли-ческих диаграмм. [c.219]

Анализу поведения оболочек с большим показателем изменяемости геометрии (гофрированных, с начальными осесимметричными неправильностями) при неизотермическом упругоп.ластическом деформировании и ползучести посвящены работы [2, 3]. Ниже приводятся результаты исследования такой оболочки при длительном статическом нагружении (рис. 8.3). Оболочка изготовлена из алюминиевого сплава В-95 с пределом текучести при температуре 150° С От = 21,1Ъ МПа, нагружена сжимающей осевой силой Р = 41,8 кн (или эквивалентным осевым смещением края А Wj = 0,7 мм), внутренним давлением р = 1,89 МПа и нагревается до температуры t = t г, z) = 150° С за 20 мин. Зависимости механических свойств от температуры, кривые деформирования и ползучести вводились в ЭВМ с использованием кубического сплайна. Аналогичное описание исиользова.лось и для представления исходной и текущих геометрий оболочки. В расчете рассматривался лишь один полугофр с граничными условиями Т = 0. = 0. [c.163]

В работе [16] отмечается, что низкий непродолжительный отжиг полностью устраняет возникающий после предварительного растяжения эффект Баушингера, в то время как упрочнение еще сохраняется. Более глубокий отжиг приводит к тому, что уже совпадающие между собой кривые растяжения и сжатия приближаются к исходной кривой деформирования. Вследствие того, что ориентированные дефекты в большей степени неравновесны, чем дефекты дезориентированные, процесс, протекающий при большей температуре и меньшей скорости, должен приводить к меньшему значению эффекта Баушингера по сравнению с процессом, протекающим при меньшей температуре или большей скорости нагружения. Вообще исследования закономерностей процесса упругопластического деформирования материала в условиях неизотермического нагружения необходимо связывать со скоростью протекания процесса деформирования. Диапазон скоростей деформирования, определяемый современными инженерными задачами, простирается от 10 до 10 с . Верхняя граница этого интервала скоростей определяется технологическими задачами взрывной сварки, ковки, штамповки, а нижняя — относится к случаю ползучести и релаксации напряжений. Ясно, что в столь широком диапазоне изменения скоростей деформирования не может быть единой зависимости, связывающей сопротивление деформированию со скоростью. Анализ экспериментальных данных показывает, что следует различать по крайней мере две зоны влияния скорости деформирования — статическую и зону высоких скоростей, динамическую (между этими зонами может лежать зона относительно слабого влияния скорости деформирования на процесс деформирования материала). Причем влияние малых скоростей деформирования на указанный процесс (порядка 10 —10 с ) с физической точки зрения объясняется наличием реологических эффектов (ползучестью), а больших скоростей (порядка 10 —10 с ) — наличием динамических эффектов. Анализируя результаты экспериментальных работ по растяжению образцов при различных скоростях и температурах, можно сформулировать два общих свойства простейшего уравнения состояния материала [17] о = f (е , Т, Р), где Т (Т ти тах)> Р (Рт1п> Ртах) Ртах <7 10 С [c.133]

При неоднородном напряженном состоянии наличие надреза на образце (или детали) изменяет характер распределения энергии, между отдельными объемами вследствие их неравномерного деформирования. В условиях однородного напряженного состояния до момента образования шейки (или трещины) распределение поглощаемой энергии является сравнительно равномерным (речь идет о некоторой средней величине энергии на любом макроучастке базы образца), хотя, как будет показано далее, и в условиях однородного напряженного состояния вследствие микронеоднород-ности развития деформаций поглощаемая энергия неодинакова для отдельных объемов. Неравномерность деформации в зона надреза обусловливает и неравномерность распределения энергии между отдельными объемами. Причем чем выше коэффициент концентрации напряжений (деформаций) в зоне надреза, тем вышн эта неравномерность, и общее количество энергии, затрачиваемое на разрушение и определяемое площадью под кривой статического растяжения для двух образцов, имеющих одинаковые номинальные сечения, меньше для образца, у которого выше коэффициент концентрации напряжений (острее надрез). [c.124]

Научная и практическая актуальность проблемы исследования физических закономерностей пластической деформации и разрушения поверхностных слоев твердого тела обусловлена тем обстоятельством, что свободная поверхность, являясь специфическим видом плоского дефекта в кристалле, оказьтает сзш1ественное влияние на его физико-механические свойства, в частности на упругую стадию деформирования, предел пропорциональности и предел текучести на общий характер кривой напряжение—деформация и различные стадии деформационного упрочнения (на коэффициенты деформационного упрочнения и длительность отдельных стадий) на процессы хрупкого и усталостного разрушения, ползучести, рекристаллизации и др. Знание особенностей и основных закономерностей микродеформации и разрушения поверхностных слоев материалов необходимо не только применительно к обычным методам деформировани (растяжение., сжатие, кручение, изгиб), но и в условиях реализации различного рода контактных воздействий, с которыми связаны многочисленные технологические процессы обработки материалов давлением (ковка, штамповка, прокатка и др.), а также процессы трения, износа, схватывания, соединения материалов в твердой фазе, поверхностных методов обработки и упрочнения, шлифования, полирования, обработки металлов резанием и др. [c.7]

Изменение температурного режима испытаний оказывает влияние на весь комплекс деформационных характеристик материала, от которых зависят усилия и напряжения, возникающие в образце (модуль упругости, параметры кривых деформирования и характер циклической нестабильности, скорость ползучести). В этом смысле наибольшие затруднения возникают при интерпретации результатов при Г , = onst, когда варьируют Г пах- В испытаниях с варьируемой жесткостью установки ее нижняя граница должна быть определена предварительно по напряжениям, при которых разрушение в рассматриваемых температурных условиях укладывается в диапазон чисел циклов, характерных для малоцикловой усталости. В связи с этими соображениями наибольшее распространение получили испытания при = onst. [c.121]

Выявлены [62] непостоянство условий деформирования в зависимости от числа циклов и влияние ряда других факторов на величину деформации, а также характер ее протекания. Поэтому необходимо регистрировать значение деформации непосредственно в процессе испытаний. Результаты испытаний представляются в виде кривой термической усталости в координатах lg Абщах — lg А, где Абтах — максимальное изменение величины пластической деформации. [c.129]

Подход Петита — Ваддоупса предполагает постоянную податливость композита в пределах каждой ступени нагружения и взаимную независимость различных механизмов разрушения. Тангенциальные модули, используемые при вы-числениях податливостей, зависят только от одной компол ненты деформации, т. е. на величину тангенциального модуля в направлении волокон не влияют деформации в поперечном направлении или сдвиговые деформации и т. д. Рассматриваемый подход ограничивается анализом несущей способности слоистых композитов, симметричных относительно срединной плоскости (Bij = 0), в условиях одноосного или пропорционального двухосного нагружения в плоскости армирования. Поскольку в основу подхода положена классическая теория слоистых сред, межслойные взаимодействия не учитываются. Как и в предыдущем методе, для слоистых композитов с одинаковой схемой армирования в плоскости, но разным расположением слоев по высоте предсказываются идентичные предельные кривые и диаграммы деформирования. В действительности разное расположение слоев по высоте композита может внести значительные изменения в величину прочности. [c.151]

Для построения кривой располагаемой пластичности материала использованы данные по длительной пластичности в условиях испытаний на ползучесть (фполз) и статического нагружения с широкой вариацией времен до разрушения (фстат)- На рис. 1.2.3 приведены соответствующие экспериментальные данные. Наблюдается выраженная зависимость располагаемой пластичности от времени, причем в диапазоне времен деформирования до 50 ч происходит переход от внутризеренного к межзеренному разрушению. Несколько больший темп охрупчивания характерен для испытаний на ползучесть, однако уже после 25—50 ч разница практически исчезает и происходит стабилизация процесса изменения пластичности. Не наблюдается различия также и в пределах весьма малых времен разрушения. [c.24]

Сформулированные выше основные закономерности малоциклового деформирования и разрушения необходимы в связи с разработкой методов оценки прочности элементов конструкций. Для обоснования расчетной процедуры и уточнения запасов прочности в инженерной практике проводятся мснытанвя моделей и натурных элементов. Основными задачами, которые решаются в таких испытаниях, являются сопоставление расчетного и экспериментального распределения деформаций и напряжений (особенно в зонах концентрации с учетом поциклового перераспределения), а также изучение условий достижения предельного состояния по разрушению (образованию трещины). При этом для оценки прочности в условиях циклического упругопластического деформирования необходимы данные о кинетике деформированного состояния конструкции, а также кривые малоцикловой усталости материала при однородном напряженном состоянии. [c.135]

Для уточнения природы увеличения дифференциальной емкости при деформации сопоставим кривые рис. 31 анодная поляризация недеформированного образца на величину, равную сдвигу потенциала незаряженной поверхности вследствие деформации (А/ = 5 мм), дает увеличение емкости, примерно равное тому, которое наблюдается при деформации в условиях стационарного потенциала сопоставление кривых для = О и Д/ = 15 мм показывает, что сдвиг ф на 100 мВ в результате деформации привел к увеличению емкости при стационарном потенциале на 20 мкФ/см , что совпадает с величиной роста емкости недефор-мированных образцов при анодной поляризации от стационарного потенциала на 100 мВ. Вообще во всех опытах наблюдалась тенденция емкости к росту на величину того же порядка, что и при анодной поляризации, эквивалентной увеличению положительного заряда поверхности деформированного металла (по ф-шкале). Это прямо указывает на доминирующую роль физической (электростатической) адсорбции анионов и Н80Г, зависящей от заряда поверхности и возрастающей с ростом положительного заряда металла вследствие его деформации. [c.103]

На рис. 28 в качестве примера приведены наиболее характерные кривые деформирования сплава ХН70ВМТЮФ в указанных условиях нагружения. Опыт по режиму 1 (см. табл. 2) подтверждает существующее мнение ([16, 71] и др.) о значительном влиянии деформаций ползучести на пластические свойства материала при последующем деформировании. Деформация ползучести, развивающаяся при переменной температуре 800-2-500° С в течение 40 мин, составляла 2%, т. е, примерно десятую долю от ресурса пластичн01сти сплава при = 500° С однако повреждение оказалось настолько значительным, что последующее [c.46]

Представление кривых термической усталости в координатах Д Б—N. целесоо1бразио потому, что в условиях жесткого неизотермического нагружения размах деформаций является единственным постоянным в цикле параметром (до начала значительного формоизменения образца). Деформирование происходит обычно в пластической области зависимость между напряжениями и деформациями нелинейная, и разгрузка происходит упруго, но [c.54]

В испытаниях на термическую усталость с варьируемой жесткостью нагружения [4,5, 10] это связано прежде всего с режимом неизотермического малоциклового нагружения (жесткость нагружения, уровень максимальной температуры цикла, скорость нагрева и охлаждения, длительность выдержки) и определяется различным сопротивлением статическому и циклическому деформированию частей образца, нагретых в разной степени из-за продольного градиента температур, и протеканием реологических процессов на этапе выдержки при высокой температуре [4, 10]. На рис. 4, б показано, что зффект одностороннего накопления деформаций существенно проявляется в характерной для малоцикловой усталости области чисел циклов (до 10 ) и в определенных условиях (большая жесткость нагруяшния — до 240 Т/см и длительная выдержка — до 60 мин), возможно накопление перед разрушением деформаций, близких к величинам статического однократного разрыва (кривые 7,5, 5) при соответствующем времени деформирования в условиях неизотермического нагружения. При этом реализуется смешанный или квазистатический (длительный статический) характер малоциклового разрушения. [c.40]

Процесс малоцикловой усталости при повышенных температурах, при которых уже проявляется влияние длительности и скорости деформирования на накопление пластической деформации и статического повреждения, неизбежно связан с формой и длительностью цикла. Это способствовало привлечению таких интерпретаций условий термодиклического разрушения, в которых в явной форме отражена частота v = 1/Г, где Т — период цикла. С помощью частотных представлений предлагается также охарактеризовать роль выдержек при постоянной деформации или напряжении, столь свойственных работе металла во многих конструкциях. Анализ соответствующих зависимостей,. вытекающих из опытных данных, предложенных рядом авторов, позволил уравнение кривой малоцикловой усталости в размахах 2г р пластической деформации выразить так [3] [c.4]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...