Циклического деформирования
381. Востров В.К., Горицкий В.М. Систематизация характеристик статической и циклической трещиностойкости материалов. Отчет по НИР «Каркас», х/д № 8/89/823. ЦНИИПСК. М., 1990.
виях намного затруднено. Это связано, с одной стороны, с тем. что модель Коффина - Мэнсона, позволяющая прогнозировать усталостную характеристику материалов (металла) при наличии геометрических концентратов напряжения, не пригодна для описания стадии старения и деформации и распространения трещины; с другой - модель Пэриса используется только для расчета распространения трещины трубопроводов на среднем участке кривой циклической трещиностойкости, К решению данной задачи более подходящим можно считать комбинированный подход, т.е. применение модели Коффина — Мэнсона на этапе до зарождения усталостной трещины и модели Пэриса - на стадии её развития. Кроме того, использовать модель Пэриса без проведения дополнительных испытаний по разрушению некорректно в связи с неоднозначностью в определении начала стадии неконтролируемого развития разрушения*. В реальных условиях процессы деформации разрушения протекают, как правило, по вязкому механизму (вязкий долом), и прямое использование линейной механики разрушения, по-видимому, не представляется возможным.
6. Определение ресурса оборудования по критериям циклической трещиностойкости '•' •' ' :
7, Определение ресурса оборудования по критериям циклической трещиностойкости и малоцикловых нагрузок
виях намного затруднено. Это связано, с одной стороны, с тем, что модель Коффина - Мэнсона, позволяющая прогнозировать усталостную характеристику материалов (металла) при наличии геометрических концентратов напряжения, не пригодна для описания стадии старения и деформаций и распространения трещины; с другой - модель Пэриса используется только для расчета распространения трещины трубопроводов на среднем участке кривой циклической трещиностойкости. К решению данной задачи более подходящим можно считать комбинированный подход, т.е. применение модели Коффина - Мэнсона на этапе до зарождения усталостной трещины и модели Пэриса - на стадии её развития. Кроме того, использовать модель Пэриса без проведения дополнительных испытаний по разрушению некорректно в связи с неоднозначностью в определении начала стадии неконтролируемого развития разрушения . В реальных условиях процессы деформации разрушения протекают, как правило, по вязкому механизму (вязкий долом), и прямое использование линейной механики разрушения, по-видимому, не представляется возможным.
Экспериментальные исследования по оценке характеристик статической и циклической трещиностойкости материалов показывают их зависимость от размера трещины. Наиболее сильно эта за-
висимость проявляется для коротких (порядка 1 мм) трещин в корпусных сталях энергетических установок. С практической точки зрения такие трещины и соответствующие аномалии характеристик трещиностойкости представляют наибольший интерес. До недавнего времени данное явление связывалось с эффектами, вызванными сопоставимостью длины трещины с размерами структурных составляющих и зон пластических деформаций. Однако последние исследования по циклической трещиностойкости конструкционных материалов выявили так называемую проблему физически коротких трещин, для которых заведомо устранены перечисленные эффекты. Появление такого рода проблемы вызвано отсутствием научно-обоснованного критерия разрушения тела, лишенного ограничений как на длину трещины (включая нулевую), так и на состояние материала (вязкое, квазихрупкое, хрупкое). Указанные обстоятельства требуют более тщательного анализа критериальной основы механики разрушения.
мированных состояний в локальных зонах на уровне размеров зерен. На макроуровне выделяются такие факторы, как неоднородность напряженно-деформированного состояния элементов конструкций, неопределенность формы, размеров и ориентации трещин, рассеяние значений характеристик циклической трещиностойкости материалов. Построение вероятностных моделей кинетики трещин, отражающих оба уровня процесса, крайне сложно. Поэтому основное внимание уделяется вероятностным моделям, оперирующим факторами макроуровня.
где С, п — характеристики циклической трещиностойкости материала; ДК — амплитуда коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины; Да — амплитуда напряжений; ср(/) — поправочная функция.
Плотности распределений /(/ \t) и f(t \ Г) в этом случае получаются в результате многократной реализации модели (13.42). Очевидно, что получение указанных распределений вероятностей представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Представительная статистика по параметрам циклической трещиностойкости в настоящее время отсутствует.
Расчет усталостной долговечности, циклической трещиностойкости с использованием коэффициентов запаса по долговечности и размерам трещин
Визуально наблюдаемые на поверхности колец поры, раковины и включения (и не наблюдаемые внутри них) не должны сказаться на работоспособности колец, поскольку последние проходят сплошной контроль путём 6-ти кратного циклического деформирования на 4мм.
Для интенсивно развивавшихся в 1960-е годы отраслей авиационного, энергетического и нефтехимического машиностроения в ИМАШ были проведены систематические исследования по малоцикловой усталости (акад. С.В. Серенсен, проф. P.M. Шнейдерович, чл.-кор. РАН А.П. Гусенков и Н.А. Махутов, проф. В.В. Ларионов). Возникновение в зонах действия концентрации и температурных напряжений областей неупругого, циклического деформирования по-
Показатели упрочнения при степенной и линейной аппроксимации диаграмм статического и циклического деформирования т^, m^k\ Е^ и Е^ определяют из зависимостей
— диаграмму статического и циклического деформирования.
2.2.2. Определение диаграмм статического и циклического деформирования
Диаграммы статического и циклического деформирования характеризуют зависимость напряжения от деформации при циклическом нагружении. Диаграммы деформирования определяют по данным испытаний, проводимых при статическом или циклическом нагружении, в соответствии с ГОСТ 25.502-79 и ГОСТ 1497-73.
Аналитически диаграммы циклического деформирования интерпретируют в форме обобщенной диаграммы циклического деформирования, которая характеризует зависимость напряжений от деформаций по параметру числа полуциклов нагружения. Диаграммы строят в координатах S - е (рис. 2.4). Основное свойство обобщенной диаграммы состоит в том, что для мягкого, жесткого и промежуточного (между мягким и жестким) нагружении все конечные и текущие точки диаграмм деформирования /с-го полуцикла нагруже-
Обобщенная диаграмма циклического деформирования строится для каждого отдельного полуцикла нагружения в координатах S - е с началом в точке разгрузки и для каждого рассматриваемого состояния нагружения. Для первого (fc= 1) полуцикла нагружения
(при исходных уровнях напряжений а^, ет^0' и а^0-1) начало координат 5-е находится в точках Л, В, С. При этом кривая деформирования рассматриваемого полуцикла включает участок нагружения этого полуцикла и участок разгрузки предыдущего. Для построения обобщенной диаграммы циклического деформирования точки начала разгрузки для данного полуцикла нагружения совмещают. На правой части рис. 2.4 для k = 1 точки А, В, С совмещены и образована единая зависимость между напряжениями и деформациями ABCDKN. Аналогичные построения делают и для последующих полуциклов нагружения. В общем случае в связи с процессами циклического упрочнения или разупрочнения материала обобщенные диаграммы деформирования для различных полуциклов нагружения отличаются друг от друга. Обобщенная диаграмма циклическо-
Для приближенных расчетов допускается использование диаграмм циклического деформирования, образуемых удвоением напряжений и деформаций статической диаграммы деформирования материала.
где ст^ и е^ — напряжение и деформация предела пропорциональности материала при статическом нагружении; га(0) и т^ — показатели упрочнения материала в упругопластической области, определяемые по диаграммам статического и циклического деформирования при степенной аппроксимации.
 Читайте далее:
 Центральное отверстие
Центробежный вентилятор
Центробежных компрессоров
Циклических напряжений
Циклической прочности
Циклическом нагружении
Цилиндрических элементах
Цилиндрической поверхности
Циркуляции теплоносителя
Целесообразно размещать
Целлюлозных материалов
|
