Амплитуды коэффициента

Рассмотренную картину причинной связи скорости атмосферной коррозии с метеорологическими параметрами следует воспринимать как «мгновенный» снимок, не фиксирующий динамику и амплитуды изменения ;всех метеорологических элементов во времени. В реальных условиях суточные и сезонные изменения влажности и температуры воздуха, количества и длительности осадков, химизма атмосферы неизбежно перераспределяют доли влияния каждого метеофактора на скорость коррозии и затрудняют установление общих законов, описывающих связь коррозионной стойкости металлов с климатом.

Рост усталостной трещины. Анализируя многочисленные данные по росту усталостных трещин, Парис [32] показал, что в логарифмических координатах скорость роста трещины находится в линейной зависимости от амплитуды изменения коэффициента интенсивности напряжения А/С:

По приведенной схеме строились машины фирм Haigh и MAN. Усилие, действующее на испытуемый образец, в машинах фирмы Haigh определяют путем измерения усилия, развиваемого электромагнитом. Для этого на полюсах якоря 4 предусмотрены катушки (на рис. 39 не показаны), в которых" индуцируется ЭДС, пропорциональная амплитуде изменения магнитного потока и изменяющаяся синусоидально с частотой тока, питающего электромагнит (с частотой нагружения испытуемого образца). ЭДС измеряют чувствительным вольтметром переменного тока, шкала которого проградуирована в единицах силы. Амплитуда усилия электромагнита пропорциональна квадрату амплитуды изменения магнитного потока.

ности нагрева с данными постоянными условиями. Число ступеней зависит от амплитуды изменения внешних параметров. В первом приближении разбиение на ступени можно проводить таким образом, чтобы переход от одной ступени к другой изменял соответствующее им квазистационарное значение скорости разрушения vx не более чем в 2 раза.

Процесс реагирования твердого топлива с газообразным окислителем интенсифицируется, например, при увеличении реакционной поверхности последнего. Это может быть достигнуто предварительным измельчением сжигаемого топлива или, как было показано ранее [1,2], применением направленного дутья в слоевом процессе, при котором лучше используются внутренние поры топлива. Авторы сделали попытку проверить возможность интенсификации внутреннего реагирования изменением давления в газе, содержащем частицы твердого топлива. С нарастанием давления происходит вынужденная диффузия газа к центру частицы, при снижении давления создаются условия для отвода продуктов реакции в окружающую среду. Очевидно, ожидаемый эффект будет зависеть от размера и газопроницаемости частиц топлива, частоты и амплитуды изменения давления. В настоящее время твердое топливо при переменном давлении сжигают только в виде пылеугольной аэровзвеси в камерах пульсирующего горения, где достигается весьма высокая степень интенсификации топочных процессов [3]. Однако пока еще Нет исчерпывающих данных о механизме интенсификации процесса горения пылевидного твердого топлива в пульсирующих камерах, и поэтому трудно судить, какие основные факторы вызывают повышение интенсивности процесса пульсирующего горения.

Интенсивность вибраций агрегата и его элементов зависит от амплитуды изменения величины силы, действующей на зубьях сопряженных колес, элементах сопряженных жестких муфт. Так как взаимодействие зубьев сопряженных колес или элементов жестких муфт обусловливается силовым замыканием от статической нагрузки, то возможны такие сочетания амплитуды, частот возмущения и инерционно-жесткостных параметров агрегата, при которых амплитуда колебаний величины окружной силы в местах сопряжений деталей привода (зацепление, муфты) будет превышать статическую нагрузку на эти детали. В этом случае сопрягающиеся детали могут работать в режимах чередующихся соударений и отрывов взаимодействующих деталей. В таком режиме работы окружная сила в сопрягающихся и передающих деталях (зубья, кулаки, валы) будет меняться от нуля до величины, значительно превышающей статическую нагрузку, и может даже изменяться знак окружной силы.

в течение одного цикла в достаточно больших пределах, хотя амплитуда колебания давления в динамике значительно меньше амплитуды изменения давления в статике (кривая 6). Несмотря на небольшие колебания расхода насоса, вызванные переменными

При уточнении значений коэффициентов А, В, Си D использовали не только данные тензометрии, но также результаты анализа напряженно-деформационного состояния, выполненного на стадии проектно-конструкторских работ. При этом определили точки с максимальными напряжениями, а также точки, в которых ожидались максимальные амплитуды изменения напряжений. Определенные таким образом точки показаны на рис. 189—194, соответственно на КР, ПГ, КО, ГЦТ, дыхательном трубопроводе и трубопроводе впрыска.

Процесс накопления повреждений в материале при его циклическом нагружении, завершающийся разрушением после некоторого числа циклов Np, называют усталостью. При Лр>104 (многоцикловая усталость) ширина петли пластического гистерезиса обычно мала и ее трудно измерить [48]. Поэтому критерий многоцикловой усталости строится на основе сравнения амплитуды изменения рабочего напряжения (при симметричном цикле изменения напряжения) с предельной амплитудой для данного материала и заданного числа циклов N. Для асимметричных циклов предельное состояние материала при заданном N зависит от соотношения между амплитудой изменения рабочего напряжения и его средним значением [88].

циклического неизотермического нагр ужения в 2 раза. Уменьшение темпа вызывает падение амплитуды изменения напряжения при заданном законе знакопеременного деформирования и рост амплитуды изменения неупругой деформации при заданном законе знакопеременного нагружения.

В случае сложных программ нагружения существенным является учет влияния истории деформирования на работоспособность материала. Одной из характерных программ нагружения теплонапря-женных элементов конструкций является циклическое изменение во времени тепловых и механических воздействий. Простейший вариант такой программы сводится к знакопеременному одноосному нагружению или деформированию образца материала при постоянной температуре, когда уровни температуры и напряжений таковы, что влияние ползучести материала можно не учитывать. Процесс накопления повреждений в материале при его циклическом нагру-жении, завершающийся разрушением после некоторого числа циклов N-p, называют усталостью. При Np ~^> 104 (многоцикловая усталость) ширина петли пластического гистерезиса обычно мала и ее трудно измерить [20]. Поэтому критерий многоцикловой усталости строится на основе сравнения амплитуды изменения рабочего напря-

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого' закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений Д/(. Однако величина А/С, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений ЛКЭф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии.

Влияние асимметрии цикла нагружения. Одним из основных параметров циклического деформирования, оказывающим существенное влияние на сопротивление усталости материалов, является асимметрия цикла нагружения. Это влияние можно наблюдать на обеих стадиях усталости: до образования усталостной трещины и при ее развитии. В общем случае увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения приводит к более раннему возникновению усталостных трещин и уменьшению скорости их развития. С увеличением асимметрии цикла нагружения увеличивается также пороговое значение амплитуды коэффициента интенсивности напряжений, ниже которого не происходит роста усталостных трещин.

пороговой амплитуды коэффициента интенсивности напряжений можно представить в виде

для концентраторов с высоким теоретическим коэффициентом" концентрации напряжений. Для образцов с надрезом, имеющим невысокий теоретический коэффициент концентрации напряжений, пороговое значение амплитуды коэффициента интенсивности напряжений можно определить по формуле [5]

Значение ас, входящее в уравнения (49а) и (496), по данным различных авторов, колеблется от ?/4 до ?/10, где ?— модуль упругости рассматриваемого материала. Достаточно хорошую оценку прочности большинства неорганических материалов можно получить, приняв стс = ?/10. В связи с этим выражение для определения порогового значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений для цикла с R = 0 :можно представить в виде

Последней величиной, определение которой необходимо для получения пороговых значений амплитуды коэффициента интенсивности напряжений, является р* — размер критически напряженного элемента у вершины трещины. Харрис на основе анализа зоны у вершины усталостной трещины установил, что размер критически напряженного элемента должен быть от 100 до 400 атомных расстояний данного материала. В работах Лю также было показано, что размер элемента структуры, который может характеризовать неоднородность свойств материала, должен быть от 0,025 до 0,1 мкм. Такой же размер критически напряженного объема получен при анализе средней плотности дислокаций у вершины усталостной трещины. Постоянная, фигурирующая в теории Нейбера как элемент, по которому усредняется действующее в вершине трещины напряжение, также имеет порядок, близкий к приведенным размерам критически напряженного объема. Таким образом, размер-критически напряженного объема у вершины усталостной трещины можно принять равным 0,02—0,1 мкм. Однако из условия минимума порогового значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений целесообразно выбрать значение р*,. близкое к нижней границе. В этом случае погрешность в определении пороговых условий пойдет в запас прочности.

Теоретические значения хорошо совпадают с экспериментальными, подтверждая приемлемость полученного теоретического решения. Отметим, что для испытанных сталей среднее экспериментально найденное пороговое значение амплитуды; коэффициента интенсивности составляет А/(0 = 6,28 МН/м3/2 при разбросе значений ±0,9 МН/м3/2. Если в формулу (50) подставить значения р* = 0,020 мкм (вместо р* = 0,025 мкм), получим для сталей более близкое соответствие экспериментальных, и теоретических пороговых значений амплитуды коэффициента интенсивности напряжений. Действительно, в этом случае при: ас = ?У10 теоретическое решение по формуле (50) дает АКо = = 6,50 МН/м3/2.

Значения пороговой амплитуды коэффициента интенсивности напряжений Д/С0, полученные при испытаниях на усталость различных материалов

Относительные значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений

= 213 МПа; II —ав = 750 МПа; ат = 300 МПа. Постоянные, входящие в уравнение (54), зависят от предела прочности стали (рис. 54) Показатель степени Y для обеих сталей оказался одинаковым и равным 0,71 ±0,06. В табл. 28 приведены результаты расчетного и экспериментального определения основного порогового значения амплитуды коэффициента интенсивности

Основные пороговые значения амплитуды коэффициента интенсивности