Исследования закономерности

Приведены результаты исследования закономерностей поведения водорода при замедленном охлаждении слябов, непрерывно-литых заготовок и листа из сталей типа 09Г2(СФБТ), 17Г1С, 14Г2АФ. Рее смотрен способ интенсификации обезводороживания непрерывно-яг тых заготовок при замедленном охлаждении с контактным поглотителем водорода (1СПВ). Применение КПВ способствовало снижению диффузионно-подвижного водорода, повышению и стабилизации механических свойств в готовом листе.

Описание процессов создания поверхностных слоев при высокопроизводительной обработке или воздействии концентрированными источниками энергии вызывает потребность рассмотрения открытой технологической системы с дополнительными степенями свободы и исследования закономерностей формирования диссипативных структур и фаз.

Материал предыдущего параграфа наглядно свидетельствует о том, что в подавляющем числе случаев разрушение сопровождается образованием пластических областей. Поэтому значительный интерес представляют исследования закономерностей развития трещин в упругоиластическнх телах, имеющих некоторые специфические особенности. Во-первых, хорошо известный экспериментаторам медленный устойчивый рост трещин в докритите-ском состоянии связан с условиями протекания пластических деформации у вершины трещины. Во-вторых, определяемые механические характеристики на образцах с предварительно созданными трещинами зависят от особенностей упругонластиче-ского деформирования в окрестности вершины трещины, причем эти особенности не могут игнорироваться при толковании результатов экспериментов. В-третьих, особенности упругопластическо-

В третьей главе приведен обзор по деформационному упрочнению поликристаллических ОЦК-металлов. Логическим центром данной главы и, может быть, всей книги является раздел о структурном обосновании перестройки кривых нагружения в координатах S — Уе (истинное напряжение — истинная деформация в степени 0,5), которая представляет эффективный метод исследования закономерностей деформационного упрочнения в зависимости от самых различных внутренних и внешних факторов. Именно данный метод позволил связать воедино все этапы пластической деформации, выстроив в одну цепочку предел упругости, критические деформации начала и конца образования ячеистой дислокационной структуры, ее начальный размер и закон дальнейшего изменения. В конечном счете, даже условие перехода к разрушению (пластическому) также определяется коэффициентом деформационного упрочнения.

Твердость оценивается сопротивлением, которое одно тело оказывает проникновению в него другого, более твердого тела. Эта характеристика отражает в себе целый комплекс механических свойств. Испытания на твердость материалов с покрытиями могут проводиться для контроля качества нанесенного слоя, выявления изменений в поверхностных участках основного металла, для оценки структурной неоднородности по сечению покрытия, с целью исследования закономерностей изнашивания покрытий, определения прочности соединения покрытия с основным металлом и т. д. Данные о твердости широко используются благодаря ряду достоинств этого метода: возможность 100%-ного контроля деталей после нанесения покрытий; испытания не являются разрушающими, замеры можно производить непосредственно на детали; серийные приборы не сложны по устройству, производительны и удобны в эксплуатации.

Эксперименты осуществляются на специальном стенде (рис. 3.5), состоящем из двух установок, имеющих общий привод. Одна из них предназначена для определения долговечности, а вторая — для исследования закономерностей зарождения и распространения усталостных трещин [64].

Исследования закономерностей накопления усталостных повреждений при меняющихся амплитудах напряжений показали, что сумма относительных долговечностей может существенно отличаться от единицы, т.е. приведенное выше уравнение не выполнялось. В последние годы сумму

В результате исследования закономерностей распространения сквозных трещин, как было продемонстрировано выше, выявлено убывание скорости роста трещин в связи с возрастанием Я.а. Вместе с тем показано [75, 82], что при Х„ = 1; -1; О СРТ в некоторых случаях могут не отличаться. Более того, при разной асимметрии цикла можно наблюдать различный, немонотонный характер влияния второй компоненты нагружения на рост усталостных трещин. Так, в стали SM41C при R = -1 скорость возрастала с переходом от положительного к отрицательному соотношению главных напряжений Хд, а при отсутствии асимметрии цикла (пульсирующий цикл) результат был противоположен. Объяснение такой ситуации было предложено на основе представлений об охрупчивании материала, которое возникает при увеличении степени стеснения пластической деформации. Увеличение среднего напряжения или гидростатического давления в вершине трещины при возрастании положительного соотношения главных напряжений настолько снижает пластичность, что материал начинает хрупко разрушаться в результате смены механизма. При хрупком разрушении имеет место возрастание, а не снижение СРТ.

Основное отличие диаграмм циклического деформирования от диаграмм статического деформирования заключается в том, что в первом случае отмечается упрочнение и разупрочнение, тогда как во втором — всегда только упрочнение. Второе отличие диаграмм циклического от статического деформирования заключается в несравнимо меньших значениях неупругих деформаций (при напряжениях предела выносливости неупругие деформации за цикл не превышали 0,018%, а во всем диапазоне вплоть до области малоцикловой усталости были меньше 0,12%) {3]. Значения предела выносливости (при растяжении-сжатии и изгибе) близки к значениям соответствующих циклических пределов пропорциональности для стали, алюминиевых сплавов, меди (рис. 55) [3]. Это позволяет оценивать значения предела выносливости путем исследования закономерностей необратимого рассеяния энергии. С достаточно высокой точностью предел выносливости может быть найден как циклический предел пропорциональности по диаграмме деформирования, построенной для стадии стабилизации процесса неупругого деформирования i[3].

Разработана методика исследования закономерностей кинетики развития усталостных трещин и условий перехода к хрупкому разрушению при комбинированном воздействии гармонического и ударно- -го нагружений при низких температурах {143;].

4.Уточнение методов выявления и исследования закономерностей и тенденций, а также их использования как «инструмента» прогнозирования.

На основе исследования закономерности напряженно-деформированного состояния твердых прослоек в условиях плоского напряженного состояния нами разработаны теоретические предпосылки для прогнозирования допустимых параметров хрупких твердых прослоек в сварном соединении.

Весьма важными для практики характеристиками движения являются скорости и ускорения точек механизмов. Вопрос определения скоростей движущейся в плоскости фигуры возникает перед инженером при проектировании механизмов парораспределения, автоматов и вообще во всех случаях, где имеет значение согласование движений отдельных звеньев механизма. При проектировании новых и изучении работы существующих механизмов имеет большое практическое значение учет сил инерции, которые зависят от ускорений соответствующих точек. Графические методы изучения законов движения дают простое и удобное в практическом отношении решение векторных уравнений для скоростей и ускорений. Задача исследования закономерности изменения путей, скоростей и ускорений за полный цикл движения исследуемого механизма в зависимости от заданного параметра наилучшим способом решается при помощи графиков движения, которые называют кинематическими диаграммами. Кинематическая диаг1-рамма дает наглядное графическое изображение изменения одного из кинематических элементов движения в зависимости от другого. Например,

Например, в полете самолета "Цессна-404" произошло падение оборотов двигателя в результате разрушения турбинной лопатки [118]. Оно было результатом первоначального нанесения забоины на кромку лопатки в результате попадания постороннего предмета в проточную часть двигателя, от которой в последующем произошло развитие усталостной трещины до критических размеров. Оптико-визуальный контроль лопаток (с помощью волокнистой оптики) имел высокую разрешающую способность. Этот метод был применен для контроля разрушившейся лопатки непосредственно перед последним полетом, однако ни забоина, ни трещина в лопатке не были обнаружены. Вместе с тем выполненные исследования закономерности роста трещины в разрушившейся лопатке показали, что после нанесения на нее забоины она пролетала несколько десятков полетов.

нарастания уровня сигналов АЭ по времени резко меняется, что определяется дискретным переходом к другому углу наклона анализируемой зависимости суммарного сигнала АЭ от длительности циклического нагружения (рис. 1.25). Еще более эффективно использовать первую производную для этой зависимости. В этом случае удается автоматизировать процесс регистрации сигналов АЭ и фиксировать момент возникновения трещины даже в полых лопатках от внутренних поверхностей [129]. Эффективность такого контроля была подтверждена анализом поверхностей разрушения и оценкой по ним длительности роста выявленных усталостных трещин. Исследования закономерности изменения сигнала акустической эмиссии при возрастании скорости роста усталостной трещины (см. рис. 1.256, е) в сталях показали, что на воздухе и в агрессивной коррозионной среде 3 % раствора NaCl в воде имеется аналогичная, устойчивая связь между ними.

Лопасти спроектированы из условия обеспечения их эксплуатации по принципу безопасного ресурса. Однако в эксплуатации имели место несколько случаев разрушения лопастей в воздухе из-за производственного дефекта и механического повреждения (рис. 11.2, 11.3). Это поставило вопрос о введении периодического контроля лопастей на предмет выявления в них усталостных трещин. В связи с этим были проведены комплексные исследования закономерности развития усталостных трещин в лопастях с использованием данных о лопастях, которые прошли ресурсные испытания на стенде по различным программам и были доведены до разрушения. Данные о разрушенных лопастях представлены в табл. 11.1.

терию недопущения их разрушения, что приводит к потере управляемости вертолетом в полете. Получаемая информация об условиях нагружения ЗК в результате исследования закономерности распространения усталостных трещин при возникающих эксплуатационных разрушениях позволяет установить эквиваленты повреждающего действия нагрузок в области сверхмногоциклового нагружения при работе вертолета. Эта информация необходима не только в случае экспертных исследований причин разрушения ЗК, анализа закономерности их нагружения в полете, но она может быть использована также при решении вопроса о продлении срока их службы после наработки 109-1010 циклов [12, 13].

температурного циклического и статического повреждения. Однако многие вопросы (методика исследования, закономерности .суммирования статического и циклического повреждений, критерии повреждения и разрушения, влияние технологических, факторов, структурные признаки термоусталости) являются общими и представляют интерес для всех исследователей термоусталости. Эти вопросы и рассмотрены в данной книге. Результаты исследований относятся в основном к области жаропрочных сплавов и сталей, применяемых в деталях газотурбинных установок.

19. Гусенков А. П., Казанцев А. Г. Метод исследования закономерности деформирования и критериев разрушения при малоцикловом неизотермическом нагружении.— Заводская лаборатория, 1977, т. 43, № 11, с. 1384—-1392.

6. Гусенков А. П., Казанцев А. Г. Метод исследования закономерности деформирования и критерии разрушения при малоцикловом неизотермическом нагружении.— Завод, лаб., 1977, 43, № 11, с. 1384 — 1392.

Необходимо подчеркнуть, что для более точного описания гидродинамики критического двухфазного потока в длинных трубах необходимы дальнейшие исследования закономерности изменения механизма взаимодействия фаз в волне возмущения.