Исследований материалов

Ниже приведены результаты исследований малоцикловой усталости в области криогенных температур некоторых наиболее перспективных титановых сплавов по данным В. А. Стрижало. В широком диапазоне температур кривые малоцикловой прочности и кривые предельных пластических деформаций подобны кривым при 20°С и имеют участки с одинаковым характером разрушения. На рис. 64, 65 приведены кривые

В эксплуатации наличие постоянной составляющей напряжений от внутреннего давления, а также различная степень предварительного сжатия или растяжения сильфонного компенсатора при установке в системе трубопроводов приводят к наклепу и асимметрии цикла напряжений и деформаций. Литературные данные [39, 122, 262], а также результаты исследований малоцикловой прочности конструкционного материала при наклепе свидетельствуют о том, что при жестком нагружении (постоянство максимальных циклических деформаций) наличие средней деформации — примерно половины предельной статической — практически не влияет на долговечность (N > 100 циклов), и в первом приближении разрушение определяется только циклической составляющей нагружения.

Наряду с перечисленными общими принципиальными требованиями к постановке малоцикловых, в том числе и длительных, испытаний весьма существенным является обеспечение мероприятий, связанных с точностью измерения и поддержания в эксперименте параметров режима нагружения и нагрева, а также выбор рациональных форм образца и способов нагрева, обусловливающих устойчивость образца в процессе циклического упруго-пластического нагружения, приемлемые градиенты температур по образцу, прямое измерение однородной деформации на расчетной длине образца [240]. Эти методические особенности описаны ниже при анализе комплекса аппаратуры, необходимой для проведения исследований малоцикловой прочности.

В результате исследований малоцикловой усталости жаропрочных и коррозионно-стойких сталей при неизотермическом нагружен™ в диапазоне переменных температур 100 ... 700 °С показано, что предельное состояние определяется параметрами термомеханического нагружения (максимальной температурой, формой циклов нагрузки и температуры, длительностью выдержки при экстремальных значениях нагрузки и температуры), а также механическими свойствами применяемых материалов (пределами статической и длительной прочности, деформационной способностью) в рассматриваемом диапазоне температур.

Реализация результатов исследований малоцикловой усталости при расчетах прочности и ресурса на стадии проектирования машин и конструкций, назначения и обоснования режимов их эксплуатации, методов и средств дефектоскопического контроля имеет важное практическое значение. YB целом проблема малоцикловой усталости машин и конструкций решается по следующим основным направлениям и этапам (рис. 1.3):

В результате исследований малоцикловой усталости жаропрочных и коррозионно-стойких сталей при неизотермическом нагружении в диапазоне переменных температур 100 ... 700 °С показано, что предельное состояние определяется параметрами термомеханического нагружения (максимальной температурой, формой циклов нагрузки и температуры, длительностью выдержки при экстремальных значениях нагрузки и температуры), а также механическими свойствами применяемых материалов (пределами статической и длительной прочности, деформационной способностью) в рассматриваемом диапазоне температур.

Зависимости, определяющие условия формирования предельного состояния материала в опасных зонах детали. Одним из важных направлений исследований малоцикловой неизотермической прочности является изучение условий формирования предельного состояния материала в опасных объемах детали. Эту задачу следует рассматривать в комплексе исследований, проводимых, с одной стороны, с целью обоснованного выбора критерия малоцикловой прочности, а с другой, изучения закономерностей для аналитического описания процесса достижения предельного состояния по условиям разрушения в зависимости от режимов термомеханическо-

исходят в характеристиках процесса деформирования в результате подвода энергии вследствие внешнего термомеханического нагру-жения. Основная задача исследований малоцикловой прочности с энергетических позиций заключается в определении критического значения накопленной энергии или ее части, которое является инвариантным к условиям термомеханического нагружения, однозначно характеризует предельное состояние и является критериальным в установлении корреляции между этой характеристикой процесса циклического деформирования и, энергией деформирования при статическом разрушении, определяемой площадью диаграммы растяжения.

Для малоцикловой усталости (Лр<104) ширина петли Ае^ пластического гистерезиса становится заметной, и именно по ней можно судить о накоплении повреждений за цикл. Анализ многочисленных результатов экспериментальных и теоретических исследований малоцикловой усталости для разных материалов при различных температурах и значениях Де(?) показал [22, 69], что для одноосного нагружения можно принять

Механические свойства металла наряду с комплексом нагрузок, действующих на трубопровод, и совокупностью конструктивных параметров, являются определяющими факторами долговечности рассматриваемых транспортных систем. Выше показано (см. п. 1.3), что трубопровод во время эксплуатации подвергается действию повторно-статических нагрузок, связанных с изменением во времени внутреннего давления перекачиваемого продукта, и в нем имеются, кроме того, зоны повышенной нагруженное™, необходимо проведение испытаний материала труб как в области статики, так и в условиях малоцикловой усталости. Ниже рассматриваются методические особенности исследований малоцикловой усталости трубных сталей 14ХГС, 17ГС и стали производства ЧССР (далее — ЧС) после длительной эксплуатации (24 года).

Зависимость (4.38) описывает «кривую универсальных наклонов», полученную на основании экспериментальных исследований малоцикловой усталости 29 различных материалов при 20° С. Полная деформация As является суммой упругой и пластической составляющих, которые схематично изображены на рис. 4.18. -Величины а = —0,12 и Ъ_ = —0,6 для различных материалов несколько изменяются. На это следует обращать внимание, особенно при использовании расчетной зависимости в областях малых (меньше 102—103) и больших (больше 104—105) чисел циклов. Различные степени у слагаемых, особенно у пластической составляющей, рекомендующиеся в литературе (по Коффину [1233, Ъ = 0,5), частично также связаны с различными способами оценки Nf по моменту полного разрушения или моменту фиксации трещины [1201. Рис. 4.17

Для малоцикловой усталости (Np •< 10*) ширина петли Де<"> пластического гистерезиса становится заметной и именно по ней можно судить о накоплении повреждений за цикл. Анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований малоцикловой усталости для разных материалов при различных температурах и значениях Де(р) показал [10, 32], что для одноосного нагружения можно принять

Для исследований материалов с покрытиями широко применяется рентгенография. Она позволяет: анализировать фазовый состав основного металла и покрытий [260—265]; определять упругие деформации решетки, оценивать уровень остаточных напряжений в композиции «основной металл — покрытие» [266, 267]; изучать дислокационную структуру, дефектность кристаллического строения упрочненных материалов [247, 268—2701; исследовать фазовый состав поверхностей трения [74, 250].

Для выявления фосфора, помимо перечисленных методов погружения, разработаны методы отпечатков. Хотя для общих исследований материалов эти методы используют очень мало вследствие их большой трудоемкости и необходимости приобретения навыков, тем не менее интересно охарактеризовать некоторые из них.

Книга представляет несомненный интерес для широкого круга специалистов по инженерной механике композиционных материалов. Она может быть полезной и лицам, желающим самостоятельно изучить эту область исследований материалов.

Книга представляет несомненный интерес для широкого круга специалистов по инженерной механике композиционных материалов. Она может быть полезной и лицам, желающим самостоятельно изучить эту область исследований материалов.

ПРАКТИКА МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

Эффективность работы сложных информационно-измерительных систем (ИИС), к которым относятся и современные системы для рентгенофизических исследований материалов [1], зависит как от качества измерения первичной информации от объекта исследования, так и от качества применяемого аппарата обработки результатов измерений. При этом эффективность этапа обработки прямо зависит от таких параметров электронных блоков, которые принимаются известными только на основе теоретических предположений. Примером могу г служить характеристики шумов на выходе рентгеновских детекторов различного типа. Технические и методические трудности при решении задач статистического контроля и диагностики таких объектов обусловлены часто нестационар-постыо характеристик и свойств самих объектов. При этом сам нестационарный процесс x(t) на выходе устройства, как правило, можно описать моделью вида

Низкое содержание никеля приводит к образованию аустенита, не устойчивого при низких температурах, и мар-тенситное превращение, вызывающее большие напряжения, может отрицательно сказаться на характеристиках разрушения. Проведенная Национальным Бюро Стандартов оценка характеристики разрушения основного материала и сварных стыковых соединений стали Fe—13Сг—19Мп является частью совместной советско-американской программы исследований материалов для криогенной техники. В данной работе приведены результаты испытаний вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости (СРТУ).

Особенность предлагаемого метода расчетной оценки долговечности при переменных режимах циклического термомеханического нагружения с ползучестью подтверждает ряд выполненных за последнее время экспериментальных исследований материалов различных классов.

4. Рентгеновский метод, позволяющий измерять параметры кристаллической решетки при разных температурах и дающий возможность установить коэффициенты линейного теплового расширения для различных кристаллографических осей. Применяется для специальных исследований материалов на микроуровне.

- определения предельного состояния производятся упругопластические (при необходимости) расчеты напряженно-деформированных состояний, расчеты по обеспечению проектных ресурсных параметров для всех режимов с определением опасных зон, а также расчеты по определению предельных состояний. Модели оснащаются результатами экспериментальных исследований материалов (скалярные функции, параметры трещино-стойкости и т.д.);

Рекомендуем ознакомиться:

Исследования проведены

Измерения сжимающих

Измерения сопротивления

Измерения статического

Измерения теплоемкости

Измерения выполняются

Измерения внутренних

Измерения ускорения

Измерением деформации

Измерением твердости

Измерение активности

Исследования проводимые

Измерение коэффициента

Измерение микротвердости

Меню:

Главная страница Термины