Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Кинетическим уравнением



Для расчета накопленных испытываемым материалом в экспериментах на термическую усталость повреждений, вычисляемых в соответствии с деформационно-кинетическим критерием малоциклового разрушения, проведены базовые эксперименты.

Полученный комплекс базовых данных использован для расчета усталостных и длительных статических повреждений, накопленных материалом в процессе термоусталостных испытаний. Расчет повреждений осуществлен применительно к условиям деформирования в зоне разрушения, т. е. в месте образования «шейки». Результаты вычислений в соответствии с деформационно-кинетическим критерием (уравнение (1.3.1)) представлены в табл. 1.3.1 и на рис. 1.3.8.

Второй член этого уравнения учитывает статическое повреждение, возникающее одновременно с циклическим и выражающееся в формоизменении детали или испытуемого образца. Уравнение (5.51) в области изотермической малоцикловой усталости называют деформационно-кинетическим критерием [86]. При использовании этого уравнения для случая неизотермического нагружения исходные свойства 'материала (долговечность Л/р, определенная в условиях строго жесткого нагружения, и предельная пластичность е/, определенная в условиях статического нагружения) должны быть получены при циклически изменяющейся температуре. Режим изменения температуры при определении исходных (базовых) характеристик должен соответствовать условиям работы детали.

Долговечность оценивают, используя правило суммирования повреждений в соответствии с деформационно-кинетическим критерием прочности. Базовые данные и расчетные характеристики получают при термомеханическом режиме нагружения, соответствующем эксплуатационному или эквивалентному ему по деформациям, температурам и длительностям. При этом определяют кривые малоцикловой усталости (при жестком нагружении) и располагаемой пластичности (при монотонном статическом разрыве или испытании на длительную прочность и пластичность).

На основании результатов испытания образцов из жаропрочных сплавов при термоусталостном нагружении в соответствии с" деформационно-кинетическим критерием прочности для зоны разрушения ("шейки") рассчитаны доли усталостного dt и квазистатического ds повреждений (рис. 2.24, а и б) . Дня исследуемых сплавов характерно увеличение доли усталостного повреждения и одновременное уменьшение (практически до нуля) доли квазистатического повреждения при увеличении долговечности.

Для характеристики процесса накопления односторонних деформаций, определяющих в соответствии с деформационно-кинетическим критерием разрушения долю квазистатических повреждений при термоциклическом нагружении, важен анализ реологических эффектов и в исследуемых цилиндрических корпусах при выдержке.

кой долговечности исследуемых конструктивных элементов в режиме стендовых термоциклических испытаний в соответствии с деформационно-кинетическим критерием прочности (см. гл. 2). Малоцикловую долговечность цилиндрического оболочечного корпуса в первом приближении можно оценить по базовой кривой малоцикловой усталости (см. рис. 5.1) и кинетическим кривым деформаций, приведенным на рис. 4.59.

В соответствии с деформационно-кинетическим критерием прочности, учитывающим кинетику процесса упругопластического деформирования (см. гл. 2), проведен расчет при следующих видах повреждений:

Для характеристики процесса накопления деформаций, определяющих в соответствии с деформационно -кинетическим критерием прочности процесс образования и уровень квазистатических повреж-

В соответствии с принятым деформационно-кинетическим критерием прочности при малоцикловом неизотермическом нагружении (см. гл. 1) оценим накопление усталостных и квазистатических повреждений в наиболее опасной точке внутренней поверхности сферического корпуса и малоцикловую долговечность в режиме стендовых термоциклических испытаний.

Результаты сравнения расчетов, выполненных по формуле (4.37) с использованием критериев разрушения ИМАШ [107] и по методикам МЭИ [112 — 114], ИМАШ [50] и Мэнсону — Лангеру, приведены на рис. 4.6. Полученные результаты позволяют рекомендовать формулу (4.37) совместно с деформационно-кинетическим критерием разрушения для оценки ресурса роторов в области п < 10е.

2.6. В условиях одновременного действия механохимических нагрузок и коррозионных сред повреждаемость металла значительно усиливается в соответствии с кинетическим уравнением [2]:

При высоких напряжениях (выше примерно 10~3 G) степенная зависимость нарушается, измеренные скорости деформации оказываются существенно выше, чем рассчитанные по уравнению (1.25). Вероятно, при таких напряжениях наблюдается переход от ползучести, контролируемой переползанием, к термически активированному скольжению, совмещенному с переползанием дислокаций, что отражается в первую очередь на условиях формирования дислокационных структур (рис. 1.11, б). Скорость такого переходного типа ползучести может быть описана кинетическим уравнением, аналогичным выражению (1.17) для скольжения, т. е. с экспоненциальной зависимостью от напряжения [37, 38]:

Традиционно принято рассматривать закономерности роста усталостных трещин в металлах на основе подходов механики сплошной среды. Моделирование роста трещины определяется основным кинетическим уравнением, в котором установлена связь между размахом коэффициента интенсивности напряжения и скоростью роста трещины в виде уравнения Париса [1]

этапах роста трещины от кванта разрушения до перехода к быстрому, нестабильному росту трещины будет описываться единым кинетическим уравнением типа (5.43) или (5.45).

Если учесть влияние тонкой структуры двойного слоя на кинетику и на поверхностную концентрацию ионов в электродной реакции и сочетать полученное уравнение с приведенным ранее кинетическим уравнением реакции катодного выделения водорода, то можно получить следующее выражение для коэффициента торможения:

Анализ этих данных показывает, что процесс накопления скрытой энергии Awe, а следовательно, и повреждаемости материала во времени, протекает с переменной скоростью ие и носит затухающий характер, что находится в хорошем соответствии с кинетическим уравнением повреждаемости (4). В связи с этим представляют интерес экспериментальные зависимости скорости изменения в деформируемых объемах образцов ие от величины текущих значений изменения плотности скрытой энергии А«е. Графики этих зависимостей для сталей 45 и 40Х в отожженном состоянии представлены в координатах ие — — Дц„ (рис. 2, а, б) и In we — Aue (рис. 2, а' , б') соответственно. Анализ этих графиков, а также аналогичных графиков для других исследованных материалов показал, что они хорошо описываются кинетическими уравнениями повреждаемости (4), (11) и (14). Анализ графиков показывает, что в полулогарифмических координатах In ue — Аие (рис. 2, а', б') экспериментальные данные хорошо укладываются на веер прямых, угол наклона которых к оси Аые зависит от амплитуды напряжений и температуры образцов, с увеличением которых наклон прямых уменьшается, что находится в хорошем соответствии с кинетическими уравнениями (4), (13) — (14).

5.7. Кинетическое уравнение. Изменение функции, характеризующей поврежденность материала тела в процессе деформации, описывается так называемым кинетическим уравнением. Очевидно, что от степени обоснованности этого уравнения зависит достоверность всей теории. В ряде случаев при построении кинетического уравнения авторы исходили из аналогии между законами необратимого деформирования и накопления рассеянных микродефектов.

В табл. 1.8 представлены для сравнения экспериментальные значения констант скорости 3-го порядка, установленные авторами работ [75, 76, 81, 119], а также величины, вычисленные по эмпирическим зависимостям (1.56) —(1.58), (1.60), (1.61). Все величины табл. 1.8 определены в соответствии с кинетическим уравнением

Изучаемые реакции характеризуются кинетическим уравнением 1-го порядка. Кинетические данные для некоторых бромокомплексов, полученные в водных растворах, приведены в табл. 2. Следует отметить, что для хлорокомплексов наблюдаются аналогичные соотношения.

Текущая величина П является в конечном счете функцией т, а условие разрушения П = 1 определяет время разрушения t. Для нахождения текущего значения П (т) нужно располагать дифференциальным или интегральным уравнением, устанавливающим зависимость искомой величины от режима нагружения. Такое уравнение принято называть кинетическим уравнением повреждений. Форма этого уравнения задается заранее, а постоянные или функциональные параметры должны подбираться по результатам опытов на длительное разрушение. Такой метод описания длительного разрушения, с нашей точки зрения, наиболее простой и универсальный, но не единственно возможный и, например, в работе [43] приводится иной метод, к которому мы еще возвратимся ниже-Дифференциальное кинетическое уравнение повреждений силового типа можно представить в следующем виде:

При термическом разложении термореактивных смол ни при каких давлениях не достигается термодинамическое равновесие на границе раздела продукты деструкции — исходное твердое вещество. Скорость протекания химических реакций при деструкции смолы описывается кинетическим уравнением разложения типа уравнения (6-10).




Рекомендуем ознакомиться:
Компонент дислокаций
Компонент материала
Касательную составляющую
Каталитический нейтрализатор
Каталитического окисления
Катастрофических разрушений
Категорий работников
Категория размещения
Категории прочности
Категории стандартов
Качественными показателями
Катодного осциллографа
Катодного распыления
Кавитационные характеристики
Кавитационных пузырьков
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки