Малоцикловом неизотермическом

При долговечности мечес 1000 циклов небольшая степень концентрации напряжений (а0 =2,8) может не снизить сопротивления малоцикловому разрушению. Однако при большом числе циклов нагружения концентратор всегда снижает малоцикловую усталость.

Таким образом, косвенный метод определения предела выносливости позволяет быстро произвести ориентировочную оценку сопротивления металла разрушению от воздействия циклических нагружений. На основании исследований установлено, что микроструктура стали оказывает влияние на сопротивление малоцикловому разрушению. Наиболее высоким сопротивлением разрушению при циклическом разрушении обладает сталь с аустенитной структурой, менее высоким — сталь с фер-рито-перлитной структурой и наименьшим — сталь переходного класса (феррито-мартенситная), что объясняется особенностями их микроструктурных составляющих.

Различие в сопротивлении полному малоцикловому разрушению основного металла и металла шва проявляется в критических размерах трещин, возникающих у надреза. Критические размеры трещин для симметричного цикла напряжений у основного металла при числе циклов 4-103 оказываются в 1,3—2 раза больше, чем у металла для ручной и электродуговой сварки.

Сопротивление длительному малоцикловому разрушению будет рассмотрено ниже с позиций деформационно-кинетических представлений о накоплении повреждений, развиваемых в Институте машиноведения в течение ряда лет [129, 130, 161, 162, 185, 187, 188, 200, 232, 233, 239, 241, 301].

Выше было отмечено характерное для малоцикловых испытаний отклонение экспериментальных данных до одного порядка по числу циклов в малоцикловой области долговечностей при жестком нагружении от расчетной кривой усталости типа уравнения (1.2.1). Указанное возможное несоответствие расчета является как следствием непостоянства показателя степени т, так и отражает уровень корреляции характеристик сопротивления малоцикловому разрушению со статическими свойствами (прочность и пластичность) материала, используемыми при вычислении констант правой части уравнения.

На основании изложенного можно заключить, что при оценке прочности сварных труб большого диаметра магистральных трубопроводов следует считаться с явлениями малоцикловой усталости. Необходима постановка специальных исследований для выяснения основных закономерностей процесса разрушения сварных труб при малоцикловом нагружении с целью оценки несущей способности трубопроводов по критерию сопротивления малоцикловому разрушению.

стоянию конструкции и обеспечивать получение действительных характеристик сопротивления малоцикловому разрушению металла в зоне возможного достижения предельного состояния по малоцикловому разрушению конструкции.

Для аналитической интерпретации данных по малоцикловому разрушению и определения констант критериальных уравнений малоцикловой прочности (1.1.10) — (1.1.12), а также расчета долговечности необходимо располагать характеристиками статической прочности и пластичности. Такие данные определяются по результатам статических испытаний образцов с записью диаграмм деформирования вплоть до разрушения. Статический разрыв образцов производится на тех же испытательных малоцикловых установках, причем масштаб записи канала деформаций и чувствительный элемент деформометра подбираются из условий обеспечения при непрерывном нагружений регистрации полной диаграммы деформирования. В связи с отсутствием временных эффектов статические испытания до разрушения можно проводить с промежуточными разгрузками образца для создания запаса хода чувствительного элемента, используемого для циклических испытаний деформометра.

219. Филатов В. М., Шнейдерович Р. М. Сопротивление малоцикловому разрушению при повышенных температурах.— Проблемы прочности, 1971, № 2.

Циклический характер теплового и механического воздействия вызывает, таким образом, в опасных объемах детали циклические упруголластические деформации, приводящие к малоцикловому разрушению.

Различный характер разрушения при термоциклическом на-гружении циклами различной длительности является следствием равных процессов повреждаемости, которые одновременно развиваются при сложном нагружении материала циклическими и статическими нагрузками. В циклах с длительными выдержками основное значение имеют длительные статические свойства; при испытаниях по пилообразному циклу прочность материала определяется его сопротивлением малоцикловому разрушению. В промежуточной области нагружения необходимо учитывать взаимное влияние статического и циклического повреждений и определять свойства материала при их различном соотношении.

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.

С учетом характерных особенностей процессов деформирования и разрушения при неизотермическом малоцикловом нагружении представляется перспективной деформационно-кинетическая трактовка условий достижения предельного состояния материала по возникновению трещины, интегрально учитывающая основные закономерности процесса при малоцикловом неизотермическом нагружении в заданном диапазоне температур. Критериальные зависимости для условий малоциклового неизотермического нагружения трактуются по предложению [1] в форме уравнений

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.

В процессе испытаний исследуют сочетания режимов нагружения и нагрева, имитирующие эксплуатационные, в том числе приводящие к наибольшим повреждениям при малоцикловом неизотермическом нагружении, а также определяют влияние знака напряжений при высокотемпературной выдержке и роль фазности циклов нагружения и нагрева. Испытания проводят при номинальных температурах эксплуатационного режима либо изменяя максимальную и минимальную температуры цикла, частоты нагружения и длительности выдержки с учетом обеспечения эквивалентности повреждающего эффекта.

Типичные сочетания циклов нагрузки и температуры для жестких режимов нагружения показаны на рис. 2.1. Экстремальные значения температуры и нагрузки здесь совпадают, что обусловливает, как правило, наиболее сильные повреждения при малоцикловом неизотермическом нагружении.

На основании результатов комплексных исследований долговечности жаропрочных сплавов при малоцикловом неизотермическом,

Расчетные характеристики конструкционного материала детали. Для определения полей напряжений и циклических деформаций за пределами упругости в локальных зонах конструктивного элемента и оценки его долговечности необходима информация о характеристиках процесса циклического деформирования и сопротивления усталости применяемого конструкционного материала при малоцикловом неизотермическом нагружении с учетом характера нагружения.

Создание методов инженерного расчета на прочность при малоцикловом неизотермическом нагружении оболочечных элементов с фланцами — одна из актуальных задач термопластичности и малоцикловой прочности [ 2, 16,19, 24,25, 37,41 ].

Отказы оболочечных элементов, возникающие при эксплуатационных и стендовых испытаниях изделий вследствие роста трещин в зонах концентрации напряжений, указывают на необходимость обстоятельного исследования НДС в этих зонах с учетом реологических эффектов и результатов апробации метода оценки прочности при малоцикловом неизотермическом нагружении.

Другой расчетной характеристикой прочности при длительном малоцикловом нагружении является предельная пластическая деформация материала. Эту характеристику, используемую для расчета квазистатических повреждений на основании деформационно-кинетического критерия прочности при малоцикловом неизотермическом нагружении, изучали при длительных статических испытаниях образцов из сплава ХН60ВТ. Для этого высокопластичного (\/у* 50%) сплава характерно повышение деформационной способности при высоких (800 °С) температурах (рис. 5.2). 246

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.