Нагружения деформации

Здесь ф=1—(FK/FQ) —относительное сужение в шейке при статическом растяжении, выраженное через начальную F0 и конечную FK площади образца; ел- — односторонне накопленная в данном цикле нагружения деформация; Nf — разрушающее число циклов.

где NI (t, Гуаг) определяется при заданной в цикле нагружения деформации по кривой усталостного разрушения в условиях жесткого нагружения с учетом частоты (времени) деформирования и формы цикла нагрева; Nf — число циклов до разрушения (появление трещины); eir — односторонне накопленная в процессе статического и циклического неизотермического нагружения деформация; ef — односторонне накопленная деформация в момент разрушения (появление трещины); sf (t, ?'var) — располагаемая пластичность при монотонном нагружении в неизотермических условиях.

В процессе исходного нагружения деформация, приобретенная образцом после приложения статической нагрузки, при последующем возрастании циклического напряжения также увеличивается (рис. 2.4.3).

где ЕМ, et — соответственно механическая и термическая деформации образца; ед — деформация динамометров или упругих элементов в цепи нагружения.

При более низких температурах нагружения (деформация при 900° С более 10% и при 1000° С более 20%) образуются, по-видимому, рекристаллизованные зерна в объеме исходного зерна, в достаточной мере разориентированные (рис. 2, г — д).

В процессе исходного нагружения деформация, приобретенная образцом после приложения статической нагрузки, при последующем возрастании циклического напряжения также увеличивается (рис. 3.3).

зумного времени требуются весьма высокие напряжения. Большие дистанции скольжения, характерные для сплавов направленной кристаллизации, являются причиной высоких деформаций на первой стадии ползучести, с ростом напряжения эти деформации также увеличиваются. Выше 870 °С масштабы этого явления сокращаются, поскольку вследствие развития термоактивированного поперечного скольжения укорачиваются дистанции скольжения единичного. В то время как при испытаниях на ползучесть в условиях одноосного нагружения деформация ползучести на первой стадии весьма велика, слож-нонапряженное состояние деталей направленной кристаллизации в реальной эксплуатации сокращает эту деформацию до уровня, свойственного сплавам в обычных отливках.

где е — односторонне накопленная в процессе статического и циклического нагружения деформация; ef — односторонне накопленная деформация в момент разрушения (появления трещины); к} — располагаемая пластичность материала.

цикла нагружения деформация увеличивается от нуля до максимального значения в точке В и далее циклически меняется от точки В через С к D и опять к точке В, если свойства материала не меняются при циклическом нагружении. На рис. 11.10 точка В соответствует максимальной деформации цикла етах, а точка D — мини-

где аРт — предел пропорциональности, определяемый при однократном разрушении (или в нулевом полуцикле нагружения); « — деформация, измеряемая на рабочей базе при однократном статическом разрушении; ар и ар — циклические пределы пропорциональности соответственно в полуцикле растяжения и сжатия; б и б' — ширина петли соответственно в полуциклах растяжения и сжатия; аи а' — текущие значения напряжения в лолуциклах растяжения и сжатия; Np — разрушающее число циклов.

Влияние продолжительности периода при т/р = 10 %показано на рис. 4.41, б. В этом случае отах = 200 МН/м2, cmln = 140 МН/ма. По мере уменьшения периода р деформация увеличивается. Из этих результатов следует, что хотя амплитуда напряжения сг^ах—°min He особенно велика, но, если периодически (т/р я# 10 %) прикладывать сверхвысокое циклическое напряжение, то эффект увеличения скорости переходной деформации сразу же после нагружения велик.

где NI определяется при заданной в цикле нагружения деформации по кривой усталостного разрушения в условиях жесткого нагружения; Nf — число циклов до разрушения (появление трещины). Разрушение переходного характера в предположении линейного закона суммирования повреждений описывается соотношением [132]

Здесь NI (t) определяется при заданной в цикле нагружения деформации по кривой усталостного разрушения в условиях длительного жесткого нагружения с учетом частоты (времени) деформирования; N f — число циклов до разрушения (появление трещины); ef — односторонне накопленная деформация в момент разрушения (появление трещины); Rir (t) — необратимая циклическая деформация (ширина петли гистерезиса) в /с-м полуцикле нагружения; егг (t) — односторонне накопленная необратимая деформация;

где NI (t, Гуаг) определяется при заданной в цикле нагружения деформации по кривой усталостного разрушения в условиях жесткого нагружения с учетом частоты (времени) деформирования и формы цикла нагрева; Nf — число циклов до разрушения (появление трещины); eir — односторонне накопленная в процессе статического и циклического неизотермического нагружения деформация; ef — односторонне накопленная деформация в момент разрушения (появление трещины); sf (t, ?'var) — располагаемая пластичность при монотонном нагружении в неизотермических условиях.

где NI (t) определяется при заданной в цикле нагружения деформации по кривой усталостного разрушения при длительном жестком нагружении с учетом частоты (времени) деформирования; Nt — число циклов до разрушения (появление трещины).

Время задержки, определяемое как время от момента приложения к образцу постоянной нагрузки (0=const) до начала макротечения зависит от величины нагрузки, температуры, концентрации в стали азота и углерода и т. д. [437—439]. Исчерпание времени задержки приводит к распространению по образцу волны пластической деформации, амплитуда которой определяется условиями нагружения [158, 159, 427, 433].

При постоянной скорости нагружения (деформации) с задержкой текучести связывается появление характерных особенностей на кривой деформирования сг(е) — площадки текучести (зуба текучести) [28, 332, 338]. Эффекты задержки текучести проявляются и при распространении по материалу волн нагрузки [44, 138, 274, 275], деформация материала в которых меняется во времени по сложному закону, не соответствующему закону, использованному в указанных выше квазистатических испытаниях. :!

Отсюда верхний предел текучести в испытаниях с постоянной скоростью нагружения (деформации), если принять, что верхний предел текучести, как и задержка текучести, определяется критерием 'фп='фк, найдется из выражения

функции F(a, ЕЙ, еэ)=0, если структурное состояние может быть определено величиной эквивалентной деформации еэ, зависящей от пути нагружения и величины пластической деформации ЕП, а мгновенные условия нагружения — скоростью пластической деформации sn.

При проведении серии испытаний с целью выяснения зависимости сопротивления деформации от скорости нагружения (деформации) необходимо обеспечить возможность сопоставления результатов. Это нужно для того, чтобы выяснить влияние скорости, не искаженное различием закона предшествующего нагружения, поскольку последний влияет на структуру материала и, следовательно, на сопротивление деформации. Такое сопоставление требует проведения испытаний таким образом, чтобы во всей серии испытаний, связанных с изучением чувствительности материала к скорости нагружения, величина последней являлась единственным параметром, определяющим изменение деформации е(^) (напряжений a(t)) во времени. В координатах (е, ?е(е)/ео(е)) такой процесс деформирования описывается кривой, не зависящей от скорости. Соответствующий закон деформирования &(t) назовем параметром испытания.

2. Выбор жесткости цепи нагружения испытательной установки для поддержания постоянной скорости деформации при испытании

Получение корректных экспериментальных данных о влиянии скорости деформации на сопротивление, как показано в предыдущем параграфе, требует сохранения определенного закона нагружения в процессе испытания во всем скоростном диапазоне испытаний. Жесткость цепи нагружения испытательной машины, включающей образец из исследуемого материала, динамометр и соединительные элементы, в зависимости от сопротивления материала и его изменения в процессе испытания оказывает влияние на реализуемый закон нагружения (деформации) материала в объеме рабочей части образца [171]. Связанное с этим отклонение параметра испытания от номинального не превысит допустимых пределов при ограничении жесткости цепи нагружения. Влияние жесткости особенно существенно при резком изменении скорости деформации или нагрузки, имеющем место при переходе от упругого к упруго-пластическому поведению материала вблизи верхнего и нижнего пределов текучести, предела прочности, у точки разрушения. В связи с этим рассмотрим влияние жесткости цепи нагружения на закон деформирования. Основное внимание уделим рассмотрению отклонения от параметра испытания е—const.