Нагружения длительность

Испытания на растяжение проводят на разрывных и универсальных испытательных машинах, состоящих из механизмов нагружения (деформирования) образца, передачи растягивающей силы и центровки образца, измерения растягивающего усилия. Конструкции наиболее распространенных машин и комплексов подробно описаны в [30]. Последние модели отечественных разрывных испытательных машин оснащены нагревательными печами и электронными силоизмеритель-ными устройствами с большим масштабом записи кривых нагрузки.

Замечено, что материалы, проявляющие хрупкость при разрушении с уменьшением скорости деформирования, обладают большей склонностью к ЗР. Поэтому возможно, что в качестве ускоренного метода оценки склонности к ЗР может стать изучение характера разрушения и изломов при изменяющейся скорости нагружения.

При замедленном разрушении могут наблюдаться как множественные, так и единичные трещины. Так, в сварных соединениях титановых сплавов [59] при ЗР количество возникающих, трещин уменьшалось с повышением содержания водорода, одновременно повышалась скорость их развития. Наоборот, при уменьшении содержания водорода и при переходе на другой, более пластичный сплав разрушение происходило сравнительно медленно и главным образом в результате образования новых трещин. В сопоставимых условиях нагружения (в частности, по величине статического напряжения) трещины при ЗР имеют менее разветвленный характер, чем при коррозионном растрескивании (рис. 34). Несмотря на общую тенденцию к переходу от внутризеренного к межзеренному разрушению при уменьшении скорости нагружения (деформирования), трещины ЗР во многих материалах не обязательно проходят по границам зерен.

Управление режимом нагружения (деформирования) производится с помощью схемы реверса привода испытательной установки. Команда поступает от концевых переключателей, устанавливаемых на двухкоординатном приборе, при достижении регулируемым параметром требуемой величины. Это осуществляется следующим образом. На пути каретки двухкоординатного прибора устанавливаются передвижные бесконтактные концевые выключатели. В качестве последних могут быть использованы, например, фотосопротивления ФСК-2. Когда шторка, расположенная на каретке прибора, закрывает какое-либо из фотосопротивлений от источника света, поляризованное реле РП-4 переполюсовы-вается. Реле включено в цепь управления реверсионного пускателя ЭП-41, меняющего направление вращения нагружающего двигателя.

Автоматическая система управления реверсом нагружения имеет определенное время срабатывания. Изменение в процессе циклического упругопластического деформирования геометрии диаграмм деформирования приводит к непостоянству скорости изменения параметров нагружения во времени, в связи с чем «перебег» параметров диаграммы после подачи сигнала на реверс непостоянен. Точность отсечки контролируемого параметра (напряжение или деформация) составляет при этом до 1—2%. Возможна ручная корректировка максимальной нагрузки или деформации в процессе испытания, что позволяет практически исключить отмеченную нестабильность поддержания режима нагружения.

Указанные точности поддержания режима испытаний оказываются недостаточными, особенно при изучении закономерностей неизотермического деформирования. Кроме того, рассмотренные выше испытательные установки не позволяют выполнять режимы нагружения, необходимые для осуществления в полном объеме базовых экспериментов, а также экспериментов с целью проверки пределов применимости получаемых зависимостей. В общем случае такими режимами неизотермического нагружения являются;

2) воспроизведение в достаточно широком диапазоне частот нагружения (деформирования) с целью проявления временных эффектов;

Все виды испытаний должны сопровождаться измерениями и автоматической записью напряжений, деформаций, температур во времени и диаграмм деформирования циклического неизотермического нагружения.

Установки имеют достаточно широкие возможности воспроизводить различные независимые друг от друга программы нагружения и нагрева: произвольные типы программ нагрузок и температур; статические и циклические испытания в условиях постоянства скорости нагружения или деформирования; испытания по режиму изотермического и неизотермического малоциклового деформирования (мягкое, жесткое, а также их асимметричные циклы) и по режиму изотермической и неизотермической (в том числе и малоцикловой) ползучести и релаксации. Точность поддержания регулируемых параметров (нагружение, нагрев) ± 1 %

Для процессов с различными законами нагружения (деформирования) усредненный коэффициент вязкости в фиксированном диапазоне скоростей не является константой. Таким обра-

Более обоснованной представляется характеристика процесса разрушения функционалом от всей предшествующей истории нагружения (деформирования) материала в области откола. При этом, как правило, ограничиваются рассмотрением импуль-

При проведении пневматического испытания в сочетании с методом акустической эмиссии режимы нагружения (длительность подъема давления по ступеням нагружения, величина давления по ступеням нагружения, количество ступеней нагружения и продолжительность остановки по ступеням нагружения) назначаются специализированной организацией, производящей акустико-эмиссионный контроль. Исполнители пневматического испытания должны строго выполнять указания специалиста акустико-эмиссионного контроля при нагружении аппарата давлением. При этом необходимо соблюдать следующие требования:

Приведенные закономерности роста усталостных трещин в дисках компрессоров показывают, что основную роль в их повреждении играют циклы ПЦН, в которых имеют место переходные режимы нагружения, вызывающие продвижение трещины в области малоцикловой усталости. В дисках толщиной 10 мм и более основным видом накопления повреждений является механизм малоцикловой усталости. При этом за один полет продвижение трещины может быть реализовано до 5 раз, что может давать суммарный прирост трещины в несколько микрон. При этом в случае хорошего состояния материала диска, когда он не проявляет чувствительности к условиям эксплуатации, длительность роста трещины может достигать нескольких тысяч ПЦН. Это наиболее благоприятная ситуация в эксплуатации дисков по принципу их безопасного повреждения.

В том случае, когда в массивных дисках имеет место чувствительность их материала в условиях эксплуатационного нагружения, длительность роста трещины понижается почти в 3 раза и может не превышать 1000 циклов ПЦН. Это наиболее неблагоприятная ситуация в эксплуатации массивных дисков компрессоров по принципу безопасного повреждения. Такие диски разрушаются на ранней стадии эксплуатации компрессора, и в последующем большая часть дисков может быть отнесена к первой группе, когда длительность роста трещины составляет несколько тысяч ПЦН.

С повышением скорости нагружения длительность начального локального деформирования зоны у трещины становится меньше, сокращая тем самым локально деформированный объем. Поэтому влияние частоты зависит от степени концентрации напряжений. На гладкие образцы частота оказывает меньшее влияние, чем на образцы с концентраторами.

нагружение с выдержками либо при растяжении — сжатии (рис 1.2.4, а), либо только при сжатии (рис. 1.2.4, б) в условиях промежуточного между ползучестью и релаксацией нагружения. Длительность цикла активного нагружения 1 мин, выдержек 3 мин. Как показывают экспериментальные данные (см. рис. 1.2.4), при наличии в цикле выдержек наблюдается весьма существенное изменение напряжений и деформаций, ^причем накопленная деформация может превышать заданный размах в 2—3 раза и более. Расчет длительной: малоцикловой прочности в соответствии с кинетическими деформационными критериями в форме уравнений (1.2.8), (1.2.9) дает для рассматриваемого случая нагружения хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных (таблица 1.2.1). На рис. 1.2.2, б показаны величины накопленного повреждения для режимов нагружения с выдержками при растяжении и сжатии, а также только при сжатии (точки 4). Характерно, что новые данные укладываются в поле рассеяния точек, соответствующих испытаниям, проведенным в условиях мягкого и жесткого нагружений без выдержек и с выдержками при постоянном напряжении (точки 2). Для расчета величины повреждения использована зависимость располагаемой пластичности от времени, где &j (t) — пластическая деформация при статическом разры-

Уменьшение размаха деформаций при испытании сплава ЖС6К. по режиму 100з=ы870°С приводило к уменьшению числа трещин (до единицы), увеличению их длины, выпрямлению и увеличению зоны усталостного разрушения. ' Ранее показано, что большое влияние на характер разрушения оказывает также значение ^Шах- Как будет видно из дальнейшего, длительность цикла определяет вид повреждений в такой же степени, как и два других фактора — температура и нагрузка, поэтому установить причину того или иного характера разрушения при термоусталости можно лишь при учете всех параметров нагружения. Один из возможных подходов изложен в гл. 5.

12. ЧАСТОТА НАГРУЖЕНИЯ (ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА)

Критерии, учитывающие частоту нагружения (длительность термоцикла). Для изотермического малоциклового нагружения Эккель предложил учитывать влияние частоты нагружения использованием зависимости

при /!=0 оно является уравнением длительной прочности (при том же условии): т = С. Поскольку N=vt, a v=l/t4, где т — общая длительность нагружения, T0-/V = v—g- = fe_. и

12. Частота нагружения (длительность термического цикла) . . 68

при сжатии, либо только при растяжении в условиях промежуточного между ползучестью и релаксацией нагружения. Длительность цикла активного нагружения 1 мин, выдержек 3 мин.