Нагружения описывается

нарушения сплошности материала начинает играть все большую роль в развитии трещины. Поэтому сохранить устойчивость процесса подрастания трещины вплоть до указанной величины прироста трещины в цикле нагружения оказывается возможным при низкой скорости деформации, изгибе образца и достаточной его толщине, чтобы смыкание скосов от пластической деформа-

Преимущественное распространение схемы испытаний o-m = const можно объяснить удобством построения диаграммы предельных напряжений, используемой в расчетах на прочность. Испытания по определению предела выносливости Стл при постоянном коэффициенте асимметрии цикла Я=ОЛ соответствуют испытанию практически незатянутых соединений. Близкой к реальным условиям нагружения оказывается схема испытаний при постоянном минимальном напряжении цикла [194].

рой наиболее четко сформулированы в работе [286]. Предполагается, что в процессе повторного нагружения материал становится циклически стабильным, причем петля гистерезиса, сопровождающая процесс циклического нагружения, оказывается кососим-метричной относительно координат о" — е. Диаграмма циклического деформирования в соответствии с [286] представляет собой кривую, проходящую через вершину петель гистерезиса и в пределах упругости совпадающую с линейным участком диаграммы исходного нагружения (рис. 2.2.1, а).

Вместе с тем в эксплуатационных условиях работы элементов конструкций возможны ситуации, когда выполняются достаточно Произвольные, непропорциональные типы сложных нагружений, например, при наложении на циклический процесс статической составляющей, вызывающей напряженное состояние, отличное от циклического, и характер нагружения оказывается неоднопара-метрическим. Для таких условий сложного малоциклового нагружения наличие единой кривой деформирования и возможность использования деформационной теории не очевидны и требуется специальное исследование вопроса.

В соответствии с отмеченным поверхность нагружения оказывается зависящей не только от числа циклов нагружения, но и от температурно-временной истории нагружения. В то же время для расчета процесса неизотермического циклического деформирования по поверхностям нагружения, полученным для соответствующих изотермических условий, в связи с выраженным эффектом формы цикла нагрева необходимо приведение неизотермического цикла к эквивалентному изотермическому. Такое приведение может быть выполнено с привлечением подходов типа изложенных

Таким образом, в случае измерения циклических деформаций в зоне выраженной концентрации нагружении при стационарном нагружении, когда характер нагружения оказывается близким к жесткому, расчет по величинам деформаций в цикле с учетом изменения с числом циклов нагружения исходного сопротивления тензорезистора по уравнениям (3.2.1) позволяет внести поправку в данные тензометрирования с целью определения действительной истории нагружения элемента конструкции. Одновременно свойство тензорезисторов увеличивать исходное сопротивление при малоцикловом нагружении используется для оценки накопления усталостных повреждений. Величиной прироста исходного сопротивления тензорезисторов, устанавливаемых в зонах концентрации, определяется степень исчерпания ресурса изделий. Вместе с тем интегральная оценка прироста сопротивления тензорезистора не позволяет выполнять покомпонентную оценку накопления усталостных и квазистатических малоцикловых повреждений, что существенно для расчета прочности, и требуется разработка и экспериментальное обоснование указанной процедуры.

В тех случаях, когда характер термонагружения обусловливает одновременное накопление циклического и статического повреждения, необходимо учитывать оба вида повреждений, суммируя их определенным образом. С. В. Сервисен и Д. Вуд влервые указали на нецелесообразность применения линейного закона суммирования относительных долей повреждения во временном выражении для случая изотермического нагружения. Для неизотермического термоциклического нагружения оказывается справедливым степенной закон суммирования относительных долей повреждения в виде а"+а^='1, при этом коэффициенты а и р не зависят, от уровня нагрузки. Кривые предельного состояния в координатах ат—aN имеют вид гипербол, показывающих весьма существенное взаимное влияние одного вида нагружения на другой. Расчетные уравнения, построенные на основе степенного суммирования относительных долей повреждения, позволяют определить долговечность при нагружении детали термическими циклами произвольной формы. Приведенные в гл. 7 примеры расчета иллюстрируют это обстоятельство.

В соответствии с отмеченным поверхность нагружения оказывается зависящей не только от числа циклов нагружения, но и от температурно-временной истории. В то же время для расчета процесса неизотермического циклического деформирования по поверхностям нагружения, полученным для соответствующих изотерми-

550° С [67]. При сопоставимых значениях Kja скорости роста трещин при температуре 650° С оказываются примерно на порядок выше, чем при температуре 550° С. При длительном циклическом на-гружении зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений по параметру времени нагружения оказывается более выраженной (см. рис. 15 и 17), чем при длительном статическом нагружении (угол наклона касательных к кривым на рис. 17 на 5 — 10% выше, чем на рис. 15)

Анализ более сложных процессов неупругого деформирования при изложении условий термического и механического нагружения оказывается возможным на базе интенсивно развиваемых в последнее время моделей термовязкопластичных сред с учетом микронапряжений, зависящих от истории деформирования. Наряду с этим для ряда представительных режимов программного

Количественная оценка снижения длительной прочности в области рабочих температур видна из следующих данных. Для стали 12Х1МФ при температуре 565° С предел длительной прочности за 100 тыс. ч равен 9,1 кгс/мм2, а при действии циклической нагрузки с N = 0,5 предел длительной прочности в нестационарных условиях равен 8,2 кгс/мм2. Соответственно для стали 12Х18Н10Т при температуре испытания 600° С предел длительной прочности, равный 7 кгс/мм2 при N = 0, уменьшается до 4,7 кгс/мм2 пр^и Л/ = 0,5. Таким образом, воздействие циклической нагрузки в области рабочих параметров статического нагружения оказывается весьма существенным.

Полная релаксация напряжений в вершинах трещин не происходит даже при превращении их в сферические поры, и всегда будет иметь место концентрация, обусловленная формой трещины. Такая концентрация для трещин, нормальных к оси нагружения, описывается известной формулой Инглиса [18]:

При малой степени упрочнения (т "* 0) возможный диапазон изменения показателя п достаточно широк (0 < п < 2). Для реальных значений показателя упрочнения материала (например, т = 0,5) промежуточный режим нагружения описывается степенным уравнением (2.130) при 0,5<«<1,5.

Значения компонент sy и сту найдем из условия смещения границы текучести в направлении траектории нагружения. В том случае, если траектория нагружения описывается прямой^ согласно указанному условию получаем

Как показано в [10, 13], в общем случае циклического упруго-пластического деформирования возможно использование степенной аппроксимации диаграмм циклического деформирования, когда связь между относительными напряжениями и деформациями в нулевом и последующих полуциклах нагружения описывается уравнениями

В реологии кривая 2 на участке AD нагружения описывается уравнением

При малой степени упрочнения (т « 0) возможный диапазон изменения показателя п достаточно широк (0 < я < 2). Для реальных значений показателя упрочнения материала (например, m = 0,5) промежуточный режим нагружения описывается степенным уравнением (2.130) при 0,5<и<1,5.

Обобщим теперь полученный результат на случай, когда гармоническая составляющая процесса нагружения описывается триго-

Особое значение имеет случай, когда амплитуда процесса нагружения описывается законом Релея с плотностью

Пусть поверхность нагружения описывается уравнением

Пусть поверхность нагружения описывается уравнением (1.83). Как будет показано в следующем параграфе, и в случае анизотропного упрочнения можно с высокой степенью точности принять, что при кручении сплошных круглых стержней и соответствующем выборе координатных направлений si2 = S2i-J — т., ai2 = ci2i = a, а все прочие компоненты девиаторов s^-, Uij равны нулю.

5. Наиболее резко различие теорий ползучести проявляется в описании процесса ступенчатого нагружения. На рис. 4.7 изображены кривые ползучести при двух уровнях напряжений ai и 02-Пусть в момент времени ?* напряжение в образце ступенчато изменилось от а\ до сг2- В таком случае в соответствии с теорией старений (4.3) должно произойти мгновенное изменение деформации? ползучести, процесс ступенчатого нагружения ^описывается ломаной линией ОАВС.