Нагружения результаты

Согласно критерию обобщенного нормального разрыва /26/ страгивание трещины в условиях смешанного типа нагружения реализуется перпендикулярно действию максимального растягивающего напряжения, то есть для модели на рис. 3.15 направление старта ас определяется углами поворота вектора главного напряжения.

В настоящим разделе рассмотрено предельное состояние сварных соединений со смещенными кромками в условиях общей текучести сварного стыка. Сам данный стык является мягкой прослойкой, т. е. его механические характеристики — временные сопротивления и пределы текучести а*1 и cr!J? меньше аналогичных характеристик основного более твердого металла a J и а^. Схематично такое сварное соединение представлено на рис. 4.1. Для удобства теоретического анализа введены следующие безразмерные величины: X = в/В — относительное смещение кромок, ае = h/B — относительная толщина мягкой прослойки (h, В, еобозначены на рис. 4.1). При этом в предельном состоянии нагружения реализуется условие плоской деформации стыка, т. е. протяженность соединения намного больше его толщины В.

Согласно критерию обобщенного нормального разрыва /26/ страгивание трещины в условиях смешанного типа нагружения реализуется перпендикулярно действию максимального растягивающего напряжения, то есть для модели на рис. 3. 15 направление старта ас определяется углами поворота вектора главного напряжения.

В настоящим разделе рассмотрено предельное состояние сварных соединений со смещенными кромками в условиях общей текучести сварного стыка. Сам данный стык является мягкой прослойкой, т. е. его механические характеристики — временные сопротивления и пределы текучести <т^ и ст^ меньше аналогичных характеристик основного более твердого металла а? и а*. Схематично такое сварное соединение представлено на рис .4.1. Для удобства теоретического анализа введены следующие безразмерные величины: 1 = е/В — относительное смещение кромок, ж = h/B — относительная толщина мягкой прослойки (h, В, ^обозначены на рис. 4.1). При этом в предельном состоянии нагружения реализуется условие плоской деформации стыка, т. е. протяженность соединения намного больше его толщины В.

росту усталостной трещины не отражает его поведения при различных параметрах циклической нагрузки (табл. 7.2). Технология определения КСТ не позволяет воспроизводить распределение энергии между его отдельными структурными элементами, которое наблюдается при циклическом нагружении материала и крайне существенно — в процессе роста усталостной трещины. У кончика трещины в каждом цикле нагружения реализуется ее квазихрупкое подрастание за счет исчерпания в локальных объемах пластических свойств материала. Это распределение энергии может быть реализовано не при высоких, а при низких скоростях деформации, что ближе всего соответствует испытаниям на замедленное хрупкое разрушение материала. Испытания с трапецеидальной формой цикла, отражающие реальные условия циклического нагружения материала, позволяют выявить структурные несовершенства в локальных объемах в пределах межфазовых границ.

Специфический случай неизотермического нагружения представляет собой режим III, при котором можно ожидать накопления односторонних деформаций за счет различия диаграмм неизотермического нагружения в четных и нечетных полуциклах (см. рис. 2.5.4, б). Оказывается, что и это свойство поверхности неизотермического нагружения реализуется в эксперименте. На рис. 2.5.6, а приведена запись диаграмм циклического неизотермического нагружения по режиму III, иллюстрирующая ожидаемое накопление односторонних деформаций. С числом циклов темп процесса убывает в связи с интенсивным циклическим упрочнением материала (рис. 2.5.6, б).

На условия разрушения при неизотермическом нагружении существенно влияет знак циклической пластической деформации при максимальной температуре цикла. Типичным сочетанием температурного и силового циклов считают такое, при котором деформация сжатия осуществляется при максимальной температуре, в том числе с выдержкой, а деформация растяжения—• при минимальной температуре цикла (рис. 7, А1 или В1). Такой вид нагружения реализуется, как известно, в поверхностных слоях любого конструктивного элемента при интенсивном термоциклическом воздействии и в ряде деталей в силу их конструктивных особенностей. Весьма распространено такое сочетание t и 0, когда деформация растяжения приходится на высокотемпературную часть термического цикла (с выдержкой при температуре tmax — рис. 7, В2 или без нее — рис. 7,А2). Наконец, в условиях эксплуатации при стационарном тепловом режиме возможно циклическое упругопластическое деформирование при постоянной температуре (рис. 7, Cl, C2 или СЗ).

щего нагружения реализуется упругое напряженное состояние. В связи с тем, что подсчитать концентрацию напряжения у вершины реальной усталостной трещины очень трудно даже при упругом напряженном состоянии, вместо усталостной трещины удобнее рассматривать полуэллиптический надрез в полубесконечной пластине (надрез-трещина). Глубину такого надреза-трещины принимаем равной глубине трещины h, а радиус равным рэ (рис. 27, а).

Специфический случай неизотермического нагружения представляет собой режим III, при котором можно ожидать накопления односторонних деформаций за счет различия диаграмм неизотермического нагружения в четных и нечетных полуциклах (см. рис. 13). Оказывается, что и это свойство поверхности неизотермического нагружения реализуется в эксперименте. На рис. 16 приведена .запись диаграмм циклического неизотермического нагружения по режиму III, иллюстрирующая ожидаемое накопление односторонних деформаций. С числом циклов темп процесса убывает в связи с интенсивным циклическим упрочнением материала (рис. 17).

Предложенная классификация не является абсолютно строгой. Один и тот же узел трения в зависимости от условий нагружения может переходить из одного класса в другой. Так, в реверсивной винтовой паре двустороннего нагружения реализуется одностороннее прерывистое скольжение, что соответствует 2-му классу; при одностороннем нагружении реверсивной винтовой пары, когда рабочими являются одни и те же стороны витков резьбы, реализуется реверсивное скольжение, что соответствует 4-му классу. Возбудить ИП при "одностороннем нагружении винтовых пар значительно легче, чем при двустороннем нагружении.

Для многих элементов конструкций типично малоцикловое нагру-жение, обусловливающее циклические температурные напряжения. Такой режим нагружения реализуется в условиях преобразования тепловой энергии в течение характерного периода эксплуатации изделия и определяется возникновением постоянных градиентов температур в стационарных режимах и кинетикой температурных полей при смене тепловых состояний [ 1, 5,9,13,14,30, 31,36].

показано [39], что окислительное влияние воздуха является причиной возникновения чувствительности сопротивления усталостным разрушениям к частоте нагружения. Результаты испытаний CrNiTi сплава А286 на железной основе при температурах 20 и 593° С на воздухе и в вакууме [4] показали возникновение этой чувствительности при испытании на воздухе, как это видно на рис. 21 в области малоцикловой усталости в диапазоне частот v от 0,01 до 10 циклов/мин. Испытания на воздухе при 593° С показали явное смещение влево кривой усталости, выраженной в размахах пластической деформации, с уменьшением частоты. Это смещение соответствует приблизительно значению k = 0,7 в выражении (1). Испытания в вакууме показали частотную нечувствительность результатов (k = 1), которые расположены на одной кривой в зависимости от числа циклов. С повышением температуры время становится основным фактором, определяющим разрушение, и величина k становится малой. Показатель степени а в уравнении (1) с повышением температуры увеличивается, и наклон кривой усталости к оси N увеличивается. При близких долговечностях в области весьма малых чисел циклов (порядка 100) наблюдается тем большая потеря долговечностей при данном размахе деформаций с повышением температуры, чем более длительным является на-гружение. При циклическом деформировании в вакууме уменьшается показатель а и наклон усталостных кривых, соответственно увеличивается долговечность.

Следовательно, исследования НДС на всей расчетной базе можно проводить не в поцикловой постановке, а для выбранных интервалов отдельных циклов (полуциклов) деформирования на различных-этапах нагружения. Результаты такого расчета приведены на рис. 4.59. Результаты анализа зависимостей e(N) и e_(/V) свидетельствуют о существенной нестационарности процесса упругопластического деформирования в опасных точках цилиндрических корпусов типов\ I (сплошные линии) и II (штриховые линии).

Обычно металлы испытывают на усталость при симметричном цикле нагружения. Результаты испытания представляют в виде кривой усталости (рис. 3-15,а). По вертикальной оси на кривой усталости откладывают напряжение, а по горизонтальной оси — число циклов, вызвавших разрушение при этом напряжении. Первый образец испытывают при напряжении, составляющем 0,6— 0,7 предела прочности. Последующие образцы испытывают при все уменьшающихся напряжениях. Максимальное

Представляют интерес сравнительные натурные испытания на усталость при кручении коленчатых валов ГАЗ-51, которые проводились ЛСХИ совместно с НИИукрдортранса на установке УМ-4. За базу испытания принято 1,2-107 циклов нагружения. Результаты испытаний приведены в табл. 21.

отнулевом цикле нагружения. Результаты испытаний

талостной трещины (см. рис. 9) и находились ее параметры. Проведенные исследования показали, что прямой подбор вида функциональной зависимости и ее параметров, даже используя различные процедуры сглаживания экспериментальных данных, приводит к значительной ошибке, обусловленной ступенчатым характером роста трещины. В связи с вышеизложенным предварительно определялся вид и параметры зависимости глубины трещины от числа циклов нагружения. Результаты обработки экспериментальных данных приведены в табл. 1.

Следовательно, исследования НДС на всей расчетной базе можно проводить не в поцикловой постановке, а для выбранных интервалов отдельных циклов (полуциклов)^ деформирования на различных. • этапах нагружения. Результаты такого расчета приведены на рис. 4.59. Результаты анализа зависимостей е (N) и е„ (W) свидетельствуют о существенной нестационарности процесса упругопластического деформирования в опасных точках цилиндрических корпусов типовч! (сплошные линии) и II (штриховые линии).

Результаты исследования эксплуатационного нагружения, закономерностей деформирования и критериев разрушения рассматриваются как основа инженерных методов определения прочности, ресурса и надежности тех машин, предельные состояния которых зависят от условий эксплуатации.

При прогнозировании скорости роста усталостных трещин в условиях влияния двухчастотного нагружения были проанализированы и определены границы применения расчетного метода, основанного на гипотезе линейного суммирования повреждений. При этом за меру повреждения принимали прирост трещины от воздействия каждой из составляющих двухчастотного цикла нагружения. Результаты такого расчета, проведенного с использованием выражения

По-видимому, Генки 'и Мазинг первыми обратили внимание на аналогию между поведением системы, состоящей из стержней, наделенных простейшими реологическими свойствами (идеальная пластичность), и закономерностями деформирования реального материала. В дальнейшем Хофф, Милейко [60], Кадашевич и Новожилов [38], а также другие авторы, рассматривая различные варианты структурной модели, продемонстрировали возможность отражения с ее помощью деформационных эффектов, наблюдаемых при различных условиях нагружения. Результаты их исследований не оставили сомнений в наличии прямой связи между проявлениями деформационной анизотропии и микронеоднородностью материала.

На основе описанного в работе 11] метода при помощи ЭВМ можно с заданной точностью рассчитать упругие напряжения и перемещения бесшовного однослойного сильфона любого профиля при различных схемах нагружения. Результаты таких расчетов представлены ниже в виде номограмм, по которым легко определять напряжения и жесткость сильфона, если известны его гео-