Нагружения возникают

Малоцикловая усталость (или иначе повторно-статическое нагружение) характеризуется номинальными напряжениями, большими предела текучести; при каждом цикле нагружения возникает макроскопическая пластическая деформация; число циклов до разрушения сравнительно невелико.

Малоцикловая усталость (или иначе повторно-статическое нагружение) характеризуется номинальными напряжениями, большими пределами текучести; при каждом цикле нагружения возникает макроскопическая пластическая

34CrNiMo 6. Видно, что с увеличением теоретического коэффициента концентраций предел выносливости резко снижается. Однако в области малых долговечностей при высоких амплитудах напряжения наблюдается обратная закономерность: чем больше концентрация напряжения, тем больше долговечность. Этот эффект объясняется тем, что при высоких амплитудах напряжения в вершине концентратора напряжений с первых циклов нагружения возникает область локальной пластической деформации, которая упрочняет металл, и это приводит к более позднему зарождению усталостной трещины.

приводит к формированию перед вершиной мезотуннеля не одной, а нескольких дислокационных трещин (рис. 3.27), а также к нарастающему процессу ветвления трещины. Это приводит к нарушению принципа однозначного соответствия и усталостные бороздки становятся "составными". Помимо того, происходит нарастание процесса статического проскальзывания трещины. Эта ситуация отмечена многими исследователями, и она отражает синергетическую ситуацию эволюции открытой системы, в которой на фоне устойчивого процесса эволюции возникает новый процесс, который будет доминировать на следующем этапе эволюции после перехода через точку бифуркации. Вдоль фронта трещины в силу неоднородности свойств материала и развитого процесса мезотун-нелирования возникают локальные зоны перенапряжений, когда по отношению к предыдущему циклу нагружения возникает более интенсивное нагружение материала перед вершиной мезотуннеля. Результатом этого является возможность

На фотографиях, приведенных на рис. 37, видны несколько тонких линий, исходящих из концов более четко различимой трещины. Эти линии яснее видны в первых кадрах и исчезают в дальнейшем. При осмотре образца после остановки трещины в этой области не оказалось видимых следов трещин. Модель была снова нагружена динамическим растяжением. На этот раз трещина распространилась далее в два других стеклянных бруска, где она разветвилась, что в конце концов привело к полному разрушению модели (рис. 40). Сравнение рис. 37 и 40 показывает, что трещина точно следует указанным начальным тонким линиям. Одно из предложенных объяснений этого явления состоит в том, что за пределами видимой трещины в результате первоначального нагружения возникает растрескивание или микроразрушение, сосредоточенное главным образом на поверхности образца. Его оптическое влияние на проходящий свет оказывается достаточно заметным, чтобы проявиться на фотогра-

2.4.2.1. Область повреждения от сдвига в плоскости армирования, распространяющаяся в направлении нагружения от кончика трещины, ориентированной перпендикулярно направлению нагружения (О ^ ^ ?). Для однонаправленного слоистого композита, растягиваемого в направлении армирования, область повреждения, распространяющаяся в направлении нагружения, возникает из-за превышения деформациями сдвига в плоскости у кончика трещины

ческих деформаций в некоторых из элементов), стесняемых малостью величины упругих деформаций других элементов, в целом для системы не опасно. Это позволяет повышать нагрузку, которую может воспринять система, оставаясь надежной, по сравнению с той, при которой пластические деформации возникают лишь в локальной области. К системе, в которой в процессе нагружения возникает хотя бы в одном из элементов пластическая деформация, применять принцип независимости действия сил нельзя.

По нашей методике, согласованной с лабораторией теории смазки при высоких контактных давлениях Института Машиноведения Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР, величина предельных нагрузок по изнашиванию определяется не только по абсолютной величине износа за время опыта при определенном сочетании условий испытания (нагрузки, скорости, смазки и т. д.), но главным образом по характеру развития процессов изнашивания. Например, при ступенчатом нагружении предельной считается нагрузка, соответствующая той ступени, на которой после окончания приработки не происходит резкого снижения скорости изнашивания и процесс дальнейшего изнашивания устойчив. Бели на данной ступени нагружения возникает вначале интенсивная приработка, а затем скорость изнашивания резко снижается или устанавливается безызносный * режим,

увеличении числа циклов нагружения возникает устойчивое состояние. Поэтому если перед применением сплава провести тренировку, то можно обеспечить практически стабильные свойства. У наиболее пригодных для практического применения сплавов Ti — Ni в результате тренировки получаются [60] чрезвычайно стабильные псевдоупругие свойства. Наряду с изменением свойств при циклической деформации усталостная долговечность также определяет возможности применения сплавов и является важной проблемой, которая рассматривается ниже.

Малоцикловая усталость (иначе повторно-статическое нагру-жеппе) характеризуется номинальными напряжениями, большими предела текучести, при каждом цикле нагружения возникает макроскопическая пластическая деформация, число циклов до разрушения сравнительно невелико.

В узком смысле эти понятия относятся только к неупругой деформации и обуслоЁленному^ ею разрушению при .воздействий' постоянного напряжения при '.постоянной температуре. Непосредственно после нагружения возникает упругая деформация и независящая от Времени мгновенная пластическая деформация. Затем деформация непрерывно увеличивается с течением времени и, в конце концов, происходит разрушение., Следовательно, ползучесть является основной характеристикой, иллюстрирующей зависимость деформации от времени и скорости деформации или скорости ползучести от напряжения и температуры. Длительная прочность является основной характеристикой разрушения, иллюстрирующей зависимость времени до разрушения от напряжения или температуры." .,....,.

Помимо недостаточной точности и относительной сложности измерения нагрузки, при определении вязкости разрушения с помощью ударного нагружения возникает вопрос об обоснованности использования малых образцов, применяемых на обычных копрах. Оно может быть использовано на высокопрочных материалах при 20 °С, для которых толщина 10 мм уже достаточна, чтобы получить истинное значение Klc.

Развитие усталостных побреждений схематически представлено на рис. 160. На первых стадиях нагружения возникают, сначала в отдельных кристаллических объемах, пластические сдвиги, не обнаруживаемые обычными экспериментальными методами (светлые точки). С повышением числа циклов и уровня напряжений сдвиги охватывают все большие объемы и переходят в субмикроскопические сдвиги, наблюдаемые с помощью электронных микроскопов

3. Переходная область связана с достижением критического напряжения Стк, выше которого уже с первых циклов нагружения возникают субмикроскопические трещины и отсутствует инкубационный период усталости, связанный с преимущественным течением поверхностного слоя.

При продолжении циклического нагружения .возникают осцилляции прошедшего сигнала (этот участок заштрихован). Осцилляции синхронны с циклами нагружения, причем фазе сжатия соответствует наибольшая амплитуда прошедшего сигнала, Когда а мплитуда осцилляции составляет доли децибела, видимые (при увеличении в 20 раз) трещины на поверхности образна не возникают. Заметная трещина наблюдается тип, при осч.илляциях

В тканных слоистых пластиках первое проявление повреждения при статическом или усталостном растяжении имеет форму разрушения поверхности раздела в прядях утка (в поперечных волокнах). Это вызовет в дальнейшем растрескивание смолы в зонах с ее большим содержанием. На более поздней стадии процесса нагружения возникают значительные повреждения в местах пересечения нитей. Это явление, вероятно, вызвано несколькими причинами, в том числе стремлением изогнутых участков волокон распрямиться, а также сдвиговыми усилиями, возникающими вследствие некоторой неортогональности ткани. После того как в областях пересечения появятся разорванные волокна, происходит разделение образца (рис. 7).

Вследствие сложного характера временной зависимости сопротивления усталости от частоты циклического нагружения возникают трудности при разработке (на основе высокочастотного нагружения) ускоренных способов определения характеристик усталости. Тем не менее использование методов высокочастотного деформирования, по нашему мнению,— наиболее перспективный подход в решении задач ускоренного определения характеристик усталости. Это утверждение основывается на следующем сравнении различных способов ускоренных усталостных испытаний.

2.5. Источники возникновения дислокаций. Если в монокристалле в процессе приложения к нему внешних сил не возникали бы новые дислокации, то постепенно все имевшиеся в нем дислокации вышли бы на поверхность, после чего скольжение стало бы резко затруднено и металл упрочнился бы. Упрочнение наблюдается в опыте, однако пластичность все же продолжает проявляться все время вплоть до начала разрушения. Следовательно, в самом монокристалле в процессе его нагружения возникают новые дислокации.

При нестационарных режимах нагружения возникают актуальные вопросы исследования закономерностей подобия усталостного разрушения натурных деталей и моделей. Поэтому для программных машин обеспечение возможности испытаний натурных деталей или их моделей с воспроизведением эксплуатационных факторов (например, среды, температуры и т. д.) имеет большое значение.

Как показал опыт эксплуатации бигармонической машины, погрешности в режиме нагружения возникают также в связл с влиянием сил вязкого сопротивления, массы подвижных элементов и рабочей жидкости. Если при моногармоническом нагруже-нии эти погрешности могут быть весьма просто учтены, то при бигармоничееком нагружении возникают^ как указывалось выше, трудности, связанные с обеспечением постоянства сдвига фаз и амплитудного состава на протяжении всего периода испытаний.

Развитие усталостных повреждений схематически представлено на рис. 160. На первых стадиях нагружения возникают, сначала в отдельных кристаллических объемах, пластические сдвиги, не обнаруживаемые обычными' экспериментальными методами (светлые точки). С повышением числа циклов и уровня напряжений сдвиги охватывают все большие объемы и переходят в суб-. микроскопические сдвиги, наблюдаемые с помощью электронных микроскопов

других образцов, для которых o'j+i = 0,5(o',-+aj--i). На уровне предела выносливости должно быть испытано не менее трех образцов. По результатам испытаний строится кривая усталости (рис. 1.57). Критическое напряжение o~k, выше которого уже с первых циклов нагружения возникают субмикроскопические трещины и отсутствует инкубационный период, делит диапазон 0-, — ав на две области — малоцикловой и многоцикловой усталости.

ям и катастрофам. Вместе с тем в ряде случаев при обосновании надежности возникает необходимость расчета живучести конструкций на стадии развития трещин. Учитывая, что начальные трещины статического и циклического эксплуатационного нагружения возникают в зонах повышенных местных уп-ругопластических деформаций, такой расчет должен основываться на предварительном исследовании закономерностей развития трещин как заведомо нелинейного процесса. В настоящее время практически отсутствуют решения задач нелинейной механики циклического нагружения для тех случаев, когда размеры зон циклических пластических деформаций превышают размеры трещин и действуют экстремальные эксплуатационные нагрузки.