Нагружения зависимость

Введение выдержки с постоянной нагрузкой материала аналогично увеличению длительности цикла нагружения, а следовательно, аналогично снижению частоты нагружения. Увеличение длительности выдержки приводит к еще большему снижению частоты цикла нагружения и должно оказывать все более существенное влияние на возрастание СРТ.

(после 2000 циклов нагружения). Увеличение числа циклов до 8000 вызывало незначительный (намного меньший, чем в отсутствии среды) рост микроискажений с соответствующим разблаго-роживанием электродного потенциала. Стадия предразрушения, как в случае испытаний на воздухе, характеризовалась падением величины микроискажений и ростом электродного потенциала, но в присутствии коррозионно-активной среды эта стадия была более продолжительной, а величина микроискажений значительно уменьшенной.

В интервале от 10-го до 15-го цикла нагружения увеличение напряжений Од вызывает интенсивное накопление деформаций ползучести

На вскрытие включений существенное влияние оказывают параметры нагружения образцы и экспериментальные исследования показывают, что при импульсных нагрузках степень вскрытия включений может регулироваться параметрами нагружения. На рисунке 3.13 приведены зависимости степени вскрытия включений при разрушении модельных образцов при различных параметрах нагружения. Увеличение энергии импульса повышает выход вскрытых включений для всех исследованных моделей, т.к. при росте вводимой энергии повышается интенсивность разрушения среды, увеличивается количество трещин, развивающихся в образце. Вскрытие включений возрастает также и при увеличении периода разрядного тока (т.е. времени выделения энергии) в пределах, когда уровень энергии достаточен для разрушения образцов (в данном случае цилиндрические образцы диаметром 50 мм). Так, в режимах с энергиями W 250 и 500 Дж процент вскрытых включений при увеличении времени выделения энергии возрастает, а в режимах с энергией W125 Дж изменяется с наличием максимума. Известно, что увеличение времени выделения энергии приводит к снижению количества трещин и к увеличению их длины. При этом большое количество трещин дорастает до края образца, что способствует раскрытию большого количества включений, тем более, если учитывать, что при увеличении времени энерговыделения степень избирательной направленности магистральных трещин в области расположения включений растет. Если уровень энергии не достаточен для эффективного разрушения образца, то увеличение времени энерговыделения, снижая максимальный пик давления в канале разряда, резко ухудшает условия разрушения и степень вскрытия включений, естественно, падает.

Все меры, способствующие уменьшению номинального напряжения, увеличивают циклическую прочность. К этим мерам относятся рациональная расстановка опор, устранение невыгодных случаев нагружения, увеличение сечений детали на участках действия циклических напряжений, увеличение площади соприкосновения поверхностей (при циклических контактных напряжениях).

выбор режимов нагружений и методов ускорения испытаний (выбор и обоснование схемы нагружения, увеличение циклов нагружений в единицу времени, интенсификация рабочих режимов, введение в узлы-трения высокодисперсной абразивной среды, использование агрессивных сред, методов непосредственной экстраполяции);

В интервале от 10-го до 15-го цикла нагружения увеличение напряжений a^ вызывает интенсивное накопление деформаций ползучести

Соотношение между Стр(7) и стср(7) зависит от температуры, структуры материала, технологии его обработки и истории нагружения. Увеличение размера зерен поликристаллического материала, ослабление прочности их границ, накопление микротрещин и повреждений в материале понижает <тр(7), но мало влияет на сгср(Т). Уровень ар(7) также зависит от размеров элемента конструкции, так как для больших размеров выше вероятность появления микротрещин или структурных неоднородностей. На рис. 4.1,3,д штрихпунктирной линией условно показано положение вертикальной границы предельных состояний, сместившейся вследствие снижения сГр(Т) по указанным причинам. Теперь и при напряженном состоянии, соответствующем лучу 3, разрушение носит хрупкий характер. Легирование и термообработка металлов, направленные на повышение пределов текучести ат и временного сопротивления сгвр, обычно мало влияют на стр и также приводят к росту отношения сгср/стр, что в конечном счете увеличивает опасность хрупкого разрушения.

Частота нагружения. Увеличение частоты нагружения, как правило, приводит к монотонному повышению пределов выносливости исследуемых материалов и конструкционных элементов. Это объясняется тем, что при более высокой частоте нагружения не завершаются в полной мере микропластические деформации, приводящие к усталостному разрушению. Наблюдаемое затем снижение циклической

— Скорость нагружения. Увеличение ее приводит к смещению хрупкого разрушения к более высокой температуре;

— Скорость нагружения. Увеличение ее приводит к смещению хрупного разрушения к более высокой температуре;

2. Установлено, что порядок нагружения (увеличение Т при постоянном р или увеличение р при постоянном Т) не влияет на несущую способность.

Чаще всего с уменьшением размера зерна предел выносливости возрастает, хотя в ряде работ показано, что измельчение структуры металла не всегда приводит к изменению долговечности. При анализе влияния структурного фактора на циклическую прочность необходимо иметь в виду, что закономерности разрушения металлических материалов при циклическом и сгатическом нагружении имеют много общего. Для циклического нагружения зависимость предела усталости
Скорость роста длинных усталостных трещин зависит от коэффициента интенсивности напряжения (КИН), и между ними установлена S-образ-ная зависимость при неизменном уровне напряжения, которая аналогична зависимости, представленной на рис. 3.1а. Вид и положение кинетической кривой существенно зависят от условий на-гружения и геометрии детали. Поэтому далее, рассматривая процесс развития разрушения, мы будем разделять нагружение материала (образец) в тестовых условиях и при многопараметрическом воздействии на деталь в лаборатории, на стенде или в эксплуатации. Тестовые условия используют для определения механических характеристик материала, когда применительно к испытаниям стандартных образцов оговорены их размеры, частота нагружения, температура, степень агрессивного воздействия окружающей среды и прочее. Элементы конструкций, в большинстве случаев, существенно отличаются по геометрии от стандартных образцов, и условия их нагружения, как правило, не соответствуют тестовым условиям опыта.

Зависимость скорости роста усталостной трещины от коэффициента интенсивности напряжения возникает после достижения ею приращением в цикле нагружения величины, близкой нескольким параметрам кристаллической решетки (рис. 3.4). Прирост трещины, соответствующий нарушению сплошности материала в цикле нагружения, не может быть менее одного межатомного расстояния. Поэтому во многих случаях на кинетической кривой выделяют величину прироста трещины на одно межатомное расстояние в области ее начального (припорогового) роста (см. рис. 3.4). На поверхности образца в эксперименте могут быть зафиксированы скорости на несколько порядков меньше, чем прирост трещины на величину межатомного расстояния за цикл нагружения. Причины такого расхождения результатов экспериментов с физикой поведения материала будут обсуждены далее.

можностъ определить для конкретных испытаний компенсаторов требуемые величины циклических необратимых деформаций. На рис. 4.3.2 показаны результаты расчетов и дана по параметру числа полуциклов нагружения зависимость циклических деформаций в максимально нагруженной точке гофра от величины размаха осевого перемещения компенсатора. Максимальные циклические деформации возникают примерно в середине нелинейных зон гофра на внутренних (кривая 1) и наружных (кривая 3) поверхностях оболочки. Вдоль срединной линии оболочки (кривая 2), где отсутствуют изгибные эффекты, деформации малы (рис. 4.3.2, а). Как показывает расчет, выполняемый последовательно для k = О, 1, 2, 3 и т. д., наблюдается стабилизация величины деформаций в цикле нагружения после четырех полуциклов.

е~е/). Поскольку экспериментальные данные свидетельствуют о зависимости сопротивления от величины и скорости деформации по крайней мере для области высокоскоростного деформирования [151, 322, 335], эти уравнения справедливы для ограниченного диапазона режимов нагружения. Это ограничивает возможность представления поведения материала под нагрузкой трехмерной поверхностью (1.5), которое используется в некоторых работах [113; 386] для обобщения экспериментальных данных, полученных при различных режимах нагружения. Зависимость (1.5г) в виде 0(е) используется в теории пластичности и предполагает нечувствительность материала к скорости деформации. Существование такой зависимости положено в основу теории распространения упруго-пластических волн в работах Кармана, а также [212, 226, 227, 317—319] и др.

Таким образом, на основании проведенных исследований для построения ударных адиабат металлических и неметаллических материалов может быть рекомендован метод определения скорости распространения волны по сдвигу во времени сигналов с двух диэлектрических датчиков, расположенных на различном удалении от поверхности нагружения; зависимость скорости распространения ударной волны или пластического фронта волны от величины скачка массовой скорости на фронте волны является нелинейной для ряда конструкционных материалов.

Напряжение, до которого в процессе повторного нагружения зависимость а = а (е) остается линейной, называется местным пределом текучести (в отличие от от — начального предела текучести) и обозначается символом сгтс; имеется в виду, что разгрузка была начата от напряжения атс > от.

Вид диаграммы а — е при сжатии существенно зависит от размеров и формы образца вследствие того, что от этих факторов зависят силы трения между образцом и подушками, влияющие на диаграмму а — е. Желательны образцы, в которых сама форма исключает возможность влияния грения по опорным площадкам на вид диаграммы. Наиболее удачным оказываются удлиненные призматические образцы. У бетона почти с самого начала нагружения зависимость о = а (е) нелинейна, при этом даже в той области напряжений, в которой нет остаточных деформаций, кривые нагружения и разгрузки не совпадают. Таким образом, строго говоря, бетон с самого начала не упруг. Изменения модуля упругости с изменением напряжений незначительные:

В некоторых случаях в начальной стадии нагружения зависимость а — е имеет точку перегиба (рис. 4.123), по-видимому, вследствие наличия микротре-'щин, вызванных усадкой. Вид диаграммы о — е при нагружении и последующей

Кривую снижения напряжений в процессе релаксации можно разделить на два участка, а процесс релаксации иа два периода: первый, характеризующийся резким падением напряжения (/ — на рис. 3-12,а), и второй — замедленным (//). В зависимости от уровня напряжений механизм пластической деформации в процессе релаксации может изменяться. При больших промежутках времени от начала нагружения зависимость между Лег и о получается линейной; чем больше было начальное напряжение, тем больше снижение напряжения.

Зависимость (7) описывает распределение перемещений иг подлине деформированной зоны в конце первого этапа нагружения. Зависимость (8) определяет перемещение правого концевого сечения полосы за время изменения нагрузки от 0 до аР.