Нагружение характеризуется

Оценка долговечности ВС в целом связана с выявлением наиболее напряженных зон, которые в процессе эксплуатации лимитируют ресурс всей конструкции, не позволяя реализовать для всей конструкции или узла в целом располагаемую ими долговечность. Необходимо также учитывать тот факт, что циклическое нагружение элементов конструкции в процессе эксплуатации осуществляется по законам статистики неравномерно по типам ВС и по условиям их эксплуатации в различных регионах. В связи с этим первоначальное проектирование ВС с обеспечением длительной усталостной прочности осуществлялось по принципу безо-

Регулярное нагружение элементов конструк-

в области упругости, и эффект взаимодействия нагрузок, т. е. влияния их последовательности действия на СРТ, отсутствует. В результате внешнего воздействия тело может находиться в состоянии покоя или движения. Примером последней ситуации служит нагружение элементов конструкции ВС в полете.

В условиях эксплуатации нагружение элементов конструкций реализуется, как минимум,

Воздушные суда гражданской авиации в процессе каждого полета испытывают не только изменяющиеся по частотному составу нагрузки. Длительное статическое нагружение элементов конструкции ВС с неизменным по уровню воздействием происходит на этапе крейсерского полета. Применительно к алюминиевым сплавам, которые воплощены в конструкции планера и крыльях В С, длительная выдержка под нагрузкой имеет место в течение длительных этапов полета в спокойной атмосфере.

Характер деформирования. Многократное нагружение элементов трущейся пары характерно почти для всех видов фрикционно-контактного взаимодействия (зубчатые передачи, подшипники качения и скольжения, тормозные устройства, колеса, катки и т. д.). Уже при однократном воздействии каждый выступ шероховатой поверхности гонит перед собой волну деформируемого материала, сжимая его перед собой и растягивая позади, т. е. в контактной

го происхождения наблюдались в местах вварки патрубков [20]. Авария американского реактора SL-1 в эксплуатации произошла в связи с быстрым наращиванием мощности при пуске реактора, вызвавшим существенное повышение давления в корпусе [21], Это привело к срезу отводящих и подводящих патрубков, пластической деформации корпуса, характеризуемой увеличением диаметра на 30—100 мм. Циклическое нагружение элементов реакторов механическими, тепловыми и гидродинамическими усилиями может вызвать образование трещин в антикоррозионных наплавках [21], узлах крепления внутрикорпусных устройств (ВКУ) [9]. Стоимость программ восстановительных работ после таких крупных аварий, как авария на АЭС "Три-майл-Айленд" (США, 1979 г.), оценивается примерно в 1 млрд долларов, а время выполнения таких работ достигает не менее 5 лет [19]. Обобщение данных о повреждениях несущих элементов атомных энергетических установок показывает [22], что около 40% обнаруженных трещин связано с циклическими повреждениями, около 30% -с коррозионно-механическими, около 17% — с начальной технологической дефектностью. Это свидетельствует о большом числе причин и источников возникновения повреждений, связанных со значительной сложностью как самих конструкций реакторов и технологических процессов при их изготовлении, так и условий эксплуатации.

что для авиаконструкций характерна комбинация регулярных циклов и случайных нагрузок, причем в целом нагружение элементов авиаконструкций существенно нестационарно.

71. Москвитин В. В. Циклическое нагружение элементов конструкций. М.: Наука, 1981. 344 с.

Динамическое нагружение элементов конструкций обусловлено воздействующими на них импульсными или быстроизменяющимися поверхностными и объемными силами, а также источниками тепла. При этом деформирование

приспосабливание элементов взаимосвязи агрегата и объекта к форме объекта (равномерное или определенное нагружение элементов взаимосвязи и конструкции объекта);

Усталость характеризуется номинальными напряжениями предела текучести; повторное нагружение макроскопически происходит в упругой области, число циклов до разрушения велико.

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.

Усталость характеризуется номинальными напряжениями предела текучести; повторное нагружение макроскопически происходит в упругой области, поэтому число циклоь ю разрушения велико.

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

Как сосуды внутреннего давления, так и сильфонные компенсаторы работают в условиях повторного приложения нагрузок, вызванных пульсациями давления у сосудов и наличием циклических перемещений у сильфонных компенсаторов. Для сильфонных компенсаторов нагружение характеризуется заданной амплитудой перемещений при обычно постоянном внутреннем давлении (влиянием эксплуатационных сбросов давления можно пренебречь ввиду сравнительно невысокой напряженности компенсаторов от давления) и условиями, близкими деформированию с заданной нагрузкой, для сосудов давления. Испытание этих контрастных по характеру нагружения натурных объектов позволяет рассмотреть особенности кинетики напряженного состояния и разрушения, в связи с типом внешних силовых факторов при малоцикловом нагружении.

изотермического нагружения (ступенчатого, с выдержками при максимальных и минимальных нагрузках, двухчастотного) уравнения состояния представляются в виде уравнений обобщенных кривых циклического деформирования с введением соответствующих дополнительных членов и констант, устанавливаемых из эксперимента. Неизотермическое программное нагружение характеризуется конечными точками на кривых циклического упругопластичес-кого деформирования, существенно зависящими от максимальных температур и максимальных напряжений. При этом параметры уравнений состояния в значительной степени связаны с возможностью протекания процессов статической или циклической ползучести. Для неодноосных напряженных состояний изменение параметров уравнений состояния при малоцикловом нагружении, как показывают результаты исследования при варьировании отношен! и между двумя компонентами главных напряжений, сравнительЕО невелико и сопоставимо с изменением аналогичных параметров при однократном нагружении. Систематизация основных свойств уравнений состояния для случая малоциклового нагружения (получившая преимущественное развитие в СССР) наряду с упомянутыми выше обобщенными диаграммами циклического деформирования и моделями термовязкопластических сред достигается на базе структурных моделей с различной степенью схематизации структурного строения и микромеханизма деформирования.

Схемы диаграмм деформирования для мягкого и жесткого нагружении показаны на рис. 2.1. Мягкое нагружение характеризуется возможностью циклического изменения основных характеристик сопротивления деформированию — ширины петли

нительной деформации циклической ползучести ет (рис. 4.31, г), накапливаемой при действии высокочастотных напряжений. И хотя в данном случае температура испытаний 20° С и материалу в этих условиях не свойственно проявление ползучести при действии постоянных напряжений, она инициируется вследствие действия высокочастотной составляющей, что наблюдалось при комнатной температуре и на других пластичных материалах [12]. При статическом разрыве сталь 12Х2МФА имеет величину относительного поперечного сужения, характеризующего пластичность материала, равную % = 73%. При одночастотном мягком нагружении в области квазистатического разрушения (до Np <^ <; 103) с увеличением разрушающего числа циклов величина ij^ остается практически той же (78%). Двухчастотное нагружение характеризуется увеличением пластичности данной стали. Слабо отражаясь на величине г^, это обстоятельство проявляется в увеличении предельной циклической деформации (рис. 4.31, а)

Начальное нагружение характеризуется диаграммой /° (гв (а, Т7!)) (линия ОЛ на рис. 7.29; {М} =Ро). Реверс в точке А нарушает условие (1) уравнений (7.39), в память заносится состояние Т = = Рп = [ГА', et; гд (а, Тг); С А = гл/sj. Точка поворота А становится новым началом координат при построении диаграммы на следующем этапе ADE.

Результаты сопоставления расчетных (пунктирные линии) я экспериментальных диаграмм деформирования показаны на рис. 7.58, 7.59. Циклическое нагружение характеризуется рис. 7.58, а (начальная кривая деформирования и стабильный цикл), рис. 7.58, б (стабильные кривые при различных амплитудах деформации) и рис. 7.59, а (упрочнение в процессе циклического нагружения при размахах деформации 0,5; 1; 1,5; 2%; п — номер полуцикла; здесь же показан переход от одного размаха к другому). На рис. 7.59 б, в показано влияние выдержки при нулевом напряжении на амплитудное напряжение в первом после выдержки полуцикле (для одной длительности выдержки полуцикл показан на рис. 7.58, а — кривая Ж/V). Восстановление упрочнения при циклическом нагружении после двух выдержек! различной длительности показано на рис. 7.59, в. Отметим, что эти результаты иллюстрируют не только качественное (вполне очевидное) соответствие поведения материала М и испытываемой стали, но и удовлетворительное количественное.

Зависимости (1.5) и (1.6) описывают результирующий эффект поведения материала. Вместе с тем известно, что знакопеременное нагружение характеризуется двумя одновременно протекающими процессами: упрочнением и разупрочнением. Опережение одного 1йли другого процесса определяет его интегральные свойства, описываемые уравнением (1.5) или, (1.6).