Нагружении необходимо

Как известно, в условиях коррозионной усталости происходит увеличение электрохимической активности поверхности стали. Металлические покрытия могут повышать стойкость сталей в условиях коррозионной усталости в хлорсодержащих средах. Эффективно применение покрытий, создающих сжимающие остаточные напряжения и формирующих слой, обладающие повышенной коррозионной стойкостью. Увеличивают стойкость стали в условиях коррозионной усталости в хлорсодержащих средах термодиффузионное хромирование и карбохро-мирование, что обусловлено наличием карбидной диффузионной зоны, обладающей повышенной коррозионной стойкостью и возникновением остаточных напряжений сжатия в поверхностных слоях, при этом предел коррозионной усталости повышается в 2—3 раза по сравнению со сталью без покрытия. Эффект повышения выносливости сталей, легированных ванадием, кремнием, марганцем, хромом (в количестве не более 1 %) в хлорсодержащих средах при усталостном нагружении наблюдается у боридных покрытий. С увеличением легирующих элементов в стали эффект снижается. При алитировании образуется двухслойное покрытие А1 и Fe2 A15, которое повышает условный предел выносливости углеродных сталей в 3 раза, а в областях высоких амплитуд нагружения корро-зионно-усталостная прочность сталей растет в 8-10 раз.

и циклических измерений. Из рис. 6.2.2 видно, что датчики для малоцикловых измерений в условиях жесткого нагружения образца сохраняют практически на всей базе испытаний до разрушения коэффициент тензочувствительности постоянным вплоть до величины размаха деформаций порядка 2%, в то время как обычные датчики начинают менять свои характеристики с числом циклов нагружения уже с величины деформации 0,75—1%. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что как при статическом, так и при циклическом нагружении наблюдается увеличение показаний тензорезисторов при достижении предельных циклических (разность отсчетов показаний датчиков в k и (k — 1) полуцикле нагружения) и статических деформаций по сравнению с действительными задаваемыми деформациями. Видимо, это является следствием статического и усталостного разрушений тензонитей путем распространения микро- и макротрещин. Возможное отслаивание датчиков, разрушение подложки и клеевого слоя должны приводить к обратным эффектам.

изотермическом и неизотермическом нагружении наблюдается с величины 8ОСт~0,1%. При этом точки, полученные при испытании € понижающейся температурой от 900 до 600° С при нагрузке ст=730 МПа, расположены правее диаграммы деформи'-' рования, построенной при постоянной температуре 600° С. Однако это различие невелико, и в расчетах его можно не учитывать. Более существенно различие при разрушении: деформирование с постоянной температурой 500° С дает е0ст~0,8%, а средняя остаточная деформация при снижении температуры от 900 до 500° С (с моментом разрушения при 500° С) составляет е0ст = = 1,35%, т. е. остаточная деформация при неизотермичегком нагружении увеличилась более чем в 1,5 раза. Значение разрушающей нагрузки при этом почти не изменилось: о"в = 860 МПа при / = const (500°С) и <тсРв=855 МПа при * = var (900-^500°С).

Если при малоцикловом нагружении наблюдается односторонняя или знакопеременная ползучесть, в уравнение (5.28) можно ввести соответствующие члены [13].

Вместе с тем в исследованиях аустенитной стали 12Х18Н9Т, проведенных Н. Д.". Соболевым и Е. Н. Пироговым, было отмечено увеличение суммы относительных долей повреждаемости при переходе от режима нагружения 200^650° С к режиму 100^700° С. Особенности сопротивления этой стали термоцик-лическому нагружению отмечены также в работе [78]. Упрочнение при переходе от слабого режима к сильному при термоциклическом нагружении -наблюдается обычно при изменении не температуры tmsa, а размаха нагрузки Да или деформации Де (при неизменном температурном режиме), что можно осуществить варьированием жесткости нагружения (см. рис. 91,6). Такой эффект отмечен и при испытании сплава Л 114 по режиму 200^±750°С и изменении размаха деформации (Aei = 0,22%; Де2= 0,445% и Де3 = 0,67%).

экстремальных уровнях нагрузки в каждом полуцикле) в стали Х18Н10Т при тех же временах нагружения, как и при 650° С (рис. 1), не наблюдается аномального роста частиц карбидной фазы и количество, а также размер частиц при долговечностях Np=lQ~:> циклов практически не изменяются, и лишь при двух-частотном нагружении наблюдается интенсивный рост карбидов при амплитуде напряжения 37,7 кгс/мм2. При этом излом носит хрупкий характер (рис. 2, б). Во всех остальных рассмотренных случаях (оа=34,4 и 39,2 кгс/мм2) разрушение имело либо вязкий (рис. 2, в), либо смешанный характер (рис. 2, а).

Периодический характер структурных изменений, впервые выявленный в работе [76], затем был зафиксирован в целом ряде работ для различных условий трения [26, 77, 78]. Большинство авторов связывают такой вид зависимости с периодическим разрушением поверхностного слоя и отмечают зависимость времени (числа циклов, пути трения), за которое материал проходит всю стадию от упрочнения до разрушения, от внешних условий трения. Проявление периодического характера процесса обнаружено по изменению микро- [76] и макронапряжений [77], электросопротивления [103], величины блоков [78], микротвердости [26, 122]. Соответственно и внешние характеристики трения, такие, как коэффициент трения и интенсивность износа, также могут периодически изменяться. Для тяжелых условий трения периодический характер изменения износа может быть выявлен обычным весовым методом [26, 136], для более легких режимов выявление периодического характера изменения силы трения стало возможным только путем прецизионных измерений [79]. Сказанное выше в равной степени относится как к основному материалу (большинство исследований выполнено на сталях), так и к пленкам вторичных структур, образующихся в процессе трения. При тяжелых режимах работы, связанных с повышением температуры на контакте (например, при нестационарном тепловом нагружении), наблюдается периодическое изменение структуры, обусловленное не только действием повторного циклического нагружения, но и циклическим изменением температуры трения, приводящим к фазовым превращениям на контакте, которые также носят циклический характер. В результате наблюдается четко выраженная периодичность изменения износа от числа торможения [136].

асимметрии Ла для титанового сплава ВТ6, термически обработанного по стандартному режиму (тонкими линиями условно показаны циклы изменения КИН с учетом эффектов раскрытия трещины). Как видно из рисунка, в области значений — 2 < R0 < —0,2 коэффициенты Ятах(0 остаются практически на одном уровне. В интервале — 0,2^ fta ^ 0 замечено повышение /?тахю на 10—15 %. При знакопостоянном циклическом нагружении наблюдается относительно небольшое повышение Ктахю в области R ^ 0,6 и резкое его увеличение при больших значениях R. При знакопостоянном циклическом нагружении в диапазоне коэффициентов асимметрии цикла 0 <; R ^ 0,6 для исследуемых конструкционных сталей и титановых сплавов амплитудные пороговые значения КИН могут быть определены по соотношению

Как и при жестком нагружении, наблюдается эффект «залечивания» повреждений при высокотемпературной выдержке в полуцикле сжатия, однако проявляется он в меньшей степени; соответствующие кривые при выдержке располагаются левее, а разница в данных оказывается более заметной. Причиной несоответствия в характере изменения долговечности для жесткого и мягкого режи-

Таким образом, наименьшим сопротивлением при циклическом нагружении сварного соединения биметалла обладает зона термического влияния. При статическом нагружении наблюдается несколько иная картина развития разрушения, поэтому оценку остаточного ресурса и допускаемых длин трещин следует проводить с учетом анизотропии статической и циклической трещиностойкости элемента сварной биметаллической конструкции.

деформациям, то сталь Х18Н9Т обладает признаками упрочняющегося материала: при мягком нагружении наблюдается с ростом числа циклов нагружеичя уменьшение истинных деформаций и увеличение истинных напряжений за цикл.

Для определения работоспособности титановых сплавов при многоцикловом нагружении необходимо знать их усталостную прочность. При этом следует иметь в виду, что в литературе по усталостным свойствм титановых сплавов имеется много противоречивых сведений. Это, по-видимому, является результатом не только недостаточной изученности этих свойств, но и их своеобразием. Так, уже сейчас ясно, что точные данные по усталостному поведению титановых сплавов во многих случаях можно выяснить лишь на основании статистической обработки первичных данных, так как при усталостных испытаниях наблюдается повышенный разброс данных. Очень важен статистический подход при определении надежной работы крупных деталей машин при многоцикловом нагружении. Уникальное явление усталости титана —его чувствительность к состоянию поверхности. В частности, в последнее время выяснили, что при числе циклов до ~107 трещины зарождаются в самом поверхностном слое, состояние которого полностью определяет уровень предела выносливости. При числе нагружении более 10s разрушение носит подповерхностный (подкорковый) характер, хотя типичное усталостное разрушение наблюдается при числе циклов нагружения по крайней мере до 1010 [91]. Пренебрежение к финишным поверхностным обработкам титановых деталей, работающих на усталость, явилось причиной снижения их долговечности на начальном этапе внедрения титана в технике.

Разумеется, для исследования разрушения композиционного материала при ударном нагружении необходимо знать все компоненты напряженного состояния в точке и располагать соответствующим критерием прочности материала.

В принципе можно изготовить и такие трубчатые слоистые образцы, свойства которых будут идентичны свойствам плоских слоистых образцов [36, 37]. Преимуществом этих образцов является статическая определенность поля напряжений. Однако нужно подходить с особой тщательностью к нагруже-нию, чтобы не создать в них неучтенных дополнительных напряжений. Удобным является гидравлическое нагружение трубчатых образцов, требующее, однако, особого внимания к способу закрепления и герметизации торцев труб. При таком нагружении необходимо предусмотреть также возможность возникновения больших деформаций. Осуществление механического нагружения трубчатых образцов, удовлетворяющего всем требованиям, затруднительно.

Оценивая эффект асимметрии при жестком нагружении, необходимо подчеркнуть, что в общем случае статическая составляющая циклических деформаций может снижать долговечность, причем с ростом вт влияние средней деформации постепенно усиливается и становится значительным, когда достигается существенное исчерпание исходной пластичности материала в результате наклепа.

В связи с последним обстоятельством в испытаниях на прочность при жестком нагружении необходимо выбирать частоту с учетом характера изменения длительной пластичности таким образом, чтобы исключить влияние общей продолжительности деформирования. При этом для деформационно нестареющих материалов частота испытаний в соответствии с рассматриваемой

Как отмечалось выше, для расчета усталостного повреждения при длительном малоцикловом нагружении необходимо располагать наряду с уточненными значениями параметра т данными о величине константы в правой части уравнения (1.2.1).

Таким образом, в уравнении, характеризующем предельное состояние при термоциклическом нагружении, необходимо учесть следующие факторы: зависимость пластичности от предыстории нагружения материала; влияние максимальной температуры цикла; амплитуду или размах полной деформации за цикл; возможность возникновения в цикле деформаций ползучести. Эти факторы учитывает следующая форма уравнения предельного состояния:

При исследовании установившихся режимов машинного агрегата при сложном периодическом нагружении необходимо определить неравномерность хода исполнительного звена, а также действительные (динамические) нагрузки звеньев [64], [136].

Исследование полей деформаций и напряжений. При оценке прочности элементов конструкций при длительном малоцикловом и неизотермическом нагружении необходимо определять поля деформаций и напряжений с учетом работы материала в опасньгх зонах за пределами упругости в условиях повторного нагружения и проявления тем-пературно-временных эффектов. Исходными расчетными параметрами являются нагрузка, перемещение и температура.

Для определения долговечности конструкция при термомеханическом малоцикловом нагружении необходимо не только знать закономерности достижения предельного состояния, но и располагать дан-

Вариационная постановка линейной задачи теории упругости в перемещениях. Для определения НДС элемента конструкции, работающего при термомеханическом малоцикловом нагружении, необходимо найти для объема V элемента, ограниченного поверхностью S = = Sn + Su, поле перемещений и, которое должно удовлетворять [ 15 ]: