Нагружении происходит

В соответствии с расчетной диаграммой циклического разрушения число циклов Np на этапе роста трещины при циклическом нагружении определяется по формуле

Долговечность при циклическом нагружении определяется с использованием гипотезы линейного суммирования повреждений

Остаточный ресурс сосуда с трещиной при малоцикловом нагружении определяется интегрированием уравнения (4.33). Наличие коррозионной среды ускоряет рост трещин.

ходит скачкообразное смещение потенциала в область отрицательных значений. При этом у вершины надреза, где прошли пластические деформации, компромиссный потенциал может достигать величины, достаточной для активного растворения анодных участков. Изложенные теоретические представления и экспериментальные данные подтверждают существование и при малоцикловом нагружении коррозионных пар Эванса. На рис. 72 показано влияние коррозионной среды на малоцикловую усталость стали и титановых сплавов. Если степень этого влияния на циклическую долговечность стали и ряда других конструкционных материалов увеличивается со снижением уровня амплитуды напряжений (с возрастанием длительности пребывания в среде), то для титановых сплавов наблюдается обратная картина: чем ниже амплитуда напряжений, тем меньше влияет среда. При снижении амплитуды напряжений до уровня, при котором в вершине надреза локальные деформации не превышают 2ет (ет — суммарная деформация, возникающая при напряжении, равном пределу текучести), нарушений защитной оксидной пленки не наблюдается, и долговечность в коррозионной среде приближается к долговечности на воздухе независимо от длительности пребывания сплавов в агрессивных растворах. Таким образом, процесс коррозионных разрушений титановых сплавов при малоцикловом нагружении, как и при статическом нагружении, определяется конкуренцией реакции анодного растворения с процессами репассивации. Если репассивация опережает процесс анодного растворения, возрастание длительности пребывания при максимальной нагрузке в ходе циклического нагруже-ния не приводит к изменению чувствительности к агрессивной среде. Последнее установлено А. В. Гурьевым и В. И. Водопьяновым совместно с .авторами. Были проведены исследования надрезанных образцов сплава ВТ5-1 в 3 %-ном растворе NaCI (R = 0) с изменением выдержки при максимальной нагрузке от 0,05 до 1800 с. Результаты испытаний показали, что при амплитуде напряжений до 0,4стт влияние коррозионной среды вообще отсутствовало. Возрастание амплитуды напряжений при

Изломы образцов, испытанных при 1477 К йод углами 90 и 45°, показаны на рис. 15. При обеих ориентациях разрушение происходит по поверхности раздела, и, следовательно, прочность при внеосном нагружении определяется прочностью поверхности раздела. С ростом прочности поверхности раздела прочность композита должна увеличиваться, и разрушение должно происходить не по поверхности раздела, а по матрице или по проволоке. Одним из возможных способов упрочнения поверхности раздела в композите ниобий—вольфрам является термическая обработка, усиливающая взаимную диффузию веществ проволоки и матрицы. С этой целью ряд образцов перед испытанием на растяжение при 1477 К подвергали предварительному отжигу при той же температуре. Влияние предварительного отжига на прочность

Как было установлено [254, 281, 282], малоцикловая прочность при жестком нагружении определяется характеристиками пластичности статического разрушения, а зависимость долговечности Nf от величины пластической деформации в цикле нагружения гр имеет вид

В работах [70, 262] выполнено исследование эффекта асимметрии на примере малоуглеродистой стали типа А-201 и низколегированной типа А-517. В широком интервале асимметрий цикла деформаций (Re = —оо; —1, 0; —0,5; 0; +0,2; +3,34) долговечность материалов при жестком нагружении определяется единой кривой малоцикловой усталости (рис. 1.1.7).

Следствием существования единых кривых деформирования является независимость параметра А от условий испытаний. На рис. 2.4.2, б приведены соответствующие данные простых (точки 1 и 2) и сложных циклических нагружении (точки 3). При этом ширина петли гистерезиса для рассматриваемых контрастных типов простых и сложных циклических нагружении определяется только величиной интенсивности напряжений или деформаций (см. рис. 2.4.2).

Анализ термомеханической нагружениости показывает, что уровень циклических упругопластических деформаций в микрообъемах детали, при неизотермическом нагружении определяется рядом факторов (формой и геометрией детали, интенсивностью теплообмена между нагретой средой и деталью, максимальной температурой среды и коэффициентом теплопередачи, неравномерностью распределения температур, а также температурным коэффициентом линейного расширения и пределом текучести), по-разному зависящих от внешних условий нагружения и нагрева.

В общем случае долговечность при мягком нагружении определяется как минимальная по уравнениям (14) или (15).

Хотя противофазный и термоусталостный режимы упругопласти-ческого деформирования принципиально одинаковы (сжатие при высокой температуре цикла), отсутствие контролируемых ограничений деформаций при испытаниях на термоусталость предопределяет возможность одностороннего накопления деформаций, а следовательно, развитие значительных квазистатических повреждений. В результате смещение кривых термической усталости (сплошные линии) относительно базовой кривой малоцикловой усталости (штрихпунктирная линия), полученной при жестком противофазном нагружении, определяется прежде всего долей квазистатического повреждения. Выдержка при максимальной температуре цикла существенно снижает малоцикловую долговечность. Так, при размахе упругопластической деформации 0,3 — 1,0 % и тв = 60 мин долговечность уменьшается в 3 — 10 раз по сравнению с базовой.

нагрузка распределяется между болтовыми соединениями неравномерно. Определение наибольшей нагрузки на болт производят, схематизируя соединение в виде группы одиночных соединений (по числу болтов), связанных между собой абсолютно жесткой (недеформируемой) диафрагмой в форме реальной корпусной детали (рис. 32.18,6). Это равносильно обычному допущению, что при нагружении соединения деформируются только болты и часть объема материала детали вблизи болта, и поворот детали при нагружении происходит вокруг оси, проходящей через центр тяжести сечений болтов.

Разрушение при циклическом нагружении происходит вследствие возникновения микротрещин в зоне концентраций напряжений. Трещины постепенно развиваются, проникая вглубь, по-

Выполненные в последние годы исследования по водородной хрупкости (а + /3)-сплавов, в частности сплава Ti—6 % AI—4 % V, убедительно свидетельствуют о том, что в вершине трещины при нагружении происходит выделение гидридов вследствие диффузии к этим местам водорода. Расчеты показали, что скорости диффузии водорода и, образования гидридов близки к скорости роста трещины [ 68, 69]. Гидриды обнаружены в вершине трещины замедленного разрушения при исследовании фольг сплава Ti — 6 % AI— 4 % V на электронном микроскопе. Таким образом, диффузия водорода к вершине трещины и образование в подповерхностных слоях гидридов при коррозионном растрескивании не вызывают сомнений.

В области ниже -196°С дислокационный характер деформации постепенно вырождается и при температуре -269°С накопление деформации при циклическом нагружении происходит только за счет прерывистой текучести в локальных объемах. Прерывистая текучесть имеет дискретный характер и связана с адиабатическим деформационным двойникова-нием, в соответствии с которым всплески деформации сопровождаются резким повышением температуры в локальных объемах. На рис. 67 приведены экспериментальные данные, показывающие взаимосвязь деформационных и температурных всплесков при растяжении сплава АТ2 при —269°С, полученные с использованием полупроводникового германиевого датчика. . -

Исследование статической прочности труб при наличии вмятин и овальности сечений показало, что при статическом нагружении происходит устранение в процессе пластического деформирования местных отклонений от правильной геометрической формы трубы и разрушение наступает при напряжениях, равных временному сопротивлению материалов этих труб. Наблюдаемые разрывы имеют место как в зоне продольного сварного шва, так и вдали от него, по основному металлу.

Следует ожидать, что эта функция имеет минимум в области некоторого значения ат, которое можно назвать оптимальным. При жестком нагружении происходит процесс перераспределения долей энергии между четными и нечетными полуциклами, результатом чего является изменение асимметрии цикла яагру-жения вследствие приспособляемости системы. Разная степень жесткости нагружения, задаваемая в начале эксперимента, обусловливает и изменение значений о"тах, отш.-Ае. От этого зависят скорость процесса стабилизации и возможность достижения такого состояния, при котором доли повреждения в обеих •частях цикла будут равны, что, по-видимому, соответствует минимуму общего повреждения за цикл [24].

Рост трещины при малоцикловом нагружении происходит от некоторой исходной величины 10 (определяемой разрешающей способностью дефектоскопических средств) до величины 1$, по достижении которой наступает предельное состояние, характеризуемое хрупким или квазихрупким разрушением. При этом величина действующего напряжения оказывается равной критической сгкр, т. е. разрушающей, при величине трещины Zp. Значение акр определяется из основных соотношений механики разрушения [45] по характеристикам вязкости разрушения KIC зависимостями типа

Эффект адсорбционного понижения прочности особенно заметно проявляется в условиях действия знакопеременных нагрузок. При циклическом нагружении происходит расклинивание поверхностных микрощелей. При этом адсорбированные слои выдавливаются из микрощелей, но не полностью; оставшееся адсорбирующее вещество мешает полному смыканию микротрещины. Последовательное раскрытие и смыкание приводит к росту трещин и к разрыхлению поверхностного слоя. Сопротивление усталости металла в поверхностно-активных средах резко снижается (адсорбционная усталость).

При высоких температурах развитие повреждаемости при циклическом нагружении происходит не только в результате накопления местной циклической пластической деформации, но и за счет продолжительности действия напряжений, т. е. ползучести (временной фактор). Однако с увеличением частоты нагружения (на одинаковой базе циклического воздействия) влияние его будет уменьшаться, так как продолжительность действия напряжений уменьшается обратно пропорционально частоте циклов, следовательно, при этом уменьшится и степень повреждаемости металла за счет временного фактора.

в ! мм. При дальнейшем нагружении происходит посадка гофр друг на друга, прямолинейность характеристики нарушается и жесткость сильфона возрастает. На нелинейном участке характеристики жесткость при данной нагрузке будет

Поведение моделей, в которых оптический эффект «ползет», носит более сложный характер. Ползучесть при нагружении происходит в объемной модели. После ее разгрузки и разрезки ползучесть происходит в плоском срезе. Это обстоятельство можно наблюдать на плоской модели, если ее разрезать после разгрузки. Оптическая ползучесть вдоль разреза протекает в других условиях, чем при нагружении. Плоская модель с разрезом находится в несколько другом состоянии, чем срез объемной модели, так как разрез плоской модели непосредственно влияет на распределение напряжений в наблюдаемой плоскости, в то время как разрезка объемной модели влияет на распределение напряжений в плоскости среза лишь косвенным образом. Если срез делается в главной плоскости модели, то разрезка влияет на напряжения гораздо слабее, чем при срезе произвольного направления.