Накопления остаточной

циклу деформаций, а также может возникнуть явление накопления односторонних деформаций.

Предельная цикличекая упругопластическая деформация может быть оценена по данным жесткого нагружения, когда в силу специфики проведения испытаний исключена возможность накопления односторонних деформаций. Условие прочности по критерию усталостного малоциклового разрушения может быть записано в виде

Деформационная трактовка разрушения материалов при длительном циклическом нагружении используется и в работах [47, 48, 61]. Трактовка выполняется в форме, пригодной для оценки и усталостных, и квазистатических повреждений. Предлагается раздельно учитывать повреждения от накопления односторонних пластических и знакопеременных деформаций, а также односторонних и .знакопеременных деформаций ползучести. Предполагается взаимное влияние на предельную деформационную способность материала усталостных и квазистатических повреждений указанного типа. Трактовка нуждается в уточнении способов определения компонент повреждений и достаточном экспериментальном .обосновании.

Сочетание приведенных выше свойств и особенностей деформирования при термоусталостных испытаниях сплава ЭП-693ВД обусловливает появление трещин циклического разрушения в зонах «шейки», что говорит о выраженном влиянии процесса накопления односторонних деформаций и, следовательно, квазистатических повреждений на достижение предельного состояния по условию циклического разрушения. Однако при испытаниях на больших уровнях долговечности с жесткостью нагружения с <" 95 тс/см, когда эффект накопления односторонних деформаций практически отсутствует (см. рис. 1.3.6), можно ожидать возникновения термоусталостной трещины в зоне перехода от рабочей длины к конической части образца, где температура цикла соответствует минимальной пластичности и, следовательно, долговечности материала.

Специфический случай неизотермического нагружения представляет собой режим III, при котором можно ожидать накопления односторонних деформаций за счет различия диаграмм неизотермического нагружения в четных и нечетных полуциклах (см. рис. 2.5.4, б). Оказывается, что и это свойство поверхности неизотермического нагружения реализуется в эксперименте. На рис. 2.5.6, а приведена запись диаграмм циклического неизотермического нагружения по режиму III, иллюстрирующая ожидаемое накопление односторонних деформаций. С числом циклов темп процесса убывает в связи с интенсивным циклическим упрочнением материала (рис. 2.5.6, б).

деформаций перед разрушением. В общем случае, когда малоцикловые измерения тензоре-зисторами выполняются в условиях накопления односторонних деформаций, оценка долговечности тензорезисторов выполняется на основе деформационно-кинетического критерия малоциклового разрушения в линейной трактовке:

возникает фиктивный сигнал, в то время как процесс накопления односторонних деформаций регистрируется тензорезистором без искажений независимо от циклической истории нагружения (до величин предельных статических деформаций 4—5%). При этом в результате выполненных измерений в отличие от датчиков повреждения для оценки ресурса изделия используется не величина фиктивного сигнала, связываемая с накоплением только усталостных повреждений, а на основе установленных закономерностей определяется история нагруженности в наиболее напряженных местах конструкции. Характер этой нагруженности в общем случае может вызывать накопление изделием как усталостных, так и квазистатических повреждений. Получаемые по данным тен-зометрирования на основе изложенной методики величины циклических и односторонне накопленных деформаций могут быть применены для расчета долговечности конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения, на основе деформационно-кинетических критериев разрушения.

•Гра'фик на рис. 20 отражает кинетику .пластических деформаций в полуциклах нагрева и охлаждения (сжатие и растяжение) и характер накопления односторонних деформаций (eh) по числу циклов в зоне разрушения («шейка»), по параметру времени выдержки в термоусталостном цикле.

В общем случае термомеханического нагружения элементов конструкций [9] образцов [1, 6, 10], как правило, реализуется эффект накопления односторонних необратимых деформаций с характерной нестационарностью процесса циклического упругопластического

Более частный случай разрушения свойствен циклически упрочняющимся материалам. При этом, в силу циклических свойств, не происходит накопления односторонних деформаций и, следовательно, квазистатическое повреждение — второе слагаемое уравнения (7) — мало по сравнению с усталостным. Аналогичные условия разрушения характерны для материалов независимо от их циклических свойств при жестком нагружении с небольшими асимметриями по деформациям.

Специфический случай неизотермического нагружения представляет собой режим III, при котором можно ожидать накопления односторонних деформаций за счет различия диаграмм неизотермического нагружения в четных и нечетных полуциклах (см. рис. 13). Оказывается, что и это свойство поверхности неизотермического нагружения реализуется в эксперименте. На рис. 16 приведена .запись диаграмм циклического неизотермического нагружения по режиму III, иллюстрирующая ожидаемое накопление односторонних деформаций. С числом циклов темп процесса убывает в связи с интенсивным циклическим упрочнением материала (рис. 17).

Изнашивание — это процесс разрушения материала и отделения его от поверхности, твердого тела и (или) накопления остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров PI (или) формы тела. Износ — результат изнашивания, определяемый в единицах длины, объема, массы и др. Износостойкость — свойство материалов оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости или интенсивности изнашивания. Скорость изнашивания выражается отношением значения износа к интервалу времени, в течение которого он возник. Интенсивность изнашивания — это отношение значения износа к пути, на котором происходило изнашивание^ или к объему затраченной работы [155]

при малых At сплавы оказываются худшими при больших Д*. Это связано с тем, что при малых перепадах темп-ры напряжения в более жаропрочных сплавах могут оставаться в основном в пределах упругости, а в менее жаропрочных — они превышают предел упругости и обусловливают значительно более быстрый темп накопления остаточной деформации. При больших перепадах темп-р во всех сплавах будет возникать существенная остаточная деформация за один цикл и число циклов будет определяться большим запасом пластичности, а не жаропрочностью, как в первом случае.

Кинетику накопления остаточной деформации исследованных сплавов при статическом нагружении изучали при нормальной температуре (20° С). Начальные напряжения были взяты равными 70 и 80 кге/мм2, близкими к соответствующим значениям пределов упругости бронзы, легированной магнием. Образцы из исследованных сплавов подвергали закалке при 770° G и старению1 по оптимальным режимам — при 320° С, 6 ч и лри 340° С, 3 ч.

Резкое снижение прочности металла, работающего в условиях ползучести, наступает с началом третьего интервала времени. Нелинейный закон накопления остаточной деформации и невозможность определения распределения вероятности скорости ее изменения не позволяют прогнозировать изменения прочности. Поэтому задача обеспечения надежности и безопасности эксплуатации состоит в том, чтобы не допустить работу котлов при наработках, суммарно превышающих продолжительность первого и второго интервалов. В пределах второго интервала при увеличении наработок времени напряжения, вызывающие разрушения, могут быть ниже временного сопротивления. Поэтому необходимо иметь представление об изменении прочности в условиях ползучести. С этой целью НТД для конкретных марок стали устанавливает показатель - предел длительной прочности, который характеризует значение напряжения, при-

Каждая прямая соответствует определенному значению остаточного сжатия А/г = А/ по уравнению (44). Для построения одной прямой экспериментально определяются три ее точки, соответствующие времени накопления А/г при температурах Ф1; Фг, Ф3 (обычно 50, 70, 90° С); затем прямая проводится до уровня температуры 25° С, что позволяет определять время работоспособности уплотнений при этой степени остаточного сжатия и заданной температуре эксплуатации. Герметичность для отдельных типов уплотнений сохраняется до предельного накопления остаточной деформации или падения контактного давления. Для колец круглого сечения, например, АЛкр = 70-т-90%, в зависимости от требований к морозостойкости. Поэтому конечное время эксплуатации можно оценить по номограмме с предельным AhKp. Кинетические кривые изменения остаточной деформации при испытании резиновых деталей в деформированном состоянии позволяют построить другой тип номограммы для расчета сроков хранения и эксплуатации, показанный на рис. 64, б. Здесь построена одна совмещенная кривая А/г •— t с разными масштабами времени по

Износ манжет и вала. В процессе длительной работы манжетного уплотнения происходит износ кромки манжеты и поверхности вала. Первоначальной стадией является взаимная приработка поверхностей манжеты и вала, при которой кромка манжеты в основном изнашивается за счет микрорезания острыми частицами неровностей вала. Кроме того, ширина контактной поверхности увеличивается за счет накопления остаточной деформации резины. Одновременно происходит приработка вала с по-

С учетом накопления остаточной деформации в процессе старения

ростью накопления остаточной деформации. Из условий работы прокладки

7.2.3. Для циклически разупрочняющихся материалов (с соотношением -/?J0,2/-/??> 0,7) циклическое нагружение базовых образцов проводят при осевом растяжении в мягком режиме с коэффициентом асимметрии цикла по нагрузке г = 0,05 до накопления остаточной осевой деформации (2,5 + 0,25)%. При этом напряжение должно соответствовать значению, обеспечивающему накопление требуемой остаточной деформации не менее чем за 103 циклов.

Релаксация напряжения резины состоит из начальной, обусловленной в основном обратимой физической релаксацией, т. е. перемещением сегментов цепи, и вторичной, характеризующей необратимую химическую релаксацию, являющуюся результатом химической реакции с кислородом и механического процесса флуктуационного разрыва связей под действием напряжения. Релаксация напряжения приводит к появлению необратимой остаточной деформации, не исчезающей после снятия нагрузки. Скорость накопления остаточной деформации характеризуется значением Н относительной остаточной деформации

При действии повышенных температур на напряженные резины резко ускоряются процессы химической релаксации напряжения, накопления остаточной деформации и снижения остаточной эластичности.