Напряжений отношение

В-четвертых, сумма силовых нагрузок, температурного поля местных напряжений, остаточных напряжений после обработки металла давлением или резанием, монтажных и сварочных работ.

Номинальные напряжения <аи, МН/м2 (кгс/мм2), — напряжения, вычисленные по формулам сопротивления материалов без учета концентрации напряжений, остаточных напряжений и перераспределения напряжений в процессе деформирования (при изгибе

Сварные соединения в результате влияния термодеформационного цикла сварки обладают значительной неоднородностью распределения физико-механических свойств по сравнению с основным металлом. При совместном влиянии коррозионно-активной среды и механических напряжений (остаточных и эксплуатационных) комплекс'физико-механических'неоднородностей проявляется в большей степени и сопровождается усилением электрохимиче-

где #<м> и g(B> — скалярные функции, отражающие свойства диаграммы деформирования и эффект Баушингера; Ф (^/2) — функция температуры и второго инварианта тензора остаточных микронапряжений.

Система зависимостей (23а) — (23е) для приращений напряжений, остаточных микронапряжений и упругопластических деформаций в сочетании с условиями равновесия, совместности и пластичности, а также с описанием скалярных функций позволяет осуществлять вычислительное решение краевых упругопластических задач при циклическом нагружении с учетом особенностей проявлений пластичности в связи с историей нагружения и нагрева.

В качестве иллюстрации результатов экспериментального определения скалярных функций на рис. 17, а для стали Х18Н9Т представлены зависимости характеристики эффекта Баушингера 8 и напряжения о*те от величины активной пластической деформации ер по параметру температуры; на рис. 17, б — зависимость функции g от тензора остаточных микронапряжений по параметру температуры.

ПРОБЛЕМА НАДЕЖНОСТИ МАТЕРИАЛА — совокупность технологич., конструкционных и эксплуатационных вопросов, определяющих способность материала иметь и сохранять в течение срока службы св-ва, определяющие эффективность работы в заданных условиях на уровне тех предпосылок, к-рые были приняты при проектировании и расчете изделия для безотказной работы в условиях нормальной эксплуатации, а также сохранять работоспособность при возможных отклонениях условий работы от норм, предусмотренных проектом, технологией и инструкциями по эксплуатации изделия, изготовленного из данного материала. Надежность системы определяется, кроме надежности материала, также хар-ками изделий: их конструкцией, условиями работы, устойчивостью, наличием напряжений остаточных, зазорами, допусками, посадками и их изменением вследствие износа, коррозии, смазкой и др. В статье рассмотрена лишь часть вопросов надежности (Н.), зависящая от материала.

Необратимые процессы при переменном деформировании проявляются в поглощении энергии, характеризуемом петлёй упруго-плаСтическОго гистерезиса, выделении тепла и накоплении локальных напряжений остаточных. Образование сдвигов при циклич. деформировании монокристаллов возникает на весьма ранних стадиях, составляющих по числу циклов несколько процентов по сравнению с тем, к-рое необходимо для возникновения микроскопич. трещин. В поликристаллах неравномерность необратимых .процессов при циклич. деформировании усугубляется микронерднородной напряженностью конгломерата вследствие случайной ориентировки отдельных кристаллов, дефектами их структур, искажениями у границ и др. несовершенствами. Начальные стадий сдвиговых, явлений возникают в отдельных наиболее напряженных и ослабленных дефектами кристаллах. При дальнейшем деформировании сдвиговые процессы распространяются на все большие объемы кристаллич. конгломерата. В настоящее время нет еще общепринятой теории усталостного разрушения. Согласно одной из распространенных теорий при определенном уровне циклической напряженности накопление сдвигов приводит к зональному исчерпанию способности металла к дальнейшему деформированию, к его;предельному наклепу и возникновению микроскопических разрушений в форме трещин, образующихся в местах высокой плотности сдвиговых, явлений. Наклеп, распространяющийся на часть напрягаемых объемов конгломерата, проявляется в увеличении сопротивления металла пластич. дефар-

Для развития КР необходимы растягивающие напряжения. Случаи КР алюминиевых сплавов в условиях эксплуатации являются результатом постоянно действующих напряжений (остаточных в высотном направлении или поперечных растягивающих на поверхности) .

— Прочность — Влияние напряжений остаточных 210, 219—221, 226, 227

— Устойчивость — Влияние напряжений остаточных 221, 222

Влияние концентрации напряжений. Замечено, что в местах резкого изменения размеров деталей (рис. 15.3): вблизи выточек (а), отверстий (б), канавок и галтелей (в) — в детали возникают местные напряжения, которые значительно превышают напряжения, вычисленные по формулам сопротивления материалов. Это явление называется концентрацией напряжений. Отношение местного напряжения здейст к расчетному атеор называется теоретическим коэффициентом концентрации:

Отношение наибольшего напряжения в зоне концентрации к номинальному напряжению в том же месте называется теоретическим коэффициентом концентрации напряжений:

Отношение наибольшего напряжения в зоне концентрации к номинальному напряжению в том же месте называется теоретическим коэффициентом концентрации напряжений:

Коэффициент концентрации напряжений (теоретический коэффициент концентрации) аа =<Ттах/0н — степень повышения напряжений при наличии концентратора напряжений (отношение максимального напряжения в зоне концентрации к номинальному в том же сечении).

Коэффициент сопротивления распространению трещин %= — (N—NT)/Nv—характеристика сопротивления росту трещин при данном уровне напряжений (отношение живучести к общей долговечности).

Циклическое отношение n/N — отношение приложенных циклов напряжений к общему числу циклов до разрушения.

Степень влияния частоты нагру*жения на характеристики усталостной прочности зависит от материала, характера нагружения, уровня напряжений (отношение максимального" напряжения цикла к пределу упругости), наличия концентрации напряжения, среды и температуры. Это связано с влиянием скорости нагружения и длительности действия максимальных напряжений, а также с влиянием температуры образца, повышающейся при увеличении частоты.

Сравнение рис. 12, а и 12, б показывает, как важны механические свойства матрицы для того, каким будет вид роста трещины и усталостная прочность композита. Матрица из высокопрочного алюминиевого сплава 6061-МТ61) фактически не давала трещинам разветвляться, что привело к сокращению усталостной долговечности по величине почти на порядок. Этот результат можно качественно объяснить, используя понятие относительных упругих модулей компонентов, и для того, чтобы учесть пластическое поведение, мы рассматриваем эффективные модули. Так, алюминий 1235 течет при низком уровне напряжений, отношение эффективных модулей волокна и матрицы увеличивается, что способствует ветвлению трещин. Пластическое течение в матрице с низким пределом текучести также затупляет конец трещины и сводит к минимуму напряжения около него. С другой стороны, напряжения у конца трещины в алюминиевом сплаве 6061-МТ6 высоки, отношение эффективных модулей более низкое и ветвление трещин минимально. Более того, вязкие волокна являются особенно чувствительными к высоким напряжениям вблизи конца трещины, и поэтому рост усталостных трещин будет быстрым.

Результаты исследования представлены на рис. 1 (кружочки —• образцы с выточкой, треугольники — резьбовые соединения). Во всех случаях зарождение трещины происходит раньше в резьбовых соединениях, чем в образцах с концентратором. Число циклов до полного разрушения больше у последних на всех уровнях напряжений. Отношение NP/N7V для образцов с концентратором составило: для стали 25Х1МФ (закалка) 1,9—2,7; для стали 25ХМФ (нормализация) 1,9—4, для стали 20Х1М1Ф1ТР (закалка) 2—3,5. Очевидно, на базе 104 это отношение для всех материалов приблизительно одинаковое и близко к двум.

Отношение наибольшего местного напряжения анаиб к номинальному напряжению 0 называется теоретическим коэффициентом концентрации напряжений:

Ka и Кт — эффективные коэффициенты концентрации напряжений (отношение предела усталости, полученного в результате испытаний гладких образцов, к пределу усталости, полученного на образцах с концентратором напряжений) соответственно при изгибе и при кручении [1, 10, 31, 33]; Kd — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения — масштабный фактор (отношение предела усталости образцов и деталей реальных размеров к пределу усталости, полученному при испытаниях стандартных образцов малых диаметров) [1, 31]; KF — коэффициент влияния шероховатости поверхности [10, 31]; Kv — коэффициент влияния упрочнения, вводимый для валов и осей с поверхностным упрочнением (закалка ТВЧ — цементация, азотирование и т. п.) [2, 7]; уст и ,\/т — коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении (см. табл. 16.2).