Постоянной амплитуде

подавление колебаний в широком частотном диапазоне существования режима с no-очередными ударами об ограничители. На рис. 10.43 приведена амплитудно-частотная характеристика системы с одной степенью свободы, имеющей частоту шц —- \>с/т, снабженной ударным гасителем плавающего типа и возбуждаемой периодической силой постоянной амплитуды. Гашение колебаний достигается лишь при переходе через собственную частоту демпфируемой системы. В до-резонансной области возможна сильная раскачка системы на частоте

В настоящее время часто применяют генераторы, вырабатывающие импульсы колоколообразной формы, которая характеризуется наиболее узким спектральным составом при заданной длительности, или импульсы, содержащие один, два или более периодов колебаний постоянной амплитуды, что повышает КПД генератора.

подавление колебаний в широком частотном диапазоне существования режима с поочередными ударами об ограничители. На рис. 10.43 приведена амплитудно-частотная характеристика системы с одной степенью свободы, имеющей частоту u>o=/c/m, снабженной ударным гасителем плавающего типа и возбуждаемой периодической силой постоянной амплитуды. Гашение колебаний достигается лишь при переходе через собственную частоту демпфируемой системы. В до-резонансной области возможна сильная раскачка системы на частоте

Большинство лабораторных циклических испытаний проводится в условиях постоянной амплитуды напряжений, в то время как усталостное нагружение в условиях эксплуатации происходит при переменной амплитуде или даже при совершенно случайном нагружении. Стандартные исследования по накоплению повреждений касаются соотношений между долговечностями в условиях постоянной и меняющейся амплитуды. Многочисленные критерии накопления повреждений, предложенные для металлов, отражали попытки связать развитие поврежденности с числом прошедших циклов. Большинство критериев связывает поврежденность с отношением числа циклов n/N, т. е. числа прошедших циклов к ожидаемому числу циклов до разрушения при той же постоянной амплитуде напряжений. Это происходит потому, что в металлах единственным легко обнаруживаемым видом повреждения является изолированная трещина, развивающаяся на последней стадии испытания.

На рис. 5.3.7 показано изменение продольной деформации в зависимости от числа циклов в условиях постоянной амплитуды поперечной деформации, вычисленное ^ля принятых значений М-е = 0)25; ц.р = 0,5; ST = 2; А = 1; GT = 0,1 при различных значениях параметра а.

г чение m= 0,5 является следствием квадратичной зависимости энергии деформированного тела от величины напряжений (деформаций). Поэтому увеличение показателя т > 0,5 в условиях жесткого нагружения (постоянной амплитуды деформации) можно трактовать как ослабление зависимости поглощенной энергии от амплитуды деформации, т. е. как появление дополнительных источников энергии, поглощаемой в локальных объемах разрушения. Если учесть, что [169] удельная энергия разрушения не зависит от вида подводимой энергии, то такими дополнительными источниками можно считать протекающие на поверхности деформируемого металла химические (электрохимические) реакции. Развивающийся при этом хемомеханический эффект однако может как усиливать рост т, так и ослаблять его в зависимости от величины амплитуды деформации и способности металла запасать энергию: в первом случае он облегчает пере-

На основе многочисленных экспериментов процесс роста трещины усталости в геометрически подобных плоских образцах (ширина от 22,7 до 170 мм) в условиях постоянной амплитуды номинального напряжения Вейбулл делит на два периода [127]. В первый период, когда длина трещины мала по сравнению с размером образца, скорость роста трещины с увеличением числа циклов увеличивается, достигая определенного предела. Во втором периоде, при дальнейшем увеличении наработки, скорость распространения трещины (как функции длины трещины) остается постоянной даже при заметном уменьшении ширины образца.

димости может быть исключена из программы при неизменной длине блока, что позволяет исследовать влияние на накопление повреждений напряжений различной величины (рис. 47, в). Возможно также применение методики, по которой образец должен иройти определенное число циклов по программе с последующим отключением программного механизма и разрушением образца при контрольном напряжении постоянной амплитуды [7, 13].

Исследование динамических характеристик конструкций и моделей при искусственном возбуждении включает несколько этапов. В начале записываются амплитудно-частотные характеристики входных и переходных динамических податливостей в разных точках конструкции и определяются основные резонансные частоты. Возбуждение колебаний производится вибратором от генератора с плавным изменением частоты. При плавном изменении частоты возбуждения вибратора и автоматическом поддержании постоянной амплитуды силы, контролируемой пьезодатчиком, осуществляется последовательная синхронная запись амплитуды ускорения в различных точках конструкций. Пример такой записи показан на рис. 4 и 8. Время прохождения частотного диапазона от О до 2000 Гц составляет 1—3 мин.

Рассмотрим случай постоянной амплитуды h (t) = const и чисто случайных изменений скорости фазы т] (i) со средним, равным нулю. Тогда из равенства (5.43) получим

котором в результате процесса регулирования устанавливаются колебания муфты постоянной амплитуды. При ^ > (3„ колебания муфты постепенно затухают, процесс регулирования будет сходящимся; при Р < (3„ размахи муфты постепенно растут, процесс регулирования расходящийся.

1. При постоянной амплитуде деформаций (жесткое нагружение) когда переменной величиной испытания является размах деформаций.

2. При постоянной амплитуде напряжений (мягкое нагружение) - переменной величиной испытаний является размах напряжений.

Подавляющее большинство конструктивных элементов аппарата работают в условиях мягкого цикла нагружения, т.е. при постоянной амплитуде напряжений. Однако для расчета элементов конструкции на долговечность широко применяют зависимости, полученные для жестких условий нагружения при постоянной амплитуде деформаций. В зонах концентрации напряжений возникают условия жесткого нагружения даже тогда, когда номинальные напряжения вне

При неизменной массе ударной части, постоянной амплитуде возмущающей силы и частоте вращения эксцентриков вибромолота эффективность режимов его работы определяется параметрами пружин — их жесткостью и величиной зазора между ударной массой и наковальней. Сами по себе жесткость пружин и зазор не являются независимыми параметрами, определяющими эффективность работы виброударной установки. О преимуществах той или иной жесткости пружин можно судить лишь при условии обеспечения в каждом случае зазора, близкого к оптимальному. Оптимальным зазором (или в случае предварительного прижатия вибромассы к наковальне — натягом) называют такое расстояние между положением статического равновесия ударной части и наковальней, при котором удар по ограничителю происходит при максимальном значении скорости вибромассы.

Рис. 51. Малбцикловая выносливость на воздухе (/), в коррозионной (2) и наводороживающей (3) средах стали 12ХНЗА после закалки и низкого отпуска. Плоские образцы толщиной 2,5 мм испытаны чистым изгибом на машине ИП-2 при постоянной амплитуде деформации, равной 0,5; 1,2; 2,3; 5,0; 8,0 %. Корро-. знойная среда— 3 %-ный водный раствор NaCl; наводороживающая — тот же раствор с катодной поляризацией при плотности тока 103 А/м2 [58]

Фирма «MTS» (США) выпускает универсальные гидравлические и гидрорезонансные испытательные машины различной мощности — от 0,1 до 5 Мн (от 10 до 500 тс), предназначенные для проведения испытаний на статическое растяжение, сжатие и изгиб, на малоцикловую, усталость, кратковременные или длительные испытания на ползучесть, усталостные испытания при постоянной амплитуде с различной формой цикла (синусоидальная, треугольная, трапецевидная и др.), усталостные испытания с программным изменением амплитуды, среднего уровня напряжений и частоты, а также с изменением указанных параметров по случайному закону. Кроме того, машины оборудованы системой обратной связи и могут воспроизводить эксплуатационный цикл нагружения, записанный на магнитофонную ленту или перфоленту. При усталостных испытаниях всех видов осуществляют регистрацию скор'ости роста трещин, накопления усталостных повреждений и пластических деформаций и оценивают чувствительность металла к концентрации напряжений по динамической петле гистерезиса. Частота циклов может изменяться от 0,0000\1 до 990 Гц. Особенность компоновки машин этой фирмы — разделение на отдельные независимые блоки исполнительного, силозадающего и программно-регистрирующего агрегатов.

вогидравлическими точными машинами, предназначенными для проведения статических и динамических испытаний. Можно проводить статические испытания на растяжение и сжатие, усталостные исгш-тания при высокой и низкой частоте (малоцикловые испытания), при постоянной амплитуде, а также моделировать действительные нагрузки, проводить испытания на ползучесть и, кроме того, комплекс испытаний, связанных с исследованием механики разрушения и определением вязкости разрушения и раскрытия трещин.

Для оценки Ra примем, что пьезопластина изготовлена из ЦТС-19 (z1 = 23-10~e Па-с/м), характеристические импедансы демпфера г0 = 6-Ю"8 Па-с/м, протяженных сред — воды г2 = = 1,5-10~в Па-с/м или стали 22 = 46-Ю"6 Па-с/м. Как и ранее, полагаем /а = 2,5 МГц, С = 2000 пФ. В результате найдем для воды Ru = 18,8 Ом, для стали Ra = 2,65 Ом. При Ra — 0 и постоянной амплитуде U генератора выделяемая на резисторе с Zp мощность равна UZ/R, т. е. чем меньше сопротивление Rn, тем больше мощность, потребляемая пьезопластиной. Значение Rn уменьшается по мере увеличения характеристических импедансов нагружающих пьезопластину сред. Однако обычно сопротивление Ra делают не равным нулю для стабилизации работы генератора и увеличения ширины полосы пропускания преобразователя.

В случае обычной усталости разброс усталостной прочности при постоянной долговечности (или, точнее говоря, разброс усталостной долговечности при постоянной амплитуде напряжения) является чаще всего результатом наличия внутренних неоднород-ностей и вызывающих концентрацию напряжения или деформации неровностей, таких, как малые царапины, канавки от машинной обработки и т. д. С феноменологической точки зрения влияние этих неровностей на усталостную прочность часто можно описать, вводя механически эквивалентную совокупность плотностей поверхностных дефектов в том же смысле, как для хрупкого разрушения недеформируемых пластически материалов. В тех случаях, когда такое представление справедливо, можно получить аналогичное соотношение между усталостной прочностью прототипа и проч-ностями модельных лабораторных образцов.

Рис. 23. Предполагаемый рост трещины в композите при постоянной амплитуде нагружения S0.

Большинство лабораторных циклических испытаний проводится в условиях постоянной амплитуды напряжений, в то время как усталостное нагружение в условиях эксплуатации происходит при переменной амплитуде или даже при совершенно случайном нагружении. Стандартные исследования по накоплению повреждений касаются соотношений между долговечностями в условиях постоянной и меняющейся амплитуды. Многочисленные критерии накопления повреждений, предложенные для металлов, отражали попытки связать развитие поврежденности с числом прошедших циклов. Большинство критериев связывает поврежденность с отношением числа циклов n/N, т. е. числа прошедших циклов к ожидаемому числу циклов до разрушения при той же постоянной амплитуде напряжений. Это происходит потому, что в металлах единственным легко обнаруживаемым видом повреждения является изолированная трещина, развивающаяся на последней стадии испытания.