Внецентренном растяжении

В случае внецентренного растяжения расчеты производятся по таким же формулам с учетом знаков напряжений.

Схема внецентренного растяжения-сжатия

Для определения нормального напряжения в произвольной точке найдем его составляющие от каждого фактора для случая внецентренного растяжения. Положение точки К и эпюры напряжений от каждого фактора показаны на рис. 13.12.

С целью выяснения причин снижения значений К}с по сравнению с Яте в ряде конструкционных сплавов были проведены измерения раскрытия трещин и приблизительных размеров пластичз-скихзонпри статическом и циклическом нагружениях компактных образцов для внецентренного растяжения из стали 15Х2МФА, испытанных при температурах 293 и 213 К. На боковой поверхности

Испытания на вязкость разрушения проводили при 77 К на машине типа MTS, оборудованной криостатом с жидким азотом. Для испытаний использовали стандартные компактные образцы для внецентренного растяжения [4] толщиной 17,8 мм. Были испытаны: сплав Fe—12 Ni—0,25 Ti, обработанный по режимам 1 и 4 (образцы для испытаний этого сплава изготавливали из слитка II), и сталь с 9 % Ni.

1) Здесь и ниже знак плюс относится к случаю внецентренного растяжения, а минус —к случаю внецентренного сжатия.

Напряжение от внецентренного растяжения (рис. 5-17,0) в трубе экрана с координатами х; у

Рис. 2.12. Схемы внецентренного растяжения компактного образца (а), типичной диаграммы Р— V (б)

При определении критического значения коэффициента Хг испытания на трещиностойкость обычно проводят путем внецентренного растяжения компактных образцов, форма и размеры которых (рис.6.8.5) унифицированы в соответствии с ГОСТ 25.506-85.

mt = const. На рис. 8.3.11 показаны особенности формулировки граничных условий при использовании (8.3.20), связанные с деплана-дией граничных сечений. Можно предположить наличие на торце идеально гибкой диафрагмы не стесняющей дешшнации (рис.8.3.11, а). Нормальные усилия в сечении z — 0 могут быть представлены лишь в виде внешних сил PJ. Поскольку диафрагма закреплена от поворота вокруг оси z, то граничные условия при Z = 0 следующие: <р0 = 0; BWQ = PJ&J- Последняя формула написана как аналог (8.3.8). При наличии в сечении нескольких внешних 'продольно ориентированных сил PJ no j проводится их суммирование. Следует отметить, что существенной особенностью тонкостенных стержней является то, что стесненное кручение могут вызывать не только скручивающие нагрузки, но и внешние продольные силы (рис. 8.3.12). Сила PJ, создавая изгиб полки за счет ее внецентренного растяжения, приводит к закручиванию всего стержня.

критических значений 5С, Кес, Jc потребовала проведения дополнительных исследований для обоснования геометрических размеров образцов при испытаниях пластичных сталей, уточнения методики определения К1ес на образцах внецентренного растяжения, проверки обоснованности использования гипотезы плоских сечений при определении 5С, уточнения функциональной взаимосвязи между указанными характеристиками и ряд других.

Нейтральная линия при внецентренном растяжении (сжатии) не проходит через центр тяжести сечения и определяется уравнением

где А — площадь диаграммы Р — У, область которой ограничена по абсциссе величиной Ус (или Vmn); a — коэффициент (а = 2 при изгибе и а = 2,44 при внецентренном растяжении).

7. Как найти опасные точки (точку) при внецентренном растяжении?

pax (T= 293 К) 5С = 0,19.. .0,021 мм; при отрицательных температурах (Т= 77 К) 5С = 0,0125 мм. Для образцов из сплава АМгб, металл шва которых был выполнен из того же сплава: при Т =293 К — 8с=0,022мм;приТ=77К — 5С = 0,0074 мм. Для подсчета значений эквивалентного радиуса экспериментальным путем по методике /24/ для металла сварных швов были получены диаграммы пластичности, которые представлены на рис. 3.19. Для показателя напряженного состояния П = 3,08, который был получен на основе метода линий скольжения для образцов при внецентренном растяжении, значения ресурса пластичности были следующие: X = 0,47 (металл шва ЭП-659 Ви) и Хр = 0,12 (АМгб). С учетом формулы (3.7) для рассматриваемых материалов были получены примерно одинаковые значения эквивалентного радиуса рэ = 0,023 мм.

pax (T= 293 К) 6С = 0,19.. .0,021 мм; при отрицательных температурах (Т= 77 К) 6С = 0,0125 мм. Для образцов из сплава АМгб, металл шва которых был выполнен из того же сплава: при Т = 293 К — 6С= 0,022 мм; при Т= 77 К — 5С= 0,0074 мм. Для подсчета значений эквивалентного радиуса экспериментальным путем по методике /24/ для металла сварных швов были получены диаграммы пластичности, которые представлены на рис. 3.19. Для показателя напряженного состояния П = 3,08, который был получен на основе метода линий скольжения для образцов при внецентренном растяжении, значения ресурса пластичности были следующие: Хр = 0,47 (металл шва ЭП-659 Ви) и Хр = 0,12 (АМгб). С учетом формулы (3.7) для рассматриваемых материалов были получены примерно одинаковые значения эквивалентного радиуса рэ = 0,023 мм.

Нейтральная линия при внецентренном растяжении (сжатии) не проходит через центр тяжести сечения и определяется уравнением

Для плоских и дисковых образцов при осевом и внецентренном растяжении, а также изгибе [228] толщина образца t должна удовлетворять условию

Начальная зона изломов однократного разрушения образцов с надрезом или с заранее созданной усталостной трещиной (для определения /С1с, сту); [117, 121] имеет строение, отличное •от остальной поверхности излома. На ее поверхности часто наблюдаются волнообразный рельеф или вытянутые ямки,: напоминающие ямки при внецентренном растяжении. Наиболее четко волнообразный рельеф в переходной зоне выражен у алюминиевых сплавов (рис. 3). Эта зона образуется под действием касательных напряжений при расщеплении по плоскостям скольжения, подготовленным " предшествующей деформацией [134], а размер зоны соответствует области локальной деформации в вершине трещины, образующейся при нагруже-нии перед страгиванием трещины [119]. Размер зоны увеличивается с увеличением вязкости разрушения и хорошо коррелирует с величиной раскрытия трещины [89, 119]. В связи с последним наблюдением было бы правильнее называть эту зону зоной пластического прироста трещины. Размер этой зоны зависит от условий образования предварительной усталостной трещины: увеличение числа циклов с 1 400 до 463000 для образования трещины определенной длины в сплаве Д1 при определении Kic привело к уменьшению ширины зоны с 12 до 8 мкм,

Зависимость размера зоны пластического прироста трещины от толщины компактного образца при внецентренном растяжении

Вязкость разрушения определяли на компактных образцах толщиной 12,7 мм при внецентренном растяжении. Для определения СРТУ использовали компактные образцы толщиной 12,7 мм, нагружаемые по линии трещины. На всех образцах надрез был расположен по середине зоны сплавления; усталостную трещину предварительно выращивали при комнатной температуре при уровне нагрузок, значительно меньшем, чем в процессе последующих испытаний. Вязкость разрушения определяли методом /-интеграла посредством построения /^-кривых по методике, использованной при испытаниях основного материала сплава Inconel X750 и описанной в работе [3]. Значения Klc (Jic) и СРТУ для сварного и основного материала приведены в табл. 4. Скорость роста трещины усталости определяется зависимостью

5. Ядро сечения. Пусть при некотором положении точки приложения силы Р нейтральная линия касается контура и нигде его не пересекает. Очевидно, что при таком положении нейтральной линии нормальное напряжение во всех точках поперечного сечения имеет один знак (при внецентренном растяжении — плюс, так как все сечение растянуто, а при внецентренном сжатии — минус —все сечение сжато). Исключение составляет точка касания (или точки касания) нейтральной линии к контуру, в которой нормальное напряжение равно нулю.