Закономерности механического

Далее рассмотрены закономерности малоциклового и длительного циклического разрушения.

Закономерности малоциклового разрушешя.

Рассмотренные выше закономерности малоциклового разрушения при мягком и жестком симметричном и асимметричном нагру-

Выше были рассмотрены закономерности малоциклового деформирования в условиях нормальных, повышенных и высоких температур (см. § 2.1—2.3). Несмотря на существенное усложнение явлений по мере повышения температур испытаний, усиление фактора частоты и времени деформирования, проявление эффектов температурной выдержки под нагрузкой и без, во всех случаях доказано существование обобщенной диаграммы циклического деформирования. При нормальных и повышенных температурах обобщенная диаграмма отражает поцикловую трансформацию свойств материалов, выражающуюся в циклическом упрочнении, разупрочнении и стабилизации при наличии или отсутствии циклической анзиотропии.

Сформулированные выше основные закономерности малоциклового деформирования и разрушения необходимы в связи с разработкой методов оценки прочности элементов конструкций. Для обоснования расчетной процедуры и уточнения запасов прочности в инженерной практике проводятся испытания моделей и натурных элементов. Основными задачами, которые решаются в таких испытаниях, являются сопоставление расчетного и экспериментального распределения деформаций и напряжений (особенно в зонах концентрации с учетом поциклового перераспределения), а также изучение условий достижения предельного состояния по разрушению (образованию трещины). При этом для оценки прочности в условиях циклического упругопластического деформирования необходимы данные о кинетике деформированного состояния конструкции, а также кривые малоцикловой усталости материала при однородном напряженном состоянии.

Рассмотренные закономерности малоциклового и длительного циклического деформирования и разрушения относятся к стадии до момента образования усталостной трещины. Вместе с тем в ряде случаев важным при обеспечении требуемой долговечности является эксплуатация конструкции на стадии распространения малоцикловой трещины. Названные вопросы в настоящее время интенсивно развиваются на основе подходов механики упругоплас-тического разрушения. Переход к расчетам на стадии распространения трещин, внедрение в практику методов оценки выработки ресурса позволят выполнять контроль прочности ответственных конструкций по состоянию в эксплуатации.

65. Гусенков А. П. Закономерности малоциклового и длительного циклического деформирования и разрушения: Автореф. докт. дис. М., 1976. В надзаг.: ГосНИИмапшноведения.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ МАЛОЦИКЛОВОГО

§ 1.1. Закономерности малоциклового разрушения. Деформационно-кинетические критерии малоцикловой прочности........................6

В настоящей монографии, использующей общие закономерности малоциклового деформирования и разрушения, которые были проанализированы в [24—27], показаны особенности условий работы перечисленных выше конструкций, возможные типы их эксплуатационных повреждений, закономерности механического

Однако описанные результаты относятся к случаю циклического нагружения тонкостенных сосудов, не имевших в исходном состоянии макротрещин. При наличии таких трещин закономерности малоциклового деформирования и разрушения будут изменяться, что требует специального анализа [7] прочности и живучести.

Для механически неоднородных сварных соединений, имеющих компактную форму поперечного сечения (квадрат, круг и др.), в работе /4/ также были получены соответствующие соотношения для оценки статической прочности при растяжении (сжатии). Качественно закономерности механического поведения данных соединений сохраняются.

На первом этапе исследований были установлены экспериментально некоторые закономерности механического поведения рассматриваемых соединений. Для этих целей исползовали моделирующие образцы, выполненные пайкой. В качестве металла мягких прослоек при моделировании сварных соединений использовали свинец С-1, в качестве основного металла — сталь Ст. 3. Большое различие в механических характеристиках металлов М и Т (Кк - o^/Og =25) обеспечивало при деформировании данных образцов условия полной реализации контактного упрочнения мягких прослоек (основной металл не вовлекался в пластическую деформацию), которые отвечают расчетной схеме при анализе и получении соотношений по Ак.

Для получения соответствующих зависимостей для оценки величины контактного упрочнения соединений с мягкими прослойками различных геометрических форм (см. рис. 2.7) в условиях двухосного на-гружения (при п = 0 — 1) можно воспользоваться рассмотренным в разделе 3 4 алгоритмом решения подобного класса задач и использовать основные закономерности механического поведения рассматриваемых соединений, установленные в результате теоретических и экспериментальных исследований для частного случая нагружения (п — 0,5), связанные с влиянием конструктивно-геометрических параметров соединений ((р, к) на несущую способность. Для упрощения процедуры распространения существующих решений, полученных для данного типа мягких прослоек (3.35), (3.37) — (3.39) для случая п •- 0,5 на общий случай нагружения соединений, отвечающих их работе в составе оболочковых конструкций (и = 0 ... 1), можно использовать следующий искусственный прием. Представим выражение, полученное ранее для определения величины контактного упрочнения мягких прослоек Ккп в условиях их двухосного нагружения (3.28) в несколько иной форме, структурно отражающей физические особенности пластического деформирования мягких прослоек и математического описания линий скольжения отрезками циклоид

Установленные закономерности механического поведения неоднородных соединений оболочковых конструкций и предложенные на их основе расчетные методики оценки их несущей способности были получены исходя из предположения, что ослабленный участок соединений (мягкая прослойка) окружен твердым металлом с одинаковыми прочностными свойствами, однако на практике, особенно в сварных соединениях конструкций, выполненных из нагартованных термически упрочненных сталей и разнородных материалов, как было показано в разделе 2.1, имеет место несимметричная механическая неоднородность, которую условно можно отнести к схеме, приведенной на рис. 2.6,6 (пози-

Для механически неоднородных сварных соединений, имеющих компактную форму поперечного сечения (квадрат, круг и др.), в работе /4/ также были получены соответствующие соотношения для оценки статической прочности при растяжении (сжатии). Качественно закономерности механического поведения данных соединений сохраняются.

На первом этапе исследований были установлены эксперименгаль-но некоторые закономерности механического поведения рассматриваемых соединений. Для этих целей исползовали моделирующие образцы, выполненные пайкой. В качестве металла мягких прослоек при моделировании сварных соединений использовали свинец С-1, в качестве основного металла — сталь Ст. 3. Большое различие в механических характеристиках металлов М и Т (KR = OB/OB = 25) обеспечивало при деформировании данных образцов условия полной реализации контактного упрочнения мягких прослоек (основной металл не вовлекался в пластическую деформацию), которые отвечают расчетной схеме при анализе и получении соотношений по А'к.

Для получения соответствующих зависимостей для оценки величины контактного упрочнения соединений с мягкими прослойками различных геометрических форм (см. рис. 2.7) в условиях двухосного на-гружения (при п = 0 — 1) можно воспользоваться рассмотренным в разделе 3.4 алгоритмом решения подобного класса задач и использовать основные закономерности механического поведения рассматриваемых соединений, установленные в результате теоретических и экспериментальных исследований для частного случая нагружения (п = 0,5), связанные с влиянием конструктивно-геометрических параметров соединений (ф, к) на несущую способность. Для упрощения процедуры распространения существующих решений, полученных для данного типа мягких прослоек (3.35), (3.37) — (3.39) для случая и = 0,5 на общий случай нагружения соединений, отвечающих их работе в составе оболочковых конструкций (п = 0...1), можно использовать следующий искусственный прием. Представим выражение, полученное ранее для определения величины контактного упрочнения мягких прослоек Ккп в условиях их двухосного нагружения (3.28) в несколько иной форме, структурно отражающей физические особенности пластического деформирования мягких прослоек и математического описания линий скольжения отрезками циклоид

Установленные закономерности механического поведения неоднородных соединений оболочковых конструкций и предложенные на их основе расчетные методики оценки их несущей способности были получены исходя из предположения, что ослабленный участок соединений (мягкая прослойка) окружен твердым металлом с одинаковыми прочностными свойствами, однако на практике, особенно в сварных соединениях конструкций, выполненных из нагартованных термически упрочненных сталей и разнородных материалов, как было показано в разделе 2.1, имеет место несимметричная механическая неоднородность, которую условно можно отнести к схеме, приведенной на рис. 2.6,6 (пози-

В настоящей монографии, использующей общие закономерности малоциклового деформирования и разрушения, которые были проанализированы в [24—27], показаны особенности условий работы перечисленных выше конструкций, возможные типы их эксплуатационных повреждений, закономерности механического

закономерности механического поведения элементов с

Общие закономерности механического поведения, установленные для образцов по схеме рисунка 3.15, в отмечаются и для образцов по схеме рисунка 3.15, г. Однако, прочностные характеристики образцов по схеме рисунка 3.15, г примерно на 35 % больше, чем у образцов по схеме рисунка 3.15, в.