Закономерности сохраняются

Выше рассмотренные критерии в основном относятся к статическим нагружениям. В некоторых случаях испытания проводятся циклическим давлением. Нестационарность на-гружения приводит к накоплению повреждений в металле и усталостному разрушению. Для трубопроводов характерна малоцикловая усталость [13], ускоряемая наличием коррозионных сред. Рассмотрим основные закономерности разрушения в условиях малоциклового нагружения.

где коэффициент вариации прогнозируемой величины ресурса V \ при условии сохранения режима эксплуатации и выполнения соответствующей закономерности разрушения зависит от числа значений измеряемых параметров и определяется по формуле:

Чаще всего с уменьшением размера зерна предел выносливости возрастает, хотя в ряде работ показано, что измельчение структуры металла не всегда приводит к изменению долговечности. При анализе влияния структурного фактора на циклическую прочность необходимо иметь в виду, что закономерности разрушения металлических материалов при циклическом и сгатическом нагружении имеют много общего. Для циклического нагружения зависимость предела усталости
От зоны межзеренного разрушения материала лопатки с наибольшей наработкой началось внут-ризеренное усталостное разрушение, которое продолжалось до момента достижения трещиной в срединных слоях материала длины около 35 мм, начиная от выходной кромки практически одинаково для обеих лопаток. Длина трещины по поверхности пера лопатки с максимальной наработкой составляла со стороны спинки около 31,5 мм, а со стороны корыта — около 33,5 мм. Далее произошел долом лопатки. Закономерности разрушения лопаток с разной наработкой указывали на их статистически подобное нагружение к моменту долома (окончательного разрушения). Обрывы лопаток в полете происходили при достижении длины трещины чуть более 30 мм на относительной длине расположения трещины 140-150 мм, что близко к сечению разрушения исследованных лопаток с максимальной наработкой.

Общие закономерности разрушения конструкций систем управления В С рассмотрены далее на примере деталей различной геометрии, изготовленных из различных сплавов. Их разрушение в эксплуатации было обусловлено как недостаточной усталостной прочностью в пределах заданного ресурса, так и различного рода конструктивно-производственными отклонениями от требований чертежа, коррозионными повреждениями, а также нарушениями условий сборки при проведении ремонта ВС (табл. 14.1).

нического нагружения и т. д. Изучение свойств адгезионных соединений при совместном воздействии этих факторов не только позволяет определить температурные зависимости прочности и деформативности и установить закономерности разрушения адгезионной среды под нагрузкой, но и создает предпосылки для определения общих критериев

В связи с разработкой критериев малоцикловой прочности рассмотрим закономерности разрушения при мягком и жестком на-гружениях.

1. Экспериментально установлены и теоретически обоснованы новые свойства и закономерности разрушения металлов. Металлическое тело повреждается по мере накопления в деформируемых объемах внутренней энергии и разрушается, когда плотность накопленной внутренней энергии достигает предельной (критической) величины. Критическая плотность внутренней энергии и% не зависит от условий процесса, является физической константой материала, хорошо совпадающей с известным термодинамическим параметром металлов ЛЯТВ.

Экспериментально установлены и теоретически обоснованы новые свойства и закономерности разрушения металлов. Металлическое тело повреждается по мере накопления в деформируемых объемах внутренней энергии и разрушается, когда плотность накопленной внутренней энергии достигает предельной (критической) величины. Критическая плотность внутренней энергии и# не зависит от условий процесса, является физической константой материала, хорошо совпадающей с известным термодинамическим свойством металлов ДЯтв- Получено и экспериментально обосновано кинетическое уравнение состояния (4), интегрально описывагощее кинетику повреждаемости деформируемого материала. Показана общность и перспективность термодинамического подхода к прогнозированию закономерностей повреждаемости и усталостного разрушения металлов.

Моделируя работу материала в конструкции, можно полагать, что, если пренебречь масштабным фактором, кривые предельных состояний должны быть подобными для модельного и реального материалов. В случае отсутствия такого подобия закономерности разрушения в конструкции и модели могут быть различными. При этом предполагается, что ответственными за разрушение будут соотношения главных напряжений, рекомендуемые известными теориями прочности. Так, например, в случае моделирования условий разрушения конструктивного элемента, изготовленного из материала, прочность которого хорошо описывает первая теория прочности, следует применять материалы, прочность которых хорошо описывается той же теорией, т. е. должно выполняться условие

При изучении закономерностей разрушения лопаток, как уже отмечалось выше, использование теории подобия сопряжено с рядом трудностей, в частности с получением уравнений, учитывающих закономерности разрушения, и теми особенностями работы лопаток, при которых граничные условия теплообмена не могут быть приведены к известной классификации.

В основном все закономерности сохраняются, так как переход кремния в металл [%Si] увеличивается с ростом содержания SiC>2 в составе шлака (кислые шлаки), уменьшается при накоплении FeO в шлаке (шлак окисленный), а также увеличивается с повышением температуры, как и для марганца.

Термическая обработка титановых сплавов может очень сильно влиять на склонность к коррозионному растрескиванию, при этом изменяются и Kscc, и скорость распространения трещины. Важнейшие факторы здесь температура нагрева, время выдержки и особенно скорость охлаждения. Наиболее благоприятная термическая обработка всех титановых сплавов, повышающая их стойкость к коррозионному растрескиванию,—нагрев до температуры, близкой к (a + /J) -+/3-переходу, небольшая выдержка при этих температурах и быстрое охлаждение, при этом решающим фактором режима обработки является скорость охлаждения. Наоборот, длительные отжиги при средних и низких температурах и особенно с медленным охлаждением сильно увеличивают склонность сплавов к коррозионному растрескиванию. Естественно, что влияние термической обработки на сплавы различных классов неодинаково [ 36]. Сплавы а и псевдо-а-сплавы, если в них не более 6 % алюминия и нормированное содержание газовых примесей (СЬ, N, Н2), ускоренным охлаждением от температур, близких к (ск + /3) -^-переходу, можно перевести в разряд практически не чувствительных к растрескиванию в гало-генидах. Термическая обработка (а + 3) сплавов, легированных 3-изо-морфными элементами, в меньшей степени влияет на их чувствительность к коррозионной среде, чем термообработка a-сплавов. Влияние термообработки на коррозионное растрескивание стабильных (З-сплавов мало изучено, но при этом общие закономерности сохраняются.

На сорбцию влаги, так же как и на паропроницаемость, оказывают влияние число гидрофильных групп и их полярность. Для защиты металлов от коррозии применяют полимерные пленки, наполненные пигментами, ингибиторами, а также инертными наполнителями; поэтому, хотя рассмотренные выше закономерности сохраняются в общем виде, для таких систем должны быть внесены соответствующие поправки.

Коррозионная и особенно наводороживающая среды существенно снижают эффект влияния предварительной тренировки, хотя общие закономерности сохраняются такими, как при испытании в воздухе.

4. При ударе о плоскую стенку слившейся струи отмеченные закономерности сохраняются, но весь процесс нужно делить на две части: соударение двух струй в пространстве (что было рас смотрено ранее) и набегание на плоскую стенку слившейся струи, образованной соударением двух струй, которую можно-рассматривать как одиночную струю.

Угол поворота должен быть кратен угловому шагу зубьев ведомого колеса. В свою очередь число зубьев ведомого колеса при периодическом повороте его каждый раз на угол $я<2п должно быть кратно числу таких поворотов, а сумма последних должна равняться 2я. При периодическом повороте ведомого колеса на угол 2я+озд отмеченные закономерности сохраняются. Следует также добавить, что в этом случае они относятся к дополнительному углу г)д.

Из формулы видно, что время, необходимое для прохождения пенетрантом через сквозную трещину, связано с толщиной стенки /, в которой возникла трещина, квадратичной зависимостью: оно тем меньше, чем меньше вязкость и больше смачиваемость. Ориентировочная кривая 1 зависимости I or t показана на рис. 3.8. Следует иметь в виду, что при заполнении пенетрантом реальной трещины отмеченные закономерности сохраняются лишь при условии одновременного касания пенетрантом всего периметра трещины и ее равномерной ширины. Невыполнение этих условий вызывает нарушение соотношения (3.7), однако влияние отмеченных физических свойств пенет-ранта на время пропитки сохраняется.

ведлива для идеального капилляра. При заполнении пенетрантом реальной трещины отмеченные закономерности сохраняются лишь при условии одновременного касания пенетрантом всего периметра трещины равномерной ширины, и других требований. Невыполнение этих условий вызывает нарушение соотношения (4.1), однако характер влияния отмеченных физических свойств пенетранта на время пропитки t и глубину заполнения сохраняется.

Экспериментально доказано, что указанные закономерности сохраняются и при более высоких значениях тока (до 30 А) в широком диапазоне изменения толщины смазочной пленки (до десятков мкм). При этом результат измерения толщины пленки практически не зависит от площади контакта (изменялась до 75 %), материалов контактирующих деталей (применялись различные марки стали, чугуна, комбинации этих материалов), примесей в смазочном материале, давления. Результат мало зависит также и от

Хром замедляет скорость коагуляции, однако общие закономерности сохраняются независимо от того, имеется ли карбид с простой структурой цементитного типа (0,4% С; 20 0,2% Сг), существует ли смесь цементита и хромистого триго-нального карбида (0,4% С и 3,6% Сг) или, наконец, существует, один специальный карбид хрома Сг7С3 (0,4% С, 6,7% Сг, рис. 109).

тике. Для сталей марок -20 и хромомолибдевовых сталей марок 15ХМ, 12МХ и 20ХМЛ, используемых в стабильном термическом состоянии, сварные соединения равнопрочны основному металлу. Разрушение их при испытаниях на длительную прочность проходит, как правило, по основному металлу вдали от шва. Высокую работоспособность при высоких температурах имеют также сварные стыки стали 12Х5М, выполненные электродами типа Э-Х5М и отпущенные при температуре 740—760° С. Такие закономерности сохраняются при условии использования ручной дуговой сварки, автоматической дуговой сварки под флюсом и сварки в углекислом газе [24].