Режим - циклическое нагружение
Cтраница 2
Таким образом, различают четыре класса испытаний при режиме циклического нагружения и два класса испытаний при постоянной скорости деформации и постоянной скорости нагружения. В большинстве случаев, однако, вместо постоянной скорости деформации осуществляется постоянная скорость перемещения зажимов. [16]
Пст - мера тех повреждений статической усталости, которые накапливаются в режиме циклического нагружения. [17]
Явление гестерезиса необходимо учитывать при создании изделий из полимерных материалов, работающих в режиме циклического нагружения. Очевидно, что при изготовлении, например, автомобильной шины механические потери следует максимально уменьшить, так как в противном случае при эксплуатации шины будет происходить разогрев материала, способствующий его разрушению. [18]
Перечисленные модели относятся не только к основному случаю испытаний при симметричном цикле, но и к произвольному однородному однопараметрическому режиму циклического нагружения. Это могут быть, в частности, испытания на усталость при сложном напряженном состоянии. [19]
Для образцов с предельно острым надрезом можно определить некоторое минимальное число циклов ( Na) min, которое является вполне определенным для каждого конкретного материала критериальным числом, разделяющим режимы циклического нагружения на области повышенной и пониженной долговечности. Этот параметр имеет ясный физический смысл, определяя ту долговечность, до которой рассчитываемый элемент конструкции при любых возможных кон - центраторах напряжений, а следовательно, и при любом состоянии поверхности будет не менее прочным, чем гладкий. [20]
На рис. 4.16, а приведены результаты этих исследований в виде зависимостей между повреждаемостью df % - / W V / н, выраженной через остаточную долговечность при втором режиме циклического нагружения, и относительным числом циклов nK / N u первого режима одноступенчатого нагружения. [21]
Из указанного соотношения можно найти начальную длину трещины я0 7 8 мм, при которой должен был быть реализован переход в стадии формирования усталостных бороздок согласно единой кинетической кривой при регулярном ( стационарном) режиме циклического нагружения лонжерона. Сделанная оценка свидетельствует о том, что для осредненных значений скорости по единой кинетической кривой следует использовать несколько большую величину первого порогового КИН, поскольку наблюдаемый шаг усталостных бороздок около 4 75 10 - 8 м оставался постоянным на длине в несколько миллиметров. Однако с увеличением начальной длины трещины для границы перехода к формированию усталостных бороздок не представилось возможным достоверно оценить форму фронта трещины, что могло внести большую погрешность в оценку уровня напряжения, чем полученная оценка ее величины на основе представленных выше данных. [22]
Известные в литературе модели хрупкого разрушения тел с трещинами не учитывают изменение реологических свойств материалов в пластически деформируемой зоне у вершины трещины при циклическом нагружении образцов и динамический характер распространения трещины при ее нестабильном развитии и поэтому не позволяют прогнозировать влияние режимов циклического нагружения на характеристики вязкости разрушения и закономерности перехода от усталостного к хрупкому разрушению конструкционных сплавов. Это не позволяет обосновать расчеты предельной несущей способности и долговечности тел с трещинами при циклическом нагружении с учетом стадии их нестабильного развития и ответить на практически важные вопросы: в каких случаях циклически нагружаемая конструкция с трещиной разрушится при нагрузках меньших, чем нагрузка, которую она может выдержать при статическом нагружении; при каких условиях полное разрушение конструкции произойдет при первом скачке трещины, а при каких - после определенного числа скачков. [23]
Различают несколько основных режимов деформаций, при которых определяют соответствующие показатели прочности: режим постоянства деформирующего напряжения; режим постоянства скорости нагружения; режим постоянства скорости разгружения; режим постоянной скорости деформации, который в большинстве случаев заменяется неадекватным - ену режимом постоянной ско-рости растяжения ( в последнем случае аппаратурное оформление сравнительно легко обеспечивает постоянство скорости перемещения одного из зажимов); режим циклического нагружения. Особо следует выделить режим деформации в условиях воздействия агрессивных сред. Если скорость нагружения достаточно велика, то испытание носит характер удара. Прочность при таком режиме характеризуется величиной ударной вязкости. [24]
Режим циклического нагружения - жесткий по деформации, симметричный. [26]
Существенное влияние на закономерности сопротивления стабильному развитию усталостных трещин, в конечном счете определяющих длительность периода их роста до критического размера, оказывают конструкционные ( размеры, концентраторы напряжений), эксплуатационные ( температура, частота нагружения, среда, режимы цикличе - ского нагружения) и технологические ( термообработка, сварка и др.) факторы. Однако, несмотря на большое количество известных в литературе подходов для прогнозирования скорости роста усталостных трещин в зависимости от режимов циклического нагружения и характеристик механических свойств исследуемых материалов, ни одно предложенное уравнение не позволяет с достаточной точностью производить расчетную оценку влияния указанных факторов на сопротивление развитию усталостных трещин. Поэтому в настоящее время для получения характеристик трещиностойкости материалов и конструктивных элементов при конкретных условиях их изготовления и эксплуатации необходимы экспериментальные исследования. Это требует разработки методик, позволяющих имитировать воздействие конструкционных, эксплуатационных и технологических факторов на материалы при испытаниях их в лабораторных условиях. [27]
Обобщение результатов исследований закономерностей стабильного и нестабильного развития усталостных трещин, характеристик вязкости разрушения конструкционных сплавов различных классов при статическом, циклическом и динамическом нагружениях при различных температурах и вариантах термической обработки образцов различных толщин, изложенных выше, позволило предложить и обосновать модель разрушения конструкционных сплавов с трещинами при циклическом нагружении [165], которая учитывает влияние цикличности нагружения на изменение реологических свойств материала в пластически деформируемой зоне у вершины трещины и динамический характер распространения трещины после ее страгивания. Модель позволяет прогнозировать соотношения значений характеристик вязкости разрушения при различных видах нагружения и кинетику нестабильного развития усталостных трещин для материалов различных классов в зависимости от режимов циклического нагружения. [28]
Это не позволяет производить обоснованную оценку долговечности и предельной несущей способности циклически нагружаемых конструкций с трещинами. Поэтому является актуальным на основе комплексного исследования характеристик вязк-ости разрушения при циклическом, статическом и динамическом нагружениях с учетом влияния на эти характеристики технологических, конструкционных и эксплуатационных факторов предложить модель предельного состояния конструкционных сплавов различных классов с трещинами при циклическом нагружении, которая бы позволила прогнозировать влияние режимов циклического нагружения на характеристики вязкости разрушения и закономерности нестабильного развития трещин при переходе от усталостного к хрупкому разрушению этих сплавов и разработать методику расчета долговечности материалов и конструкционных элементов при циклическом нагружении с учетом стадии нестабильного развития усталостных трещин в них. [29]
В рассмотренные выше зависимости входят в основном характеристики механических свойств материалов, определенные при статическом нагружении. При этом предполагается, что развитие трещины происходит в каждом цикле, пбэтому не учитывается накопление повреждения и изменение характеристик механических свойств материала у вершины при циклическом нагружении. Силовые, энергетические и деформационные характеристики режимов циклического нагружения, определяемые расчетом, используемые в указанных зависимостях, не учитывают влияния остаточных напряжений, изменение толщины образцов и коэффициента асимметрии цикла на реальное напряженно-деформированное состояние материала у вершины трещины, когда размеры пластических зон достаточно велики, но не происходит пластического течения всего оставшегося сечения образца. Все это ограничивает применение рассмотренных зависимостей, как правило, только исследованными-материалами, условиями испытаний, режимами нагружения и толщинами образцов и не позволяет прогнозировать условий перехода к нестабильному развитию трещин и закономерностей нестабильного развития трещин. [30]
Страницы: 1 2 3