Cтраница 2
Основное допущение, обычно принимаемое всеми исследователями усталости в условиях действия спектра нагрузок, состоит в том, что воздействие циклических напряжений некоторой заданной амплитуды приводит к усталостному повреждению, величина которого определяется числом циклов воздействия напряжений этой амплитуды, а также полным числом таких циклов до разрушения неповрежденного образца. Далее предполагается, что возникшие повреждения остаются неизменными и воздействие в некоторой последовательности напряжений различной амплитуды приводит к накоплению повреждений, причем полная поврежден-ность равна сумме приращений поврежденности, производимых воздействием напряжений каждой отдельной амплитуды. Когда полная накопленная поврежденность достигает некоторой критической величины, происходит усталостное разрушение. К настоящему времени предложено много гипотез накопления повреждений, которые позволяют определить поврежденность при воздействии напряжения некоторой заданной амплитуды и просуммировать приращения поврежденности для оценки возможности разрушения при воздействии спектра нагрузок. [16]
Анализ результатов усталостниых испытаний элементов металлической конструкции показал надежную блокировку трещины и зоны, прилегающей к ней, под воздействия внешних циклических напряжений. [17]
Обратным при контактно-механической усталости следует считать эффект изменения интенсивности изнашивания обоих элементов системы, в том числе и питтингообразования под воздействием циклических напряжений от механической нагрузки одного из ее элементов. Однако известны лишь отдельные наблюдения [134], согласно которым при контактно-механической усталости скорость образования питтингов замедляется, а размеры очагов контактного выкрашивания уменьшаются, если в образце возбуждаются изгиб-ные напряжения аа a. [18]
Для проверки работоспособности в эксплуатационных условиях и при использовании действующего оборудования в изменившихся условиях работы выполняют поверочные расчеты, при которых устанавливают, обеспечивается ли работоспособность конструкции при воздействии циклических напряжений при пусках, остановах, переходных режимах и дополнительных нагрузках с учетом количества проектных циклов нагружении и допускаемой накапливаемой деформации. [19]
В соответствии с конценпцией Рида вследствие движения ступенек, образовашихся в точках пересечения дислокаций, происходит возникновение вакансий. В условиях воздействия циклического напряжения общая протяженность пути, пройденного ступенькой, намного больше, чем при статической ползучести, поэтому образуются большие концентрации вакансий, которые способствуют переползанию дослокаций и, следовательно, ускоряют полигонизацию. Эффект упрочнения, наблюдавшийся при длительно действующих больших усталостных напряжениях, объясняется тем, что скопление большого числа вакансий препятствует движению дислокаций. [20]
Для расчетов трубопроводов целесообразно разработать специальную инструкцию, в которой должны быть регламентированы значения коэффициентов повышения гибкости отводов с учетом внутреннего давления. При этом овальность отводов не должна учитываться, поскольку последние изготавливаются горячей протяжкой через рог или в виде штампосварных конструкций, овальность которых практически незначительна. Если трубопроводы работают при нестационарном тепловом режиме, то отводы подвергаются воздействию циклических напряжений. [21]
Термическая обработка конструкций общего назначения, работающих в природном диапазоне температур ( 60 С), производится обычно ( схема 2) для снятия сварочных напряжений и восстановления свойств хрупких и иного рода прослоек, возникающих при сварке в шве и на различных участках зоны термического влияния. При термической обработке могут также восстанавливаться свойства материала у различных конструктивных и технологических концентраторов напряжений, расположенных в пластически деформируемой зоне сварного соединения. Все это должно приводить к повышению хрупкой прочности конструкции и устранению опасности преждевременных разрушений при нагрузках ниже расчетных, а для конструкций, подверженных воздействию циклических напряжений - к повышению усталостной прочности. [22]
В момент приложения циклической нагрузки ( включение машины) происходит разблагораживание электродного потенциала до значения 680 мВ, которое связано с разрушением защитной окис-ной пленки. Затем с увеличением числа циклов нагружений ( времени), при появлении трещин в плакирующем слое электродный потенциал вновь резко смещается в область более отрицательных значений и постепенно достигает значения 1000 мВ, практически не изменяющегося вплоть до излома образца. При одновременном испытании эти образцы образуют коррозионную пару, в которой анодом служит образец с плакирующим слоем. Воздействие циклических напряжений в значительной степени повышает эффективность работы этой пары. Это свидетельствует о том, что в процессе циклического нагружения происходит интенсивное коррозионное разрушение плакирующего слоя, в то время как основной материал, напротив, защищается от коррозии. Иными словами, механизм защитного действия плакирующего слоя в условиях коррозионной усталости дюралюминия - электрохимический. [23]
Электрохимическими исследованиями, проведенными совместно с А.М.Крохмальным [ 208, с. За 12 сут испытаний без приложения циклических напряжений ( что соответствует базовому количеству циклов вращения 5 107 цикл) потенциалы оцинкованных образцов сдвигаются до - ( 780 - 800 мВ) вследствие формирования на поверхности плотного слоя оксидо-солевых продуктов коррозии, состоящих из оксидов и гидрооксида цинка. При высоких механических напряжениях происходит смещение электродных потенциалов стали на 80 - 100 мВ в отрицательную сторону от стационарного значения. Величина смещения потенциалов растет с уменьшением прочности стали и повышением уровня приложенного напряжения. Воздействие циклических напряжений в начале испытаний приводит к появлению в слое трещин, достигающих основного металла, что является причиной резкого смещения потенциала. На последующих этапах испытаний потенциалы образцов сдвигаются в положительную сторону на 30 - 50 мВ, а затем относительно стабилизируются ( см. рис. 100, / / участок кривой 3), что связано с пассивацией ювенильных поверхностей покрытия и контактированием коррозионной среды через трещины со сталью, имеющей более положительный потенциал, чем покрытие. Сдвиг потенциала в положительную область увеличивается с ростом уровня напряжений и понижением прочности стали, так как эти факторы усиливают разрушение покрытия, и площадь оголенной стали увеличивается. Потенциал образовавшейся коррозионной системы покрытие - основа лежит в достаточно отрицательной области ( - 900 мВ и ниже), поэтому поверхность стали находится в условиях полной электрохимической защиты в результате протекторного действия покрытия. [24]
Уже в первой половине XIX века было замечено, что детали машин и сооружений при действующих длительное время циклических нагрузках могут разрушаться внезапно без заметных остаточных деформаций при значительно меньших напряжениях, чем разрушающие напряжения при статическом нагружении. Явление понижения прочности материала при динамических переменных во времени напряжениях было названо усталостью, или в ы н о с л и в о с т ь ю, материала. Не совсем удачное-наименование данного явления усталость материала, сохранившееся по настоящее время, не случайно. В начале изучена причин разрушения материала при циклических нагрузках было сделано предположение, что под влиянием длительно действующих переменных напряжений материал устает и его статическая прочность понижается. Однако опыты на статическое растяжение деталей, длительное время работавших при циклических нагрузках, показали, что механические свойства материала под действием переменных напряжений не изменяются. Не подтвердилось также предположение, что переменные напряжения изменяют структуру материала. Исследованием материала под микроскопом после воздействия циклических напряжений обнаружено, что структура его не изменяется. [25]