Деформации увеличение

От точности математического описания участка аномального поведения трещины после перегрузки зависит точность моделирования процесса усталостного разрушения при нерегулярном нагруже-нии. Параметры длины трещины при моделировании связывают с размером зоны пластической деформации, сформированной в момент перегрузки. По уравнениям механики разрушения (2.2), описывающим размеры зоны пластической деформации, устанавливают соотношения между размером зоны и длиной трещины после перегрузки ао. При этом требуется наиболее полно описать физические процессы, определяющие аномальное поведение материала с трещиной в пределах отрезка ао.

Исходную величину зазора между рычагами измерения деформации устанавливают гайкой 12, которая перемещает-

Суммирование повреждений, расчет долговечности и назначение коэффициентов запасов. На основании данных о режимах термомеханического нагружения определяют циклические и односторонне накопленные деформации в максимально нагруженных зонах элементов конструкций, характеризующие сопротивление длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению. Деформации устанавливают экспериментально или в результате решения соответствующей задачи применительно к эксплуатационным условиям рассчитываемой на прочность конструкции.

перечные деформации образца определяют по изменению длины хорды поперечного сечения, не проходящей через центр. Базу измерения продольной деформации устанавливают смещением опоры 9 в пазу П. Клеммный зажим 12 и пазы 13 в пластинах 4 служат для настройки тензометра под образцы различных - диаметров. Так как продольные и поперечные деформации измеряют на двух противоположных сторонах образца, при расчете учитывают их усредненное значение.

Суммирование повреждений, расчет долговечности и назначение коэффициентов запасов. На основании данных о режимах термомеханического нагружения определяют циклические и односторонне накопленные деформации в максимально нагруженных зонах элементов конструкций, характеризующие сопротивление длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению. Деформации устанавливают экспериментально или в результате решения соответствующей задачи применительно к эксплуатационным условиям рассчитываемой на прочность конструкции.

При использовании в конструкциях высокопрочных, но малопластичных сталей, интенсивном накоплении повреждений от предварительного циклического нагружения, старения и радиации, при динамических нагрузках, при весьма больших толщинах стенок и т.д. возможно возникновение в конструкции хрупких состояний, когда отсутствует запас по вторым критическим температурам хрупкости (At2 < 0). В таких случаях необходимо запасы пР2, па2, пе2, пат2, Пет2 определять по формулам типа (5.27)-(5.29), (5.31) и (5.32) с введением в их числители критических нагрузок, напряжений и деформаций в хрупком состоянии. Так как в хрупких состояниях номинальные разрушающие напряжения апс2 не превышают предела текучести, то запасы по номинальным напряжениям и деформациям совпадают (иа2 = пе2 = пР2). Запасы по местным напряжениям и пат2, деформациям и пет2, определенные в этом случае по формулам, аналогичным (5.31) и (5.32), оказываются меньше, чем в квазихрупких состояниях. Разрушающие нагрузки и напряжения (или деформации) устанавливают с использованием рассмотренных выше критериев и закономерностей линейной механики разрушения.

Чтобы обеспечить безопасность конструкций, ограничения деформации устанавливают по накопленной неупругой деформации, включающей как зависящую от времени, так и не зависящую от времени деформацию. Эти ограничения определяют как: 1)1% средней деформации толщины стенок; 2) 2 % поверхностной деформации при преобразовании распределения деформации в направлении толщины стенок на прямолинейное распределение деформации; 3) 5_% любой локальной деформации. Эти ограничения относятся к основным"материалам конструкции, для сварных соединений ограничения составляют 50 % указанных величин. Предельные величины деформации, определяемые методом расчета в неупругой области для высоких температур, по-види; мому, больше принятых в качестве ограничений.

испытания устанавливают, повышая максимальную температуру от 1000 до 1200 °С. Этот интервал температур таков же, как и устанавливаемый стандартом на испытания на ползучесть. В целом этот интервал довольно мал, однако следует отметить, что по мере повышения температуры зависимость свойств от нее становится более сильной, поэтому необходимо несколько уменьшить интервал колебаний температуры. Колебания температуры при использовании современных методик довольно велики и их необходимо учитывать. Скорость деформации устанавливают таким образом, чтобы до физического или условного предела текучести эта величина не превышала 0,3 %/мин, затем при определении временного сопротивления часто устанавливают величину скорости деформации близкую к 7,5 %/мин. Если принять во внимание аргументы, приведенные в предыдущей главе, то указанную скорость деформации следует рассматривать как низкую скорость, которая при высокой температуре в довольно значительной степени обусловливает зависящую от времени деформацию ползучести. Таким образом, тот факт, что в стандарте устанавливают только уровень скорости деформации независимо от температуры, объясняется тем, что при определении расчетных допустимых напряжений (например, для углеродистой стали при температуре ~400 °С, малолегированной хромомолибденовой при 460—500 °С, нержавеющей 18—8 при 570—600 °С) максимальная температура, которая вызывает затруднения при определении ау и ав, попадает в промежуточную область температур, где не проявляется заметно ползучесть. Однако факторы, обусловленные принятой методикой испытаний на растяжение при комнатной температуре, точностью регулирования скорости деформации и ограничением времени испытаний, оказывают большое влияние на точность результатов. Поэтому при сравнении материалов, изготовленных различными фирмами, желательно проводить испытания в одинаковых насколько это возможно условиях, чтобы уменьшить разброс данных, характеризующих качество материалов.

Тензометр или измеритель деформации устанавливают на образец после приложения к нему начального усилия Р0, соответствующего напряжению, равному 5—10 % от предполагаемого предела пропорциональности оП11.

Тензометр или измеритель деформации устанавливают на образец после приложения к нему начального усилия Р$, соответствующего напряжению, равному 10-15 % от предполагаемого предела пропорциональности опц.

перечные деформации образца определяют по изменению длины хорды поперечного сечения, не проходящей через центр. Базу измерения продольной деформации устанавливают смещением опоры 9 в пазу II. Клеммный зажим 12 и пазы 13 в пластинах 4 служат для настройки тензометра под образцы различных диаметров. Так как продольные и поперечные деформации измеряют на двух противоположных сторонах образца, при расчете учитывают их усредненное значение.

Положение порога хладноломко-кости зависит от многих факторов: 1) структуры и размера зерна. В частности, измельчение зерна понижает порог хладноломкости; 2) состава металла. Вредное влияние имеют многие загрязняющие металл примеси; 3) скорости деформации. Увеличение скорости деформации повышает порог хладноломкости; 4) размеров образца (детали). Чем больше сечение, тем выше порог хладноломкости.

3. Необходимо оценить роль покрытия в изменении вязкости разрушения - основного металла. С одной стороны, стеснение пластической деформации, увеличение концентрации поверхностных дефектов, возникновение остаточных напряжений растяжения, создание дополнительных препятствий для дислокаций на границе с основным металлом — все эти обстоятельства, возникшие при формировании покрытия, должны снизить уровень вязкости разрушения. С другой — ряд положительных факторов (благоприятные на-

Вершина трещины может свободно пластически деформироваться, и уменьшение степени стеснения пластической деформации при возрастании второго напряжения сжатия позволяет реализовать пластичность материала. Трещина притупляется, что вызывает увеличение размера зоны вытягивания, и статическое проскальзывание не успевает реализоваться.

Дальнейшее увеличение второй компоненты сжатия оказывает одновременно влияние на увеличение зоны пластической деформации перед вершиной трещины и менее существенно влияет на способность материала реализовывать пластическое затупление вершины трещины.

при комбинированном внешнем воздействии. Статическое проскальзывание может быть задержано в результате возрастания зоны пластического притупления при уменьшении степени стеснения пластической деформации. Увеличение степени перенапряжения материала в области двухосного растяжения, когда размер зоны пластической деформации уменьшается, но одновременно с этим в вершине трещины может быть реализован более высокий уровень предела текучести материала, а следовательно, и предельное напряжение растяжения, при котором начинается статическое проскальзывание, может не приводить к изменению вязкости разрушения. Оба условия могут быть реализованы одновременно, поскольку при увеличении перенапряжения материала возникает препятствие для раскрытия берегов трещины. Существенно подчеркнуть, что в отличие от одноосного при двухосном растяжении повышение степени стеснения пластической деформации приближает условие деформирования материала к минимальным затратам энергии на разрушение, что увеличивает вязкость разрушения, а не снижает ее. Из этого следует, что влияние комбинированного нагружения на достижение предельного состояния при монотонном раскрытии берегов трещины выражено не только в уменьшении размеров зоны пластической деформации, но оно одновременно препятствует достижению критического раскрытия трещины, при котором может быть реализовано статическое проскальзывание трещины.

В результате исследования закономерностей распространения сквозных трещин, как было продемонстрировано выше, выявлено убывание скорости роста трещин в связи с возрастанием Я.а. Вместе с тем показано [75, 82], что при Х„ = 1; -1; О СРТ в некоторых случаях могут не отличаться. Более того, при разной асимметрии цикла можно наблюдать различный, немонотонный характер влияния второй компоненты нагружения на рост усталостных трещин. Так, в стали SM41C при R = -1 скорость возрастала с переходом от положительного к отрицательному соотношению главных напряжений Хд, а при отсутствии асимметрии цикла (пульсирующий цикл) результат был противоположен. Объяснение такой ситуации было предложено на основе представлений об охрупчивании материала, которое возникает при увеличении степени стеснения пластической деформации. Увеличение среднего напряжения или гидростатического давления в вершине трещины при возрастании положительного соотношения главных напряжений настолько снижает пластичность, что материал начинает хрупко разрушаться в результате смены механизма. При хрупком разрушении имеет место возрастание, а не снижение СРТ.

Наличие максимума на кривой ат—N при неизотермическом малоцикловом нагружении можно объяснить описанным выше процессом накопления повреждений в полуциклах растяжения и сжатия. Можно полагать, что значение ат=а°г%* (оптимальное) соответствует такому соотношению предельных напряжений в цикле, при котором процесс деформирования совершается с наименьшей работой деформации. Увеличение долговечности при небольших значениях ат, или, во всяком случае, отсутствие влияния таких величин от, отмечено в отдельных исследованиях [2]. Однако этот факт не был объяснен, либо говорили о возможном разбросе данных эксперимента. Как видно, наличие максимума по оси долговечности подтверждается достаточно уверенно, и это обстоятельство можно представить вполне закономерным. Различие свойств материала в полуциклах растяжения и сжатия на первом этапе можно учесть в следующем виде [24, 72]. Если за основной параметр, определяющий повреждение, принять превышение предела текучести (в напряжениях) в каждой половине цикла, то коэффициент асимметрии можно записать в виде

деформации). Увеличение t представляется желательным для повышения срока службы кольца. Важной конструктивной характеристикой является отношение (-r-j • Применяемые величины —даны в табл. 26 и 27.

прочности и пластичности наблюдается уже при деформации с обжатием до 25%. Затем по мере дальнейшего увеличения степени деформации увеличение ств и от идет с меньшей интенсивностью, однако при деформации на 85% предел прочности достигает ов = 277 кГ/мм2, а предел текучести от = 229 кГ/мм2. При этом величина относительного удлинения повышается от 2,5% после обычной закалки до 5,5% после НТМО' 56

При прокатке и волочении на захват смазки влияет натяжение заднего конца полосы (прутка). С увеличением натяжения толщина слоя смазки растет (рис. 118). Увеличение заднего натяжения равносильно уменьшению предела текучести металла на входе в очаг деформации.

Увеличение шероховатости поверхностей способствует формированию более толстых смазочных слоев. При этом надо подчеркнуть, что главную роль играет та шероховатость, которая препятствует оттеснению смазки из зоны деформации [139].