Деформационно кинетические

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах.

Основные механические закономерности сопротивления материалов малоцикловому и длительному циклическому нагружению, а также деформационно-кинетический критерий малоциклового и длительного циклического разрушения необходимы для решения соответствующих задач определения кинетики деформированных состояний в зонах концентрации и оценки долговечности на стадии образования трещины. Полученные данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению использованы для расчета малоцикловой усталости циклически нагружаемых конструкций. Применительно к сварным трубам большого диаметра магистральных газо- и нефтепроводов, волнистым компенсаторам и металлорукавам на основе их испытаний разработаны и экспериментально обоснованы методы расчета малоцикловой усталости при нормальных и высоких температурах.

21. ДЕФОРМАЦИОННО-КИНЕТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ТЕРМОУСТАЛОСТНОИ ПРОЧНОСТИ

Таким образом, при существенном формоизменении образца, свидетельствующем о накоплении не только усталостного, но и статического повреждения, размах деформаций в цикле Ае является недостаточной характеристикой процесса нагружения, и для достоверной оценки долговечности необходимо еще измерять остаточную деформацию за цикл Денак. Наличие этих двух величин позволяет использовать деформационно-кинетический критерий в виде (5.51) для описания термической усталости.

21. Деформационно-кинетический критерий термоусталостнон прочности....... . ............ .г г 129

11. Деформационно-кинетический критерий термоусталостиой прочности / (П. И. Котов, А. П. Гусенков, А. И. Вашунип и др.).— Пробл. прочности, 1980, № 2, с. 3—11.

На примере конструкционных жаропрочных сплавов с различными прочностными и деформативными свойствами показано [1, 2, 8], что особенности формирования предельного состояния при термомеханическом и термоусталостном малоцикловом нагружении наиболее полно учитывает деформационно-кинетический критерий прочности, перспективность которого для режима неизотермического малоциклового нагружения показана в ряде работ [ 2 — 4,11, 20, 39 ].

Последующий расчет малоцикловой долговечности телескопического кольца выполняем на основании принятой выше схематизации режимов нагружения и циклического деформирования в зонах возможных разрушений, используя деформационно-кинетический критерий предельного состояния.

Расчетная оценка малоцикловой долговечности. На базе полученной информации о циклических деформаций в опасной точке детали и кривых малоцикловой усталости оценим долговечность телескопического кольца, используя деформационно- кинетический критерий прочности при постоянных температурах [см. соотношение (1.3)]. Разрушения детали (см. рис. 3.2) в условиях эксплуатации, а также модели при стендовых испытаниях в условиях высокотемпературного малоциклового нагружения имеют преимущественно усталостный характер (наличие сетки мелких трещин, инициирующих магистральное разрушение, без признаков накопления односторонних деформаций) , поэтому расчетное критериальное уравнение, описывающее предельное состояние материала, обусловленное накоплением усталостных повреждений, принимаем в виде

грамм циклического деформирования. При нерегулярном нагружении используется деформационно-кинетический критерий накопления усталостных и квазистатических повреждений [6, 9], позволяющий выполнить расчеты на долговечность при малоцикловом нагружении.

При малоцикловом нагружении используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности [17, 18], подтвержденный достаточно большим количеством экспериментальных данных по ряду конструкционных материалов

Деформационно-кинетические критерии

Деформационно-кинетические критерии длительной малоцикловой прочности

Таким образом, и в условиях нагружения, близких к реальным в зоне концентрации при длительном малоцикловом нагружении элементов конструкций, деформационно-кинетические подходы дают возможность оценить достижение предельного состояния по разрушению (образованию трещины).

Отмеченное показывает, что существует ряд предложений по методам оценки длительной циклической прочности, причем развиваемые в Институте машиноведения деформационно-кинетические критерии охватывают наиболее общий случай нагружения яри наличии как знакопеременных, так и односторонне накапливаемых деформаций, приводящих к усталостному, квазистатическому и переходному характеру длительного циклического разрушения. Полученные в ГосНИИмашиноведения и ряде других организаций экспериментальные данные для различных условий нагружения на основных типах конструкционных материалов специального энергетического аппаратостроения в диапазоне ра бочих температур во всех случаях без исключения показали достаточное соответствие расчетам по критериальным зависимостям (1.2.8), (1.2.9). ,

Процессы циклического деформирования, протекающие при термоусталостном нагружении, характеризуются существенной нестационарностью и накоплением значительных односторонних деформаций. Для оценки сопротивления термической усталости могут быть использованы деформационно-кинетические подходы в линейной трактовке.

Выше деформационно-кинетические критерии малоциклового разрушения рассмотрены и обоснованы для весьма различных условий изотермического и неизотермического нагружения как в области умеренных, так и высоких температур, в том числе при программном изменении напряжений и деформаций. Вместе с тем наиболее общим случаем является нерегулярное нагружение, и проверка применимости деформационно-кинетических подходов к оценке прочности в таких условиях представляет существенный интерес.

232. Шнейдерович Р. М., Гусенков А. П. Деформационно-кинетические критерии длительной циклической прочности.— В кн.: Исследование малоцикловой прочности при высоких температурах. М.: Наука, 1975.

233. Шнейдерович Р. М., Гусенков А. П. Деформационно-кинетические подходы к оценке длительной циклической прочности.— Матер, симп. по малоцикловой усталости при повышенных температурах, вып. III. Челябинск, ЧПИ, 1974.

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

§ 1.2. Деформационно-кинетические критерии длительной малоцикловой прочности................. 19

85. Шнейдерович Р. М., Гусенков А. П. Деформационно-кинетические подходы к оценке длительной циклической прочности. — В кн.: Материалы Всесоюзного симпозиума по малоцикловой усталости при повышенных температурах, Челябинск: ЧПИ, 1974, вып. 3, с. 140—165.