Диаграмме деформации

На рис. 2.3.9 приведена схема кривых длительного циклического деформирования для (k — 1) и k-то полуцикла при наличии выдержек, основанная на изложенной выше простейшей модели. Здесь предполагается существование обобщенной диаграммы длительного циклического деформирования, аналогичной диаграмме циклического деформирования при нормальной температуре [63, 235]. Будем считать, что на участке активного нагружения и ползучести текущие значения необратимой деформации eW на некотором уровне напряжений а равны значениям полных необратимых деформаций на этом уровне напряжений. На рис. 2.3.9 зона разгрузки в полуцикле (k — 1) соответствует напряжениям а <С <С o"min, зона нагружения — напряжениям S ^> 0min. ЛИНИЯ 1 относится к кривой мгновенного нагружения, т. е. нагружения со скоростью, когда временные эффекты не могут проявиться. Линия 2 — кривая активного нагружения, а линия 3 — огибающая, проходящая через значения необратимой деформации в циклах нагружения с выдержкой. длительности т.

3. В соответствии с принципом Мазинга считают, что предел текучести на диаграмме циклического деформирования равен сумме пределов текучести на исходных (статических) диаграммах растяжения, т. е. ST = ff'T + ат' как для четных, так и для нечетных полуциклов циклического деформирования.

учитывать наличие длительных (до 15 мин) выдержек в соответствии со схематизированным циклом термомеханического нагружения. Реологические эффекты проявляются при высокой температуре вследствие выдержки на этапе разгрузки после выхода на режим А2 (рис. 4.43). Интенсивность временных процессов на этапе выдержки определяется сопротивлением длительному статическому деформированию применяемого сплава при температурах режима А2- С учетом указанных особенностей, свойственных режиму термоциклического нагружения цилиндрического оболочечного корпуса можно отметить, что проявление реологических эффектов характерно лишь для конструкции типа II. Таким образом, на основании деформационной теории пластичности, а также представлений об обобщенной диаграмме циклического деформирования для расчетного температурною цикла (см. рис. 4.37) принимаем следующую модель процесса неизотермического упруго-пластического деформирования.

Формулы (5.6)—(5.8) позволяют построить диаграмму деформирования материала при первичном нагружении из исходного «естественного» состояния материала и диаграмму дальнейшего циклического деформирования при заданных силовых характеристиках цикла. Как показано ниже на примерах, диаграмма деформирования при первичном нагружении даже теоретически несколько отличается от соответствующей диаграммы в одном из последующих полуциклов нагружения. Однако фактически эти расхождения бывают значительно больше, чем это предсказывает используемая структурная модель материала. Постоянные Ck и Eh можно подбирать как по экспериментальной диаграмме первичного нагружения из условия ее наилучшей аппроксимации с помощью ломаной линии, определяемой соотношениями (5.6)— (5.8), так и по экспериментальной диаграмме циклического деформирования, т. е. по очертанию петли пластического гистерезиса. Второй путь является предпочтительным.

Диаграмма циклического деформирования строится на основании формул (5.6)—(5.8) в виде ломаной, состоящей из трех линейных участков (рис. 5.10) (мгновенно-упругая деформация e(i) = е<мч>, не влияющая на петли пластического гистерезиса, на этом рисунке не показана). Эта аппроксимирующая ломаная вписывается в реальную диаграмму деформирования, причем может быть любой коэффициент асимметрии R. Величины С2, Сь и С7 отвечают переломам аппроксимирующей линии, причем С2 может рассматриваться как технический предел текучести при циклическом деформировании. Коэффициент жесткости Е3 представляет собой тангенс угла наклона первого линейного участка теоретической кривой деформирования, а два других коэффициента жесткости Et и Ев определяются по фактической диаграмме циклического деформирования с учетом формул (5.7) и (5.8) как:

По диаграмме циклического деформирования стали 45 (при комнатной температуре) в пятом цикле мягкого нагружения при R = —1 были установлены такие значения постоянных: С2 = = 320 МПа, С5 = 230 МПа, С7 = 380 МПа, Е3 = 3,6-104 МПа, ?4 = 3,8-10* МПа и ?, = 3,0-10* МПа.

2.3.5. При расчете сопротивления циклическому нагружению, а также при наличии напряжений компенсации, когда приведенные условные упругие максимальные напряжения превышают предел текучести, определение величин (<т*)Пр производится по компонентам деформаций, устанавливаемым экспериментально или из упругопластического расчета (при первом случае возникновения пластических деформаций используется диаграмма статического растяжения при расчетной температуре). Если размахи напряжений превышают удвоенный предел текучести, определение амплитуд напряжений (0Пр)а производится экспериментально или расчетом по величинам деформаций, устанавливаемым по диаграмме циклического деформирования. При отсутствии диаграмм циклического упругопластического деформирования в расчет вводится условная диаграмма циклического деформирования, получаемая удвоением величин деформаций и напряжений кривой статического растяжения при расчетной температуре.

Таким образом, из рассмотренных данных следует, что в общем случае малоциклового нагружения, включая ступенчатые, блочные, асимметричные режимы приложения напряжений, описание кинетики деформаций может быть осуществлено соответствующими уравнениями состояния на основе представлений об обобщенной диаграмме циклического деформирования с внесением в них дополнительных параметров, учитывающих особенности соответствующих условий нагружения.

3. В соответствии с принципом Мазинга считают, что предел текучести на диаграмме циклического деформирования равен сумме пределов текучести на исходных (статических) диаграммах растяжения, т. е. ST = ст'т + а'у как для четных, так и для нечетных полуциклов циклического деформирования.

учитывать наличие длительных (до 15 мин) выдержек в соответствии со схематизированным циклом термомеханического нагружения. Реологические эффекты проявляются при высокой температуре вследствие выдержки на этапе разгрузки после выхода на режим А2 (рис. 4.43). Интенсивность временных процессов на этапе выдержки определяется сопротивлением длительному статическому деформированию применяемого сплава при температурах режима Аг. С учетом указанных особенностей, свойственных режиму термоциклического нагружения цилиндрического оболочечного корпуса можно отметить, что проявление реологических эффектов характерно лишь для конструкции типа II. Таким образом, на основании деформационной теории пластичности, а также представлений об обобщенной диаграмме циклического деформирования для расчетного температурного цикла (см. рис. 4.37) принимаем следующую модель процесса неизотермического упруго-пластического деформирования.

В процессе решения на основе деформационной теории пластичности и представления об обобщенной диаграмме циклического деформирования предполагали, что режим нагруження в зонах концентрации при данных номинальных напряжениях близок к жестам

По диаграмме деформации определяют только прочностные характеристики: сгв и 0о,2- На этой диаграмме модуль нормальной упругости (тангенс наклона кривой ОА) значительно меньше действительного, так как диаграммный аппарат фиксирует и упругую деформацию частей машины. Чтобы определить модуль упругости, на испытуемый образец навешивают тензометры, позволяющие определить малые величины деформаций, и тем самым точно построить участок ОА. Деформационные характеристики—6 и ty по той же причине определяют также не по диаграмме, а измерением образца до и после испытания.

экстензометры. Значения пределов пропорциональности и текучести, а также модуля упругости определяли по диаграмме деформации. Для испытаний при низких температурах в качестве хладагентов использовали смесь спирта с сухим льдом, жидкий азот и жидкий водород; испытания вели в специально сконструированных криостатах. Подробное описание криостатов, криоэкстензометров, вспомогательного оборудования, техники безопасности и методики испытаний приведено в ранее опубликованной работе [24].

ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ ФИЗИЧЕСКИЙ — напряжение, при к-ром, несмотря на возрастающую деформацию, стрелка динамометра испытательной машины впервые останавливается или идет назад. Обозначается символом стт. П. т. ф. обнаруживают технич. железо, мягкая сталь, нек-рые сорта бронз.Диаграмма растяжения в этом случае имеет вид, изображенный на рис. о, б, в. Если на диаграмме деформации

Изучение циклического наклепа проводят для определения кривых циклического упрочнения, подвергая образец циклической деформации так, чтобы на каждом цикле Дер оставалась постоянной, и находя напряжения, необходимые для получения этой деформации в последующих циклах. Зависимость этих напряжений от суммарной пластической деформации определяет кривую циклического упрочнения, подобную статической диаграмме деформации. Диаграмма «напряжение - деформация» для циклически стабильного состояния дает важную информацию об изменении макромеханических свойств материала во время процесса усталости. Положение кривой циклического упрочнения по отношению к кривой монотонного статического упрочнения позволяет получить информацию: упрочняется или разупрочняется металл при циклическом нагружении (рис. 1.6).

Предел пропорциональности (упругости) ст — величина напряжения, при котором отступление от линейной зависимости на диаграмме деформации достигает такой величины, что тангенс угла наклона уменьшается на 50% от величины своего значения на линейном участке. .1

Предел прочности на диаграмме деформации соответствует точке, в которой касательная параллельна оси абсцисс (см. рис. 3.5.3). Это условие позволяет графически найти величину предела прочности.

5. Определить графически по диаграмме деформации в зависимости от ее вида пределы текучести ат, атв и <ттн или условный предел текучести СУО 2.

6. Определить предел прочности ств по диаграмме деформации, используя графический метод.

7. Рассчитать планиметрированием площадь под кривой на диаграмме деформации и, установив масштаб, определить величину удельной работы деформации при испытании на растяжение W,.

Основные механические характеристики сопротивления материала деформации и разрушению: модуль Юнга, коэффициент Пуассона, модуль сдвига, предел пропорциональности, предел упругости, а также пределы текучести и прочности — рассчитывают по определенным точкам на диаграмме деформации, например по диаграмме растяжения металлов для условных (1) и истинных (2) напряжений (рис. 29).

Предел пропорциональности (условный) (апц) — величина напряжения, при котором отступление от линейной зависимости на диаграмме деформации достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной в этой точке к кривой деформации, увеличивается на 50% своего значения на линейном участке. Величина сгпц в инженерных расчетах указывает напряжение, до которого конструкция может работать без остаточных напряжений.