Определение числа циклов нагружения до разрушения

Будучи подверженными циклическому нагружению, металлы могут разрушаться при напряжениях, меньших, чем в условиях статических нагрузок, вследствие усталости. Напряжение разрушения уменьшается с ростом числа циклов согласно кривой Велера, которую строят в координатах "напряжение - число циклов". Иными словами, материал может сохранять свои прочностные характеристики только в течение определенного числа циклов нагружения, после чего он разрушается. [c.171]

Тензометрирование деформации сосудов осуществлялось со снятием показаний при рабочем давлении, при давлениях, превышающих рабочее давление в 1,25 и 1,5 раза, а также после полной разгрузки. Если сосуд выдерживал расчетное число циклов нагружения до рабочего давления, путем плавного повышения давления он доводился до разрушения. При этом фиксировалось разрушающее давление и количество рабочего агента, израсходованное на увеличение объема сосудов. С целью определения остаточных пластических деформаций в 25 сечениях цилиндрического корпуса сосуда замерялась длина окружности до и после разрушения. Сосуды испытывались при различных температурах до —55°С. Вода в качестве рабочего агента использовалась до +4°С, а при понижении температуры применялось арктическое дизельное топливо. [c.61]

Испытания на усталость проводят при многократном приложении к образцу изменяющихся нагрузок. Такие испытания обычно догительны (часы — сотни часов), по их результатам определят от число циклов до разрушения при разных значениях напряжений, а в конечном итоге — то предельное напряжение, которое образец вьщерживг1ет без разрушения в течение определенного числа циклов нагружения. [c.248]

Испытания заключаются в определении числа циклов нагружения до разрушения образца при разных значениях заданных параметров. Распространены испытания па многократное растяжение (ГОСТ 261—67) в режиме 1 и на симметричный знакопеременный изгиб (ГОСТ 10952—64) в режиме 1 или 3. Реже испытывают до разрушения образцы при многократном сжатии (ГОСТ 266—67). Обычно при многократном сжатии измеряют темп-ру, развивающуюся в образце вследствие внутреннего трения (теплообразования). [c.448]

До разрушения сталь выдерживает определенное число циклов нагружения. Оно уменьшается с увеличением приложенной нагрузки, твердости стали и агрессивности среды (рис. 9.46). При бурении скважины усталостное разрушение значительно ускоряется растворенными солями, кислородом, углекислым газом и сероводородом, так как у основания трещины образуется анод, а на поверхности — катод (рис. 9.47). Таким образом, распространение трещины ускоряется в результате перехода ионов металла в раствор у основания трещины. Коррозионноусталостные трещины являются главной причиной промывов и поломок труб. [c.389]

С целью определения предельного числа циклов до разрушения и зависимости длины усталостной трещины от числа циклов нагружения были проведены испытания на малоцикловую усталость натурных образцов основного металла и сварных соединений труб. Испытания проводились по схеме чистого изгиба по симметричному циклу. Наружная и внутренняя поверхности образцов не обрабатывались, их толщина соответствовала толщине металла труб. Контроль над моментом образования и роста усталостных трещин проводился с помощью бинокулярного микроскопа МБС-10. Установлены средние значения долговечности для образцов из основного металла и сварных соединений, выполненных газопрессовой и электродуговой сваркой, построены графики зависимости длин усталостных трещин на образцах сварных соединений, выполненных ЭДС и ГПС, от числа циклов нагружения. Разрушение образцов сварных соединений проходило, как правило, по основному металлу (для ГПС) или в зоне перехода от шва к основному металлу (для ЭДС). Определены значения остаточной долговечности в условиях циклически изменяющихся нагрузок с использованием графиков зависимости длины усталостной трещины от числа циклов нагружения. [c.11]

Испытания проводят для клеевых соединений металлов при сдвиге или отрыве на образцах, указанных в ГОСТ 14759—69 или ГОСТ 14760—69, и несимметричных знакопостоянных циклах нагружения растягивающими нагрузками. Испытательная машина должна производить нагружение с частотой 1000—3000 циклов/мин и коэффициентом асимметрии цикла 0,1. Контрольные испытания образцов проводят при заданном напряжении до достижения определенного числа циклов нагружения (обычно ЮХ Ю )- Для определения предела усталости испытания проводят при различном числе циклов нагружения до разрушения образцов. [c.119]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ЦИКЛОВ НАГРУЖЕНИЯ ДО РАЗРУШЕНИЯ [c.128]

Частота нагружения. Во всем реально используемом диапазоне частота нагружения значительно больше сказывается на прочности металлов в коррозионных средах, чем в воздухе. С повышением частоты нагружения детали вследствие увеличения термодинамической активности металла абсолютное время службы детали уменьшится, хотя число циклов до разрушения может увеличиться. Поэтому при определении влияния частоты нагружения в коррозионной среде на долговечность детали нужно учитывать, в каких единицах измеряется долговечность. [c.83]

Аналогичные коэффициенты запаса прочности используют при расчетах на сопротивление вязкому, квазихрупкому и хрупкому разрушению при наличии дефектов сплошности материала конструкций (см. разд. 4), при расчетах на сопротивление зарождению трещин усталости [1] и других расчетах прочности. При этом коэффициенты запаса применяют не только для определения допустимых напряжений, но и для определения допускаемого числа циклов нагружения (при расчетах на сопротивление зарождению трещины усталости), для определения допустимой температуры эксплуатации (при расчетах на сопротивление хрупкому разрушению), и т. д. [c.217]

Результаты испытаний на усталость можно представить в виде кривой усталости, наносимой в координатах — 1 Ур, где — число циклов нагружения до разрушения (рис. 6). Кривая усталости (рис. 6) имеет схематически обобщенный характер. Слева по вертикали она ограничена величиной предела прочности Испытания на растяжение для определения стандартных механических свойств материала можно рассматривать как предельный случай испытаний на усталость, при котором образец разрушает- [c.32]

Обеспечение безопасности резервуаров и трубопроводов в условиях усталостных и коррозионно-усталостных разрушений в стандартном представлении заключается в определении допускаемого числа циклов нагружения [N] с учетом коэффициентов запаса по долговечности и амплитудам напряжений [c.254]

Усталостные свойства полимерного материала характеризуются чаще всего числом циклов до разрушения (полный разрыв, растрескивание) или по снижению какой-либо характеристики, например прочности при растяжении, после определенного времени циклического нагружения. [c.176]

Контрольные испытания образцов проводят при заданном напряжении до достижения требуемого числа цик юв нагружения. Для определения предела устало-сти при сдвиге или отрыве испытания проводят при различном числе циклов нагружения до разрушения образцов. [c.426]

Влияние никель-фосфорных покрытий на усталостную прочность сталей. Многие детали машин подвергаются в процессе работы воздействию повторных или знакопеременных нагрузок. В определенных условиях эти нагрузки могут привести к усталостному разрушению деталей. Критерием, определяющим способность материала сопротивляться указанным нагрузкам, является так называемый предел выносливости (или предел усталости), т. е. максимальное напряжение, при котором соответствующий образец может выдержать заданное число циклов нагружения, не разрушаясь. [c.97]

Имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные показывают, что зависимость числа циклов нагружения до возникновения первой трещины, способной к дальнейшему развитию от амплитуды напряжения, имеет вид диаграммы, показанной на рис. 25. Если при частотах нагружения не наблюдается быстрое повреждение материала в наиболее напряженных зонах, то зависимость о от lg Л о имеет линейный характер. На основании формулы (15) можно определить число циклов, необходимое для получения трещины определенной длины. Соответствующая зависимость в координатах lg о — Ы ф также имеет линейный характер. Суммируя числа циклов на обоих этапах, получаем общее число циклов до разрушения. При этом предельную длину трещины принимаем равной критической при данной форме и размерах детали. [c.103]

Так как критическая длина трещины не зависит от размеров и геометрической формы детали или образца, то для оценки прочности материала недостаточно знать кривую усталости (кривая Велера). Необходимо иметь кривую зависимости сг от JVo и в некоторых случаях также аналогичную кривую для определенной длины усталостной трещины (см. рис. 41). Кривая а = f (Л/о) слабо зависит от размеров и формы образца и характеризует мест-1юе сопротивление материала усталостному разрушению в месте концентрации напряжения на поверхности образца. Разброс опытных данных, используемых при построении этой кривой, в значительной степени зависит от местных остаточных напряжений технологического происхождения и от влияния концентрации напряжения. Ввиду этого она может изменяться в зависимости от технологии изготовления образцов и свойств поверхностного слоя материала толщиной порядка 1 мм. Повышенный уровень остаточных напряжений первого рода во всем объеме образца или детали не оказывает существенного влияния на число циклов нагружения до появления поверхностной трещины, однако при хрупком материале сильно влияет на развитие усталостной трещины и в случае растягивающего напряжения уменьшает долговечность детали. Этим объясняется значительное уменьшение числа циклов нагружения до разрушения некоторых из испытанных образцов, не проходивших отжига и имевших остаточные напряжения растяжения. В плоских образцах малой толщины двухосные остаточ- [c.119]

К одной системе нагружения через коллектор возможно подсоединение нескольких объектов. Испытания ведутся до разрушения при непрерывном увеличении нагрузки, при выдержке с постоянной статической нагрузкой или до определенного числа циклов при повторно-статической нагрузке. При необходимости испытуемые объекты могут помещаться в термостат, обеспечивающий заданный температурный режим. На базе общей принципиальной схемы разработаны специальные установки. [c.67]

Ni - число циклов нафужения до разрушения при нафузках первоначального нагружения, определенное по кривой усталости. [c.165]

Определение числа циклов нагружения до разрушения аппарата производится по максимальным эквивалентным напряжениям, рассчитанным согласно гипотезе максимального касательного напряжения (гшотеза Треска-Геста) [40]. При этом трехосное напряженное состояние задается меридиональными, кольцевыми и осевыми напряжениями. Причем эти напряжения представляют собой определенную совокупность напряжений, обусловленных действием внутреннего давления, неравномерностью распределения температуры в оболочке реактора, краевым эффектом при сопряжении оболочковых форм различной жесткости, собственным весом аппарата, а также наличием остаточных сварочных напряжений. Данная совокупность напряжений определяется для конкретного промежутка времени, для чего весь цикл коксования разбивается на участки по вреш-ни, в пределах которых происходит незначительное изменение всех характерных нагрузок. Иа конечном этапе расчета после определения вышеперечисленных напряжений выбираются максииаль-ные эквивалентные напряжения, по которым и определяется число циклов нагружения до разрушения. Далее находят приведенную долговечность узла [c.44]

Чтобы прогнозировать поведение конструируемой системы в эксплуатации, нужцо четко охарактеризовать показатели надежности и долговечности, которые определяют роль детали в обеспечении общей работоспособности машины (прибора), возможные последствия отказа. Например, возможность отказа должна быть исключена, если выход из строя металлополимерного узла может повлечь за собой разрушение летательного аппарата или длительную остановку крупного производства. В других случаях работоспособность может быть охарактеризована долговечностью — расчетным сроком службы изделия при заданных эксплуатационных параметрах. В соответствии с критериями работоспособности детали это может быть, например, допустимый износ рабочей поверхности или усталостное разрушение за определенное число циклов нагружения. [c.111]

Если на конструкцию действуют переменные нагрузки с ам плитудой значительной величины, то после определенного числа циклов нагружения может наступить разрушение. При этом оказывается, что величина максимального напряжения не только ниже предела статической прочности, но иногда ниже предела упругости, т. е. разрушение наступило после большого числа циклов нагружения на упругой стадии деформирования. Часто это разрушение начинается с поверхности детали, в области концентрации напряжений, в других случаях трещина разрушения зарождается внутри детали и может быть обнаружена только специальными методами. [c.245]

Подробное исследование долговечности пластмасс при статическом и циклическом нагружении было проведено В. А. Степановым и И. Н. Ивановой [435 436, с. 751 ]. Они показали, что долговечность при циклическом нагружении существенно меньше, чем при статическом нагружении, при котором зависимость 1йТр = / (СТр) линейная, а при циклическом — криволинейная. Расхождения в значениях долговечности, определенных при статическом и циклическом нагружении, резко увеличиваются с уменьшением напряжения и, следовательно, с увеличением числа циклов до разрушения. Анализ полученных результатов привел этих авторов к заключению, что при циклическом нагружении на термо-флуктуационные процессы разрушения, характерные для статического нагружения, накладывается какой-то сильный дополнительный фактор, связанный с цикличностью, который в некоторых условиях становится определяющим . [c.148]

При определении характеристик циклического разрушения, как и при получении диаграмм циклического деформирования, используют два основных режима нагружения — с заданной амплитудой напряжений (сТа = onst — мягкое нагружение) и с заданной амплитудой деформаций (е = onst — жесткое нагружение). С инженерной точки зрения важным оказывается достаточно широкий диапазон числа циклов до разрушения — от 10° до В этом диапазоне для конструкционных металлов выделяют характерные интервалы чисел циклов 10°-5 10 — малоцикловая усталость, когда разрушение вызывается преимуш ественно циклическими упругопластическими деформациями 10 -10 — классическая много цикловая усталость, когда разрушение происходит при упругих деформациях в макрообъемах в сочетании с микропластическими деформациями в объемах микроструктурных элементов — усталость на сверхбольших базах при напряжениях ниже предела упругости, обусловленная дислокационными механизмами в субзе-ренных элементах. По экспериментальным данным при жестком нагружении циклически стабильных материалов разрушаюш ее число циклов N связано степенной зависимостью с амплитудой пластической бдр и упругой деформаций (закон Мэнсона — Коффина — Лангера) [c.129]

В соответствии с современными представлениями о прочности (см. Механические свойства полимеров. Механические свойства материалов) разрушение напряженного полимерного тела обусловлено термодеструкцией, ускоренной механич. воздействием. Т. обр., У. п. — это активированная механич. напряжениями термодеструкция, отличающаяся от обычной термодеструкции тем, что для ее проявления высокая темп-ра не является необходимой. Поэтому У. п. можно рассматривать как один из видов старения полимеров. В случае циклич. нагружения (напр., корда и резпны в шине движущегося автомобиля) У. п. проявляется в разрушении работающей детали после определенного числа циклов деформации, определяющего усталостную выносливость материала в заданном режиме работы. Повышение амплитуды напряжения, а также рост темп-ры (при прочих равных условиях) приводят к снижению выносливости. Аналогично ведут себя полимерные тела и при воздействии напряжений, изменяющихся любым образом. [c.184]

Такие испытания были проведены Б. И. Паншиным, Г. II. Финогено вым Изменение статической выносливости в зависимости ог максимального напряжения цикла для стеклотекстолита различных марок показано на рис. 86. Испытания на статическую выносливость проводились по режиму асимметричного знакопостоянного растяжения. Частота нагружения равнялась 10 цикл/мин. В результате проведенных испытаний подсчитывалось среднее арифметическое число циклов до разрушения. Величина максимального нагружения в данном случае составляла определенный процент от предела прочности на растяжение [c.182]

Зависимость между амплитудой напряжения а и логарифмом числа циклов нагружения до разрушения полимерного материала называют кривой Вёлера. Такие кривые наиболее объективно характеризуют основные усталостные свойства материалов. На рис. 4.20 приведены кривые Вёлера для ряда полимеров, для некоторых из них число циклов нагружения слабо зависит от амплитуды напряжения. Для таких полимеров существует определенный предел амплитуды напряжения, ниже которого разрушения материала не наблюдается при увеличении числа циклов до бесконечности. Эта предельная амплитуда напряжения называется пределом вьшосли-вости. Именно эта величина должна использоваться в инженерных расчетах на усталостную прочность конструкции из полимерных материалов, подвергающихся длительным периодическим воздействиям. Наличие предела выносливости характерно не для всех полимеров. Аналогично для металлов [c.175]