Амплитуда напряжения деформации цикла

Для циклически стабильных и циклически упрочняющихся материалов (с соотношением Яро,11Я 0,7) назначение режимов нагружения базовых образцов производят исходя из кривой малоцикловой усталости исследуемого материала при симметричном цикле по п. 7.2.1, определяя значения амплитуд условных упругих напряжений (деформаций), соответствующих числам циклов 10 и 10" . При указанных амплитудах напряжений (деформаций) проводят нагружение базовых образцов до накопления усталостного повреждения а не менее 0,3. [c.202]

Для испытаний на сопротивление усталости получили распространение различные экспериментальные схемы (изгибающаяся балка, вращающаяся балка, циклическое изменение напряжения или деформаций с постоянной амплитудой, постоянная скорость увеличения амплитуды напряжения или деформаций и т. д.). Получаемые при этом результаты представляют в виде зависимости числа циклов до разрушения от величины прилагаемой нагрузки. Предельное напряжение, ниже которого материал никогда не выйдет из строя, называется пределом усталости, или пределом выносливости. Для весьма многих полимеров этот предел выносливости составляет приблизительно одну треть от предела прочности при растяжении в условиях статической нагрузки. Следовательно, практически важно рассчитывать конструкции таким образом, чтобы при вибрациях максимальные напряжения в этих конструкциях были ниже предела выносливости, а не ниже предела прочности при растяжении в условиях статической нагрузки. [c.188]

При симметричном цикле могут быть реализованы два основных режима заданной амплитуды деформации и заданной амплитуды напряжения. В обоих случаях амплитуда напряжений (деформаций), будет, очевидно, зависеть только от упругих свойств (динамического модуля) резины. [c.323]

При амплитуде напряжения цикла, соответствующей примерно пределу текучести данных образцов (а =245 МПа), сплошность покрытия нарушается уже через 100—200 цикл от начала испытаний. При снижении амплитуды напряжения до о = 0,95 нарушение сплошности покрытия не происходит и после 10 цикл. Критическая деформация образцов, снятых с испытания через 2 10 — 10 цикл, составила 1,8—1,9 %, что совпадает с первоначальной критической деформацией данного покрытия. Испытания, проведенные на образцах стали СтЗ, окрашенных по второй схеме и выдержанных в морской воде в течение 12 мес, также не выявили влияния предварительного циклического деформирования при амплитудах деформации, меньшей критической (1,0-1,1 %). [c.188]

К первой группе относятся два режима с заданной амплитудой напряжения и с заданной амплитудой деформации. При асимметричном цикле возможны режимы с заданным средним и амплитудным значением напряжения, средним и амплитудным значением деформации, средним значением напряжения и амплитудным деформации и средним значением деформации и амплитудным значением напряжения. При прочих равных условиях работоспособность резин уменьшается с увеличением амплитуды и частоты деформации. [c.137]

Другим важным вопросом обеспечения прочности и ресурса атомных реакторов, не получавшим отражения в традиционных расчетах энергетических установок по уравнениям (2.1) —(2.3), являлся анализ сопротивления деформациям и разрушению при циклическом нагружении [2,5—7,16]. Как следует из данных гл. 1, в процессе эксплуатации атомных реакторов число циклов нагружения на основных режимах изменяется в достаточно широких пределах — от (2- 5) 10 при гидроиспытаниях до (К2) 10 при программных изменениях мощности и до 10 —10 с учетом вибро-нагруженности. Систематические исследования прочности в этом диапазоне числа циклов были начаты применительно к энергетическим установкам в середине 50-х годов, а в середине 60-х годов были сформулированы основные (преимущественно деформационные) критерии разрушения и свойства диаграмм циклического деформирования [17, 18 и др.]. По опытным данным, полученным на лабораторных образцах, было показано, что при числе циклов до 10 циклические пластические деформации оказываются сопоставимыми (в диапазоне числа циклов 10 —10 ) или существенно большими (в диапазоне числа циклов 10 —5 1 О ), чем циклические упругие деформации. При этом в зависимости от типа металлов и условий нагружения (с заданными амплитудами деформаций или напряжений) пластические деформации по мере увеличения числа циклов могут возрастать (циклически разупрочняющиеся металлы), уменьшаться (циклически упрочняющиеся металлы) или оставаться постоянными (циклически стабильные металлы). Указанные особенности поведения металлов при циклическом упругопластическом деформировании обусловливают нестационарность местных напряжений и деформаций в зонах концентрации при стационарных режимах внешних нагрузок. Для малоцикловой области уравнения кривых усталости и сами кривые усталости при числах циклов 10°—10 представлялись не в амплитудах напряжений (как для обычной многоцикловой усталости при числах циклов 10 -10 ), а в амплитудах упругопластических деформаций. [c.40]

Амплитуда напряжений в каждом цикле деформации определяется амплитудой деформаций втш и етах, которые приняты постоянными, поэтому величина амплитуды напряжений изменяется во времени пропорционально изменению модуля упругости материала. [c.230]

На рис. 2.2 показана зависимость амплитуды деформации от числа циклов до разрушения для аустенитной нержавеющей стали 18-8. Значения деформаций умножены на половину модуля нормальной упругости с тем, чтобы получить количественное сравнение с амплитудой напряжений. [c.54]

При испытаниях с заданной амплитудой напряжения может наблюдаться ускоренное накопление деформации растяжения, даже если среднее напряжение цикла равно нулю. Как было от-128 [c.128]

Механич. потери возникают вследствие внутреннего трения в резине. Они рассеиваются в виде тепла и приводят к разогреву резины (поэтому их называют также потерями на теплообразование). При вынужденных гармонич. колебаниях в отсутствие резонанса вследствие механич. потерь между амплитудами напряжения /, и деформации Eq во времени происходит сдвиг фаз, углом ф sin ф= /2я = 9/Eo.niJ. q за цикл деформации составляют [c.448]

Наиболее простой путь изучения механических свойств полимера в этой области — это опыты при разных частотах, когда исследуется зависимость деформации от частоты приложения нагрузки. Предположим, что мы подвергли материал циклическому сжатию, например с частотой 1 цикл в минуту. При помощи довольно простого прибора можно измерить как амплитуду напряжения (т. е. разность между максимальным и минимальным напряжениями в цикле), так и соответствующую ей [c.101]

На рис. 4.5 схематически показаны синусоидальные деформация и отклик (вязкоупругое напряжение), изменяющиеся в зависимости от времени (вид соответствует картине на экране двухлучевого осциллографа). На рисунке также показано нелинейное упругое напряжение, рассчитанное по значениям модуля. Наиболее интересное свойство приведенных кривых состоит в том, что разность фаз между напряжением и деформацией (которая описывается синусоидой) изменяется как по величине, так и по знаку в пределах цикла. Для удобства сравнения амплитуды напряжений и деформации на этом рисунке путем изменения масштаба сделаны равными. [c.50]

Амплитуда напряжения (деформации) цикла — алгебраическая полураз-иость наибольшего и наименьшего напряжений (деформаций) цикла. [c.560]

Диаграмма завнсимостн между условными наиряженнями а и размахами деформаций ири образовании первого цикла нагружения свидетельствует о гистерезисе деформаций, характеризуемом широтой петли в,,, т. е. удвоенной амплитудой пластической деформации. Амплитуда условных напряжений есть Л а. Значению Оа соответствует упругая деформация [c.215]

Простое наблюдение, согласно которому число циклов до разрушения материала Мр зависит от амплитуды напряжения или деформации, в общем случае можно отразить в виде кривых Вёлера (ст—Л -кривые). Подобное представление учитывает [c.293]

Для прогнозирования работоспособности полимеров в режиме многократных деформаций необходимо зпать как число циклов до разрушения зависит от амплитуды напряжения ао. Обобщая многочисленные экспериментальные данные, удалось показать, что характер этих зависимостей аналогичен соответствующим закономерностям для долговечности под постоянной нагрузкой Гуравнения (13.2) и (13.4)]. [c.211]

Покрытие полимером практически не повлияло на изменение усталости стали 13Х12Н2ВМФ в воздухе, однако в среде 3 %-ного раствора ЫаС1 условный предел коррозионной выносливости повысился в 3 раза. Особенно отчетливо это проявляется при высоких амплитудах напряжений и малом числе циклов нагружения. При числе циклов нагружения более 10 происходит скачкообразное снижение условного предела коррозионной выносливости с 520 до 400 МПа. Установлено, что при напряжениях выше 400 МПа в результате многократной деформации нарушалась сплошность полимерного покрытия, возможно, вследствие механодеструкции, и коррозионная среда проникала к металлу. Циклическое нагружение образцов при напряжениях 360-380 МПа и ниже при Л/ = 5 10 цикл не вызывало нарушения сплошности покрытия. [c.190]

Выпускаемые в настоящее время виброреометры классифицируют по режиму деформирования образца (задается амплитуда деформации или амплитуда напряжения) по частоте (низкочастотные— до 10 цикл/мин, средне- и высокочастотные — до 10 — 10 цикл/мин) по характеру динамической жесткости , р егистри-руемой на диаграмме (комплексный динамический модуль С, его действительная О или мнимая О" части), (см. гл. 1). [c.206]

Г рц. первом режиме задается размах зажимов прибора и в фоцессе испытания в образце накапливаются остаточные. деф )рмации, величина которых зависит от свойств исследуемой ре,5 иы, длительности испытаний, заданной деформации образца, а тлкже от частоты деформации и температуры. Максимальное напряжение за цикл при этом режиме понижается, релаксируя с тече] Иег 1 времени до некоторого предела. Для осуществления аторого режима применяется приспособление, позволяюш ее после каждого цикла растяжения увеличивать амплитуду деформации так.пм образом, чтобы в процессе испытаний в каждом цикле сохранялся постоянный интервал нагрузок от О до / (где /—максимальное условное напряжение). [c.204]

Увеличение степенн вулканизации (увеличение Е ) приводит, по данным Резниковского и др. , к монотонному возрастаипю прочности II изменению по кривой с максимумом разрывно) деформации при режиме s= onst (прочность и деформация характеризовались амплитудами напряжения и деформации знакопеременного изгиба при заданной ходимости образца 10 циклов). [c.221]

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]

Расчет по уравнению (5.7) в зависимости от числа циклов дает неточный запас долговечности при интенсивно меняющейся доле пластической составляющей. Лангером и Мэнсоном [281] предложены уравнения, объединяющие пластическую и упругую составляющие и позволяющие аналитически описать усталостную кривую с помощью амплитуды полной деформации или через условное упругое напряжение. [c.398]

Влияние среднего напряжения. В большинстве практических случаев действительная величина среднего напряжения весьма неопределенна вследствие остаточных напряжений. Поэтому желательно (и это было бы большим облегчением для расчета), чтобы кривая зависимости допускаемое напряжение — число циклов до разрушения была скорректирована в достаточной степени, и, кроме того, определить допустимое максимально возможное влияние на долговечность среднего напряжения. Степень корректировки может быть установлена по рис. 2.10. При среднем напряжении, равном нулю, амплитудой переменного напряжения, вызывающей разрушение за N циклов, будет Одг. Так как среднее напряжение возрастает по направлению ОС, предельная (для разрушения за N циклов) амплитуда переменного напряжения уменьшается по линии ЕС. При попытке увеличения среднего напряжения дальше точки С произойдет пластическая деформация, поэтому среднее напряжение не может быть больше абсциссы точки С. Следовательно, точка С показывает наибольшую величину ст , которая влияет на долговеч- [c.59]

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]

По долговечности область малоцикловой усталости составляет от V4 (статическое разрушение) до примерно 5-10 циклов. Для титановых сплавов, в отличие от сталей, характерно соотношение чем ниже амплитуда напряжений, тем меньше влияние среды. При снижении амплитуды напряжений до уровня, при котором в вершине надреза локальная деформация не превышает 2бт (бт —суммарная деформация, возникающая при напряжении, равном пределу текучести), не происходит нарушений пассивной пленки и долговечность в коррозионной среде приближается к долговечности на воздухе независимо от длительности пребывания сплавов в среде. Например, в 3%-ном Na l отсутствовало влияние среды на малоцикловую долговечность сплава ВТ5-1 при амплитуде напряжений до 0,4от и времени выдержки при максимальной нагрузке от 0,05 до 1800 с [438]. [c.177]

Разрушение материала при действии циклически меняюш,ихся напряжений принято называть усталостным разрушением. Способность материала сопротивляться действию циклических нагрузок характеризуется двумя показателями амплитудой напряжения (или деформации 8о) и выносливостью — числом циклов нагружения JV, при котором материал разрушается. [c.240]

Испытание в условиях симметричного знакопеременного режима исключает накопление остаточных деформаций в образцах и в ряде случаев больше соответствует режиму эксплуатации, по сравнению с испытаниями в условиях знакопостоянного цикла. К таким испытаниям относится определение усталостной выносливости образцов при знакопеременном изгибе на мапшне ДИЗПИ на образцах гантелевидной формы с частотой деформации 1000 и 3000 цикл/мин и деформацией до 30%. По истечении 10 мип испытания проводят замер вращающего и изгибающего моментов и температуру поверхности образца. Динамический модуль внутреннего трения, представляющий отношение амплитуды напряжения к амплитуде деформации, и модуль внутреннего трения, зависящий от механических потерь цикла и амплитуды деформации вычисляют по соответствуюпщм формулам. [c.143]

При большой частоте деформации жидкая агрессивная среда сильно отводит теплоту от полимера. Этот эффект особенно сказывается, если ЖИДКОСТЬ, смачивающая полимер, имеет возможность легко испаряться с его поверхности. Так, в опытах на многократный изгиб при одновременной подаче жидкости на пластинку из поро-пласта, контактирующего с испытываемым образцом, долговечность винипласта, полиформальдегида, полипропилена, смачиваемых водной дисперсией ядохимикатов, была больше, чем в воздухе Аналогичное влияние на долговечность полиамида оказывают легко нспаряюпщеся жидкости (вода, спирт и бензин), в то время как смачивание маслами и глицерином на долговечность полиамида не влияло. Последние опыты проводились при частоте 3000 циклов/мин (изгиб с вращением при заданной амплитуде напряжения). [c.174]

Когда среднее значение напряжения не равно нулю, этот метод представления неудобен. Тогда результаты представляются в виде графика амплитуды напряжения (или деформации) от средней амплитуды с числом циклов до разрушения в качестве параметра (см. рис. 7.6 из работы Овна и Смита [21]). Это соотношение между тремя переменными в принципе не отличается от рельефной карты (диэлектрические потери — частота—температура) (см. рис. 3.3) и семейства кривых ползучести (см. рис. 5.5), но его практическое получение требует значительно большего экспериментального времени и значительно большего расхода образцов. Так, для диэлектрической рельефной карты требуется только один образец, поскольку система линейна, а испытание относится к неразрушающим. Рельефная карта ползучести требует несколько образцов, по одному для каждой амплитуды напряжений, поскольку система уже нелинейна и образцы редко могут быть повторно использованы. Карта же динамической усталости требует один образец, а желательно несколько — для каждой точки на параметрической кривой. , [c.147]

В работах [145, 146] приводятся данные об ускорении релаксации напряжения резин при наложении на статическую деформацию периодической деформации при инфразвуковых частотах (0,25—25 Гц). По аналогии с процессом виброползучести такой процесс назван виброрелаксацией (рис. 35, б). Исследовались резины, наполненные техническими углеродами различного типа. Испытания проводились при 20 °С по одной из трех схем, показанных на рис. 8.36. Образец деформировали и некоторое время выдерживали при заданной деформации, численно равной средней деформации за цикл Бо (схема а), минимальной деформации за цикл (схема б) и максимальной деформации за цикл 2 (схема в). При этом определяется статическая релаксация напряжения o(t). Затем образец подвергается периодической деформации с амплитудой 5%, и наблюдается релаксация напряжения в процессе действия вибраций. При проведении испытаний по схеме а определяется среднее напряжение за цикл Oo(i)i по схеме б — ми- [c.279]

В области выше 20° С усталостная прочность изменяется с повышением температуры аналогично пределу прочности однако у стареющих сталей наибольшее значение усталостной прочности может наблюдаться при более нысокой температуре, чем наибольшее значение предела прочности. Отношение усталостной прочности к пределу прочности с повышением температуры сначала в общем несколько снижается, а затем повышается до величин, больших чем при 20° С, При высоких температурах вследствие наступающей деформации предел усталости в противоположность пределу ползучести теряет свое практическое значение. В этом случае, особенно при более высоких средних напряжениях, допускаемая амплитуда напряжений должна устанавливаться с учетом допускаемой остаточной деформации или скорости деформации для заданного предельного числа циклов нагрузки [33]. [c.286]

В результате повторных местных деформаций, включающих и необратимую составляющую, размер s увеличивается до известных пределов, однако одновременно быстро снижается способность материала к местным деформациям, что приводит к прогрессивному уменьшению произведения (se ,ax) У края трещины по мере увеличения числа циклов нагружения. При достижении значения предельного напряжения, определяемого поформуле (19), равного уровню напряжения в остальной части сечения, происходит следующий скачок трещины. Чем выше амплитуда напряжения, тем меньше число циклов нагружения, необходимое для дальнейшего роста трещины после остановки. При высоком иапряжении (о > Оо) развитие трещины протекает практически равномерно. Этапы отчетливо выражены только прн низких напряжениях, незначительно превышающих нижнее предельное значение Oq- На практике амплитуда напряжения от основной нагрузки детали бывает невелика, однако встречаются перегрузки. В этих условиях развитие трещины зависит, именно, от кратковременных перегрузок и от величины соответствующих импульсов напряжения. Прн этом число циклов нагружения до [c.106]