Накопление - циклическое повреждение
Cтраница 1
Накопление циклического повреждения отражает деформирование материала как макронеоднородной и микронеоднородной среды. [1]
При оценке циклической прочности наиболее нагруженных элементов теплообменника БН-600 учитывалось, что накопление длительных статических и циклических повреждений происходит в большинстве рассматриваемых зон конструкции в условиях воздействия агрессивной среды и в температурном диапазоне, для которого необходимо учитывать возможность возникновения повторных деформаций ползучести. [2]
Рассматриваются основы методов испытаний материалов и расчетов элементов конструкций при повышенных температурах с учетом накопления длительных статических и циклических повреждений. [3]
Отмеченное обстоятельство говорит о необходимости определения для каждой рассматриваемой стали или сплава при изучении закономерностей накопления длительных циклических повреждений эффектов знака напряжений при выдержке в исследуемом интервале температур. Такие данные могут быть получены в режимах испытаний типа базовых режимов, показанных на рис. 1.2.1, в-е. При этом оценка повреждений для материалов и режимов нагружении с большим повреждающим эффектом выдержки того или иного знака должна производиться с использованием соответствующей базовой кривой усталости ( режим - рис. 1.2.1, в, д), отражающей снижение долговечности при наличии односторонней выдержки. Неучет названных обстоятельств может привести к ошибке порядка до двух и более раз в оценке накопленного усталостного повреждения. [4]
Развитие теории приспособляемости позволяет предварительно охарактеризовать критерии предельных состояний по стабилизации полей деформаций, по накоплению формоизменения, по накоплению циклического повреждения. [5]
Основными причинами повреждения барабанов котлов являются: высокие номинальные и местные ( as 2 - 3 5) циклические напряжения от запусков и остановов котлов; накопление циклических повреждений от термических напряжений, связанных с пульсациями тепловых потоков и регулированием мощности; повышенные остаточные напряжения в зонах приварки труб; наличие исходных дефектов как в основном металле, так и в сварных соединениях; накопление повреждений от коррозии и деформационного старения. Хрупкое разрушение барабанов паровых котлов может происходить в процессе гидро-испытаний при напряжениях Ниже предела текучести после заварки обнаруженных трещин. Для анализа прочности барабанов котлов в эксплуатации были осуществлены обширные исследования напряжений, деформаций и температур в программных и аварийных режимах, которые выявили условия образования местных упругопластических деформаций, превышающих предельные упругие в 1 5 - 2 раза. При испытаниях лабораторных образцов, вырезанных из серединных слоев поврежденных барабанов котлов было обнаружено незначительное ( до 10 %) уменьшение характеристик механических свойств: предела текучести, предела прочности и относительного сужения. Было установлено, что наличие окисных пленок существенно ( до 40 %) снижает сопротивление циклическому разрушению. [6]
Использование уравнений состояния для оценки прочности и ресурса циклически нагруженных элементов конструкций и деталей машин позволяет проанализировать кинетику деформаций в наиболее напряженных зонах и рассмотреть процесс накопления циклических повреждений по мере приближения к предельным состояниям. К числу наиболее исследованных в теоретическом и экспериментальном плане относятся особенности протекания циклических упругопластических деформаций и параметры соответствующих уравнений состояния при изотермическом нагружении для двух основных режимов нагружения - с заданными амплитудами напряжений и с заданными амплитудами деформаций. В результате этих исследований сформулированы свойства и виды уравнений обобщенных диаграмм циклического деформирования, получившие применение в расчетах прочности. [7]
Ниже дается характеристика условий работы ряда конструкций и причин их разрушения, показывающая важность не только раздельного обоснования сопротивления циклическому и хрупкому разрушению, но и учета влияния накопления циклических повреждений на возникновение хрупких состояний. [8]
Число трещин в обшивке у концов стрингеров, у люков, в полках и стенках лонжеронов связано экспоненциальной зависимостью с эквивалентным временем полета, что указывает на значительную роль накопления циклических повреждений. В деталях авиационных конструкций ( сосуды гидросистемы, проушины, болты, шпильки, цилиндры шасси), изготовленных из высокопрочных сталей с пределом текучести более 1200 МПа, наряду с ростом трещин от циклических нагрузок наблюдается также их замедленное развитие под действием статических нагрузок, заканчивающееся хрупким разрушением. [9]
В связи с рассмотренными особенностями деформирования и разрушения резьбовых соединений, работающих в широком диапазоне температур, важное значение может иметь температурный фактор, способствующий возникновению дополнительных деформаций ползучести, снижению усилий предварительного затяга и накоплению длительных статических и циклических повреждений. Оценка сопротивления малоцикловому разрушению резьбовых соединений при высоких температурах может быть осуществлена по критериям длительной циклической прочности ( см. гл. Понижение температур эксплуатации приводит к возможности возникновения хрупких разрушений резьбовых соединений на ранних стадиях развития трещин малоциклового нагружения. [10]
В соответствии с изложенным рассеяние характеристик хрупкого разрушения сталей широкого применения увеличивается при переходе от статического к динамическому разрушению, при наличии высоких остаточных напряжений от сварки ( особенно в сочетании с повышенной концентрацией напряжений) и в связи с накоплением циклических повреждений. [11]
В первом приближении, идущем в запас при расчетах длительной циклической прочности, время т при оценках а, [ и а) ьт принимают равным времени работы рассматриваемого элемента при температурах выше 350 С для низколегированных сталей и выше 450 С для аустенитных нержавеющих сталей. При этом также предполагается, что накопление циклических повреждений происходит в конце времени т, когда характеристики прочности и пластичности принимают минимальное значение. [12]
Необходимость исследования закономерностей сопротивления циклического деформирования материалов в условиях малоциклового, длительного циклического и неизотермического нагружении определяется, как было рассмотрено выше ( см. гл. Это в свою очередь позволяет рассмотреть процесс накопления циклических повреждений с целью расчетной оценки прочности и долговечности элементов конструкций. [13]
Несущая способность деталей имеет естественный разброс, соответствующий их качественному изготовлению. В результате взаимодействия этих факторов могут возникнуть отказы из-за разового превышения нагрузкой несущей способности детали или накопления циклических повреждений, или изнашивания. Между этими видами отказов существует определенная зависимость: 1) часто рассматривается один и тот же процесс нагружения, который может вызвать отказы трех типов; 2) между характеристиками статической и циклической прочности существует вероятностная связь; 3) изменения в детали, вызванные циклическими повреждениями или изнашиванием, могут повлиять на статическую прочность. В то же время, как показывает опыт расчетов, возможна оценка надежности деталей в предположении независимости вероятности безотказной работы по этим трем предельным состояниям. [14]
 |
Зависимость долговечности от температуры.| Зависимость относительного повреждения d от температуры. [15] |
Страницы: 1 2