Cтраница 1
Термическая усталость - это разрушение материала под действием циклических изменений температуры, которые возбуждают переменные температурные напряжения. Однократное изменение температуры с высокой скоростью носит название теплового удара. При тепловом ударе, так же как при термоциклировании, возникшие температурные поля и обусловленные ими температурные напряжения могут привести к разрушению образца. [1]
Термическая усталость - малоцикловая низкочастотная усталость, которая характеризуется тем, что возбуждение переменных температурных напряжений в материале обусловливается циклическим изменением температуры. Величина напряжений и деформаций при термоусталостном нагружений зависит от характеристик теплопроводности, теплопередачи и термического расширения мате риала. [2]
Термическая усталость является результатом сложного процесса изменения структуры материала, накопления повреждений в условиях термопластического деформирования. [3]
Термическая усталость является результатом деформации, которая возникает из-за стесненности термического расширения детали, связанного с возникновением температурных градиентов; термическая усталость может привести к растрескиванию детали. Деформация, порождающая термическую усталость, представляет собой произведение коэффициента термического расширения на изменение температуры. Хорошим способом моделировать термическую усталость является испытание на малоцикловую усталость при постоянной амплитуде деформации. Петля гистерезиса, соответствующая такому методу испытаний, представлена на рис. 7.15. Верхняя часть рис. 7.15 характеризует петлю гистерезиса при испытаниях суперсплавов в обычной отливке. А на нижней части рисунка, относящейся к суперсплавам направленной кристаллизации, показано, что чем ниже модуль упругости, тем уже петля гистерезиса. Такая связь объясняется тем, что, во-первых, предел текучести у низкомодульного сплава направленной кристаллизации равен пределу текучести высокомодульного сплава для обычных отливок и, во-вторых, более низкий модуль упругости требует меньшей пластической деформации, чтобы достигнуть той же самой полной деформации. [4]
Термическая усталость часто проявляется в деталях поршневых дизельных двигателей, в колесах железнодорожных локомотивов, в теплообменниках, штампах, валках прокатных станов, на тормозных барабанах, в паровых котлах, в электроосветительной аппаратуре и прочих деталях и узлах, работающих в условиях нестационарных температурных режимов, главным образом при запусках и остановках. В качестве типичных деталей, испытывающих в работе переменные напряжения вследствие теплосмен, можно привести также жаровые трубы камер сгорания, сопловые лопатки и охлаждаемые рабочие лопатки реактивных авиадвигателей; сплошным неохлаждаемым рабочим лопаткам это явление менее свойственно. [5]
Термическая усталость - малоцикловая низкочастотная усталость, которая характеризуется тем, что возбуждение переменных температурных остаточных напряжений в материале обусловливается циклическим изменением температуры. [6]
Термическая усталость часто проявляется в деталях поршневых дизельных двигателей, в колесах железнодорожных локомотивов, в теплообменниках, штампах, валках прокатных станов, на тормозных барабанах, в паровых котлах, в электроосветительной аппаратуре и прочих деталях и узлах, работающих в условиях нестационарных температурных режимов, главным образом при запусках и остановках. В качестве типичных деталей, испытывающих в работе переменные напряжения вследствие теплосмен, можно привести также жаровые трубы камер сгорания, сопловые лопатки и охлаждаемые рабочие лопатки реактивных авиадвигателей; сплошным неохлаждаемым рабочим лопаткам это явление менее свойственно. [7]
Термическая усталость - разрушение от периодически возникающих и изменяющихся во времени термических напряжений, обусловленных расширением металла деталей при нагревании или сжатием при охлаждении. При быстром нагреве или охлаждении поверхности толстостенной детали по ее сечению возникает перепад температур. Разность температур в детали приводит к образованию термических напряжений. Так, в нагреваемом стержне наружные слои нагреваются сильнее. Если бы они не были связаны с внутренними слоями, то длина их увеличилась бы в соответствии с законом линейного расширения, однако внутренние, более холодные слои препятствуют этому расширению. В результате этого наружные слои оказываются сжатыми, а внутренние - растянутыми. При охлаждении характер напряжений изменяется в обратном порядке. [8]
Термическая усталость - явление разрушения металлов под действием циклических температурных напряжений, возникающих в результате периодических колебаний рабочей температуры и вызывающих температурные расширения, опасные для прочности. [9]
Термическая усталость особенно в начальной стадии приводит преимущественно к повреждаемости границ зерен, причем трещины на поверхности металла имеют вид разветвленных паучков. [10]
Термическая усталость связана не только с величиной приложенных нагрузок, но и с тепловым расширением и теплопроводностью металлов. Линейные и объемные изменения размеров деталей при их нагревании и охлаждении не всегда обратимы. При частых сменах температур могут появиться остаточные деформации, которые суммируются с деформациями, появляющимися от приложения еще и внешних нагрузок. Все это значительно ускоряет разрушение. При этом остаточная деформация, возникающая при частых сменах температур, и сама по себе может быть настолько значительной, что может нарушить нормальную работу отдельных деталей, затрудняя эксплуатацию всей конструкции. [11]
Термическая усталость г ( склонность материала к образованию трещин в результате чередования нагревов и охлаждений) - явление, аналогичное механической усталости, рассмотренной выше. [12]
Количественно термическая усталость оценивается числом теплосмен при заданном температурном перепаде и уровне температуры. [13]
Термическая усталость поверхностного слоя валка вызывается циклическими изменениями температуры. Участок поверхности валка, контактирующий с горячим металлом во время вращения, в результате нагрева стремится к расширению. Этому противодействуют соседние области, что приводит к возникновению сжимающих напряжений. После выхода участка из контакта с металлом происходит изменение знака напряжений с сжимающих на растягивающие. [14]
Термической усталости подвержены детали, испытывающие теплосмены. Этот тип разрушения описан еще Д. К. Черновым ( 1912 г.), который исследовал причины растрескивания внутренних поверхностей орудийных стволов. По существу термоусталость представляет собой малоцикловую усталость в неизотермических условиях нагружения, поэтому характеристики могут быть определены из соответствующих испытаний при независимых ( но надлежащим образом синхронизированных - синфазных) циклических силовом и тепловом воздействиях. Возможности таких установок при их надлежащем оснащении весьма широки. [15]