Ответы на Экз. программу Ворд / шпоры ворд / 4.Циклич.напряж / 4.1.Цикл.Разрушение
.doc4.1.Цикл.Типы разрушения
Усталостное разрушение- процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных во времени напряжений, приводящих к образованию трещин, их развитию и разрушению материала.
Цикл- совокупность последовательных напряжений за период.
Циклическая долговечность (N_сигма)- число циклов до напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины или до усталостного разрушения.
Для элементов с переменными во времени нагрузками необходимо производить проверку прочности с учетом сопротивления усталости.
Статика: СИГМА=СИГМА(x,y,z)
P(t)=P=const.
Условие разрушения: СИГМА=СИГМАв – предел прочности
Рис.4.1
Динамика: СИГМА= СИГМА(x,y,z,t)
Простейший вариант: зависимость от времени – периодическая. P(t),СИГМА(t) – периодические функции ,т.е СИГМА(t+T)=СИГМА(t)
СИГМАs=max|СИГМА(t)|
-разрушение длительный процесс
-разрушение при напряжении СИГМАs<СИГМАв
Рис.4.2
СИГМАм=(СИГМАmax+СИГМАmin)/2- среднее напряжение
СИГМАа=(СИГМАmax-СИГМАmin)/2- амплитудное напряжение(всегда положительное)
Коэффициент асимметрии цикла – r=СИГМАmin/СИГМАmax
Переменности напряжений недостаточно для образования трещин. Необходимо, чтобы эти напряжения превышали некоторую величину – предел выносливости СИГМА_-1.
Циклы:
|СИГМАm|>=СИГМАа – знакопостояные циклы
|СИГМАm|<СИГМАа – знакопеременные циклы
Частные случаи циклов:
а) Постоянный цикл: СИГМА(t)=const, СИГМАmax= СИГМАmin=СИГМАm,СИГМАа=0,r=1
б) Симметричный цикл: СИГМАm=0,СИГМАmax=СИГМАа, СИГМАmin=-СИГМАа,r=-1
в) Пульсационный цикл: СИГМАmax>0, СИГМАmin=0, СИГМАm=СИГМАа=СИГМАmax/2>0,r=0
и др.
Типы разрушения:
1.Квазистатическое разрушение
СИГМАs примерно равна СИГМА_-1, N*-10^2. Происходят значительные пластические деформации
2.Малоцикловая усталость
СИГМАs примерно равна СИГМАт, N*-10^2-10^4. Заметные пластические деформации
3.Многоцикловая усталость
СИГМАs<СИГМАt(предел текучести), N*-10^4-10^7. Разрушение хрупкое.
Характер разрушения при многоцикличной усталости
Локальные источники концентрации напряжений (микротрещины, включения и т.п)
-
При действии циклической нагрузки – происходит рост микротрещин
-
Слияние микротрещин, образование макротрещин, т.е. уменьшение рабочей площади сечения.
За счет этого – рост фактических напряжений.
Fo – начальная площадь сечения
СИГМАном=p/Fo
Fnt-фактическая площадь
СИГМАnt=p/Fnt
Рис.4.3.
0<=t<=t` - развитие микротрещин
t`<=t<=tразр - развитие макротрещин
t=tразр – разрушение